《测试技术》教学大纲

《测试技术》教学大纲

大纲说明

课程代码：3325001

总学时：48学时（讲课38学时，实验10学时）

总学分：3学分

课程类别：学科基础课，必修

适用专业：机械设计制造及其自动化专业

预修要求：本课程宜在《控制工程基础》课程之后开设。

一、课程的性质、目的、任务：

测试技术是进行科学研究、验证科学理论必本可少的技术。本课程是对理论知识的深化和补充，广博的理论性和丰富的实践性是本课程的特点。本课程是机械工程类专业必修的技术基础课之一。

本课程的教学目的是培养学生能合理地选用测试装置并初步掌握静、动态测量和常用工程试验所需的基本知识和技能，为学生进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。

本课程的基本任务是获取有用的信息，然后将其结果提供给观察者或输入给其他信息处理装置、控制系统。

二、课程教学的基本要求：

1、掌握信号的时域和频域的描述方法，建立明确的信号的频谱结构的概念；掌握频谱分析和相关分析的基本原理和方法，掌握数字信号分析中的一些基本概念。

2、掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试的条件，并能正确地运用于测试装置的分析和选择。掌握一阶、二阶线性系统特性及其测定方法。

3、了解常用传感器、常用信号调理电路和显示、记录仪器的工作原理和性能，并能够较正确地选用。

4、对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概念，并能初步运用于机械工程中某些参量的测量和产品的试验。

三、教学方法和教学手段的建议：

1、本课程的学习中，特别要注意物理概念，建立关于动态测试工作的比较完整的概念。

2、本课程教学中应突出理论内容的物理意义和工程应用，可将机械设备的状态监测和故障诊断技术融合在课堂教学中。在主要内容讲解结束后，可考虑安排一次测试技术最新发展趋势（如转子系统运行状态监测及故障诊断技术）的课堂讨论，讨论内容涉及测试技术的基本理论和基本方法的应用。

3、本课程具有较强的实践性。学生必须参加必要的实验,从而受到应有的实验能力的训练,获得关于动态测试工作的完整概念，并初步具备处理实际测试工作的能力。实验学时应不少于8学时。实验大纲见附录。

4、建议本课程采用多媒体教学，并将内容尽可能利用Matlab进行演示。

四、大纲的使用说明：

本课程是一门机、电结合较紧密的课程，需要的知识面较广，涉及数学中的“积分变换”、“概率统计”知识；涉及物理中的电、磁、声及振动内容；涉及电工学中的“谐振”、“相敏检波”等典型电路。本课程宜在《控制工程基础》课程之后开设。

大纲正文

第一章绪论学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：

１、理解测试技术的作用、任务、内容和特点

２、了解测试技术的发展概况

３、了解本课程的性质和学习要求

重点：测试系统的一般组成

难点：信号与信息、测量与测试的关系及区别

１、测试技术的作用和任务

２、测试系统的一般组成

３、测试技术的发展概况

４、课程的性质和学习要求

第二章测量的基础知识学时：2学时（讲课2学时）本章讲授要点：

1、理解直接测量法与间接测量法、接触测量与非接触测量、直接比较测量法与替代测量法

2、掌握误差的定义、分类及表示方法，了解精度与不确定度间的关系

3、掌握测量结果的表达方式

重点：接触测量与非接触测量；误差分类及表示方法

难点：概率统计知识的运用

第一节测量方法和测量装置

1、测量方法分类

2、测量装置及有关的术语

第二节测量误差

1、定义

2、分类

3、表示方法

4、测量精度和不确定度

第三节测量数据处理及测量结果的表达方式

1、某些概率统计学的概念

2、测量数据的概率分布

3、测量结果的表达方式

第三章信号及其描述学时：6学时（讲课6学时）本章讲授要点：

1、理解信号的类型及其产生

2、理解周期信号、非周期信号及随机信号在时域、频域和幅值域中的描述及其特点

3、理解傅立叶变换的基本原理和主要性质

重点：信号的类型；频谱的概念

难点：傅立叶变换的基本原理

第一节数据的分类

1、分类

2、时域与频域描述

第二节周期信号与离散频谱

1、傅立叶级数的三角函数展开式

2、傅立叶级数的复指数函数展开式

3、周期信号的强度表述

第三节瞬变非周期信号与连续频谱

1、傅立叶变换

2、傅立叶变换的主要性质

3、几种典型信号的频谱

第四节随机信号

1、概述

2、随机信号的主要特征参数

3、样本参数、参数估计和统计采样误差

第四章测试装置的基本特性学时：6学时（讲课6学时）本章讲授要点：

1、理解描述测试系统的灵敏度、线性度和滞后度等三个特性

2、掌握测试系统的幅频特性、相频特性和常见系统的频率响应特性

3、掌握理想测试系统的含义和条件

4、了解测试装置动态特性的测试方法

重点：掌握系统的频率响应特性和理想测试系统的含义和条件。

难点：理想测试系统条件的应用。

第一节概述

1、对测试装置的基本要求

2、线性系统的主要性质

第二节测试装置的静态特性

1、灵敏度

2、线性度

3、滞后度

4、稳定度和漂移

第三节测试装置动态特性的描述

1、传递函数

2、频率响应函数

3、脉冲响应函数

4、一、二节系统的特性

第四节测试装置对任意输入的响应

1、系统对任意输入的响应

2、系统对单位阶跃输入的响应