《测试技术》课程教学大纲（）.docx

1、测试技术课程教学大纲、课程基本信息英文名称TestTechnology课程代码VEEN2302课程性质专业选修课程授课对象车辆工程专业学分3学时共54,其中讲课45,实验9。主讲教师修订日期2021.07. 10指定教材熊诗波，黄长艺.机械工程测试技术（第4版）.北京：机械工业出版社，2018年.二、课程目标（一）总体目标本课程是车辆工程专业本科生的一门理论性和实践性都很强的选修课程。内 容涉及到机械测试、传感器原理、电路分析、信号处理等多方面，是有效分析复 杂工程问题和开展工程测试的专业课程之一。通过本课程的教学，使学生建立明 确的信号频谱概念，掌握频谱分析的基本原理；掌握测试系统特性的评价

2、方法, 并能正确运用于测试装置的分析与选择；掌握常用传感器、中间变换电路和记录 仪器的工作原理，熟悉实验仪器的操作方法；建立动态测试工作的完整概念，并 能将动态测试所需要的基本知识初步运用于机械工程中某些物理量的测试。本课 程能培养学生运用测试技术的基本理论、方法以及相应的专业基础知识开展机械 工程与车辆工程测试、信号分析的研究，培养学生理论联系实际和解决实际问题 的能力。（二）课程目标课程目标1:能运用机械工程动态测试的基本理论和方法、信号处理方法, 分析复杂工程问题并加以应用，获得有效结论；课程目标2：掌握各种传感器的传感原理与调制解调基本原理，并能根据原 理结合应用实际，进行实验设计与开

3、展实验；课程目标3：能够根据所测动态参数，正确选用传感器及测试装置，测试常对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。第十一章霍尔传感器1. 教学目标（1）掌握霍尔传感器的原理与应用；（2）掌握霍尔传感器反馈式测量原理。2. 教学重难点（1）霍尔电流传感器的反馈测量原理。3. 教学内容（1）霍尔传感器的原理；（2）霍尔传感器的应用；（3）霍尔电流传感器-反馈测量。4. 教学方法课堂授课、课后复习。5. 教学评价掌握霍尔效应、霍尔传感器反馈式测量原理。对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。第十二章光电传感器1. 教学目标（1）

4、了解常见光电传感器的原理与应用。2. 教学重难点（1）光电传感器的原理与应用。3. 教学内容（1）光电传感器的种类与原理；（2）光电传感器的应用。4. 教学方法课堂授课、课后复习。5.教学评价r解常见光电传感器的原理与应用。对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。第十三章信号调理1. 教学目标（1）掌握信号调制与解调的方法，掌握同步解调方法：（2）掌握滤波器的特性。2. 教学重难点（1）调幅、调频与解调方法的原理；（2）滤波器的特性。3. 教学内容（1）调制与解调；（2）滤波器。4. 教学方法课堂授课、课后复习。5. 教学评价（1）掌握调制与解调方法的基本原

5、理，尤其是同步解调方法；（2）掌握滤波器的特性。对应课程IR标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。3. 2实验项目表3：本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求备注1金属箔式应变片性能一单臂电桥3综合性必做报告2金属箔式应变片：单曾、半桥、全桥性能比较3综合性必做报告3热电偶原理及现象3综合性必做报告注：1.类型指验证性、综合性、设计性等。2. 要求指必做、选做。实验一、金属箔式应变片性能一单臂电桥1、知识点和能力1）掌握金属箔式应变片单臂电桥基本原理；2）掌握差动放大器基本原理；3）掌握基于最小二乘法的测试数据统计处理方法。2、实践主要内容1）熟悉传感器实

6、验仪；2）完成金属箔式应变片单臂电桥的灵敏度测试；3）根据测试数据进行统计处理（最小二乘法线性拟合）获得灵敏度。3、重难点测试数据统计处理。4、教学模式安排3课堂学时用于指导学生了解课程设计的内容和要求，工作步骤，注意事项等内容, 由学生自主完成实验各项内容，有疑问自主与老师沟通交流。实验二、金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥性能比较1、知识点和能力1）掌握金属箔式应变片单骨、半桥、全桥电路的基本结构、基本原理；2）掌握差动电桥的特点；3）掌握金属箔式应变片单臂、半桥、全桥电路的灵敏度测量方法，并基于最小二乘法的测 试数据统计处理方法。2、实践主要内容1）完成金属箔式应变片单臂、半桥、全桥电路的

7、灵敏度测试；2）根据测试数据进行统计处理（最小二乘法线性拟合）获得灵敏度，并进行灵敏度比较分 析。3、重难点测试数据统计处理。4、教学模式安排3课堂学时用于指导学生了解课程设计的内容和要求，工作步骤，注意事项等内容, 由学生自主完成实验各项内容，有疑问自主与老师沟通交流。实验三、热电偶原理及现象1、知识点和能力1）掌握金属箔式应变片单臂、半桥、全桥电路的基本结构、基本原理；2）掌握差动电桥的特点；3）掌握金属箔式应变片单臂、半桥、全桥电路的灵敏度测量方法，并基于最小二乘法的测 试数据统计处理方法。2、实践主要内容1）完成金属箔式应变片单臂、半桥、全桥电路的灵敏度测试；2）根据测试数据进行统计处

8、理（最小二乘法线性拟合）获得灵敏度，并进行灵敏度比较分 析。3、重难点测试数据统计处理。4、教学模式安排3课堂学时指导学生了解课程设计的内容和要求，工作步骤，注意驱项等内容，由学 生自主完成实验各项内容，有疑问自主与老师沟通交流。注：本课程授课对象为大三学生，实验类型为设计性实验，需要提交实验报告，报告主 要包括实践目的，要求，设计内容和成果分析等。实践评价内容和评分细则参见表9。四、学时分配表4：各章节的具体内容和学时分配表章节章节名称学时分眠第一章绪论4第二章测试信号及其描述9第三章测试系统的基本特性5第四章电阻传感器5+6 （实验学时）第五章电容传感器2第六章电感传感器2第七章电涡流传感

9、器2第八章压电传感器3第九章热电偶2+3 （实验学时）第十章超声波传感器2第十一章霍尔传感器3第十二章光电传感器2第十三章信号调理4总计54五、教学进度表5：教学进度表周次H 期章节 名称内容提要作业及要求备注1-2第一章绪论第一节测试与检测技 术的内容与作用 第二节测试系统的组 成与发展第三节测量的基础知 识4作业：完成课后教师指定的问答题。要求：（1）了解测试与检测技术的基 本内容；（2）掌握测试系统的组成与发 展；（3）掌握测量方法的分类；（4）掌握测量误差及统计处理；（5）掌握传感器的基本特性。2-5第二章 测试信 号及其 描述第一节信号的分类与 描述第二节周期信号与离散频谱9作业：完

10、成课后教师指定的问答题。要求：（1）信号的分类与描述；第三节缓变非周期信号与连续频谱第四节随机信号第五节相关检测(2) 周期信号与离散频谱；(3) 缓变非周期信号与连续频 谱；(4) 随机信号；(5) 相关检测。类和方法有基本的了解。5-6第三章 测试系 统的基 本特性第一节测试系统概述 第二节测试系统的静 态特性第三节测试系统的动态特性第四节测试系统在典 型输入下的动态响应 分析第五节实现不失真测 量的条件第六节负载效应 第七节测试系统的抗 干扰5作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1) 掌握测试系统的静态特 性、动态特性，尤其是测试系 统传递函数、频率响应函数、 脉冲响应函数，以及在典

11、型输 入下的响应；(2) 掌握实现不失真测量的条 件；(3) 了解测试系统的负载效 应；(4) 了解测试装置的抗干扰。7-8第四章 电阻传 感器第一节电阻应变传感器第二节电桥第三节放大器第四节热电阻传感器、 气敏电阻、湿敏电阻、 磁敏电阻5+6作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1) 了解电阻应变效应，掌握 电阻应变传感器灵敏度特性；(2) 掌握电桥及其特性、典型 放大电路；(3) 掌握电阻应变传感器的在 车辆部件中的应变测量应用， 了解热电阻传感器、气敏电阻、 湿敏电阻、磁敏电阻的特点与 应用。讲授 学 时5、实 验 学 时68-9第五章第一节电容传感器的2作业：电容传 感器原理第二节电

12、容传感器的特点与应用完成课后教师指定的问答题。要求：掌握电容传感器的原理与应 川.9第六章电感传 感器第一节电感传感器的 原理第二节电感传感器的 特点与应用2作业：完成课后教师指定的问答题。要求：掌握电感传感器的原理与应 用。10第七章 电涡流 传感器第一节电涡流传感器 的原理第二节电涡流传感器 的特点与应用2作业：完成课后教师指定的问答题。要求：掌握电涡流传感器的原理与应 用。10-11第八章 压电传 感器第一节压电效应、逆压 电效应第二节压电材料及其 应用第三节压电传感器的 特性第四节压电传感器的信号调节第五节压电传感器的 应用3作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1) 掌握压电传感器

13、的原理与 应用；(2) 掌握压电传感器的特性以 及信号调节；(3) 掌握压电传感器在车辆振 动测试中的应用。11-12第九章 热电偶第一节热电偶的原理第二节中间导体定律第三节热电偶的应用2+3作业：完成课后教师指定的问答题。讲授 学 时要求：掌握热电偶的原理与应用。2、实 验 学 时312第十章 超声波 传感器第一节超声波传感器的原理第二节超声波传感器的应用2作业：完成课后教师指定的问答题。要求：掌握超声波传感器的原理与应 用。13第十一 章霍尔传 感器第一节霍尔传感器的 原理第二节霍尔传感器的 应用第三节霍尔电流传感器-反馈测量3作业：完成课后教师指定的问答题。要求：掌握霍尔传感器的原理与应

14、 用。14第十二光电传 感器第一节光电传感器的 种类与原理第二节光电传感器的 应用2作业：无。要求：了解常见光电传感器的原理与应用。14-15第十三信号调 理第一节调制与解调第二节滤波器4作业：完成课后教师指定的问答题。要求：(1) 掌握信号调制与解调的方 法，掌握同步解调方法；(2) 掌握滤波器的特性。16实验一金属箔式应变片性能一单膂电桥3作业：完成实验报告要求：（1）掌握信号调制与解调的方 法，掌握同步解调方法；（2）掌握滤波器的特性。17实验二金属箔式应变片：单 臂、半桥、全桥性能比 较3作业：完成实验报告要求：（1）掌握金属箔式应变片单 臂、半桥、全桥电路的基本结 构、基本原理；（2

15、）掌握差动电桥的特点；（3）掌握金属箔式应变片单 臂、半桥、全桥电路的灵敏度 测量方法，并基于最小二乘法 的测试数据统计处理方法。18实验三热电偶原理及现象3作业：完成实验报告要求：（1）掌握热电偶工作原理与现象；（2）掌握补偿计算法的原理。六、教材及参考书目教材：I熊诗波，黄长艺.机械工程测试技术基础（第4版）.北京：机械工业出版社，2018年. 参考书：1梁森，欧阳三泰，王侃夫.自动检测技术及应用.北京：机械工业出版社，2006年.21潘宏侠，黄晋英.机械工程测试技术.北京：国防工业出版社，2011年.3狄长安，孔德仁，贾云飞,申爱平.工程测试与信息处理.北京：国防工业出版社，2010七、

16、教学方法1. 讲授法：授课教师就教学内容进行逐条任细讲解，将正确的概念、思路传授给学生。2. 案例教学法：通过引入实际案例，讨论问题的成因、变化和处置思路，培养学生解 决实际问题的初步能力。3. 课后练习和自学：布置课后练习，通过计算、问答和实验项目等形式，让学生课后 完成一定数量的练习，通过互相沟通、自学和询问老师等方式解决练习过程中遇到的实际问 题。八、考核方式及评定方法（一）课程考核与评价方式及成绩比例（1）平时成绩占20%：包括多次课堂练习、问题回答、课后练习。（2）实验成绩占20先：包括3个综合性实验项目。（3）结果考试占60%：期末考试为闭卷考试。（二）评定方法1. 评定方法课程成

17、绩评定：课程总评成绩=平时成绩X 20%+实验成绩X20%+期末考试成绩X 60%.成绩分数的具体构成如下：表6：课程目标达成考核与评价方式及成绩评定课程目标支撑毕业要求考核与评价方式及成绩比例（%）成绩比例（%）平时课程实验课程设计课程实践课程考试课程目标12、4、6103040课程目标22、4、6103040课程F1标32、4、62020合计2020601002. 课程目标的达成度分析表7：课程目标的达成度分析表课程目标对应考核形式实际评测结果 （学生达到的平均水平）对应总分达成度课程目标1平时考核、实验、期末考试（平时成绩X20%） /3+ （实验 成绩X2O%） /3+期末考试对 应试

18、题平均分X60%20/3+20/3+ （期末考试对应试题总分X60%）达成度=实 际测评结果/ 对应总分见物理量并做出特性评价，并能初步了解搭建测试系统的制约因素和相关必要知 识。（三）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求2、4、60毕业要求2问题分析：能够应用数学、自然科学和车辆工程的基本原理，识 别、表达、并通过文献研究分析车辆复杂工程问题，以获得有效结论。毕业要求4研究：能够基于科学原理并采用科学方法对车辆复杂工程问题进 行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。毕业要求6工程与社会：能够基于工程相关背景知识进行合理分析，评

19、价车 辆工程实践和车辆复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的 影响，并理解应承担的责任。表1：课程目标与毕业要求的对应关系表业要求毕业要求毕业要求毕业要求课程中卜、246课程目标1V课程目标2课程目标3V表2：课程目标与课程内容的对应关系表课程目标对应课程内容课程目标1第一章，第二章，第三章，第四章、第五章，第六章，第七章， 第八章，第九章，第十章，第十一章，第十二章，第十三章课程目标2第一章，第二章，第三章，第四章、第五章，第六章，第七章， 第八章，第九章，第十章，第十一章，第十二章，第十三章课程目标3第一章，第二章，第三章，第四章、第五章，第六章，第七章， 第八章，第九章，

20、第十章，第十一章，第十二章，第十三章课程目标2平时考核、 实验、期末考试（平时成绩X20%） /3+ （实验 成绩X20%） /3+期末考试对 应试题平均分X60%20/3+20/3+ （期末考 试对应试题总分X 60%）达成度=实 际测评结果/ 对应总分课程目标3平时考核、实验（平时成绩X20%） /3+ （实验成绩 X20%） /320/3+20/3达成度=实 际测评结果/ 对应总分（三）评分标准1.考试评价标准表8：考试评价标准课程评分标准90-10080-8970-7960-69<60目标优良中合格不合格ABCDF课程目标1能运用机械工程动 态测试的基本理论 和方法、信号处理 方

21、法，分析复杂工 程问题并加以应 用，获得有效结论。 阐述问题准确，问 题分析正确，语言 简练。能运用机械工程动 态测试的基本理论 和方法、信号处理 方法，分析复杂工 程问题并加以应 用，获得有效结论。 M述问题基本准 确，分析问题基本 正确。能运用机械工程 动态测试的基本 理论和方法、信号 处理方法，分析复 杂工程问题并加 以应用，获得有效 结论。阐述问题有 少量错误和缺失， 分析问题语意模 糊，不够准确。能运用机械工程 动态测试的基本 理论和方法、信 号处理方法，分 析复杂工程问题 并加以应用，获 得有效结论。阐 述问题有一些错 误和遗漏，分析 问题有一些错 误，语意模糊。能运用机械工程 动

22、态测试的基本 理论和方法、信 号处理方法，分 析复杂工程问题 并加以应用，获 得有效结论。阐 述问题有较多错 误，分析问题错 误较多。课程目标2掌握各种传感器的 传感原理与调制解 调基本原理，并能 根据原理结合应用 实际，进行实验设 计与开展实验。设 计的计划和方案正 确无误，原理与应 用掌握正确无误。掌握各种传感器的 传感原理与调制解 调基本原理，并能 根据原理结合应用 实际，进行实验设 计与开展实验。设 计的计划和方案基 本正确，原理与应 用掌握基本正确。掌握各种传感器 的传感原理与调 制解调基本原理， 并能根据原理结 合应用实际，进行 实验设计与开展 实验。设计的计划 和方案有少量的 错

23、误，原理与应用 掌握存在少量错 误。掌握各种传感器 的传感原理与调 制解调基本原 理，并能根据原 理结合应用实 际，进行实验设 计与开展实验。设计的计划和方 案有一定的错 误，原理与应用 掌握存在一些错掌握各种传感器 的传感原理与调 制解调基本原 理，并能根据原 理结合应用实 际，进行实验设 计与开展实验。设计的计划和方 案不合理，原理 与应用掌握错误 较多。误。课程目标3能够根据所测动态 参数，正确选用传 感器及测试装置， 测试常见物理吊:并 做出特性评价，并 能初步了解搭建测 试系统的制约因素 和相关必要知识。阐述问题、分析问 题正确。能够根据所测动态 参数，正确选用传 感器及测试装置，

24、测试常见物理房:并 做出特性评价，并 能初步了解搭建测 试系统的制约因素 和相关必要知识。阐述问题、分析问 题基本正确。能够根据所测动 态参数，正确选用 传感器及测试装 置，测试常见物理 量并做出特性评 价，并能初步了解 搭建测试系统的 制约因素和相关 必要知识。阐述问 题语意模糊、分析 问题模糊不到位。能够根据所测动 态参数，正确选 用传感器及测试 装置，测试常见 物理量并做出特 性评价，并能初 步了解搭建测试 系统的制约因素 和相关必要知 识。阐述问题有 一定的错误、分 析问题语意模 糊，存在一些错 误。能够根据所测动 态参数，正确选 用传感器及测试 装置，测试常见 物理量并做出特 性评价

25、，并能初 步了解搭建测试 系统的制约因素 和相关必要知 识。阐述问题错 误较多、分析问 题错误较多。2.实验项目评分标准表9：实验项目评分标准项目优良中及格不及格实验内容（40 分）按时提交设计 方案，书写工 整、内容完整。36-40 分基本按时提交 设计方案，书 写基本工整、 内容符合要 求。32-35分基本按时提交 设计方案，书 写基本工整、 内容有少量缺 失。28-31分基本按时提 交设计方案， 书写比较潦 草、内容有一 些缺失。24-27 分拖延提交设 计方案，书写 潦草、内容缺 失严重。23 分以下实验分析 （60 分）设计方案过 程、结果完整、 正确；设计正 确、规范、符 合实际；

26、结果 评价中肯到 位。54-60分设计方案过 程、结果基本 完整、正确； 设计正确、规 范、基本符合 实际；结果评 价基本正确。48-53 分设计方案过 程、结果基本 正确；设计基 本正确、基本 符合实际；结 果评价不到 位。42-47分设计方案过 程、结果不太 完整；设计不 太正确、有一 些不符合实 际之处；结果 评价不到位。36-41 分设计方案过 程有遗漏，结 果不正确；设 计不正确、不 符合实际；没 有结果评价。35分以下表10 :实验考查内容与评分细则成绩构成考核/评价环节分值考核/评价细则支撑的课程 目标实验内容设计方案的完整40按时提交设计方案；方案内容完整、书写课程目标性、整洁

27、性情况整洁。1, 2, 3实验分析设计计算过程及 结果正确完整性 分析与评价60设计方案正确、完整；设计规范、正确、 符合实际；评价中肯到位。课程目标1, 2, 3三、教学内容3.1讲授内容第一章绪论1. 教学目标（1）了解测试与检测技术的基本内容；（2）掌握测试系统的组成与发展；（3）掌握测量方法的分类；（4）掌握测量误差及统计处理；（5）掌握传感器的基本特性。2. 教学重难.点（1）测试系统的组成；（2）测量方法的分类；（3）测量误差分类与数据统计处理：（4）传感器的基本特性。3. 教学内容（1）测试与检测技术的内容与作用；（2）测试系统的组成与发展；（3）测量的基础知识。4. 教学方法课

28、堂授课、课后复习5. 教学评价能举例说明测试技术的内容与作用；掌握测试系统的组成并能举例说明；掌握测量方法的分类并能举例说明；掌握测量误差分类与数据统计处理；掌握传感器的基本特性并进行评价。对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。第二章测试信号及其描述1.教学目标（1）了解信号的分类；（2）掌握信号的时域频域描述方法；（3）掌握周期信号及其离散频谱；（4）掌握非周期信号及其连续频谱；（5）掌握随机信号的统计方法；（6）掌握相关检测的原理及应用。2. 教学重难点（1）信号的时域频域描述；（2）周期信号及其离散频谱；（3）非周期信号及其连续频谱；（4）随机信号的

29、常用统计量；（5）相关检测原理与应用。3. 教学内容（1）信号的分类与描述；（2）周期信号与离散频谱；（3）缓变非周期信号与连续频谱；（4）随机信号：（5）相关检测。4. 教学方法课堂授课、课后联系、课后复习5. 教学评价掌握信号的时域频域描述：掌握周期信号及其频谱特点；掌握非周期信号及其频谱特点；掌握随机信号的统计方法；掌握相关检测的基本原理并加以应用。对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。第三章测试系统的基本特性1.教学目标（1）掌握测试系统的静态特性、动态特性，尤其是测试系统传递函数、频率响应函数、脉冲响应函数，以及在典型输入下的响应；（2）掌握实现

30、不失真测量的条件；（3）了解测试系统的负载效应；（4）了解测试装置的抗干扰。2. 教学重难点（1）测试系统的静态特性与动态特性；（2）测试系统在时域、频域的不失真条件；（3）测试系统的负载效应；（4）测试系统的抗干扰措施。3. 教学内容（1）测试系统概述；（2）测试系统的静态特性；（3）测试系统的动态特性；（4）测试系统在典型输入下的动态响应分析；（5）实现不失真测昂:的条件；（6）负载效应；（7）测试系统的抗干扰。4. 教学方法课堂授课、课后练习、课后复习5. 教学评价掌握测试系统的静态特性、动态特性，尤其是测试系统传递函数、频率响应函数、脉冲 响应函数的定义与相互之间的关系，以及在典型输入

31、下的响应；掌握实现不失真测量的时域、频域条件；掌握测试系统的负载效应并举例说明；了解测试装置的抗干扰。对应课程hl标1、课程bl标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。第四章电阻传感器1.教学目标（1）了解电阻应变效应，掌握电阻应变传感器灵敏度特性；（2）掌握电桥及其特性、典型放大电路；（3）掌握电阻应变传感器的在车辆部件中的应变测量应用，了解热电阻传感器、气敏 电阻、湿敏电阻、磁敏电阻的特点与应用。2. 教学重难点（1）电阻应变传感器灵敏度分析；（2）直流电桥及其平衡条件；（3）典型运算放大器的放大原理，如差动放大器、测量放大器；（4）热敏电阻的原理与应用。3. 教学内容（1）

32、电阻应变传感器；（2）电桥；（3）放大器；（4）热电阻传感器、气敏电阻、湿敏电阻、磁敏电阻。4. 教学方法课堂授课、课堂练习、课后练习。5. 教学评价了解电阻应变效应，掌握电阻应变传感器灵敏度特性，并能实现电阻应变传感器灵敏度 推导；掌握电桥及其特性，掌握差动方式的优点；掌握典型放大电路，并能进行放大电路的增益推导。对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。第五章电容传感器1. 教学目标（1）掌握电容传感器的原理与应用。2. 教学重难点（1）电容传感器的结构、原理与应用。3. 教学内容（1）电容传感器的原理；（2）电容传感器的特点与应用。4. 教学方法课堂授课、课后复习。5. 教学评价掌握电容传感器的原理与应用。对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求2、毕业要求4、毕业要求6。第六章