华北理工机械工程测试技术A教学大纲

《机械工程测试技术A》课程教学大纲课程名称：机械工程测试技术A

课程编号：803077

英文名称：MeasurementandTesttechnologyforMechanicalEngineering课程属性：必修课

学

时：40

学

分：2.5

先修课程：大学物理、电工电子学

后续课程：适用专业：机械设计制造及其自动化

一、课程简介

《机械工程测试技术》是高等学校机械类专业的一门技术基础课。

《机械工程测试技术》是高等数学、工程数学、物理学、电工电子学、自动控制工程、信号与系统、计算机技术以及其他相关机电专业知识的综合应用。

通过本课程的学习，建立测试技术的有关基本概念；了解常用测试装置的工作原理；能根据不同的测试对象及测试要求正确合理地选用、设计测试装置；了解常用工程参数的一般测试方法。通过本课程的学习，使学生能初步掌握进行测试工作所需的基本知识和技能，为进一步学习、研究和处理机械工程测试技术问题奠定基础。二、课程内容及学时分配

教

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环

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课

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安

排讲课习题课讨论课实验课上机其它合计34

6

40

第一单元：绪论（建议学时数：1学时）【学习目的和要求】

了解测试技术的概念及其在机械工程中的重要性，测试过程及测试系统的一般组成，测试技术的发展动态等知识；了解本课程的学习目的、研究对象、课程特点、课程内容、学习方法等。【重点】

测试系统的组成。【难点】

测试系统的组成。第二单元：信号及其描述（建议学时数：5学时）【学习目的和要求】

掌握信号的分类及其描述方法；周期信号、瞬变非周期信号的频谱及其特点；典型信号的频谱；了解随机信号及其主要特征参数。【重点】

信号的分类；信号频域描述的数学方法；傅立叶变换的性质；典型信号的频谱。【难点】

信号的频域描述和信号频谱的概念。第三单元：测试装置的基本特性（建议学时数：6学时）【学习目的和要求】

掌握测试装置的静态特性指标；掌握测试装置动态特性在不同域中的数学描述方法；深刻掌握测试装置实现不失真测试的条件。能够对典型测试装置的传递函数、频率响应函数等进行分析；能够计算测试装置的输入及稳态响应；能够根据测试装置的动态特性分析测试误差。了解测试装置对任意输入的响应、测试装置动态特性的测试方法。

本单元的最后安排2学时的习题课。【重点】

一阶、二阶测试装置动态特性的数学描述；测试装置实现不失真测试的条件。【难点】

频率响应特性的概念及其物理意义。第四单元：传感器（建议学时数：6学时）【学习目的和要求】

掌握机械工程中常用传感器的种类、工作原理、特性及应用；重点掌握电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器和压电式传感器、磁电式传感器的信号转换原理和应用；能够根据传感器选用原则合理选用传感器。了解各传感器的典型测量电路；了解现代新型传感器的基本原理和应用。【重点】

电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器的工作原理及测量电路。【难点】

压电传感器的工作原理、等效电路、灵敏度、测量电路。第五单元：信号调理装置（建议学时数：6学时）【学习目的和要求】

掌握测量电桥的类型及直流电桥、交流电桥的转换原理和平衡条件；掌握测量放大器的特点及几种典型的测量放大电路；掌握调制解调的特点、类型和工作原理；掌握滤波器的分类、作用及各类滤波器的特性；了解理想滤波器和实际滤波器的基本参数；能够分析无源、有源RC滤波器的基本特性。【重点】

测量电桥及其应用；调幅原理及其解调原理。【难点】

调幅原理及其解调原理。第六单元：显示记录装置（建议学时数：2学时）【学习目的和要求】

掌握电位计式、检流计式显示记录装置工作原理及应用场合；对于检流计式记录仪中的光线示波器，要定性掌握其振子的动态特性。能正确选用各种显示记录装置以实现信号的不失真记录。了解数字存储示波器的基本组成原理及特点。【重点】

检流计式记录仪的动态特性。【难点】

检流计式记录仪的动态特性。

第七单元：典型机械工程参数的测试（建议学时数：2学时）【学习目的和要求】

了解机械振动、位移、压力、流量等典型机械工程参数的常用测试方法和主要应用；对完整的测试系统及信号分析、处理方法有初步的认识。【重点】

机械振动及其测试。【难点】

机械振动及其测试。第八单元：计算机辅助测试技术简介（建议学时数：4学时）【学习目的和要求】

掌握计算机辅助测试系统的基本组成及其特点；了解计算机辅助系统工作过程中的时域采样及采样定理、频率混叠、截断、泄漏、窗函数等基本问题；了解在计算机上进行数字信号分析、处理的基本工作内容；了解虚拟仪器的概念及其主要开发平台。【重点】

计算机辅助测试系统的组成；采样定理及其物理意义。【难点】

混叠、截断、泄漏、加窗等基本概念的理解。机动（安排习题课、复习）（建议学时数：2学时）三、考核方式及要求

本课程的考核方式为闭卷笔试。

由于本课程所涉及的知识面广、理论深、实践应用性强，受学时和实验条件限制，无法对主要内容进行深入的讲解和实践，因此笔试试题以考核学生对测试技术基本知识的理解和掌握情况为主，适当考查学生对测试系统的综合分析、设计能力。

期末考试成绩占总成绩的70%，平时成绩占总成绩的30%。

平时成绩的确定：不少于三次的出勤情况；不少于三次的作业完成情况；课堂提问情况供参考。四、教材及参考书

1.

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；

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