教学大纲

《机械测试技术》课程教学大纲

课程代码:
课程名称：机械测试技术基础                     
课程类型: 理论+实践课
总 学 时：48  实践课时比例：25%
学　　分：3
适用对象: 机械制造及自动化专业、电气工程及其自动化专业
先修课程：《电路基础》、《工程数学》、《机械控制工程基础》

一、课程性质、目的和任务 

    机械测试技术基础课程是机械制造及自动化专业各专业方向的一门技术理论与实践相结合职业知识的课程。其目的是使学生了解机械工程动态测试中常用的传感器，掌握信号调理电路及记录仪器的工作原理，测量装置基本特性的评价方法，测试信号的分析和处理，以及常见物理量的测量方法，培养学生分析问题与解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础。

二、教学基本要求 

    本课程以机械工程动态测试中常用的传感器为研究对象，以掌握信号调理电路及记录仪器的工作原理，测量装置基本特性的评价方法，测试信号的分析和处理为重点。学完本课程应达到以下基本要求：
    1．掌握信号的分类与描述、理解周期信号与离散频谱等。
    2．掌握其外特性、主要参数和等效电路，并能正确选择和应用。
    3．了解传感器的分类及常用传感器的结构、工作原理等。
    4．理解调制、解调的概念及滤波器的选用。
    5．掌握信号的相关分析及其功率谱分析等。
    6．掌握常用位移传感器的工作原理及应用。
    7．掌握振动的激振及其振动的测量方法等。

三、教学内容及要求 

    1. 信号及其描述部分
        ①了解测试技术概况及测量的基础知识
        ②掌握信号的分类与描述
        ③掌握周期信号与离散频谱
        ④掌握瞬变非周期信号与连续频谱
    2. 测试装置的基本特性部分
        ①掌握测量装置的静态特性
        ②掌握测量装置的动态特性
        ③理解测试装置对任意输入的影响
        ④理解实现不失真测量的条件
        ⑤了解测量装置动态特性的测量
        ⑥了解负载效应及测量装置的抗干扰
     3. 常用传感器部分
        ①了解常用传感器分类
        ②了解机械式传感器及仪器
        ③掌握电阻、电容与电感式传感器的结构及工作原理
        ④掌握磁电、压电与热电式传感器的结构及工作原理
        ⑤掌握光电传感器的结构及工作原理
        ⑥掌握光纤传感器的结构及工作原理
        ⑦掌握半导体传感器的结构及工作原理
        ⑧了解红外测试系统的结构及工作原理
        ⑨了解激光测试传感器的结构及工作原理
        ⑩理解传感器的选用原则
     4. 信号调理、处理和记录部分
        ①掌握电桥的工作原理
        ②理解调制与解调器
        ③掌握滤波器的分析计算方法
        ④掌握信号的放大及测试信号的显示与记录
     5. 信号处理初步部分
        ①掌握数字信号处理的基本步骤
        ②理解信号数字化出现的问题
        ③掌握信号相关分析及其应用
        ④了解功率谱分析及其应用
        ⑤了解现代信号分析方法
     6. 位移的测量部分
        ①掌握常用的位移传感器的结构及工作原理
        ②理解位移测量的实际应用
     7. 振动的测试部分
        ①掌握惯性式传感器的力学模型
        ②理解振动测量传感器的工作原理

四、实践环节  

    （一）实验
    机械测试技术实验安排在课程内，开设6个实验：
      1．金属箔式应变片性能—单臂电桥                   2学时
      2．应变片的温度影响                               2学时
      3．热电偶原理及现象                               2学时
      4．金属箔式应变片―交流全桥                       2学时
      5．电涡流式传感器的静态标定                       2学时
      6．霍尔式传感器的特性—直流激励                   2学时
    （二）选做的实验
      1．电涡流式传感器的应用－振幅测量
      2．差动螺管式电感传感器振动时的动态性能
      3．霍尔式传感的特性—交流激励
      4．磁电式传感器的性能
      5．光纤位移传感器静态实验

五、课外习题及课程讨论 

    为达到本课程的教学基本要求，课外习题（包括自测题）不应少于90题。

六、主要授课方式  

    多媒体教学

七、各教学环节学时分配 

八、考核方式

 
    笔试+实作

九、推荐教材和教学参考书

   教  材：《机械工程测试技术基础》，熊诗波主编，机械工业出版社，2007年

   参考书：

   1、《机械工程测试、信息、信号分析》，卢文祥主编，华中科技大学出版社，1999年
   2、《测试技术基础》， 王伯雄主编，清华大学出版社，2003年
   3、《机械工程测量学》，郑叔芳、吴晓琳主编，科技出版社，2004年
   4、《信号与系统》，曾禹村、张宝俊主编，北京理工大学出版社，2009年
   5、《传感器实际应用电路设计》，黄贤武、曲波主编，电子科技大学出版社，1997年
   6、《工程测试技术》，冯凯昉主编，西北工业大学，2011年
   7、《传感器原理(第三版)》，田裕鹏、姚恩涛株主编，科学出版社，2007年

    教材性质：“十五”国家级规划教材

十、说明 

     大纲制订人：孔令宇
     大纲审定人：
     制订日期：