《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)》課程教學(xué)大綱課程編碼：AL040570課程性質(zhì)：專業(yè)限選課程適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)時(shí)學(xué)分：32學(xué)時(shí)2學(xué)分所需先修課：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及應(yīng)用、機(jī)械控制工程基礎(chǔ)編寫(xiě)單位：機(jī)電工程學(xué)院一、課程說(shuō)明1．課程簡(jiǎn)介本課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)專業(yè)主要課程，主要講述測(cè)試技術(shù)理論和基礎(chǔ)知識(shí)，包括信號(hào)分析、測(cè)量裝置基本特性、參數(shù)式和發(fā)電式傳感器、信號(hào)調(diào)理技術(shù)；測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)用測(cè)試技術(shù)。通過(guò)講述測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)以及測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生掌握本學(xué)科領(lǐng)域常見(jiàn)測(cè)試系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)，常用機(jī)械工程參數(shù)測(cè)量技術(shù)，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程打下良好基礎(chǔ)。本課程的先修課程是“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”。本課程為學(xué)習(xí)“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”、“微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”等后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。2．教學(xué)目標(biāo)要求通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握測(cè)試技術(shù)兩大基礎(chǔ)知識(shí)，即信號(hào)的時(shí)域和頻域特性、測(cè)量裝置的基本特性；掌握測(cè)試信號(hào)的獲取和調(diào)理技術(shù)；了解測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)用測(cè)試技術(shù)。使學(xué)生能夠根據(jù)測(cè)試任務(wù)選擇傳感器和構(gòu)建簡(jiǎn)單的測(cè)試系統(tǒng)，能夠使用labview等工具軟件進(jìn)行基本的測(cè)試信號(hào)分析。3．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)本課程的教學(xué)重點(diǎn)：測(cè)試信號(hào)的時(shí)域、頻域分析；測(cè)量裝置的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性；參數(shù)式、發(fā)電式傳感器原理及應(yīng)用；信號(hào)調(diào)理的方法；測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)及虛擬儀器技術(shù)。本課程的教學(xué)難點(diǎn)：信號(hào)的頻域分析；測(cè)量裝置的動(dòng)態(tài)特性分析；測(cè)試信號(hào)的獲取和調(diào)理技術(shù)。4．學(xué)時(shí)分配表次序教學(xué)內(nèi)容理論課學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)第一部分緒論2第二部分機(jī)械測(cè)試信號(hào)分析4第三部分測(cè)量系統(tǒng)的基本特性4第四部分參數(shù)式傳感器及其應(yīng)用43第五部分發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用43第六部分信號(hào)的調(diào)理3第七部分測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)1第八部分計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)4小計(jì)266總計(jì)325．主要教法、學(xué)法本課程以課堂講授為主、自學(xué)和討論為輔的方式開(kāi)展教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，采用多媒體教學(xué)。6．考核方式及標(biāo)準(zhǔn)本課程的考核形式為隨堂測(cè)驗(yàn)，開(kāi)卷，測(cè)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)的50%，其它（包括考勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)）占總成績(jī)的50%。二、各部分教學(xué)綱要第一部分緒論（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)通過(guò)緒論的學(xué)習(xí)，了解課程意義、掌握測(cè)試系統(tǒng)組成，了解傳感器和測(cè)試技術(shù)發(fā)展動(dòng)向。本部分重點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)的組成。教學(xué)內(nèi)容1課程的意義及目的2測(cè)試方法的分類(lèi)與系統(tǒng)組成3測(cè)試技術(shù)的發(fā)展第二部分機(jī)械測(cè)試信號(hào)分析（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)掌握機(jī)械工程測(cè)試中常見(jiàn)信號(hào)的分類(lèi)，信號(hào)的時(shí)域分析方法，信號(hào)的頻譜分析。本部分重點(diǎn)信號(hào)頻譜的概念，周期信號(hào)的頻譜。本部分難點(diǎn)信號(hào)的頻譜。教學(xué)內(nèi)容1信號(hào)的分類(lèi)2信號(hào)的時(shí)域分析3信號(hào)的頻域分析第三部分測(cè)量系統(tǒng)的基本特性（3學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)掌握測(cè)量系統(tǒng)靜態(tài)特性指標(biāo)表示，一階、二階測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，掌握實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件。本部分重點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性及不失真測(cè)試條件。本部分難點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及其數(shù)學(xué)描述。教學(xué)內(nèi)容1測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性2測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性第四部分參數(shù)式傳感器及其應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)掌握各種參數(shù)式傳感器的工作原理和應(yīng)用、電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路，能夠分析電容式和自感型電感式傳感器的靈敏度及改善非線性的措施。本部分重點(diǎn)電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路、提高和改善電容式傳感器靈敏度和精度的措施。本部分難點(diǎn)電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償、改善電容式傳感器非線性的措施。教學(xué)內(nèi)容1電阻式傳感器1.1電阻應(yīng)變式傳感器1.2電位計(jì)式傳感器1.3熱電阻式傳感器2電容式傳感器3電感式傳感器第五部分發(fā)電式傳感器及其應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)掌握各種發(fā)電式傳感器的工作原理和應(yīng)用。本部分重點(diǎn)各種發(fā)電式傳感器的應(yīng)用。本部分難點(diǎn)壓電式傳感器和霍爾元件的測(cè)量電路、。教學(xué)內(nèi)容1壓電式傳感器2磁電式傳感器3光電式傳感器4霍爾傳感器5熱電偶傳感器第六部分信號(hào)的調(diào)理（3學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)了解常用的測(cè)試信號(hào)調(diào)理電路，能根據(jù)具體傳感器輸出信號(hào)選擇和設(shè)計(jì)適合的調(diào)理電路，將信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于處理、接收的形式。本部分重點(diǎn)電橋中電阻應(yīng)變片的布置、基本信號(hào)放大電路的分析、濾波器的分類(lèi)及幅頻特性。本部分難點(diǎn)電橋的和差特性。教學(xué)內(nèi)容1電橋2信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)3信號(hào)的放大4信號(hào)的濾波第七部分測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)了解測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和步驟、測(cè)試系統(tǒng)干擾來(lái)源及抗干擾措施。本部分重點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)抗干擾技術(shù)。本部分難點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)抗干擾技術(shù)。教學(xué)內(nèi)容1測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和步驟2測(cè)試系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)第八部分計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)了解計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的組成、模擬信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)、智能儀器的測(cè)量功能以及虛擬儀器應(yīng)用技術(shù)，能根據(jù)被測(cè)對(duì)象確定A/D通道，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本部分重點(diǎn)模擬信號(hào)數(shù)字化處理過(guò)程中的采樣定理、A/D通道形式選擇。本部分難點(diǎn)A/D通道方案確定。教學(xué)內(nèi)容1數(shù)據(jù)采集技術(shù)2智能儀器3虛擬儀器三、實(shí)驗(yàn)（6學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1電阻應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)2位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)3轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)四、