《測(cè)試技術(shù)與儀器》課程教學(xué)設(shè)計(jì)

1、測(cè)試技術(shù)與儀器課程教學(xué)設(shè)計(jì)（一）基本描述課程編號(hào)：T1080180課程名稱：測(cè)試技術(shù)與儀器 英文譯名：TESTING TECHNOLOGY AND INSTRUMENT 課程學(xué)時(shí)：40 講課：34 實(shí)驗(yàn)：6 上機(jī)：0適用專業(yè)：機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、其它相關(guān)專業(yè)。開(kāi)課單位：機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造及自動(dòng)化系課程類型：技術(shù)基礎(chǔ)課開(kāi)課時(shí)間：第六學(xué)期先修課程：互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 電工技術(shù)I 電子技術(shù)I 自動(dòng)控制原理主要教材及參考書(shū)：邵東向等編.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ).自編講義黃長(zhǎng)藝、盧文祥、熊詩(shī)波主編.機(jī)械工程測(cè)量與試驗(yàn)技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社 2000年 嚴(yán)普強(qiáng)、黃長(zhǎng)藝主編.機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基

2、礎(chǔ)（第二版）.機(jī)械工業(yè)出版社 1993年（二）課程的性質(zhì)、研究對(duì)象及任務(wù)測(cè)試技術(shù)與儀器是機(jī)械工程學(xué)科中一門技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程研究對(duì)象是機(jī)械工程中常用參量的測(cè)試方法及其基本理論，測(cè)試儀器的基本構(gòu)成、傳感器的基本理論及應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)。本課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生：1、掌握信號(hào)及其相關(guān)理論的基本概念，掌握測(cè)試技術(shù)在機(jī)械工程中應(yīng)用的基本知識(shí)。從而提高分析工程實(shí)際問(wèn)題的能力。2、掌握測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成及基本要求，重點(diǎn)掌握傳感器的基本理論及應(yīng)用。3、掌握機(jī)械工程中常用參量的測(cè)試方法。4、了解測(cè)試技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)，新理論和新技術(shù)。（三）教材的選擇與分析近年來(lái)，國(guó)內(nèi)關(guān)于測(cè)試技術(shù)方面的教材和書(shū)籍很多，其內(nèi)容隨著側(cè)重

3、點(diǎn)的不同也有較大差異，由于測(cè)試技術(shù)的基本理論相對(duì)比較成熟，在相應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)的同行中普遍推崇嚴(yán)普強(qiáng)、黃長(zhǎng)藝主編的機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）作為教材，但同時(shí)也普遍認(rèn)為該教材內(nèi)容較深，理解起來(lái)比較困難。因此各院校根據(jù)自身特點(diǎn)和培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)，對(duì)教材內(nèi)容作了相應(yīng)的刪減，并增加了相關(guān)內(nèi)容。我校培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)應(yīng)該是研究型人才，因此應(yīng)注重基本理論及其應(yīng)用技術(shù)等相關(guān)知識(shí)的教學(xué)，為將來(lái)打下較好的基礎(chǔ)。為此，在多年的教學(xué)積累基礎(chǔ)上，編寫(xiě)適合我校教學(xué)的教材機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)在為內(nèi)部教材。（四）本課程各章的主要內(nèi)容與基本要求、重點(diǎn)與難點(diǎn)、學(xué)時(shí)分配第1章 緒論（共1學(xué)時(shí)）測(cè)試技術(shù)的重要性；測(cè)試過(guò)程和測(cè)試系統(tǒng)的一般

4、組成；測(cè)試技術(shù)的發(fā)展；課程的研究對(duì)象和性質(zhì)?；疽螅赫莆諟y(cè)量、測(cè)試的基本概念；測(cè)試技術(shù)的重要性；測(cè)試系統(tǒng)的基本組成，了解測(cè)試技術(shù)的地位及發(fā)展。重點(diǎn)難點(diǎn)：測(cè)試的基本概念，測(cè)試系統(tǒng)的基本組成。第2章 信號(hào)及其描述（共5學(xué)時(shí)）信號(hào)的分類與描述；周期信號(hào)與離散頻譜；瞬態(tài)非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜；付里葉變換及其主要性質(zhì)?；疽螅?信號(hào)的基本屬性及分類； 信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述； 周期信號(hào)的強(qiáng)度表述； 傅里葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)展開(kāi)式； 傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)函數(shù)展開(kāi)式； 瞬態(tài)非周期信號(hào)的頻譜； 瞬態(tài)非周期信號(hào)的頻域描述； 傅里葉變換的概念； 傅里葉變換的主要性質(zhì)； 幾種典型號(hào)信的頻譜。重點(diǎn)：難點(diǎn)：第3章 測(cè)試裝

5、置的基本特性（共8學(xué)時(shí)）對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的要求；測(cè)試系統(tǒng)的類型和主要性質(zhì)；有關(guān)測(cè)試和測(cè)試裝置的若干術(shù)語(yǔ)；測(cè)試裝置的靜態(tài)特性；線性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性；線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；一階、二階線性系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試；負(fù)載效應(yīng)?；疽螅?對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的要求、測(cè)試系統(tǒng)的類型和主要性質(zhì)； 有關(guān)測(cè)試和測(cè)試裝置的若干術(shù)語(yǔ)； 測(cè)試裝置的靜態(tài)特性（線性度、靈敏度、鑒別力閾、分辨力、回程誤差、穩(wěn)定度和漂移）； 線性系統(tǒng)對(duì)正弦信號(hào)的響應(yīng)； 線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)； 實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件； 典型一階、二階線性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析； 拉普拉斯變換的基本概念及其主要性質(zhì)； 傳遞函數(shù)概念與特點(diǎn)； 線性系統(tǒng)的串聯(lián)與并聯(lián)； 一、二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；

6、 一階、二階線性系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)； 系統(tǒng)對(duì)單位階躍信號(hào)的響應(yīng)（頻率響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法）； 負(fù)載效應(yīng)及其減輕措施。重點(diǎn)：難點(diǎn)：第4章 常用的傳感器（共10學(xué)時(shí)）普通機(jī)械、電器式傳感器；半導(dǎo)體傳感器（部分內(nèi)容自學(xué)）；傳感器的選用原則?；疽螅?機(jī)械式敏感元件； 電阻應(yīng)變式傳感器； 電感式傳感器； 電容式傳感器； 固態(tài)圖像傳感器； 傳感器的選用原則。重點(diǎn)：難點(diǎn)：第5章 測(cè)試系統(tǒng)的中間轉(zhuǎn)換電路及裝置（共2學(xué)時(shí)）電橋（直流電橋、交流電橋、帶感應(yīng)耦合臂的電橋）；調(diào)制與解調(diào)；濾波器；基本要求： 直流電橋、交流電橋、帶感應(yīng)耦合臂的電橋； 調(diào)幅及其解調(diào)的基本概念； 調(diào)頻及調(diào)相的數(shù)學(xué)模型； 調(diào)頻及其解調(diào)方法；

7、 濾波器分類； 理想濾波器； 實(shí)際RC調(diào)諧式濾波器。重點(diǎn)難點(diǎn)：第6章 數(shù)據(jù)的顯示、記錄與存儲(chǔ)（共1學(xué)時(shí)）模擬顯示；數(shù)字顯示；磁記錄；光盤式記錄?；疽螅航榻B基本概念及方法第7章 信號(hào)分析與數(shù)據(jù)處理（共2學(xué)時(shí)）數(shù)字信號(hào)處理的基本步驟；信號(hào)數(shù)字化出現(xiàn)的問(wèn)題；常用的窗函數(shù)?；疽螅赫莆栈靖拍?。第8章 常用參量的測(cè)量（共5學(xué)時(shí)）位移的測(cè)量（氣動(dòng)測(cè)量方法、回轉(zhuǎn)軸徑向運(yùn)動(dòng)誤差的測(cè)量）；應(yīng)變、力的測(cè)量。（五）教學(xué)環(huán)節(jié)1課堂講授（34學(xué)時(shí)）任課教師必須做到下面幾點(diǎn)：1）認(rèn)真?zhèn)湔n，做好教案，熟練掌握課程的基本內(nèi)容。2）采用啟發(fā)式、討論式的教學(xué)方法，以學(xué)生為中心，活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性，

8、培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力、分析問(wèn)題能力和解決問(wèn)題能力。3）講課思路要清晰，包括：?jiǎn)栴}的提出、解決問(wèn)題的條件、建立模型、分析解決問(wèn)題的思路、解題和總結(jié)等；概念要準(zhǔn)確，重點(diǎn)要突出，理論聯(lián)系實(shí)際，要適時(shí)反映本學(xué)科發(fā)展的前沿理論和技術(shù)，特別是將本單位的科研成果引入課堂。4）教學(xué)手段要完備，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的要求，恰當(dāng)運(yùn)用圖片、掛圖、CAI課件和多媒體等。5）教書(shū)育人，為人師表，上課精神飽滿，以人格的魅力和精神氣質(zhì)激發(fā)學(xué)生的求知欲和思維活動(dòng)。教學(xué)組要開(kāi)展以下教學(xué)活動(dòng)：1）集體備課。2）制作CAI課件。3）試講。4）相互聽(tīng)課。2實(shí)驗(yàn)（6學(xué)時(shí)）本課程是一門理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能

9、力和創(chuàng)新精神的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。共安排了6學(xué)時(shí)3個(gè)必作實(shí)驗(yàn)，還可做2-3個(gè)選做實(shí)驗(yàn)。具體的實(shí)驗(yàn)如下：必做實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)1）箔式應(yīng)變片組成的交流全橋 2）交流全橋的應(yīng)用振幅測(cè)量3）差動(dòng)變壓器性能 4）差動(dòng)變壓器的標(biāo)定5）差動(dòng)變壓器的振動(dòng)測(cè)量 6）差動(dòng)螺管式電感傳感器測(cè)位移7） 周期信號(hào)的合成和分解； 8）典型信號(hào)頻譜分析；9）一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)；可選實(shí)驗(yàn)分2組10）15）中任選3個(gè)10）實(shí)際信號(hào)采樣及分析實(shí)驗(yàn)； 11）頻率混疊和采樣定理；12）信號(hào)量化誤差； 13）窗函數(shù)及對(duì)信號(hào)頻譜的影響；14）信號(hào)調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)； 15）數(shù)字濾波分析；16）20）中任選2個(gè)16）位移和負(fù)載效應(yīng)測(cè)量； 17）噪聲傳感器測(cè)量噪聲實(shí)驗(yàn)；18）轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)； 19）渦流傳感器計(jì)數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)；20）加速度傳感器測(cè)量固有頻率；每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。實(shí)驗(yàn)時(shí)每組人數(shù)1-2人，每個(gè)教師指導(dǎo)的人數(shù)一般不超過(guò)15人。任課教師要指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，并且要批改至少一個(gè)小班的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，寫(xiě)出評(píng)語(yǔ)，評(píng)出成績(jī)。3習(xí)題作業(yè)：這是學(xué)生理解知識(shí)、提高解決問(wèn)題