010131029-机械工程测试技术基础教学大纲
《机械工程测试技术 第3版》教案大纲
《机械工程测试技术》教学大纲一、课程基本信息二、课程性质和课程目标1．课程性质《机械工程测试技术》是面向机械及近机械类专业开设的一门专业技术基础课。
本课程培养学生具备从事测试工作、特别是动态测试工作所必需的基础知识，并熟练运用研究动态测试的基本理论和基本方法，为今后从事机械工程测试工作打下坚实的理论基础。
2. 课程目标课程目标1：能理解测试技术的基本概念，具备测试技术的基础理论知识，掌握基本的测试应用技术，具有独立分析测试系统的基本能力，并能提升科学素养。
课程目标2：能掌握测量系统的静态和动态特性，理解各类传感器的工作原理与结构特点，并了解其技术前沿及发展趋势。
课程目标3：能运用常见测量系统的频率特性，分析调制与解调、滤波等基本电路，应用信号分析与处理技术，识别和判断机械领域的复杂工程问题的内在规律和关键参数。
正确评价解决方案对安全的影响，并理解应承担的责任。
课程目标4：能够选择恰当的软件工具或传感器，建立有效的测试系统，对复杂机械工程问题进行动态测试，并对获取的信号进行科学分析。
同时综合考虑公众安全及环保等因素，自觉履行责任，具备科技报国的家国情怀与使命担当。
四、课程目标与教学内容、方法及学习成果的对应关系1. 课程目标与教学内容的对应关系2.学习内容、学习成果及学时安排五、教学方法和学习建议1. 教学方法建议根据本课程的特点，确立学生中心、产出导向、持续改进的教育理念，按照模块化教学思想，有针对性的应用板书教学、多媒体教学、视频教学、网络教学、工程实例、实验教学、软件仿真等手段优化教学过程，激发学生的热情，以小组讨论与问题启发方式发挥学生的主体作用，真正做到“授人以鱼，更要教人以渔”。
采用形式多样的课程教学方式，包括：(1)传统教学与多媒体教学结合法：板书和多媒体教学相结合，采用动画、实物演示等，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。
(2)案例教学法：对于每一知识模块，通过分析和研究已有的案例组织教学，使学生在分析和学习案例的过程中，提高理论联系实际的能力，了解理论知识的工程应用。
测试技术课程教学大纲
《机械工程测试技术》课程教学大纲一、课程名称：机械工程测试技术课程负责人：汤宝平教授博导二、学时与学分：40学时 2学分三、适用专业：机械电子、机械制造及自动化、车辆工程四、课程教材：秦树人主编，《机械工程测试原理与技术》，重庆大学出版社，出版时间2002年8月五、参考教材：黄长艺编，《机械工程测量与实验技术》，机械工业出版社，出版时间2000严普强编，《机械工程测试技术基础》，机械工业出出版社，出版时间1995六、开课单位：机械工程学院七：课程目的、性质和任务课程目的：通过对本课程的学习，培养学生能合理的选用测试装置并初步掌握机械参量测试方法和常用工程试验所需的基本知识和技能，做到“选得准，用得好”，为在工程实际中完成对象测试任务打下必要的基础。
具体而言学生在学完本门课程后应具备以下的知识和技能。
①对机械工程测试工作的概貌和思路有一个比较完整的概念。
对机械工程测试系统及其各环节有一个比较清楚的认识。
并能初步运用于机械工程中某些参量的测试和产品或结构的动态特性试验。
②了解常用传感器、中间转换放大器的工作原理和性能，并能依据测试工作的具体要求进行较为合理的选用。
③掌握测试装置静、动态特性的评价、测试方法，测试装置实现不失真测量的条件，并能正确地运用于测试装置的分析和选择。
④掌握信号在基本变换域的描述方法，信号模拟分析、信号数字分析的一些基本概念；掌握信号频谱分析、相关分析的基本原理和方法并对其延拓的其他分析方法有所了解。
⑤掌握常用机械参量的测试方法、测试系统的基本原理和使用。
⑥通过本课程的学习和实践，应能对机械工程中某些参数的测试自行选择、设计测试仪器仪表、组建测试系统和确定测试方法，并能对测试结果进行必要的数据处理。
课程性质：对机械类各有关专业来说，“机械工程测试技术”是一门主干技术基础课。
本课程具有很强的实践性，在教与学的过程中应紧密联系实际。
课程任务①测量测试的方法与系统特性的教学，从而使学生达到正确的设计测试方案、正确的使用仪器设备以及正确的进行测量测试结果的分析处理的目的。
《机械工程测试技术基础》教学大纲
《机械故障诊断基础》教学大纲课程类别：选修课(专业课)适用专业；机械设计制造及其自动化执行学时：24学时一、本课程在培养计划中的作用（一）本课程是一门专业课，研究的内容为机械系统动态信号处理与分析及以上内容在典型机械零部件运行过程中的状态分析与识别。
在本课程中，培养学生利用所学知识正确分析与判断典型机械零部件运行过程中的状态的技能，并了解掌握故障诊断知识的更新及发展动向。
（二）基本要求1 、从进行机械故障诊断所必备的基本知识与方法出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识：（1）机械系统动态信号处理与分析方法（2）转轴组件的振动特性的描述及故障分析方法。
（3）滚动轴承的振动特性的描述及故障分析方法。
（4）齿轮箱的振动特性的描述及故障分析方法。
（5）红外检测技术。
（6）润滑油样分析。
2 、本课程实践性很强，所以实验课是达到本课程教学要求和使学生经受工程技术训练必不可少的环节。
开设实验应不少于6学时，重点为典型机械零部件运行过程中振动信号的测试与分析，典型故障信号的分析与故障判断。
（三）与其它课程的联系在学习本课程之前应具有《机械工程测试技术基础》课程的知识。
讲课学时的分配：概述 1 学时信号分析方法及应用 3 学时机械故障诊断依据的标准 2学时转轴组件的振动特性描述及故障分析 2 学时滚动轴承的振动特性的描述及故障分析 2学时齿轮箱的振动特性的描述及故障分析 2 学时红外检测技术 2学时润滑油样分析 2 学时实验 6学时总讲课学时 22学时考试 2 学时二、课程内容的重点、先进性、实用性和特点本课程属专业课，与前设课程《机械工程测试技术基础》课程衔接紧密，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试及状态判断中。
近年来，随着传感技术、电子技术、信号处理与计算机技术的突破性进展，《机械故障诊断基础》课程从理论、方法到应用领域都发生了很大的改变。
要求本课程的讲授要知识面广、实践性强，结合新理论、新方法及新的使用领域，使学生了解前沿动态。
机械工程测试技术基础第1章
本章将介绍机械工程测试技术的基础知识，包括概述、测试仪器与设备、测 试方法与标准以及数据采集与分析。了解这些知识将对从事机械工程测试工 作的人员和学生有很大帮助。
概述
• 机械工程测试技术的定义 • 为什么学习机械工程测试技术 • 机械工程测试技术的应用领域
测试仪器与设备
常见的机械工程测试仪器
介绍一些常用的机械工程测试仪器，包括测量仪器和实验设备。
测试仪器的原理和工作原理
解释一些常用测试仪器的原理和工作原理，帮助人们理解其工作机制。
选择适合的测试仪器和设备的重要性
讲述在进行机械工程测试时选择适合的测试仪器和设备的重要性。
测试方法与标准
常用的机械工程测试 方法
介绍一些常用的机械工程测试 方法，例如拉伸测试、硬度测 试等。
测试方法与标准的关 系
解释测试方法与标准之间的关 系，以及如何根据标准进行测 试。
如何选择合适的测试 方法和标准
给出选择合适的测试方法和标 准的建议，以便获得准确可靠 的测试结果。
ห้องสมุดไป่ตู้
数据采集与分析
1 数据采集的方法和技巧
讲述机械工程测试中常用的数据采集方法和技巧，如传感器、数据记录仪等。
2 数据分析与处理
介绍数据分析与处理的重要性，以及一些常用的数据分析方法。
3 数据可视化与报告
讲述如何将测试数据进行可视化，并生成专业的测试报告。
机械工程测试技术基础教学大纲
机械工程测试技术基础教学大纲一、课程简介本课程旨在为机械工程专业学生提供测试技术基础知识与技能培养，使其掌握机械工程测试技术的基本理论和实际应用能力。
通过理论和实践相结合的方式，学生将学习机械系统测试的基本原理、常用测试方法和测试过程中的数据处理与分析技术。
二、教学目标本课程主要目标如下： 1. 熟悉机械工程测试领域的基本概念、原理和方法； 2. 学习机械系统测试的常用仪器设备和测试技术； 3. 掌握测试过程中的数据采集、数据分析与结果处理方法； 4. 培养学生的问题解决能力和创新意识； 5. 培养学生的实验操作和数据分析的能力。
三、教学内容本课程的教学内容包括以下几个方面： 1. 机械工程测试的基本概念和原理 - 测试的定义和分类 -测试的基本原理 - 测试的误差和精度控制 2. 机械系统测试的常用仪器设备 - 传感器和测量仪器的选择和应用 - 信号调理和放大技术 - 数据采集与处理系统 3. 机械工程测试的常用方法和技术 - 静态测试方法和技术 - 动态测试方法和技术 - 频率响应测试方法和技术 - 振动测试方法和技术 4. 机械系统测试的数据采集与处理 - 数据采集系统的构建和配置 - 数据采集方法和技术 - 数据处理与分析方法 5. 实验设计与实施 - 实验设计的基本原则和方法 - 实验方案的制定和实施 - 实验数据的收集和分析 - 实验结果的评估和总结四、教学方法本课程采用理论教学与实践教学相结合的方式进行教学，重点注重学生实际操作能力的培养。
具体教学方法包括：1. 理论讲授：通过课堂讲解、案例分析等形式，讲解机械工程测试技术的基本概念、原理和方法。
2. 实验操作：通过实验室实践，使用仪器设备进行数据采集和测试操作，培养学生的实验操作能力。
3. 讨论和研讨：组织学生进行课程相关问题的讨论和研讨，促进学生的学习交流和思维能力的培养。
4. 课程设计：组织学生进行实验方案设计和实施，通过自主学习和合作学习，培养学生的问题解决和创新能力。
机械工程测试技术基础讲稿(第二部分)
在本讲稿的第一部分中，我们介绍了机械工程测试技术的基本概念。在本讲 稿的第二部分中，我们将深入探讨现阶段的机械工程测试技术及其应用。
现阶段的机械工程测试技术
1 非破坏性测试
2 破坏性测试
通过测量和分析材料和结构的特征，以 确定其性能和质量。
通过将材料和结构加载到破坏点以评估 其强度和耐久性。
3 可靠性测试
4 环境测试
确定产品在实际使用条件下工作的可靠 性和寿命。
评估产品在不同环境条件下的性能。
测试方法和目的
1 实验室测试
使用标准化设备和程序对材料和结构进行控制和监测。
2 现场测试
在实际工作环境中对产品进行测试，以评估其性能和可靠性。
3 目的
确定产品的强度、耐久性、可靠性，并提供改进建议。
测试飞机、卫星、火箭等 的结构和材料。
能源工程
测试发电设备、输配电系 统等的性能。
机械工程测试技术的发展趋势
1
自动化
测试过程的自动化和智能化。
2
数字化
利用计算机模拟和仿真进行测试。
3
绿色化
减少对环境的影响，提高测试的可持续性。
机械工程测试技术的分类
材料测试
对金属、塑料等材料进行 物理、化学、力学等方面 的测试和分析。
结构测试
对组件、装配体和整体结 构进行性能和安全性测试。
可靠性测试
对产品在实际使用条件下 的可靠性和寿命进行测试 和评估。
常见的机械工程测试技术
拉伸测试
评估材料的强度和延展性。
冲击测试
评估材料的抗冲击性能。
疲劳测试
评估材料和结构在交变载荷条件下的寿命。
机械工程测试技术教学大纲
《机械工程测试技术》教学大纲适用专业：机械设计制造及其自动化（本科）专业学时：32学时一、课程性质和任务本课程是面向机械设计制造及其自动化本科专业开设的一门专业基础课，重点讲授基本测试理论及常用测试装置的特性和应用。
本课程的主要目的是使学生掌握研究动态测试的基本理论和基本方法，为今后从事测试工作打下坚实的理论基础。
二、课程教学目标本课程的教学目标是：使学生具备高素质劳动者和高等职业专门人才所必需的机械工程测试技术的基本知识和基本技能，初步形成解决实际问题的能力，为学习专业知识和职业技能打下基础，并注意渗透思想教育，逐步培养学生的辩证思维，加强学生的职业道德观念。
通过本课程的学习，使学生达到以下要求：懂理论和原理；会选择和使用；能维护和修理。
（一）基本知识教学目标1、掌握测试系统的组成及各部分的工作原理和功能。
2、掌握动态测试的基本理论及实际测试系统的环节和组成。
3、掌握信号的时域和频域的描述方法，掌握频谱分析、相关分析及功率谱分析的基本原理和应用，了解数字信号分析的基本概念、方法。
4、掌握测试装置的动、静态特性的评价方法和实现不失真测试的条件，并能正确选择和分析测试装置。
5、掌握中间变换电路及记录仪器的工作原理和基本特性，并能正确地选用。
（二）能力教学目标：1、能正确使用常用的测试工具、仪表。
2、具有借助手册等工具书和设备铭牌、产品说明书、产品目录等资料，查阅测试仪器的有关数据、功能、使用方法的能力。
3、会选择和使用传感器，能维护和修理。
应用电路的能力。
4、具备对测量系统进行初步分析和设计能力。
5、具有一定的解决工程实际问题的能力。
（三）思想教育目标1、初步具备辩证思维的能力。
2、具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神。
3、加强职业道德意识。
三、教学内容和要求（一）基础模块第一章绪论内容：测试技术的含义及作用；测试技术的发展概况；测试系统的组成及各环节的作用；动态测试的含义；本课程的特点和学习要求。
机械工程测试技术基础技术实验大纲-2017
机械工程测试技术基础课程实验教学大纲大纲制定（修订）时间：2017年7月课程名称：机械工程测试技术基础课程编号：010131029课程类别：专业基础课课程性质：必修适用专业：机械设计制造及自动化专业课程总学时：40实验（上机）计划学时：8开课单位：机械工程学院一、大纲编写依据1、机械设计制造及自动化专业本科生培养2017版教学计划。
2、机械设计制造及自动化专业《机械工程测试技术基础》教学大纲对学生能力的培养要求制定和对实验环节的要求。
3、近年来《机械工程测试技术基础》实验教学经验。
二、实验课程地位及相关课程的联系《机械工程测试技术基础》课程是高等工科院校机械类各个专业的专业基础必修课，是一门综合性的技术基础学科。
在机械制造领域，无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中，工程测试技术应用极其普遍，所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础，对做好机械制造专业的工作尤为重要。
而《机械工程测试技术基础》实验课是本门课程的重要教学环节，旨在以实验课的形式进一步加强学生对各类传感器与典型量检测技术的原理与应用的深入了解，使学生能够更深刻的理解测试技术的基本概念、基本理论、基本原理、实验仪器和实验方法及数据处理方法等等。
将课堂教学与实验教学有机的结合起来，提高学生的综合素质和能力。
更好的掌握机械工程测试中的各种技术手段，为将来从事技术工作和科学研究奠定扎实的基础，更好的培养学生创新精神和实践能力。
三、实验目的、性质和任务1、通过本门课实验教学，要求学生掌握信号分析与处理的基本理论，基本方法；测试技术的基本概念、理论；测试装置基本特性的分析评价方法；常用传感器的原理和应用；工程测试中常用实验仪器原理、实验方法以及数据处理方法等等。
2、对学生能力方面的培养：具有使用通用测试仪器和装置组成测试系统、以及使用专用测量仪器对典型量测量的能力。
了解数据采集与处理系统一般构成与使用。
通过实验项目的基本训练，使学生在有关传感器与检测技术实验技能方面达到下列要求：（1）能够自行或在教师指导下正确完成实验和实验报告等主要实验程序。
机械测试技术 教学大纲
机械测试技术教学大纲
摘要：
一、课程概述
二、课程性质与地位
三、教学目标和培养要求
四、课程内容与教学安排
正文：
《机械测试技术》是一门重要的机械工程基础课程，旨在培养学生的测试技术知识和实际应用能力。
该课程的教学大纲如下：
一、课程概述
《机械测试技术》是一门研究机械工程领域中测试技术的学科，主要涉及机械系统、机构、零部件和材料的各种测试方法和技术。
该课程的教学内容包括测试原理、测试方法、测试仪器和测试数据分析等方面。
二、课程性质与地位
《机械测试技术》是机械工程领域中的重要基础课程，旨在为学生提供测试技术方面的知识和技能，培养学生解决实际工程问题的能力。
该课程与机械设计、制造、运行和维护等方面密切相关，是机械工程领域中不可或缺的课程。
三、教学目标和培养要求
通过本课程的学习，学生应掌握机械测试技术的基本原理、方法和应用，了解测试技术的最新发展动态。
学生应具备以下能力：
1.能够熟练掌握机械测试技术的基本原理和常用方法；
2.能够运用测试技术解决机械工程中的实际问题；
3.能够熟练使用常见的测试仪器和设备；
4.能够对测试数据进行分析和处理。
四、课程内容与教学安排
本课程的教学内容包括机械测试技术的基本原理、测试方法、测试仪器和测试数据分析等方面。
《机械工程测试技术》课程教学大纲.doc
学习情况
上课出席、态度表现
10%
大纲编写时间：2018/9/17
系（部）审查意见：
系（部）主任签名：日期：年 月 日
注：1、课程教学目标：请精炼概括3-5条目标，并注明每条目标所要求的学习目标层次（理 解、运用、分析、综合和评价）。本课程教学目标须与授课对象的专业培养目标有一 定的对应关系
2、学生核心能力即毕业要求或培养要求，请任课教师从授课对象人才培养方案中对应 部分复制（）
3、教学方式可选：课堂讲授/小组讨论/实验/实训
4、若课程无理论教学环节或无实践教学环节，可将相应的教学进度表删掉。
3
测试装置静态特性及求取、测试装置的动态特性 描述方法及其传递函数的性质
课堂
讲授
8
二阶系统动态 特性及对典型 输入的响应、系 统实现不失真 测试的条件
3
测试装置的动态特性描述方法及其传递函数的性 质、测试装置的实现不失真测试的条件。
课堂
讲授
9
传感器概述
3
常用传感器的变换原理
10
电阻、电感、电 容传感器、压电 及其它传感器
课堂
讲授
18
计算机测试系 统与虚拟仪器
3
计算机化检测系统的组成、基本设计方法。
课堂
讲授
平时考4
19
期末考
3
综合
合计：
48
实践教学进程表
周次
实验项目名称
学时
重点与难点
项目类型(验证/综合
/设计)
教学 方式
合计：
成绩评定方法及标准
考核形式
评价标准
权重
平时成绩
作业、实作
30%
评量成绩
机械测试技术 教学大纲
机械测试技术教学大纲机械测试技术是机械工程领域中一门重要的技术学科，它涉及到各种测试方法、设备和数据分析技术。
为了使学生更好地掌握这门学科，本教学大纲旨在明确教学目标、内容、方法等各个方面，为学生提供实用的指导。
一、引言机械测试技术在现代机械工程领域中具有举足轻重的地位。
它不仅能为设计、制造、维修等环节提供依据，还能为产品质量、性能评估提供重要保障。
本课程的教学大纲将系统地介绍机械测试技术的基本概念、方法、设备及实际应用，以帮助学生建立扎实的理论基础。
二、教学内容1.机械测试基本概念：介绍测试的定义、目的、分类及测试过程中的基本参数。
2.测试方法的分类与选择：分析各种测试方法的优缺点，指导学生根据实际需求选择合适的测试方法。
3.测试设备及其应用：介绍常见的测试设备（如测量传感器、信号处理仪器等）的工作原理、特点及应用领域。
4.测试数据的处理与分析：讲解测试数据的采集、处理、显示、存储、分析等方法。
5.测试技术的实际应用案例：通过实际案例，使学生了解测试技术在机械工程中的应用价值。
三、教学目标1.掌握机械测试基本理论：使学生了解测试的基本原理，为实际应用奠定基础。
2.熟悉测试方法的选用和实施流程：培养学生根据实际问题选择合适测试方法的能力。
3.了解测试设备的工作原理和操作方法：为学生实际操作测试设备提供指导。
4.提高测试数据处理与分析能力：使学生具备对测试数据进行有效处理和分析的能力。
5.培养实际测试问题的解决能力：通过案例分析，培养学生在实际工程中运用测试技术解决问题的能力。
四、教学方法1.课堂讲授：教师主讲，引导学生系统学习机械测试技术的基本理论和方法。
2.实验演示与操作：在实验室进行实验演示，让学生亲自动手操作测试设备，加深对测试技术的理解。
3.案例分析：分析实际工程中的测试案例，使学生了解测试技术在机械工程中的应用。
4.小组讨论与分享：组织学生分组讨论，分享学习心得和经验，提高学生的团队合作能力。
机械工程测试技术基础教学大纲
《机械工程测试技术基础》教学大纲课程类别：必修课适用专业：机械设计制造及其自动化执行学时：42学时一、本课程在培养计划中的作用（一）本课程是一门技术基础课，研究的对象是机械工程动态测试中常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法和测试信号的分析、处理。
在本课程中，培养学生正确分析、选用测试系统及装置，使学生初步掌握进行动态测试所需要的基本知识和技能，并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向。
（二）基本要求1.从进行动态测试工作所必备的基本知识出发，学生学完本课程后用具备下列几个方面的知识：（1）测试信号的基本特性和分析方法部分，着重建立频谱的概念：掌握信号的强度表述、频谱分析和相关分析的基本原理和方法，了解功率频谱度函数及其应用；对数字信号分析作一般了解。
（2）测试装置的静态特性部分：掌握一、二阶系统的静动态特性的描述及测定方法；按不失真测量的条件，正确选用测试装置。
（3）常用传感器、中间交换电路、记录仪器部分：了解常用传感器、中间交换电路、记录仪器的基本结构、工作原理及性能，能正确进行选择。
（4）测试技术在机械工程中的应用部分：通过对几个实际动态物理量的测试，把所学的部分或大部分基础知识联系起来，使学生对动态测试工作的有关基本问题有一个较完整的概念；初步掌握机械工程中某些参数的测试方法。
2.本课程实践性很强，所以实验课是达到本课程教学要求和使学生经受工程技术训练必不可少的环节。
必须开设一定数量的教学实验才能确保本课程的教学质量。
为此，在42学时中实验课不宜少于6学时。
如果条件允许，可以减少讲课学时，多开设一些实验与演示性实验。
实验课以培养学生实验技能为主。
因此，分组人数不易过多。
原理性验证的只限于难点。
（三）与其它课程的联系在学习本课程之前应具有“积分变换”和“线性系统分析”方面的知识，因此本课程应安排在《控制工程基础》课之后。
静态的“误差分析”和“最小二乘法”应在前置课《互换性与技术测量》或《概率论与数理统计》中讲授。
机械工程测试技术基础讲稿(第一部分)
因此，测试技术研究的内容是信息提取与处理的 理论、技术和系统。
1.2 重要性
是信息技术的三大支柱技术之一； 传感器
计算机技术
（硬件技术、计算技术）
通讯与控制 技术
技术
测试技术 是科学研究与发现的基石（牛顿力学到量子力学， 远空探索到纳米技术等）； 现代国防的重要保证（电子侦察、导弹拦截、精确 制导等）；
瞬态信号：在一定时间区域内存在，
或随着时间的增长而衰减至零。
常见的周期信号中最为典型的是谐波信号，如:
单自由度振动系统作无阻尼自由振动时 , 其位移 x(t) 瞬时位置 k x (t ) x0 sin t 0 m
式中x、0一一取决于初始条件的常数 ; m 一一质量 ; k 一一弹簧刚度 ; t 一一时刻。
②连续信号和离散信号 模拟信号：时间和幅值均为连续 连续信号
的信号。 幅值离散的连续信号：仅时间为
连续的信号。 抽样信号：时间离散而幅值连续
离散信号
的信号。 数字信号：时间和幅值均为离散 的信号。
③ 奇异信号：信号本身或其微分有不连续点的信号
R(t)
1
1 t 0 单位斜变信号
t, 当t≥0 R(t)= 0,当t<0
5. 信号的分类与描述
5.1 分类 ① 确定性信号和随机信号 确定性信号： 可以用明确的数学关系式或图表、图像来 描述 ，能够精确确定其任意时刻的量值。 随机信号： 不能用确定的数学关系式表达，不能预测 未来任何瞬时的精确值，但其值的变化服 从统计规律。因此，可通过数理统计、概 率论的方法进行描述。
u(t)
1
1, 当t>0
0
u(t)=
t
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《机械工程测试技术基础》课程教学大纲课程代码：010131029课程英文名称：Foundation of Mechanical Measure Engineering课程总学时：40 讲课：32 实验：8 上机：0适用专业：机械设计制造及其自动化，机械电子工程大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标1．《机械工程测试技术基础》课程适用于机械设计制造及自动化专业本科（四年学制），是学生的专业基础必修课。
在机械制造领域，无论是在机械系统研究过程分析还是机械自动加工控制系统中，工程测试技术应用及其普遍，所以掌握必要的测试技术基础知识和技术基础，对做好机械制造专业的工作尤为重要。
2．课程教学内容方面侧重于测试技术基本知识、基本理论和基本方法，着重培养学生运用所学知识解决实际测量问题的实践能力。
因此，本门课程的教学目标是：掌握非电量电测法的基本原理和测试技术；常用的传感器、中间变换电路及记录仪器的工作原理及其静、动态特性的评价方法；测试信号的分析、处理方法。
培养学生能够根据测试目的选用合适的仪器组建测试系统及装置，使学生初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能；掌握位移、振动、温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法；掌握计算机测量系统、虚拟仪器等方面的基础知识；并能了解掌握新时期测试技术的更新内容及发展动向，为进一步研究和处理机械工程技术问题打好基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1．要求掌握物理学上的电磁学理论知识、控制工程基础中的系统分析方法、电工学的电路分析理论。
2．要求掌握电工实验独立动手能力和仪器的操作能力。
3．掌握测试技术基本知识、基本技能，具备检测技术工程师的基本素质与能力，能应对生产和科研中遇到的测试系统设计以及传感器的选型、调试、数据处理等方面的问题，初步形成解决科研、生产实际问题的能力。
（三）实施说明本课程是一门技术基础课，研究对象为机械工程中常见动态机械参数，主要讲授有关动态测试与信号分析处理的基本理论方法；测试装置的工作原理、选择与使用。
为后续专业课、选修课有关动态量的实验研究打基础，并直接应用于生产实践、科学研究与日常生活有关振动噪声、力、温度等参量的测试中。
1．从进行动态测试工作所必备的基本知识出发，学生学完本课程后应具备下列几方面的知识：（1）掌握信号的时域和频域的描述方法，重点阐述建立明确的频谱概念，掌握信号强度的表达式、频谱分析和相关分析的基本原理和方法，了解功率谱密度函数及应用和数字信号分析的一些基本概念。
明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。
（2）测试装置的基本特性部分:掌握系统传递函数、频响函数以及一、二阶系统的静动态特性的描述及测试方法，掌握测试装置的基本特性评价方法和不失真条件，并能正确运用于测试装置分析和选择。
（3）常用传感器、信号调理与记录部分:了解常用传感器、典型中间变换器和记录仪器的基本构成、工作原理。
并能够针对工程问题正确地进行选用。
（4）典型量测试部分: 掌握振动、温度、压力、位移等常见物理量的测量方法，了解其在工业自动化、环境监测、楼宇控制、医疗、家庭和办公室自动化等领域的应用。
（5）计算机测试系统部分:掌握现代检测系统的基本构成及各环节的功能、作用以及虚拟仪器技术等等。
知晓用计算机测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题。
（6）通过对实际动态物理量的测试，把所学的部分或大部分基础知识联系起来，使学生对动态测试工作的有关基本问题有一个较完整的概念；初步掌握机械工程中某些参数的测试方法。
2．教学方法和教学手段积极开展多媒体教学和实际工程案例教学，利用虚拟仪器制作信号分析仪来激发学生的学习兴趣。
提高课堂效率和教学效果。
3．教学内容的不断更新近年来，随着传感技术、电子技术、信号处理与计算机技术的突破性进展，使得综合运用这诸多学科的“测试技术”发生了深远的变革，推动着测试仪器、测试方法不断更新换代。
本课程的特点是涉及知识面广、实践性强，实验教学是个重要的环节，知识更新快和测试装置更新换代快。
同时，应该注意的是随着计算机和虚拟仪器技术在测试技术中的应用，使测试技术产生了飞跃性的发展，在今后的教学实践中应逐步将基于虚拟仪器的计算机测试系统纳入教学内容。
（四）对先修课的要求要求学生先修高等数学、概率论与数理统计、大学物理、工程数学、理论力学、材料力学、电工学、机械工程控制基础和单片计算机原理等课程，并达到这些课程的基本要求。
（五）对习题课、实践环节的要求1．课外习题本课程涉及内容多，需要培养综合解决问题的能力。
必须通过作业来加深对教材内容的理解、掌握和运用。
习题内容要多样化，要有典型性、代表性。
习题作业要能起到巩固理论、掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题的能力的作用。
学生必须独立、按时完成课外作业，作业完成情况作为评定成绩的一部分。
2．本课程实践性很强，所以必须设置教学实验和工程实训环节使学生接受工程技术训练，才能确保本课程的教学质量，达到本课程教学要求。
要求学生能独立完成实验系统的搭建和测量系统的标定,对测量结果能有准确的认识并会分析测试系统的测量精度。
在40学时中实验课不宜少于8学时。
为了增强学生的感性认识，共设计10个实验，要求每学年从中选择开设四个实验（共8学时），实验课以培养学生实验技能为主，因此，分组人数不宜过多，以保证学生的动手机会。
工程实训课程是利用实际的工程目标，采用先进的工业仪器对学生进行实际的工程培训。
使学生具备解决实际工程问题的能力和测量仪器的操作与分析的能力。
（六）课程考核方式1．考核方式：考试。
2．考核目标：在考核学生对信号分析、测试装置特性和传感器原理、信号调理与处理知识的基础上，重点考核学生的信号分析能力、传感器应用能力及实际物理量检测系统设计能力。
3．成绩构成：课程总成绩由期末考试成绩、平时考查成绩（包括中期考试、作业、小测验、提问等）和实验环节考核成绩的总和。
考试成绩占70%，实验成绩占20%。
、平时成绩占10%。
（七）参考书目《机械工程中的测试技术基础》，熊诗波编，机械工业出版社，2006《传感器与测试技术》，叶湘滨编，国防工业出版社，2007《传感器》，强锡富编，机械工业出版社，2004《传感器原理及应用》，王化祥编，天津大学出版社，2007《智能检测技术与系统》，胡向东等编，高等教育出版社，2008。
二、中文摘要《机械工程测试技术基础》课程是机械专业本科学生的一门专业基础课程。
该课程是一个多个学科融合、综合性较强的课程。
主要包括信号分析的基础知识、测试系统特性分析与描述、传感器的原理及应用、数字信号处理的基础知识、典型测试系统的搭建等等。
课程实践性很强，需要配合实验环节，以加强学生对课程内容的理解。
三、课程学时分配表四、教学内容及基本要求第1部分绪论总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容：1) 测试技术在机械工业中的作用和地位，测试工作的任务和组成。
2) 测试工作的基本内容和基本步骤，学习方法等。
重点：测试系统的概念建立、基本组成。
第2部分信号及其描述总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第2.1部分信号描述及分类（讲课2学时）具体内容:1) 掌握信号分类的基本知识。
2) 掌握时域描述与频域描述。
第2.2部分周期信号与离散频谱（讲课2学时）具体内容:1) 周期信号与傅氏级数。
2) 周期信号的离散频谱（付立叶级数的三角函数展开式和典型周期信号的频谱）。
3) 周期信号的强度表达。
第2.3部分非周期信号与连续频谱（讲课2学时）具体内容:1) 非周期信号与傅氏变换。
2) 非周期信号的连续频谱（付立叶变换的主要性质和典型信号的频谱）。
重点:信号的分类、信号的频域描述、周期信号及其离散频谱难点:信号的描述方法、信号的频谱分析习题:周期信号及其离散频谱的练习，典型非周期信号频谱第3部分测试装置的基本特性总学时(单位：学时):8 讲课:6 实验:2 上机:0第3.1部分测试系统特性及其描述方法（讲课2学时）具体内容:1) 测试系统特性概论：测试装置的基本要求及描述方法、线性系统及其主要性质。
2) 测试装置的静态特性。
3) 测试装置的动态特性的数学描述第3.2部分典型测试装置的动态特性（讲课2学时）具体内容:1) 一阶系统动态特性及对典型输入的响应。
2) 二阶系统动态特性及对典型输入的响应。
第3.3部分系统实现不失真测试的条件（讲课2学时）具体内容:1) 系统实现不失真测试的条件。
2) 一阶系统和二阶系统特性参数的选择。
重点:测试装置静态特性及求取、测试装置的动态特性描述方法及其传递函数的性质、测试装置的实现不失真测试的条件。
难点:测试装置动态特性的数学描述及其分析方法、一、二阶测试装置的频率响应特性。
习题:频率响应函数的应用。
实验:状态变量滤波器动态响应特性测试（2学时）第4部分常用传感器及敏感元件总学时(单位：学时):10 讲课:6 实验:4 上机:0第4.1部分传感器概述（讲课2学时）具体内容:1) 传感器的定义、组成、作用、分类、发展趋势及其主要技术要求。
2) 常用的传感器的变换原理及性能、应用特点和典型结构第4.2部分电阻、电感、电容传感器（讲课2学时）具体内容:1) 电阻（应变片）传感器工作原理及典型应用。
2) 电容传感器工作原理及典型应用。
3) 电感式传感器工作原理及典型应用。
第4.3部分压电及其它传感器（讲课2学时）具体内容:1) 压电传感器工作原理及典型应用。
2) 磁电式传感器工作原理及典型应用。
3) 其他传感器工作原理及典型应用，传感器的选用原则及举例。
重点:常用传感器的变换原理、类型、主要特点、输入—输出关系及应用。
习题:电感式传感器、电容式传感器特性，压电式传感器频率响应函数的应用。
实验:金属箔式应变片－电桥的性能及应用实验（2学时）以下实验选做一个（2学时）：超声波测距实验、PSD位置传感器位置测量实验热电偶测温及冷端温度补偿实验多种传感器综合实验演示霍尔转速传感器测速实验第5部分信号的调理与记录总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0第5.1部分电桥及调制解调（讲课2学时）具体内容:1) 电桥。
2) 调制解调。
第5.2部分滤波及放大（讲课2学时）具体内容:1) 滤波器。
2) 信号放大。
重点:调制与解调技术。
难点:信号滤波技术。
习题:电桥练习、调制与解调技术练习、滤波器练习。
第6部分信号处理初步总学时(单位：学时):2讲课:2实验:0 上机:0具体内容:1) 信号数字化出现的问题、采样定理、信号的泄漏及加窗处理。
2) 相关分析及其应用。
重点:信号的数字化；相关分析的应用；谱分析应用。
难点:信号的相关分析；信号的功率谱分析。