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1、机械工程测试技术教案机械工程学院 唐景林3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三、学时安排： 1学时（详细安排见教学日历） 讲课 1学时四、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
2、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三、学时安排： 7学时（详细安排见教学日历） 讲课 7学时四、教学重点：l 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
3、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）；8、 一般脉冲函数的表示方法，即，及A，t0的意义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2-12-4十、教学参考书：1、 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月2、 黄学铃. 锻压测试技术. 机械工业出版社. 1883年6月3、 吴正毅. 测试技术与测试信号处理. 清华大学出版社. 1991年4月第三章 测量系统分析一、教学目的及要求使
4、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l 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三、学时安排： 6学时（详细安排见教学日历） 讲课 6学时四、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
5、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十、教学参考书：1 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月2 吴正毅. 测试技术与测试信号处理. 清华大学出版社. 1991年4月第四章 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
6、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三、学时安排： 11学时（详细安排见教学日历） 讲课 8学时 实验 3学时 （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
7、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，输出电压表达式九、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月第五章 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，频率调制三、学时安排： 9学时（详细安排见教学日历） 讲课
8、 4学时 实验 5学时 （实验包括：1. 不同布片、组桥方法对电桥输出的影响，1学时；2.电阻应变片在测量中的布片组桥方法，2学时；3. 动态应变测量系统操作训练1学时；测试系统的标定与实测，1学时。）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力P测量位置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。12、 求图示电阻电感电桥的平衡条件九、教学参考书：1 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月2 黄学铃. 锻压测试技术. 机械工业出版社. 1883年6月3 吴正毅. 测试技术与测试信号处理. 清华大学出版社. 1991年4月 总复习及习题课2学时7