机械工程测试技术基础重难点
机械工程测试技术基础知识点总结
机械工程测试技术基础知识点总结一、引言机械工程测试技术是机械工程领域中非常重要的一部分，它主要涉及到对机械产品进行各种测试和评估的技术方法和手段。
本文将从以下几个方面对机械工程测试技术的基础知识点进行总结。
二、测试目的与方法1. 测试目的：机械工程测试的目的是为了评估机械产品的性能、可靠性和安全性，以确保其符合设计要求和使用需求。
2. 测试方法：机械工程测试可以采用静态测试、动态测试、功能测试、环境测试等多种方法。
其中静态测试主要用于评估机械产品的结构强度和刚度，动态测试用于评估机械产品的振动、噪声和动力性能，功能测试用于评估机械产品的功能是否正常，环境测试用于评估机械产品在不同环境条件下的性能。
三、测试设备与工具1. 测试设备：机械工程测试需要使用各种测试设备，如力传感器、位移传感器、压力传感器、温度传感器等。
这些设备用于测量机械产品在测试过程中产生的各种物理量。
2. 测试工具：机械工程测试还需要使用各种测试工具，如测量仪器、测试仪器、数据采集仪等。
这些工具用于对测试设备进行校准、数据采集和分析。
四、测试流程与方法1. 测试准备：机械工程测试前需要进行测试准备工作，包括制定测试计划、选择测试方法和设备、清洁测试环境等。
2. 测试执行：根据测试计划，进行具体的测试操作，包括设置测试参数、采集测试数据、记录测试结果等。
3. 测试分析：对测试数据进行分析和处理，评估机械产品的性能指标是否符合要求，找出可能存在的问题和改进方向。
4. 测试报告：根据测试结果，编制测试报告，包括测试目的、测试方法、测试数据、测试结论等内容，供相关人员参考和决策。
五、常见测试指标与评估方法1. 结构强度：通过静态测试和有限元分析等方法，评估机械产品的结构是否能承受设计载荷，并满足安全要求。
2. 动力性能：通过动态测试和数学模型仿真等方法，评估机械产品的加速度、速度、位移等动力性能指标是否符合设计要求。
3. 噪声与振动：通过振动测试和噪声测试等方法，评估机械产品在运行过程中产生的噪声和振动是否超过限制值，是否对人体健康造成影响。
机械工程测试技术基础教学设计
机械工程测试技术基础教学设计背景机械工程是一门基础、广泛应用的学科，许多行业都离不开机械工程的应用。
而机械工程测试技术是机械工程领域中非常重要的一部分，其涉及到材料力学、流体力学、热力学、动力学等多个学科和领域，其基础技术和实验技术的学习对于机械工程专业的学生至关重要。
目标本次教学设计旨在引导学生了解机械工程测试技术中的基础知识和实验技能，培养学生对于测试技术的理解和使用能力。
教学内容基础知识一、机械工程测试技术基础1.机械工程测试技术基本概念2.测试技术的发展历史和现状3.机械工程测试技术的分类和应用二、测试技术与实验技能1.测试设备操作技能2.实验安全与操作规范3.实验结果的数据处理与统计分析教学方法本课程采用理论与实践相结合的教学方法，开设课堂讲授、实验操作、讨论交流等不同形式的教学活动。
一、课堂讲授课堂讲授主要介绍机械工程测试技术的基础概念、分类和应用，以及实验方法、实验安全和数据处理等内容。
教师可以通过PPT或黑板演示等形式，讲解相应的知识点，引导学生掌握相关知识。
二、实验操作实验操作是本次课程的重点。
学生需要通过实验操作，学习相关测试技术和实验技能。
教师可以组织学生进行实验操作，让学生亲身体验实验过程，加深对于测试技术的理解和使用能力。
三、讨论交流讨论交流是课程教学的重要环节。
通过讨论交流，学生可以分享实验经验，互相学习和总结经验。
教师可以组织小组讨论或集体讨论等形式，加强学生之间的交流和互动。
实验项目一、材料拉伸实验材料拉伸实验是机械工程中非常重要的实验之一。
学生需要根据实验要求，通过拉伸测试机进行拉伸试验，获取实验数据并进行统计和分析。
二、冲击实验冲击实验也是机械工程中非常重要的实验之一。
学生需要通过冲击试验机进行实验操作，获取实验数据，并进行统计和分析。
教师也可以组织学生进行小组讨论，探究不同材料在冲击试验中的表现。
评价方法本次课程的评价方法分为两部分：一、实验实绩学生的实验操作能力和实验数据处理能力将是评价的重点。
机械工程测试技术教案
机械工程测试技术教案第一章绪论一、教学目的及要求使学生掌握测试系统的基本概念。
学生应了解测试系统的功能结构，静、动态测试的概念等。
二、主要内容测试技术的在机械工程中的意义；测试系统的组成；课程性质；基本内容及学习方法四、教学重点：静态测试与动态测试的概念。
测试系统的组成。
五、教学难点：动态测试概念的建立六、教学过程：(见讲义)八、思考题：根据日常观察，是建立一套结构应力测试系统，要求画出框图即可。
九、作业：静态测试与动态测试系统的构成有何不同十、教学参考书：黄长艺，严普强. 机械工程测试技术基础. 机械工业出版社. 1994年11第二章信号分析一、教学目的及要求使学生掌握确定性信号分析的基本理论和方法；二、主要内容信号的分类；信号的时域和频域描述；周期信号与离散频谱；瞬变非周期信号与连续频谱；脉冲信号及其频谱；正弦函数和余弦函数的频谱四、教学重点：周期信号的时域定义、傅立叶级数表达及其离散频谱λ瞬变非周期信号的傅立叶变换及其连续频谱λ傅里叶变换的主要性质λ五、教学难点：信号时域分析与频域表达的概念、方法及其相互关系六、教学过程：(见讲义)八、思考题与作业：1、什么是信号的频域描述2、周期信号的时域定义及其判断方法3、确定任意一个谐波的三个要素是什么4、周期信号频谱特点是什么5、周期信号双边频谱与单边频谱间的幅值、相位关系6、傅立叶变换的六个主要性质7、单位脉冲函数的描述（函数值、强度）；t0)，及A，t0的意义-(tδ8、一般脉冲函数的表示方法，即A9、叙述脉冲函数的采样性质、卷积性质、频谱10、写出正弦函数、余弦函数的傅立叶变换习题2-1~2-4第三章测量系统分析一、教学目的及要求使学生们掌握测试系统的静、动态特性分析基本概念、表达方法。
二、主要内容测试系统的误差表达方式，静态特性曲线与静态特性参数λ测试系统的动态特性：线性系统的时域描述、频域描述λ理想频向函数—测试系统实现不失真测试的条件λ四、教学重点：线性系统的时域描述、频域描述，二阶系统的频率特性五、教学难点：线性系统的频率保持特性及其应用；系统时域、频域响应的计算六、教学过程：(见讲义)八、思考题与作业：1、绝对误差、相对误差的表达式2、灵敏度、非线性度、回程误差的定义3、叙述线性系统的5个性质4、什么是系统的脉冲响应函数、频率响应函数，两者的关系是什么5、测试系统在时域和频域分别用什么描述6、输入信号、输出信号、测试装置三者关系的时域描述和频域描述7、测试装置实现不失真测试的时域条件和频域条件8、写出线性定常系统微分方程的一般形式（式3.8）9、根据已知二阶系统的微分方程，推导频率响应函数以及系统的固有频率及阻尼比第四章信号的获取一、教学目的及要求使学生们掌握常用传感器的转换原理、评价以及选用原则。
机械工程测试技术基础知识点总结
机械工程测试技术基础知识点总结一、测试的定义和作用1.1 测试的定义：测试是通过模拟实际工作条件和环境，对机械设备进行性能、功能、可靠性等方面的评估和验证的过程。
1.2 测试的作用：测试可以帮助发现机械设备的问题和缺陷，提高产品质量，降低故障率，保证设备的可靠性和安全性。
二、测试的基本原则2.1 客观性原则：测试结果应客观、真实、可靠，不能受个人主观因素的影响。
2.2 全面性原则：测试应涵盖机械设备的各个方面，包括性能、功能、可靠性等。
2.3 可重复性原则：测试应具备可重复性，即在相同条件下进行多次测试，结果应保持一致。
2.4 系统性原则：测试应按照一定的方法和步骤进行，以保证测试的系统性和有效性。
三、测试的分类3.1 功能测试：测试机械设备是否能够按照设计要求完成各项功能。
3.2 性能测试：测试机械设备在不同工作条件下的性能表现，包括速度、力量、转速等。
3.3 可靠性测试：测试机械设备在长时间工作或恶劣环境下的可靠性和稳定性。
3.4 安全性测试：测试机械设备在正常使用过程中是否存在安全隐患，以及对操作人员的安全保护措施是否有效。
四、测试的方法和技术4.1 实验法：通过搭建实验平台，对机械设备进行各项测试，并记录实验数据进行分析和评估。
4.2 检测法：利用各种检测仪器和设备对机械设备进行各项测试，如测力计、测速仪等。
4.3 数学统计法：通过对大量数据进行统计分析，评估机械设备的性能和可靠性。
4.4 模拟仿真法：利用计算机软件对机械设备进行虚拟仿真，评估其性能和功能。
4.5 试验法：在实际工作场景中对机械设备进行测试，观察和记录其表现和工作状态。
五、测试的关键要素5.1 测试计划：明确测试的目标、范围、方法和步骤，制定详细的测试计划。
5.2 测试环境：提供符合实际工作条件的测试环境，确保测试的真实性和可靠性。
5.3 测试数据：收集和记录测试过程中的数据，包括测试结果、故障信息等。
5.4 测试工具：选择适当的测试工具和设备，如测力计、测速仪等。
《机械工程测试技术基础》知识点总结
《机械工程测试技术基础》知识点总结1. 测试是测量与试验的概括，是人们借助于一定的装置，获取被测对象有相关信息的过程。
测试工作的目的是为了最大限度地不失真获取关于被测对象的有用信息。
分为：静态测试，被测量（参数）不随时间变化或随时间缓慢变化。
动态测试，被测量（参数）随时间（快速）变化。
2. 基本的测试系统由传感器、信号调理装置、显示记录装置三部分组成。
传感器：感受被测量的变化并将其转换成为某种易于处理的形式，通常为电量（电压、电流、电荷）或电参数（电阻、电感、电容）。
信号调理装置：对传感器的输出做进一步处理（转换、放大、调制与解调、滤波、非线性校正等），以便于显示、记录、分析与处理等。
显示记录装置对传感器获取并经过各种调理后的测试信号进行显示、记录、存储，某些显示记录装置还可对信号进行分析、处理、数据通讯等。
3. 测试技术的主要应用：1. 产品的质量检测2.作为闭环测控系统的核心3. 过程与设备的工况监测4. 工程实验分析。
4. 测试技术是信息技术的重要组成部分，它所研究的内容是信息的提取与处理的理论、方法和技术。
现代科学技术的三大支柱：能源技术材料技术信息技术。
信息技术的三个方面：计算机技术、传感技术、通信技术。
5. 测试技术的发展趋势：(1) 1. 传感技术的迅速发展智能化、可移动化、微型化、集成化、多样化。
（2）测试电路设计与制造技术的改进（3）计算机辅助测试技术应用的普及（4）极端条件下测试技术的研究。
6. 信息：既不是物质也不具有能量，存在于某种形式的载体上。
事物运动状态和运动方式的反映。
信号：通常是物理、可测的（如电信号、光信号等），通过对信号进行测试、分析，可从信号中提取出有用的信息。
信息的载体。
噪声：由测试装置本身内部产生的无用部分称为噪声，信号中除有用信息之外的部分。
（1）信息和干扰是相对的。
（2）同一信号可以反映不同的信息，同一信息可以通过不同的信号来承载。
7.测试工作的实质（目的任务）：通过传感器获取与被测参量相对应的测试信号，利用信号调理装置以及计算机分析处理技术，最大限度地排除信号中的各种干扰、噪声，最终不失真地获得关于被测对象的有关信息。
机械工程测试技术基础第四章小结及测试题
第四章 信号调理、记录和显示
一、重点内容及难点 （一）电桥
1、电桥平衡条件：
2、应变电桥输出电压表达式： 半桥单臂
e
u R ΔR u 0
041≈
；半桥双臂
e
u R R u 0
021∆=；全桥e u R R
u 0
0∆=。
（二）滤波器
1、分类：从选频角度，可将滤波器分为：低通、高通、带通和带阻滤波器。
其中低通滤波器是最根本的。
2、主要参数：
（1）滤波器的截止频率 （2）滤波器的带宽B ： （3）品质因数Q ：
3、实际滤波器（RC 低通、高通、带通） 二、章节测试题 （一）填空题
1、RC 低通滤波器的动态特性参数是 ，其在 元器件两端输出信号。
2、RC 高通滤波器是 阶系统，动态特性参数是 ，其在 元器件两端输出信号。
3、滤波器的带宽越宽，其滤波的分辨率就越 。
4、电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。
5、在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。
6、在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的可将其分为半桥与全桥测量电路。
7、常用滤波器的上、下截止频率
f、2c f的定义
1c
为，其带宽B＝。
8、RC低通滤波器中RC值愈，则上截止频率愈低。
（二）简答题
1、简述滤波器的作用
(三)计算题
1、P152课后习题4-1
2、P153课后习题4-10
3、P153课后习题4-11。
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(第七周)
扭矩测试
扭矩测试用于测量物体受到的扭矩的大小 和方向。
压电式传感器
利用压电效应，将力或扭矩转换为电信号 进行测量。
温度测试
01
02
03
热电偶
热电偶是一种常用的温度 测试设备，通过测量两种 不同导体之间的热电效应 来计算温度。
红外测温仪
利用红外辐射原理，通过 测量物体发射的红外辐射 能量来计算温度。
07 总结与展望
本讲内容回顾
• 传感器原理及应用：本周我们深入探讨了不同类型的传感器，如电阻式、电容 式、电感式等的工作原理及其在机械工程中的应用。通过实例演示，我们理解 了传感器如何将物理量转化为可测电信号，为后续的测试与控制技术提供了基 础。
• 信号调理与采集：信号调理是测试系统中的重要环节，本周我们学习了如何对 来自传感器的原始信号进行放大、滤波、隔离等处理，确保信号质量。同时， 我们了解了数据采集系统的组成和原理，为实际应用中信号的准确获取打下基 础。
激光衍射测量
利用激光衍射原理，测量微小物体的 尺寸和形状，广泛应用于微纳测量领 域。
激光雷达技术
利用激光雷达原理，实现距离、速度、 角度等参数的测量，具有非接触、高 精度和高分辨率的优点。
超声波测试技术
超声波测试技术
利用超声波在介质中的传播特性，实现对各 种材料和结构的无损检测和评估。
超声波测厚
利用超声波在介质中传播速度恒定的原理， 测量材料的厚度。
课程目标
通过本课程的学习，学生将掌握测试 技术的基本原理和实际应用，培养解 决实际工程问题的能力，为后续专业 课程的学习和实际工作打下基础。
课程目标
掌握测试技术的基本原理
学生将深入理解测试技术的基本概念、原理和方法，包括传感器、 信号处理和测量误差等方面的知识。
“机械工程测试技术”课程介绍
“机械工程测试技术”课程介绍1 课程在本专业中的定位与课程目标“机械工程测试技术”课程是面向“机械工程及自动化”大专业，即涵盖现有的机械工程各专业本科生的一门工程技术课。
它涉及机械工程领域中的非电量电测技术和试验技术等知识，是工业生产与科学研究必不可少的重要技术手段。
通过该课程的学习可以获得传感器测量原理、测量信号处理方法和计算机测量系统等方面的基础知识，并掌握温度、力、压力、噪声等常见物理量的测量和应用方法。
2 课程的重点、难点及解决办法机械工程测试技术是一门实践性较强的课程，教学内容包括测试信号分析理论和传感器原理两大部分。
因历史的原因和受当时教学和实验条件限制，过去侧重课本内容讲授，实践性环节偏少，学生普遍反映测试技术应用、发展部分空洞；传感器部分没有实物对象、枯燥无味；信号分析理论部分深奥、难懂。
导致学生对课程作用认识不足，严重影响教学效果。
在各章节绪论和展望部分，实行自己采编的多媒体教案为主，书本教材为辅的形式。
用计算机多媒体来丰富课程内容和表现形式，将课程组成员接触过的科研项目和工程案例融入教学内容中，现身说法，使从未接触过工程实际的学生能够建立工业测量与应用的整体概念。
对测试信号分析部分，改变重理论、轻实践的教学观点，强调对测试信号分析的本质理解和工程实际应用，淡化对公式推导过程等数学理论的要求。
课堂上结合工程案例，用演示实验对实际测试信号进行分析，让学生建立信号分析与实际应用间的联系。
课后，用仿真实验代替习题，让学生利用我们提供的虚拟仪器软件平台自己动手对测试信号进行分析。
对传感器部分，采用实物模型教学的方法。
为此，采用工业探头和敏感元件开发了20多种可直接插接在计算机A/D卡(或声卡Line in口)上的四线制无二次仪表传感器。
将传感器带到课堂上，在讲解传感器原理的同时，现场演示传感器是如何将被测物理量转化为电量和测试信号。
为在课后给学生营造一个实验学习环境，提出利用PC机上的测试资源( 鼠标:光电传感器，麦克风:电容传感器，摄象头: CCD 传感器，声卡: A/D 卡)建立PC个人测试实验室，使学生课后能够自己动手做测试实验。
机械工程测试技术基础笔记
机械工程测试技术基础笔记1. 引言在机械工程领域，测试技术起着非常重要的作用。
测试技术可以帮助工程师评估和验证机械系统的性能和安全性，提供可靠的数据支持工程决策。
本文将介绍机械工程测试技术的基础知识和常用方法。
2. 测试目的和要求在进行机械工程测试之前，我们首先需要明确测试的目的和要求。
一般来说，机械工程测试的目的可以有以下几个方面：•验证设计：测试可以验证机械系统的设计是否满足要求，是否能够正常运行。
•评估性能：测试可以评估机械系统的性能指标，如速度、力量、精度等。
•检测缺陷：测试可以检测机械系统中的缺陷和问题，帮助工程师做出改进和修复。
•衡量可靠性：测试可以衡量机械系统的可靠性和寿命，为系统运行和维护提供参考。
在明确测试目的的基础上，我们还需要确定测试的具体要求，包括测试的时间、精度、条件等。
这些要求将直接影响测试方法和设备的选择。
3. 测试方法和设备根据测试的具体要求，我们可以选择不同的测试方法和设备。
常见的机械工程测试方法包括：•静态测试：通过施加恒定的载荷或力量，测量机械系统的变形和应变情况。
•动态测试：以特定的速度或频率施加载荷或力量，观察机械系统的响应和振动情况。
•破坏性测试：通过施加高强度的载荷或力量，测试机械系统的极限承载能力。
•环境测试：在特定的环境条件下，如温度、湿度等条件下测试机械系统的性能。
•噪声测试：测量机械系统在运行中产生的噪音水平。
为了进行这些测试，我们需要选择合适的测试设备。
根据测试方法和要求的不同，可以使用各种传感器、测量仪器和数据采集系统来进行测试。
例如，压力传感器、位移传感器、加速度计等可以用于测量不同物理量；示波器、频谱分析仪等可以用于分析信号和振动；数据采集卡、计算机软件等可以用于记录和分析实验数据。
4. 数据处理和分析在进行机械工程测试之后，我们还需要对测试数据进行处理和分析。
数据处理的目的是去除噪声、提取有用的信息，并转化为可视化的形式。
常见的数据处理方法包括：•滤波：使用数字滤波器去除测试数据中的高频噪声，提取出测试信号的主要成分。
《机械工程测试技术基础》知识点总结
《机械工程测试技术基础》知识点总结引言机械工程测试技术是机械工程领域中的重要组成部分，它涉及到对机械系统的性能、参数和状态进行测量、分析和评估。
随着科技的发展，测试技术在提高产品质量、优化设计、降低成本和保障安全等方面发挥着越来越重要的作用。
第一部分：测试技术概述1.1 测试技术的定义测试技术是指利用各种仪器和方法对机械系统进行定量或定性的测量，以获取系统的性能参数和状态信息。
1.2 测试技术的重要性质量控制：确保产品符合设计标准和用户需求。
故障诊断：及时发现并解决机械故障，延长设备使用寿命。
性能优化：通过测试数据对机械系统进行优化设计。
第二部分：测试技术基础2.1 测量的基本概念测量单位：国际单位制（SI）和常用单位。
测量误差：系统误差、随机误差和测量不确定度。
2.2 传感器原理电阻式传感器：利用电阻变化来测量物理量。
电容式传感器：基于电容变化来测量。
电感式传感器：基于电感变化来测量。
光电传感器：利用光电效应来测量。
2.3 信号处理技术模拟信号处理：滤波、放大、模数转换。
数字信号处理：FFT、数字滤波、谱分析。
2.4 数据采集系统硬件组成：数据采集卡、接口、传感器。
软件功能：数据采集、处理、存储和分析。
第三部分：机械性能测试3.1 力和扭矩测试力测试：静力测试和动力测试。
扭矩测试：静态扭矩和动态扭矩的测量。
3.2 振动测试振动类型：随机振动、谐波振动、冲击振动。
振动测量：加速度计、速度计和位移计的使用。
3.3 温度测试接触式温度测量：热电偶、热电阻。
非接触式温度测量：红外测温技术。
3.4 流体特性测试压力测试：压力传感器的应用。
流量测试：流量计的选择和使用。
3.5 材料特性测试硬度测试：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
疲劳测试：循环加载下的应力-应变关系。
第四部分：测试技术的应用4.1 机械系统的故障诊断故障信号的采集：振动、声音、温度等。
故障特征的提取：频域分析、时域分析。
故障诊断方法：专家系统、神经网络、模糊逻辑。
机械工程测试技术基础知识点
机械工程测试技术基础知识点第一章绪论1. 测试技术是测量和试验技术的统称。
2. 工程测量可分为静态测量和动态测量。
3. 测量过程的四要素分别是被测对象、计量单位、测量方法和测量误差。
4. 基准是用来保存、复现计量单位的计量器具5. 基准通常分为国家基准、副基准和工作基准三种等级。
6. 测量方法包括直接测量、间接测量、组合测量。
7. 测量结果与被测量真值之差称为测量误差。
8. 误差的分类:系统误差、随机误差、粗大误差。
第二章信号及其描述1. 由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号称为一般周期信号。
2. 周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。
1．信号的时域描述，以时间为独立变量。
4．两个信号在时域中的卷积对应于频域中这两个信号的傅里叶变换的乘积。
5信息传输的载体是信号。
6一个信息，有多个与其对应的信号；一个信号，包含许多信息。
7从信号描述上：确定性信号与非确定性信号。
8从信号幅值和能量：能量信号与功率信号。
9从分析域：时域信号与频域信号。
10从连续性：连续时间信号与离散时间信号。
11从可实现性：物理可实现信号与物理不可实现信号。
12可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。
13不能用数学关系式描述的信号称为随机信号。
14周期信号。
按一定时间间隔周而复始出现的信号15一般周期信号:由多个乃至无穷多个不同频率的简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号。
16准周期信号:由多个简单周期信号合成，但其组成分量间无法找到公共周期。
或多个周期信号中至少有一对频率比不是有理数。
17瞬态信号（瞬变非周期信号）:在一定时间区间内存在，或随着时间的增加而幅值衰减至零的信号。
18非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。
19一般持续时间无限的信号都属于功率信号。
20一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号（可以理解成能量衰减的过程）。
“机械工程测试技术”课程教学难点突破
在该 课程 的授课 过 程 中过 去 侧 重课 本 内容讲 授 ， 实 践性 环节偏 少 ， 学 生觉得 该课程 深奥难 懂 ， 使 枯燥无 味 。在后 来 的教 学 过程 中 ， 过 分 强调 了实 践教 学 又 而 忽略 了测试信 号 理论 分 析 教 学 ， 由于对 理 论 知识 理解 不透 ， 加上 受实 验条件 限制 ， 虽然学 生也 参加 了
机械工程测试 技术 课程 是 面 向机械 类专 业本 科 生， 特别是 机械设 计制造及其 自动化本科 生 的技 术基
础必修课 。它是建 立在 传感 器 技术 、 算机 技术 、 计 信 息技术 、 号分 析与处理技术 等基础之上 的一 门综合 信
性技术课 程 ， 涉及 机械工程领域 中 的非 电量 电测 技术
Ｖ １９ Ｓ ｐ １ ｏ． ｕ ｐ ．
Ｊｎ２ ｏ ｕ ．０ ９
“ 械 工程 测 试 技 术 ” 程教 学 难 点 突破 机 课
梁 健
（ 广东工业 大学机 电工程学 院，广东 广 州 ， １０ ６ ５ ００ ） 摘 要： 机械工程测试技术是一门理论 性和实践 性都很 强的课程。在实 际教学 中， 不少学 生反映课程深奥难懂， 导 致学 习积极性锐减， 严重影响 了教学效果。为解决上述 问题 ， 住信号频谱分 析、 抓 测试 系统静态和 动态特
一
些 实验 ， 但还 是觉 得课程 内容难 掌握 ， 以致 于在课
程 教学结 束时 还是 觉 得 没有 头 绪 考 究 其 原 因 ， 传
统 教学模 式 的弊病 是 堂动接受 知 识 ， 以提 高 学 生学 习 的积 极性 难 和 主观能 动性 ， 不利 于 培养 学 生 的创造 思 维 和创 新
机械工程测试技术基础教学大纲
《机械工程测试技术基础》课程教学大纲课程代码：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：2016一、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。
机械工程测试技术基础重要知识点补丁包(邱艳版)
一．填空1．按测量值获得的方法进行分类：把测量分为：1）直接测量2）间接测量3）组合测量。
2．信号的分类：1）确定性信号2）随机信号；确定性信号又分为周期信号和非周期信号；非周期信号包括准周期信号和瞬变非周期信号。
3．当时间尺度压缩（K>1）时，频谱的频带加宽，幅值降低；当时间尺度扩展(K<1)时，其频谱变窄，幅值增高。
4．一个信号的时域描述和频域描述依靠傅里叶变换来确立彼此一一对应的关系。
5．测量装置的单位脉冲响应等于其传递函数的拉普拉斯逆变换。
6．静态特性有：（1）线性度（2）灵敏度（3）回程误差（4）分辨率（5）零点漂移和灵敏度漂移。
7．影响二阶系统动态特性的参数是：（1）固有频率（2）阻尼比。
8．若要求装置的输出波形不失真，则其幅频和相频特性应分别满足：（1）A（ω）=A0=常数；（2））（ωϕ=—tω；A（ω）不等于常数时所引起的失真称为幅值失真，）（ωϕ与ω之间的非线性关系所引起的失真称为相位失真。
9．确定测量装置动态特性的测量方法有：（1）频率响应法（2）阶跃响应法。
10．电阻式传感器是一种把被测量转换为电阻变化的传感器。
按其工作原理可分为：变阻器式和电阻应变式两类。
变阻器式传感器的后接电路，一般采用电阻分压电路。
11．电阻应变式传感器可分为：金属电阻应变片式和半导体应变片式两类；金属电阻应变片的工作原理基于应变片发生机械变形时，其电阻值发生变化。
半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。
12．电容器可分为：（1）极距变化型（2）面积变化型（3）介质变化型三类。
13．在测试中常用的电桥连接形式有：（1）单臂电桥连接（2）半桥连接（3）全桥连接。
14．根据滤波器的选频方式一般可将其分为：（1）低通滤波器（2）高通滤波器（3）带通滤波器（4）陷波或带阻滤波器四种类型。
15．位移测量是线位移和角位移测量的统称。
16．应变片式位移传感器的测量原理：利用一弹性元件把位移量转换成应变量，而后用应变片，应变仪等测量记录。
机械工程测试技术基础第9章应变、力与扭矩测量
拉（压）应变：
机械应变
i
指示应变
uy
1 4
u0
S
g
特点： 1、不能消除弯矩的影响
2、能补偿温度的影响
2、 试件受力状态图
电桥接法：
都受力，互为补偿
拉（压）应变：
i
1
电桥输出电压：
uy
1 4
u0
S
g
1
特点： 1、不能消除弯矩的影响 2、能补偿温度的影响
3、输出电压提高到（1+ ）
3、试件受力状态图
传感器的原边绕组（励磁绕组）和副边绕 组（测量绕组）互相垂直地安装在导磁体中， 原边绕组通过交流电。当不受力时，原边绕组 的磁力线呈对称分布，且不与副边绕组相交链， 此时副边绕组不产生感应电势（图8—7.b）。
当受力时，材料的导磁率发生变化，使磁力线 分布发生变化，磁力线与副边绕组相交链，在副 边绕组中感应电势，电势的大小正比于外力的大 小，测得该感应电势便知与之成比例的外力。
(4)
u0sg
i / 4
例8-2：如图3所示，悬臂梁弹性模 量 E 20 1010 Pa , 贴 片 处 的 抗 弯 截 面 系 数 W 2 106 m3 ，应变片 R1 R2，现用仪器
测得P力作用的指示应变为2000 ，求P力
的大小。
图3
（三）弯曲、拉（压）联合作用时的测量
测拉（压）
两个绕有线圈的铁心A和B相 互垂直放置，其开口端距被测轴表 面1~2mm间隙。A线圈通以交流电， 形成通过转轴的交变磁场。
转轴不受扭，磁力线与B线圈不交链；转 轴受扭矩作用后，应力的变化使部分磁力线 与B线圈交链，并在其中产生感应电势，该 感应电势与扭矩成正比关系。 特 点：
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机械工程测试技术基础重难点1.测试系统的组成:被测对象，传感器，信号调理，信号处理，数据显示与记录。
2.测量四要素：被测对象，计量单位，测量方法，测量误差。
3.绝对误差：直接用“测量误差=测量结果-真值”来表示。
它是一个量纲，单位和被测量一样的量。
相对误差：相对误差=误差/真值误差分类（按特性规律）：系统误差（），随机误差（），粗大误差（）3.工程测量可分为静态测量和动态测量。
静态测量：不随时间变化的物理量的测量。
动态测量:随时间变化的物理量的测量。
4.信号分类（按信号描述）:确定性信号（周期信号和非周期信号）和随机信号；连续信号和离散信号；能量信号和功率信号。
5.电容传感器按参数:极距变化型，面积变化型，介质变化型。
5.霍尔效应：是一种半导体磁电转换元件。
将霍尔元件置于磁场B中，如果在a，b端通以电流i，在c，d端就会出现电位差，称为霍尔电势Vh，这种现象称为霍尔效应。
霍尔效应的产生是由于运动电荷受到磁场中洛伦兹力的作用结果。
金属电阻丝和半导体应变片的区别：前者利用导体变形引起电阻变化：后者利用半导体电阻率引起电阻的变化。
6.调制解调的目的:调制是指利用某种低频信号来控制或改变一高频振荡信号的某个参数（幅值，频率，相位）的过程；解调是指从已调制信号中恢复出原低频调制信号的过程。
调制解调是一对相反的信号变换过程，在工程上经常结合在一起使用。
（将低频信号通过调制手段变为高频信号再采用交流放大器进行放大，最终采用解调手段获取放大后的被测信号）7.何谓同步解调：它的基本功能就是完成频谱的线性搬移，但为了防止失真，同步检波电路中都必需输入与载波同调制步的解调载波。
（若把调幅波再次与原载波信号相乘，则频域的频谱图形将再一次进行“搬移”，其结果是使原信号的频谱图形平移到0和+-2f0的频率处，若用一个低通滤波器滤去中心频率为2f0的高频成分，便可以复现原信号的频谱，这一过程称为同步解调。
）8.滤波器的作用：允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路（让被测信号中的有效成分通过，而将不需要的成分抑制或衰减掉）。
9.电桥的和差特性：U0=1/4(ΔR1/R-ΔR2/R+ΔR3/R-ΔR4/R)Ue（1）若相邻两电桥臂电阻同向变化，所产生的输出变化将相互抵消。
（2）若相邻两电桥臂电阻反向变化，所产生的输出变化将相互叠加。
10.理想的测量系统：相关的器件，仪器和测量装置有机组合而成的具有获取某种信息之功能的整体。
11.压电效应：（1）在缺少对称中心的晶态物质中，由电极化强度产生与电场强度成线性关系的机械变形和反之由机械变形产生电极化强度的现象。
（2）不存在对称中心的异极晶体，受外力作用发生机械应变时在晶体中诱发出介电极化或电场的现象(称为正压电效应)，或者在这种晶体加上电场使晶体极化，而同时出现应变或应力的现象(称为逆压电效应)。
【某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。
当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。
相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应】12.霍尔元件可以应用于微压，压差，高度，加速度和振动的测量Vh=kBiBsin13.压电效应：某些物质当受到外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，某些表面出现电荷，形成电场的的性质。
14.传感器的作用：传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输，处理，存储，显示，记录和控制等要求。
他是实现自动检测和自动控制的首要环节。
一、16.一阶系统时间常数：RC(dy/dt)+y(t)=x(t)填空题1、信号可分为（确定性信号）和（随机信号），确定性信号又分为（周期信号）和（非周期信号）。
2、测量结果与（变量真值）之差称为测量误差。
3、在平稳随机过程中，若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统计特性，则该过程叫（各态历经）。
4、用来定量变量的（仪器）和（技术）统称为标准。
5、测试技术是（测量）和（试验技术）的统称。
6、测量装置的干扰来自多方面，干扰窜入测量装置主要有（电磁场干扰）、（信道干扰）和（电源干扰）三种途径。
7、某装置由于后接另一装置而产生的种种现象，称为（负载效应）。
8、传感器就是（输入量为被测量）的测量变换器。
9、传感器的选用原则一般从灵敏度、(响应特性)、线性范围、（可靠性）、精确度、（测量方法）和稳定性这些方面来综合考虑。
10、频率调制是指利用（调制信号）控制（高频载波信号）频率变化的过程。
二、选择题1、周期信号的每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是诸分量频率的（C）A、公倍数B、平均值C、公约数D、最大值2、描述非周期信号的数学工具是（D）A、三角函数B、拉氏变换C、傅氏级数D、傅氏变换3、时域信号x(t)二阶导数的傅里叶变换是（C）A、X(f)B、X(f)C、X(f)D、X(f)4、概率密度函数是在什么域上描述随机信号的分布规律（C）A、时间域B、频率域C、幅值域D、复数域5、差动式电感传感器和差动式电容传感器具有（C）的特点。
A、灵敏度提高了一倍，非线性度降低了一倍B、灵敏度和非线性度都降低了C、灵敏度提高了一倍，非线性度降低了若干D、灵敏度提高了若干，非线性度降低了一倍6、欲进行旋转齿轮的转速测量，宜选用（B）传感器。
A、压电式B、磁电式C、电阻式D、热电式7、常用于对调幅波解调的装置是（D）A、乘法器B、滤波器C、鉴频器D、相敏检波器8、数字信号的特征是（D）A、时间上连续幅值上离散B、时间上离散幅值上连续C、时间上和幅值上都连续D、时间上和幅值上都离散9、电荷放大器是一个（C）放电器。
A、高增益，带电阻反馈的运算B、低增益，带电容反馈的运算C 、高增益，带电容反馈的运算D 、高增益的电桥10、基本放大电路分为三种，以下选项中不包括的是（D ）A 、反相放大器B 、同相放大器C 、差分放大器D 、电流放大器一、 填空（20分，每空1分）1.测试技术是测量和实验技术的统称。
工程测量可分为 静态测量 和 动态测量 。
2.测量结果与 被测真值 之差称为 测量误差 。
3.将电桥接成差动方式习以提高 灵敏度 ，改善非线性，进行 温度 补偿。
4.为了 补偿 温度变化给应变测量带来的误差，工作应变片与温度补偿应变片应接在相邻 桥臂上。
5．调幅信号由载波的 幅值 携带信号的信息，而调频信号则由载波的 频率 携带信号的信息。
6．绘制周期信号()x t 的单边频谱图，依据的数学表达式是 傅氏三角级数中的各项系数 ，而双边频谱图的依据数学表达式是 傅氏复指数级数中的各项系数 。
7．信号的有效值又称为 均方根值 ，有效值的平方称为 均方值2ψ它描述测试信号的强度(信号的平均功率)。
8．确定性信号可分为周期信号和非周期信号两类，前者频谱特点是 离散的 ，后者频谱特点是 连续的 。
9.为了求取测试装置本身的动态特性，常用的实验方法是 频率响应发 和 阶跃响应法 。
10.连续信号()x t 与0()t t δ-进行卷积其结果是：0()()x t t t δ*-= .0()x t t - 。
其几何意义是 把原函数图像平移至0t 位置处 。
二、 选择题（20分，每题2分）1．直流电桥同一桥臂增加应变片数时，电桥灵敏度将(C)。
A ．增大B ．减少 C.不变 D.变化不定2．调制可以看成是调制信号与载波信号(A)。
A 相乘B ．相加C ．相减 D.相除3．描述周期信号的数学工具是(D)。
A ．相关函数B ．拉氏变换C ．傅氏变换 D.傅氏级数4．下列函数表达式中，(B)是周期信号。
A ．5cos100()00t t x t t π⎧≥⎪=⎨⎪<⎩当当 B ．()20cos20()at x t e t t π-=-∞<<+∞C ．()5sin 2010cos10()x t t t t ππ=+-∞<<+∞5．时域信号的时间尺度压缩时，则其频带的变化为(B)。
A．频带变窄、幅值增高 B．频带变宽、幅值压低C．频带变窄、幅值压低 D．频带变宽、幅值增高6．非线性度是表示定度曲线(A)的程度。
A．偏离其拟合直线B．接近真值 C．正反行程的不重合7．一般来说，测试系统的灵敏度越高，则其测量范围(B)。
A．越宽 B．越窄 C．不变8.下列哪一种敏感元件不属于弹性式压力敏感元件（D）A.波登管 B．膜片C．波纹管 D．电阻应变片9.对于单向应力状态的测量，贴应变片时，应变片的方向与主应力方向应该相交成（A）A.0° B．45°C．90° D．30°10．二阶装置引入合适阻尼的目的是（C）。
A．使系统不发生共振 B．使得读数稳定C．获得较好的幅频、相频特性。