《测试技术与仪器》课程教学设计

1、测试技术与仪器课程教学设计（一）基本描述课程编号：T1080180课程名称：测试技术与仪器 英文译名：TESTING TECHNOLOGY AND INSTRUMENT 课程学时：40 讲课：34 实验：6 上机：0适用专业：机电工程学院机械设计制造及其自动化、其它相关专业。开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系课程类型：技术基础课开课时间：第六学期先修课程：互换性与测量技术基础 电工技术I 电子技术I 自动控制原理主要教材及参考书：邵东向等编.机械工程测试技术基础.自编讲义黄长艺、卢文祥、熊诗波主编.机械工程测量与试验技术.机械工业出版社 2000年 严普强、黄长艺主编.机械工程测试技术基

2、础（第二版）.机械工业出版社 1993年（二）课程的性质、研究对象及任务测试技术与仪器是机械工程学科中一门技术基础课。本课程研究对象是机械工程中常用参量的测试方法及其基本理论，测试仪器的基本构成、传感器的基本理论及应用等相关知识。本课程的主要任务是培养学生：1、掌握信号及其相关理论的基本概念，掌握测试技术在机械工程中应用的基本知识。从而提高分析工程实际问题的能力。2、掌握测试系统的构成及基本要求，重点掌握传感器的基本理论及应用。3、掌握机械工程中常用参量的测试方法。4、了解测试技术的最新发展趋势，新理论和新技术。（三）教材的选择与分析近年来，国内关于测试技术方面的教材和书籍很多，其内容随着侧重

3、点的不同也有较大差异，由于测试技术的基本理论相对比较成熟，在相应领域内的同行中普遍推崇严普强、黄长艺主编的机械工程测试技术基础（第二版）作为教材，但同时也普遍认为该教材内容较深，理解起来比较困难。因此各院校根据自身特点和培养学生的目标，对教材内容作了相应的删减，并增加了相关内容。我校培养学生的目标应该是研究型人才，因此应注重基本理论及其应用技术等相关知识的教学，为将来打下较好的基础。为此，在多年的教学积累基础上，编写适合我校教学的教材机械工程测试技术基础。现在为内部教材。（四）本课程各章的主要内容与基本要求、重点与难点、学时分配第1章 绪论（共1学时）测试技术的重要性；测试过程和测试系统的一般

4、组成；测试技术的发展；课程的研究对象和性质。基本要求：掌握测量、测试的基本概念；测试技术的重要性；测试系统的基本组成，了解测试技术的地位及发展。重点难点：测试的基本概念，测试系统的基本组成。第2章 信号及其描述（共5学时）信号的分类与描述；周期信号与离散频谱；瞬态非周期信号与连续频谱；付里叶变换及其主要性质。基本要求： 信号的基本属性及分类； 信号的时域描述和频域描述； 周期信号的强度表述； 傅里叶级数的三角函数展开式； 傅里叶级数的复指数函数展开式； 瞬态非周期信号的频谱； 瞬态非周期信号的频域描述； 傅里叶变换的概念； 傅里叶变换的主要性质； 几种典型号信的频谱。重点：难点：第3章 测试装

5、置的基本特性（共8学时）对测试系统的要求；测试系统的类型和主要性质；有关测试和测试装置的若干术语；测试装置的静态特性；线性系统的动态特性；线性系统的传递函数；一阶、二阶线性系统动态特性的测试；负载效应。基本要求： 对测试系统的要求、测试系统的类型和主要性质； 有关测试和测试装置的若干术语； 测试装置的静态特性（线性度、灵敏度、鉴别力阈、分辨力、回程误差、稳定度和漂移）； 线性系统对正弦信号的响应； 线性系统的频率响应函数； 实现不失真测试的条件； 典型一阶、二阶线性系统的动态特性分析； 拉普拉斯变换的基本概念及其主要性质； 传递函数概念与特点； 线性系统的串联与并联； 一、二阶系统的传递函数；

6、 一阶、二阶线性系统的脉冲响应函数； 系统对单位阶跃信号的响应（频率响应法、阶跃响应法）； 负载效应及其减轻措施。重点：难点：第4章 常用的传感器（共10学时）普通机械、电器式传感器；半导体传感器（部分内容自学）；传感器的选用原则。基本要求： 机械式敏感元件； 电阻应变式传感器； 电感式传感器； 电容式传感器； 固态图像传感器； 传感器的选用原则。重点：难点：第5章 测试系统的中间转换电路及装置（共2学时）电桥（直流电桥、交流电桥、带感应耦合臂的电桥）；调制与解调；滤波器；基本要求： 直流电桥、交流电桥、带感应耦合臂的电桥； 调幅及其解调的基本概念； 调频及调相的数学模型； 调频及其解调方法；

7、 滤波器分类； 理想滤波器； 实际RC调谐式滤波器。重点难点：第6章 数据的显示、记录与存储（共1学时）模拟显示；数字显示；磁记录；光盘式记录。基本要求：介绍基本概念及方法第7章 信号分析与数据处理（共2学时）数字信号处理的基本步骤；信号数字化出现的问题；常用的窗函数。基本要求：掌握基本概念。第8章 常用参量的测量（共5学时）位移的测量（气动测量方法、回转轴径向运动误差的测量）；应变、力的测量。（五）教学环节1课堂讲授（34学时）任课教师必须做到下面几点：1）认真备课，做好教案，熟练掌握课程的基本内容。2）采用启发式、讨论式的教学方法，以学生为中心，活跃课堂气氛，调动学生学习的主动性、积极性，

8、培养学生逻辑思维能力、分析问题能力和解决问题能力。3）讲课思路要清晰，包括：问题的提出、解决问题的条件、建立模型、分析解决问题的思路、解题和总结等；概念要准确，重点要突出，理论联系实际，要适时反映本学科发展的前沿理论和技术，特别是将本单位的科研成果引入课堂。4）教学手段要完备，根据教学内容的要求，恰当运用图片、挂图、CAI课件和多媒体等。5）教书育人，为人师表，上课精神饱满，以人格的魅力和精神气质激发学生的求知欲和思维活动。教学组要开展以下教学活动：1）集体备课。2）制作CAI课件。3）试讲。4）相互听课。2实验（6学时）本课程是一门理论性、实践性都很强的技术基础课，实验教学是培养学生的动手能

9、力和创新精神的重要教学环节。共安排了6学时3个必作实验，还可做2-3个选做实验。具体的实验如下：必做实验6学时1）箔式应变片组成的交流全桥 2）交流全桥的应用振幅测量3）差动变压器性能 4）差动变压器的标定5）差动变压器的振动测量 6）差动螺管式电感传感器测位移7） 周期信号的合成和分解； 8）典型信号频谱分析；9）一阶系统阶跃响应实验；可选实验分2组10）15）中任选3个10）实际信号采样及分析实验； 11）频率混叠和采样定理；12）信号量化误差； 13）窗函数及对信号频谱的影响；14）信号调制与解调实验； 15）数字滤波分析；16）20）中任选2个16）位移和负载效应测量； 17）噪声传感器测量噪声实验；18）转速测量实验； 19）涡流传感器计数测量实验；20）加速度传感器测量固有频率；每个实验都有实验指导书。实验时每组人数1-2人，每个教师指导的人数一般不超过15人。任课教师要指导实验，并且要批改至少一个小班的实验报告，写出评语，评出成绩。3习题作业：这是学生理解知识、提高解决问题