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(完整word)机械工程测试技术教案
机械工程测试技术教案
第一章 绪论
一、教学目的及要求 使学生掌握测试系统的基本概念。学生应了解测试系统的功能结构，静、动态测试的概念等.
二、主要内容
测试技术的在机械工程中的意义;测试系统的组成;课程性质；基本内容及学习方法
四、教学重点:
静态测试与动态测试的概念。测试系统的组成。
五、教学难点：
动态测试概念的建立
六、教学过程：(见讲义）
八、思考题：根据日常观察，是建立一套结构应力测试系统，要求画出框图即可。
九、作业：静态测试与动态测试系统的构成有何不同
十、教学参考书：黄长艺，严普强. 机械工程测试技术基础. 机械工业出版社. 1994年11
第二章 信号分析
一、教学目的及要求
使学生掌握确定性信号分析的基本理论和方法；
二、主要内容
信号的分类；信号的时域和频域描述;周期信号与离散频谱；瞬变非周期信号与连续频谱;脉冲信号及其频谱；正弦函数和余弦函数的频谱
四、教学重点:
周期信号的时域定义、傅立叶级数表达及其离散频谱l
瞬变非周期信号的傅立叶变换及其连续频谱l
傅里叶变换的主要性质l
五、教学难点：
信号时域分析与频域表达的概念、方法及其相互关系
六、教学过程：(见讲义)
八、思考题与作业:
1、什么是信号的频域描述
2、周期信号的时域定义及其判断方法
3、确定任意一个谐波的三个要素是什么
4、周期信号频谱特点是什么
5、周期信号双边频谱与单边频谱间的幅值、相位关系
6、傅立叶变换的六个主要性质
7、单位脉冲函数的描述(函数值、强度）；
t0),及A，t0的意义-（td8、一般脉冲函数的表示方法，即A
9、叙述脉冲函数的采样性质、卷积性质、频谱
10、 写出正弦函数、余弦函数的傅立叶变换
习题2—1～2-4
第三章 测量系统分析
一、教学目的及要求
使学生们掌握测试系统的静、动态特性分析基本概念、表达方法。
二、主要内容
测试系统的误差表达方式,静态特性曲线与静态特性参数l
测试系统的动态特性：线性系统的时域描述、频域描述l
理想频向函数—测试系统实现不失真测试的条件l
四、教学重点：
线性系统的时域描述、频域描述，二阶系统的频率特性
五、教学难点:
线性系统的频率保持特性及其应用;系统时域、频域响应的计算
六、教学过程：(见讲义)
八、思考题与作业：
1、 绝对误差、相对误差的表达式
2、 灵敏度、非线性度、回程误差的定义
3、 叙述线性系统的5个性质
4、 什么是系统的脉冲响应函数、频率响应函数,两者的关系是什么
5、 测试系统在时域和频域分别用什么描述
6、 输入信号、输出信号、测试装置三者关系的时域描述和频域描述
7、 测试装置实现不失真测试的时域条件和频域条件
8、 写出线性定常系统微分方程的一般形式（式3。8）
9、 根据已知二阶系统的微分方程，推导频率响应函数以及系统的固有频率及阻尼比
第四章 信号的获取
一、教学目的及要求
使学生们掌握常用传感器的转换原理、评价以及选用原则。
二、主要内容
传感元件的基本要求
电阻、电容、电感等参量型传感器的基本原理
压电,热电,电动等发电型传感元件的基本原理，
其他类型传感元件简介
(实验包括：1. 几种传感器的认识，1学时；2. 电阻应变片认识与铁片技术训练1学时；3. 电阻应变片灵敏度的测定,1学时）
四、教学重点：
应变式电阻传感器
电容传感器
电感传感器
压电传感器
五、教学难点：
与传感器相关学科知识，测量电路
六、教学过程：(见讲义）
八、思考题与作业:
1、 依照国标,传感器的定义是什么
2、 传感器的三种分类方法
3、 电阻应变丝（即电阻应变片）灵敏度的定义
4、 电阻应变片的温度误差有哪三方面组成,有哪三种补偿方法
5、 平板电容器电容量表达式
6、 电容传感器有哪三种类型，各自有哪些特点
7、 自感式传感器的工作原理
8、 什么是正压电效应和逆压电效应
9、 压电传感器的前置放大器有哪两种形式,各自有什么特点
10、
电荷放大器的等效电路,输出电压表达式
第五章 信号的加工
一、教学目的及要求
使学生们掌握常用信号处理原理、分析方法,特点。
二、主要内容
电桥：直流电桥，交流电桥的输出特性
常用载荷应变测量的布片、接桥方法与结果分析。（补充内容,取代原第六章内容）
调制与解调：幅值调制,频率调制
四、教学重点：
直流电桥;
常用载荷应变测量的布片、接桥方法与结果分析。
五、教学过程：（见讲义）
六、思考题与作业：
1、 电桥的分类方法（按桥臂阻抗类型、激励电源类型、桥臂阻值、工作方式）
2、 直流电桥的输出电压公式
3、 直流电桥、交流电桥的平衡条件及其计算
4、 叙述电桥的加减特性
5、 电桥的工作桥臂系数的定义
6、 单臂、双臂、四臂工作电桥的温度补偿原理
7、 以谐波为载波时,信号调制的种类
8、 结合交流电桥指出载波、调制信号和已调制波
9、 什么是幅值调制
10、 根据交流电阻电桥的输出电压表达式（5-21)说明幅值调制的工作原理
11、 用两片应变片测量给定位置的轴向应变，如何接桥和布片。
力
P
《机械工程测试技术基础》
考 试 大 纲
考试考试题型及试卷结构
考试题型：判断是非题、填空题、简答题、计算及实例分析题.
试卷结构（100分）：判断是非题20分、填空题20分、简答题 30分、计算及实例分析题30分.考试成绩占总成绩80%。
平时作业、试验报告：占总成绩20％。
绪论
基本内容
测试的基本概念;测试的任务；常需测量的机械量;测试系统的组成;课程的性质和要求。
重点要求
测试的基本概念;测试的基本任务;测试系统的组成.
第一章 信号及其描述
(一） 基本内容
信号分类；时域描述与频域描述；周期信号离散频谱的求取（傅立叶级数展开）；信号的波形分析内容。
＊瞬变非周期信号连续频谱的求取（傅立叶变换）。
＊ 傅立叶变换的几个主要性质。几种典型信号（矩形窗函数、脉冲函数、正余弦函数、 梳状函数)的频谱密度函数。
随机信号
（二） 重点要求
1、掌握周期信号与非周期信号频谱的特点；周期信号离散频谱的求取;傅立叶级数展开的物理意义；非周期信号连续频谱的求取；傅立叶变换的性质及应用。
2、掌握典型信号的频谱。
第二章 测试装置的基本特性
重点内容
1、线性系统及其主要特性。
2、测试装置静态特性及灵敏度的求取。
3、测试装置动态特性数学描述的内容（传递函数、频率响应函数、脉冲响应函数)
4、测试装置的传递函数、频率响应函数、幅相频特性的求取；
5、一阶系统的动态特性参数及其对典型输入响应。二阶系统的动
态特性参数的取值。复杂系统动、静态特性求取。
6、不失真测试的条件；
7、被测信号与测试装置的适配。
第三章 常用的传感器
重点内容
1 、传感器的定义、作用和分类。
2、 掌握传感器的选用原则
3、掌握常用传感器（电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器及其后接电路）的变换原理、结构类型、应用特点
第四章 信号调理、处理和记录
重点内容
1、直流与交流电桥的平衡条件、电桥转换原理及其应用
2、调制的内容
3、调幅的原理，调幅与解调的目的，幅值调制的解调类型（同步解调、整流检波解调、相敏检波解调的波形变换过程)
4、调频的原理及方法、鉴频原理
5、滤波器的作用及种类;实际滤波器的特性参数;滤波器类型的判断方法.
第五章 信号处理初步
（一） 基本内容
信号分析及信号处理类型;数字信号处理的过程；采样与频率混叠；信号的截断与泄漏；周期信号的整周期截断。
相关系数;相关函数(自相关函数、互相关函数）。
（二）重点要求
1、数字信号处理的一般步骤，如何解决数字信号处理过程出现的问题。
2、自相关函数的性质及应用，能够对一个典型的自相关函数进行分析。
3、互相关函数的性质及应用。