个人介绍
测试技术

主讲教师:王启广

教师团队:共1

  • 王启广
学校: 中国矿业大学
开课院系: 中国矿业大学
课程编号: ZJ0028761
学分: 0
课时: 0
课程介绍
    《测试技术》是专升本函授机械电子工程专业的专业主干必修课,既综合应用了多学科的原理和技术,又广泛应用于多个学科中。其研究对象是机械工程中常见物理量的测试与信号处理问题,着重介绍测试技术的基本原理、方法、系统组成,以及对测试信号的分析和数据处理方法。通过本课程的学习,使学生掌握静动态测试及信号分析的基本原理和方法,初步具备独立进行机械工程中常见参量测量的能力,即根据所研究的对象,进行实验方案设计,合理选用传感器、测试仪器及装置;掌握信号采集、传输、转换及实验数据处理的基本原理和实验方法,为进一步学习、研究和处理机械工程技术问题奠定基础。
教师团队

王启广

职称:副教授

单位:中国矿业大学

部门:机电工程学院

教学大纲
一、课程的性质、目的及任务

《测试技术》是专升本函授机械电子工程专业的专业主干必修课。《测试技术》既综合应用了多学科的原理和技术,又广泛应用于多个学科中。其研究对象是机械工程中常见物理量的测试与信号处理问题,着重介绍测试技术的基本原理、方法、系统组成,以及对测试信号的分析和数据处理方法。通过本课程的学习,使学生掌握静动态测试及信号分析的基本原理和方法,初步具备独立进行机械工程中常见参量测量的能力,即根据所研究的对象,合理选用传感器、测试仪器及装置;掌握信号采集、传输、转换及实验数据处理的基本原理和实验方法,为进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。

二、适用专业
专升本函授机械电子工程。

三、先修课程
电工技术与电子技术,概率论与数理统计,单片微机原理与接口技术,控制工程基础。

四、课程的基本要求
通过本课程的学习,学生应达到下列要求:
1.了解测试信号的分类,掌握信号的时域和频域描述方法,建立明确的信号频谱结构的概念;掌握相关分析和频谱分析的基本原理和方法,掌握数字信号分析中的基本概念和基本方法。
2.掌握常用测试装置的基本静态、动态特性的评价方法和不失真测试条件。
3.了解常用传感器的基本变换原理以及传感器的典型应用,能够合理地选用传感器。
4.了解常用测试信号调理方法的基本原理和应用。
5.对动态测试有比较完整的概念,并能初步运用于机械工程中常用参量的测试。

五、课程的教学内容
(一)课堂讲授的教学内容
1.绪论
测试系统的组成;测试技术在机械工程中的地位;测试技术的发展方向。
2.测试信号及其描述
信号的分类;傅立叶级数和周期信号的分解,周期信号的频谱,周期信号的强度表述;非周期信号的傅立叶变换,非周期信号的频谱,傅立叶变换的基本性质,几种典型信号的频谱;随机信号概述,随机信号的基本特征参数。
3.测量装置的基本特性
测量装置的基本概念,线性系统及其主要性质;测量装置静态特性的数学描述与静态标定曲线,静态特性的评价指标;用传递函数或频率响应函数描述系统的动态特性,一阶系统和二阶系统的动态特性;实现不失真测量的条件。
4.常用传感器
传感器的分类;电阻式传感器的工作原理、结构和应用;变极距型、变面积型、变介电常数型电容传感器工作原理及应用,可变磁阻式电感传感器、差动变压器式电感传感器的工作原理及应用;压电效应,压电式传感器及其等效电路,压电式传感器的应用,磁电式传感器工作原理及应用,热电式传感器工作原理,热电偶基本定律,热电偶的结构及应用;传感器的选用。
5.信号调理
电桥平衡条件,电桥的输出电压,电桥的非线性误差及其补偿,电桥的平衡;幅值调制与解调,频率调制与解调;滤波器的分类,滤波器性能分析,实际RC无源滤波器,模拟滤波器的应用。
6.测试信号处理
数字信号处理的基本步骤;信号的A/D转换过程和A/D转换器;相关的概念,自相关函数定义、性质及应用,互相关函数定义、性质及应用;自功率谱分析、互功率谱分析及其应用;信号数字化出现的问题。
7.机械振动测试
机械振动的类型,单自由度系统的受迫振动;测振系统组成,测振传感器分类,磁电式速度传感器,压电式加速度传感器结构形式、性能参数,测振放大器;振动的激励方式,电动式激励器,电磁式激振器,电液式激振器;振动测量系统。
8.力学参数的测量
应变仪中电桥的输出特性,应变片的布片和接桥,贴片方位和应力应变计算,提高测量精度的措施;力的测量方法,常用的测力传感器;转矩测量原理,常用转矩传感器。
9.其他典型物理量的测量
温度的测量方法,温标及其传递;热膨胀式温度计,电阻温度计,热电偶温度计;非接触式测温方法 ;常用压力传感器、流量计的工作原理;噪声的物理度量,噪声的主观评价,噪声的频谱;噪声测量常用仪器,噪声的测量方法。

(二)实验的教学内容
1.传感器特性参数的测量
确定传感器静态特性的参数,掌握传感器静态标定的方法。掌握单臂电桥、半桥和全桥的输出特性。了解差动式电容传感器的构造、工作原理和测量电路,研究差动式电容传感器的静态特性。掌握差动螺管式电感传感器的构造、工作原理和测量电路,分析电源电压频率对其静态特性的影响。
2.典型信号的分析
观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成方波、三角波波形。观察和分析频率、幅值相同,相位不同的正弦波叠加的合成波形,加深了解各种不同信号的波形特征。通过本实验熟悉信号的合成、分解原理,了解信号频谱的含义,掌握信号的时域和频域描述方法。
3.机械振动测量
了解激振器、加速度传感器、电荷放大器的工作原理,掌握简谐振动振幅和频率的直观测量方法,掌握用共振法测量振动系统的固有频率。

六、学时分配表

内  容讲授实验自学小计
1 绪论1


2 测试信号及其描述4


3 测量装置的基本特性4


4 常用传感器4


5 信号调理5


6 测试信号处理4


7 机械振动测试3


8 力学参数的测量5


9 其他典型物理量的测量2


复习4


合  计36



七、教材及主要参考书
1.王启广.测试技术.徐州:中国矿业大学出版社,2011
2.祝海林.机械工程测试技术.北京:机械工业出版社,2012
3.熊诗波,黄长艺.机械工程测试技术基础(第3版).北京:机械工业出版社,2006
4.封士彩.测试技术学习指导与习题详解.北京:北京大学出版社,2009
5.董海森.机械工程测试技术学习辅导.北京:中国计量出版社,2004

八、评价方式
课程成绩包括考试成绩和平时成绩两部分。考试成绩占80%,平时成绩占20%。

考试大纲
一、考试对象

本大纲适用于专升本函授机械电子工程专业学生。

二、考试性质
科学、公平、准确、规范地测试考生的掌握测试技术的基本原理和基本方法,以及对测试信号的分析和数据处理能力。考生应掌握静动态测试及信号分析的基本原理和方法,初步具备独立进行机械工程中常见参量测量的能力。

三、考试范围
考试内容由课内和课外两部分构成。其中课内占70%,课外占30%。

四、考试形式与内容
考试形式为笔试、闭卷。考试时间为120分钟。满分100分。考试内容主要包括以下几个方面:
1.选择题
本部分满分10分,测试考生对测试技术的基本原理和基本方法概念的掌握程度。测试范围包括课程PPT中涉及测试技术基本原理和基本方法的概念。
2.填空题
本部分满分20分,测试考生对测试技术的基本原理和基本方法的掌握程度。测试范围是《测试技术》教材和课程PPT的相关知识。
3.简答题
本部分满分16分,测试考生对测试技术基本原理和基本知识的归纳、整理能力。
4.计算题
本部分满分12分,测试考生对测试技术基本公式的掌握。
5.分析题
本部分满分15分,要求考生测试技术的基本理论、基本知识和基本公式分析所给结论的正误。
6.贴片组桥题
本部分满分15分,要求考生根据题目要求,确定贴片位置并组桥,得到要测量的力学参数。
7.组成测试系统题
本部分满分12分,要求考生根据机械工程中常见参量,从选择传感器开始,组成较合理的测试系统。

五、试卷结构
试卷为客观题、主观题混合型,共100分。
试卷共分七部分,题型结构如下:
1.选择题。共10分。共10小题,每小题4个选项,只有1个选项是最适合的,每题1分。
2.填空题。共20分。共10小题,每小题2空,每小题2分。
3.简答题。共16分。共2小题,每小题8分。每小题答题字数一般在100字左右。
4.计算题。共12分。只有1小题。
5.分析题。共15分。只有1小题。
6.贴片组桥题。共15分。只有1小题。
7.组成测试系统题。共12分。只有1小题。

六、参考教材
王启广.测试技术.徐州:中国矿业大学出版社,2011

参考教材

教材:

王启广.测试技术.徐州:中国矿业大学出版社,2011

参考资料:

1.祝海林.机械工程测试技术.北京:机械工业出版社,2012

2.熊诗波,黄长艺.机械工程测试技术基础(第3版).北京:机械工业出版社,2006

3.王伯雄.测试技术基础.北京:清华大学出版社,2003

4.封士彩.测试技术学习指导与习题详解.北京:北京大学出版社,2009

5.董海森.机械工程测试技术学习辅导.北京:中国计量出版社,2004

6.徐汉斌,李如强,江征风.测试技术实践.武汉:武汉理工大学出版社,2010

7.封士彩.测试技术实验教程.北京:北京大学出版社,2008

课程评价

教学资源
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