动态测试技术教学大纲

《动态测试技术》教学大纲

学时：32 学分：2 开课学期：第×学期

一、课程目的与任务

1．本课程为测控技术与仪器专业选修课程。

2. 本课程与培养目标的关系是：本课程学生在学习误差理论与数据处理，传感技术，检测技术等课程后掌握动态测试与分析技术的基本原理和技能、学会如何使用这些技术在工程实践中设计并组建动态测试系统。本课程具有知识与技术的综合程度高、实践性强等特点，培养学生的动手能力和独立解决实际问题的能力。本课程可以实现培养要求中的掌握信息的获取、传输、处理和应用的基本技术与方法。学生通过学习后应获得各种动态参数信息并加以分析的技能，理解并掌握模态分析的基本原理和分析方法，初步了解动态测试中的误差分析技术知识和能力要求。

3．课程主要讲述的内容为：介绍工业生产和科学研究中常用的动态测试分析理论和测试技术。包括动态测试的基本概念；振动信号的处理和分析基本理论；频响分析和模态分析的物理概念和模态分析方法；常用的动态测试技术及动态测试在工程中的应用等。

二、课程目标与要求（从知识能力和素质三个维度描述）

1、知识目标: 了解动态测试技术的基本概念，掌握动态测试技术的基本方法。

2、能力目标: 学会如何使用这些技术在工程实践中设计并组建动态测试系统。

3、素质目标：能够培养学生分析问题和解决学题的能力。

三、与其它课程的联系和分工

本课程是测控专业的专业选修课，通过本课程学习使学生了解动态测试技术的概念，并初步掌握的动态测试技术基本方法。各种被测量通过传感器及基本测试已在《传感技术》及《检测技术》中讲授，一些基本的信号处理的基本方法及实验测试分析方法在《误差理论与数据处理》中学习过，本课程在这些课程的基础上进一步讲解动态测试技术的相关理论和测试技术。

四、课程主要内容与学时分配

五、课程教学内容和具体要求

第一单元

教学目标：了解动态测试的基本概念，知道动态测试系统的主要性能指标，掌握动态测试的基本理论

教学要求：介绍动态测试的基本概念，指导动态测试系统的主要性能指标，讲解动态测试的基本理论，包括动态系统的特性及参数测量，模态分析的基本概念。

教学重点：动态系统的特性及系统参数，机械阻抗的概念和测量方法，模态分析的原理和参数测量方法。

教学难点：模态的概念和模态测试的原理。

内容概要和方法设计：这一单元包括动态测试概论，基本振动系统动态特性及系统参数的测量和机械阻抗与模态分析。介绍动态测试（振动测量）的基本知识，动态测试系统的主要性能指标，分贝的概念和误差来源。介绍基本振动系统动态特性及系统参数的测量，如频率、阻尼、质量、刚度等。讲解机械阻抗基本介绍和测量方法；模态分析原理和模态参数测量方法。

第二单元

教学目标：介绍动态信号的分析方法以及常用的动态信号分析技术

教学要求：介绍动态信号的分类，动态信号的表达方法以及动态信号处理的常用方法。

教学重点：动态信号的表达方法，采样定理，动态信号的处理方法。

教学难点：动态信号的处理方法如各种窗函数等。

内容概要和方法设计：这一单元包括动态信号特征分析，动态信号数字化与分析仪。介绍动态信号分类：正弦信号、周期信号、瞬态信号和随机信号的时域、频域和概率分析。讲解动态信号数字化，采样定理与FFT，量化与误差，混叠与滤波，泄漏与加窗等，动态信号分析仪的组成和性能指标。

第三单元

教学目标：介绍常用的动态测试技术及其工程应用

教学要求：讲解常用的动态测试技术设备的原理和使用方法，介绍动态测试技术的一些工程应用实例。

教学重点：动态测试技术常用设备的原理和使用方法

教学难点：传感器的基本原理，激振设备的原理和动态测试设备的选择。

内容概要和方法设计：这一单元包括传感器与信号调理，激振设备与方法以及动态测试技术的工程应用。讲解传感器基本原理，常用振动传感器介绍及信号调理，最新传感器技术

介绍。介绍激振原理，如电动式、液压式、机械式、声、磁电、压电等，振动与激振设备介绍：振动台、激振器、冲击力锤。介绍动态测试技术在实际工程中的应用及一些基本的减振技术。

六、课程的教学方法设计

本课程教学主要采用的方法有课堂讲授和讨论，结合课程演示实验及课后作业的形式。

七、课程考核和计分方式

1．考核方式：考试、闭卷、笔试

2．成绩记入：50%平时成绩，50%课终考试成绩。

3．平时成绩考查形式：本课程为32学时的课程，期末笔试权重系数为50%，平时成绩权重系数为50%，其中平时成绩通过到勤率、课外作业、随堂测试、课程调研报告等方式考查，到勤率：100分×50%×10%=5分、课外作业：100分×50%×30%=15分、随堂测试：100分×50%×20%=10分、课程学习报告或学习心得日记（提交形式不限）：100分×50%×40%=20分

八、主要参考书目和资料

建议选用教材：工程振动试验分析，李德堡陆秋海，清华大学出版社，2004

主要参考资料：

1、动态测试与分析技术，方之楚杨长俊余征跃，上海交通大学教材，2005。

2、振动力学，刘延柱陈文良陈立群，高等教育出版社，2003。

3、传感与测试技术，王昌明孔德仁何云峰，北京航空航天大学出版社，2005。

4、模态分析理论与应用，傅志方华宏星，上海交通大学出版社，2000。

5、动态测量误差修正原理与技术，费业泰，卢荣胜，中国计量出版社，2001。

6、Vibration testing: theory and practice /Kenneth G. McConnell, Paulo S. Varoto. John -2nd ed. Wiley & Sons,Inc, 2008.