《声学计量与测试技术》教学大纲

《声学计量与测试技术》教学大纲课程英文名Acousticmeasurementandtesting课程代码B0803Z12学分2总学时32理论学时22实验/实践学时10课程类别专业课课程性质任选先修课程高等数学，大学物理，传感器技术适用专业测控技术与仪器开课学院计量测试工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位声学计量是声学的重要组成部分，也是声学发展的基础，研究声学基本参量、主观评价参量和工程使用参量的测量及保证单位统一和量值准确的技术科学。它包括声学计量基准和标准的建立及保持、量值传递、测量方法等。本课程是测控技术与仪器专业本科生的专业选修课。本课程系统地介绍信号与系统的基本概念，基本理论和基本分析方法。要求掌握信号和系统的时域、频域分析方法，典型信号的特征，系统的输入输出关系等，了解信号分析技术的发展和在测控技术等领域的应用。（二）课程目标理解和掌握声学计量测试的基本概念，；（2.1）理解常用声学量的测量原理，能够开展空气声、水声、超声等测试计量实验，理解实验原理，掌握基本仪器的使用；（4.2）了解和熟悉声学计量的方法、规范和标准；（6.1）二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主，结合自学、课堂分组讨论和课程作业等，具体如下：课堂教学主要讲解声学计量与测试的基本概念、基本理论及方法，结合学科和专业背景引入基本理论的讲解，使得学生能够明确课程学习的目的和意义，提高对空气声学、超声、水声等领域的认识。课堂教学引入互动环节，引导学生思考，课后布置课程作业巩固知识，提高教学效果。对于部分概念进行课堂自学，教师提问形式，培养学生独立学习的能力。通过课程的小论文，培养学生自主查阅文献，科技论文写作的能力，通过分组答辩，培养学生团队合作，口头表达的能力。通过实验来提高学生分析工程实际问题的能力，培养其运用声学计量测试知识来解决工程实际问题的思路和方法。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2毕业要求4毕业要求6课程目标1HLL课程目标2LHL课程目标3LLH注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。四、课程主要内容与基本要求第一章声学计量基础知识了解声学计量的基本概念，掌握基础物理知识，以及常用声学计量术语与声学物理量和单位。掌握主要参数：声压、质点声速、声强、声功率、声压级、分贝等等。第二章常用声学测量仪器设备熟悉一般声学计量及测试系统的构成，掌握各声学测量仪器设备的工作原理、使用方法及参数设置等知识。设备包括：信号源、功率放大器、前置放大器、滤波器、示波器、标准声源等。第三章空气声计量掌握空气声量值传递系统的原理，熟悉空气声测量传声器、声校准器、声级计等空气声测试仪器的工作原理和使用方法。熟悉标准声源、信号发生器、前置放大器等设备的使用方法。第四章水声计量与测试掌握水声量值传递系统的原理，熟悉水声的计量方法、设施及环境要求等。掌握水听器的工作原理，熟悉水听器测量水声的方法，并能熟练测算出各水声量值。能够对声学传感器电声参数、声学材料物理参数等进行测量。第五章超声计量与测试掌握超声换能器的工作原理，以及超声声场的测量方法。熟悉超声水听器的性能参数，掌握水听器接受特性的计量和测试方法；能够利用超声换能器进行超声功率测量、超声材料特性测量。第六章声学传感器熟悉声学传感器的种类（电声式、压电式、MEMS式等），并掌握各类型传感器的原理、结构、性能及其测量方法。能够准确选择、应用各型传感器用于不同声学量的计量与测试。其他声学实验（10学时）分组进行空气声、水声和超声的计量检测实验；此外，进行声学传感器的设计与制作并对传感器的性能进行检测。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务（作业、自学、讨论等任务要求）对应课程目标第1章声学计量的基本概念；基础物理知识；常用声学计量术语与声学物理量和单位。3课后查找资料，汇总ppt报告课程目标1第2章熟声学计量及测试系统的构成；各声学测量仪器设备的工作原理、使用方法及参数设置等知识。3随堂测试课程目标1课程目标2第3章空气声量值传递系统的原理；空气声测量传声器、声校准器、声级计等空气声测试仪器的工作原理和使用方法。标准声源、信号发生器、前置放大器等设备的使用方法。4随堂测试课程目标1第4章水声量值传递系统的原理、计量方法、设施及环境要求等。水听器的工作原理和测量水声的方法；声学传感器电声参数、声学材料物理参数等测量与计算。4随堂测试课程目标1第5章超声换能器的工作原理，以及超声声场的测量方法。超声水听器的性能参数、接收特性的计量和测试方法；超声换能器发声功率测量、超声材料特性测量。4随堂测试课程目标1第6章声学传感器的种类（电声式、压电式、MEMS式等），各类型传感器的原理、结构、性能及其测量方法；各型传感器用于不同声学量的计量与测试。4课程作业汇报课程目标1第7章分组进行空气声、水声和超声的计量检测实验；此外，进行声学传感器的设计与制作并对传感器的性能进行检测。10实验报告课程目标1课程目标2六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1声学实验仪器演示2熟悉和了解仪器功能实际操作演示必做2空气声学传感器校准实验3掌握原理，实验操作提交实验报告验证必做3水声材料测量实验3掌握原理，实验操作提交实验报告验证必做4近场测量方法演示2了解方法实际操作演示选做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定（一）考核方式与评价考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等到课率10%课堂讨论发言10%实验报告10%课程作业20%50%期末考核论文文献调研是否充分；结构是否合理；语言表达正确通顺；原理清晰；结论正确。50%考核类别考查成绩登记方式五级制（二）课程目标考核环节和达成标准课程目标教学环节考核环节合格标准课程目标1讲授平时成绩（考勤、课堂测试）A0.6期末考核B（论文）课程目标2讲授平时成绩（课后作业）C0.6期末考核B（论文）课程目标3讲授平时成绩（课程作业）D0.6期末考核B（论文）