机械工程测试技术教案.doc

(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A9、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212-4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。