现代测试技术

School of Economy & technology

First Two Years of the 2+2 Program

(Students of 2010)

COURSE DETAILED STRUCTURE

Course No.:202052

Course:Modern testing technology

Credit hour: 4.0

Teaching Hours: 40 hours

Term:Spring Term 2013

Lecturer:

Course Textbooks:机械工程测试技术基础（第2版）熊诗波、黄长艺主编机械工业出版社2011年

Course Syllabus

一、课程的性质与任务：

1. 课程的性质：现代测试技术是研究静态和动态信号的测试方法、系统组成和测试结果分析的一门课程，它是一门综合性很强的专业技术基础课。

2．课程的任务：通过本课程的学习，使学生了解国内外传感器及测试技术的发展趋势，并掌握静、动态信号测试的基本理论、知识和技能，能独立进行一些常用静、动态量的测试，和对试验数据的处理，采集及误差分析，培养学生具有机械工程参量测试的基本能力并掌握AT89S51单片机相关知识。

二、课程教学目的与要求：

使学生掌握一种科学实验的理论方法和基本技能，以适应科研和生产工作的需要。

(一) 理论知识方面：

1．掌握以电阻应变片式传感器为主体的非电量电测系统的测量原理，测量方法，

及机械标定(静态标定)的概念和方法。

2．理解差动变压器、电容式传感器，电涡流传感，压电式传感器，热电偶，霍尔传感器的工作原理，特点及主要用途。

3．掌握数据及误差处理(在幅值域中)的基本理论和方法。

4．掌握测试系统的基本特性及实际组成机械参量测试系统的能力。

5．掌握测试信号的分析方法及调理电路，处理电路。

6．掌握测试信号的转化及与计算机的接口技术。

(二) 能力与技能方面：

掌握应变片的性能，应变片的热输出及桥路补偿的方法；掌握应变测量电桥的特性及组桥方法，以及用应变片式传感器测量振幅的方法；掌握几种传感器静态标定的方法及在测量振幅中的应用；掌握试验数据及试验误差的计算与分析方法，能组织试验。

三、学时分配计划：

本课程总学时40，理论学时40，实验学时10（单独设课）：

四、教学中应注意的问题：

1．讲传感器时，一定要讲清其变换原理，要指出不同的传感器其用的测量系统是不同的，但它们有共同的特点，即信息传递的过程相同。

2．讲非电量电测系统时，要抓住信息传递这个纲，以电阻应变测试系统为例：一个环节，一个环节地交代清楚，其理论、特点以及测得值的求取方法。

3．每章安排作业题2~3题。

4. 课程结束后安排2~3次集中答疑。

五、课程教学内容：

第1章绪论

基本内容：

机械工程测试工作的重要性、主要内容、测试系统的组成框图及功能。(二) 教学基本要求：

1．理解测试的基本概念，了解测试工作的重要性与必要性。

2．掌握测试系统的组成及功能。

(三) 教学重点难点：

重点：非电量电测系统的组成及功能。

（四）关于本章教学的建议：

结合实际机械工程的技术要求讲解测试系统的构成及工作必要性。

第2章测试系统分析

基本内容：

测试信号的基本概念、类型、测试系统的基本特性。

(二) 教学基本要求：

1．掌握系统静态特性和动态特性概念、明确测试系统通常要同时满足这两种特性。2．掌握二阶系统的频率特性。

(三) 教学重点难点：

重点：静、动态特性的概念。

难点：二阶系统的频率特性。

（四）关于本章的教学建议：

结合具体的参量测试系统讲解，充分调动学生的积极性和主动性。

第3章传感器原理

基本内容：

电阻式、电容式、电感式、压电式、光电式、热电式、磁电式传感器的基本原理，结构与类型、应用。

(二)教学基本要求

1．理解传感器的概念、组成。

2．掌握电阻应变片式、电感式、电容式、压电式、光电式、热电式传感器的工作原理、种类、应用。

3．了解磁电式传感器的工作原理、类型。

4．了解新型传感器的类型、用途。

(三)教学重点难点：

重点：电阻应变片式、电感式、电容式、压电式、光电式、热电式传感器的工作原理。

(四)关于本章的教学建议：

采用传感器的实物教学，提高学生的感性认识。

第4章非电量基本参数的测试方法

（一）基本内容：

机械力参量、转矩的测量、位移、速度、加速度的测量方法。

(二)教学基本要求：．

1．掌握电阻应变片测量力参量的布片和接桥方式。

2．掌握位移的测量用传感器及其测量电路。

3．理解速度、加速度的测量用传感器及其测量电路。

(三)教学重点难点：

重点：电阻应变片测量系统的标定、多种载荷时的布片与接桥。

难点：根据非电参量选择相应的传感器构成测量系统。

(四)关于本章的教学建议：

通过合适的实验项目使学生掌握测量的基本方法、提高学生运用知识和动手能力。

第5章测试信号的处理与采集

(一)基本内容：

测量电桥的原理及特性、信号的调制与解调、滤波器的原理及应用、A/D和D/A转换器的原理。

数据采集接口板卡

PC-6319光电隔离模入接口卡、编程举例。数字信号的采集8255A可编程外围接口芯片、PS-2304数字量I/O接口板简介、BCD码并行数字信号的采集、车速脉冲信号的采集计数。

(二)教学基本要求

1．掌握电桥的平衡条件、类型、电桥的加减特性与应用。

2．掌握调制与解调的基本原理、方法。

3．掌握一阶低通滤波器的基本原理。

4．掌握A/D和D/A转换器的原理及应用。

(三)教学重点难点

重点：1. 电桥的加减特性及应用。

2．相敏检波器的原理。

3．A/D和D/A转换器的原理及应用。

难点：一阶低通滤波器的特性分析。