（一）基本描述 课程编号：T1080180 课程名称：测试技术与仪器
英文译名：TESTING TECHNOLOGY AND INSTRUMENT 课程学时：40 讲课：34 实验：6 上机：0
适用专业：机电工程学院机械设计制造及其自动化、其它相关专业。 开课单位：机电工程学院机械制造及自动化系 课程类型：技术基础课 开课时间：第六学期
先修课程：互换性与测量技术基础 电工技术I 电子技术I 自动控制原理
主要教材及参考书：
邵东向等编.《机械工程测试技术基础》.自编讲义
黄长艺、卢文祥、熊诗波主编.《机械工程测量与试验技术》.机械工业出版社 2000年
严普强、黄长艺主编.《机械工程测试技术基础》（第二版）.机械工业出版社 1993年
（二）课程的性质、研究对象及任务
测试技术与仪器是机械工程学科中一门技术基础课。本课程研究对象是机械工程中常用参量的测试方法及其基本理论，测试仪器的基本构成、传感器的基本理论及应用等相关知识。本课程的主要任务是培养学生：
1、掌握信号及其相关理论的基本概念，掌握测试技术在机械工程中应用的基本知识。从而提高分析工程实际问题的能力。
2、掌握测试系统的构成及基本要求，重点掌握传感器的基本理论及
应用。
3、掌握机械工程中常用参量的测试方法。
4、了解测试技术的最新发展趋势，新理论和新技术。 （三）教材的选择与分析
近年来，国内关于测试技术方面的教材和书籍很多，其内容随着侧重点的不同也有较大差异，由于测试技术的基本理论相对比较成熟，在相应领域内的同行中普遍推崇严普强、黄长艺主编的《机械工程测试技术基础》（第二版）作为教材，但同时也普遍认为该教材内容较深，理解起来比较困难。因此各院校根据自身特点和培养学生的目标，对教材内容作了相应的删减，并增加了相关内容。我校培养学生的目标应该是研究型人才，因此应注重基本理论及其应用技术等相关知识的教学，为将来打下较好的基础。为此，在多年的教学积累基础上，编写适合我校教学的教材《机械工程测试技术基础》。现在为内部教材。
（四）本课程各章的主要内容与基本要求、重点与难点、学时分配
第1章 绪论（共1学时）
测试技术的重要性；测试过程和测试系统的一般组成；测试技术的发展；课程的研究对象和性质。
基本要求：
掌握测量、测试的基本概念；测试技术的重要性；测试系统的基本组成，了解测试技术的地位及发展。
重点难点：
测试的基本概念，测试系统的基本组成。 第2章 信号及其描述（共5学时）
信号的分类与描述；周期信号与离散频谱；瞬态非周期信号与连续频谱；付里叶变换及其主要性质。
基本要求：
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① 信号的基本属性及分类； ② 信号的时域描述和频域描述； ③ 周期信号的强度表述； ④ 傅里叶级数的三角函数展开式； ⑤ 傅里叶级数的复指数函数展开式； ⑥ 瞬态非周期信号的频谱； ⑦ 瞬态非周期信号的频域描述； ⑧ 傅里叶变换的概念； ⑨ 傅里叶变换的主要性质； ⑩ 几种典型号信的频谱。
重点：①②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩ 难点：⑤⑥⑦⑧⑨
第3章 测试装置的基本特性（共8学时）
对测试系统的要求；测试系统的类型和主要性质；有关测试和测试装置的若干术语；测试装置的静态特性；线性系统的动态特性；线性系统的传递函数；一阶、二阶线性系统动态特性的测试；负载效应。
基本要求：
① 对测试系统的要求、测试系统的类型和主要性质； ② 有关测试和测试装置的若干术语；
③ 测试装置的静态特性（线性度、灵敏度、鉴别力阈、分辨力、回程误差、稳定度和漂移）； ④ 线性系统对正弦信号的响应； ⑤ 线性系统的频率响应函数； ⑥ 实现不失真测试的条件；
⑦ 典型一阶、二阶线性系统的动态特性分析； ⑧ 拉普拉斯变换的基本概念及其主要性质；
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⑨ 传递函数概念与特点； ⑩ 线性系统的串联与并联； ⑪ 一、二阶系统的传递函数；
⑫ 一阶、二阶线性系统的脉冲响应函数；
⑬ 系统对单位阶跃信号的响应（频率响应法、阶跃响应法）； ⑭ 负载效应及其减轻措施。 重点：①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾ 难点：⑤⑥⑦⑧
第4章 常用的传感器（共10学时）
普通机械、电器式传感器；半导体传感器（部分内容自学）；传感器的选用原则。
基本要求： ① 机械式敏感元件； ② 电阻应变式传感器； ③ 电感式传感器； ④ 电容式传感器； ⑤ 固态图像传感器； ⑥ 传感器的选用原则。
重点：②③⑤⑥ 难点：②③④
第5章 测试系统的中间转换电路及装置（共2学时）
电桥（直流电桥、交流电桥、带感应耦合臂的电桥）；调制与解调；滤波器；
基本要求：
① 直流电桥、交流电桥、带感应耦合臂的电桥； ② 调幅及其解调的基本概念；
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③ 调频及调相的数学模型； ④ 调频及其解调方法； ⑤ 滤波器分类； ⑥ 理想滤波器；
⑦ 实际RC调谐式滤波器。 重点难点：①②④⑤⑥
第6章 数据的显示、记录与存储（共1学时）
模拟显示；数字显示；磁记录；光盘式记录。 基本要求：介绍基本概念及方法 第7章 信号分析与数据处理（共2学时）
数字信号处理的基本步骤；信号数字化出现的问题；常用的窗函数。 基本要求：掌握基本概念。 第8章 常用参量的测量（共5学时）
位移的测量（气动测量方法、回转轴径向运动误差的测量）；应变、力的测量。 （五）教学环节
1．课堂讲授（34学时） 任课教师必须做到下面几点：
1）认真备课，做好教案，熟练掌握课程的基本内容。
2）采用启发式、讨论式的教学方法，以学生为中心，活跃课堂气氛，调动学生学习的主动性、积极性，培养学生逻辑思维能力、分析问题能力和解决问题能力。
3）讲课思路要清晰，包括：问题的提出、解决问题的条件、建立模型、分析解决问题的思路、解题和总结等；
概念要准确，重点要突出，理论联系实际，要适时反映本学科发展的前沿理论和技术，特别是将本单位的科研成果引入课堂。
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4）教学手段要完备，根据教学内容的要求，恰当运用图片、挂图、CAI课件和多媒体等。
5）教书育人，为人师表，上课精神饱满，以人格的魅力和精神气质激发学生的求知欲和思维活动。
教学组要开展以下教学活动： 1）集体备课。 2）制作CAI课件。 3）试讲。 4）相互听课。 2．实验（6学时）
本课程是一门理论性、实践性都很强的技术基础课，实验教学是培养学生的动手能力和创新精神的重要教学环节。共安排了6学时3个必作实验，还可做2-3个选做实验。具体的实验如下： 必做实验6学时
1）箔式应变片组成的交流全桥 2）交流全桥的应用——振幅测量 3）差动变压器性能 4）差动变压器的标定
5）差动变压器的振动测量 6）差动螺管式电感传感器测位移 7） 周期信号的合成和分解； 8）典型信号频谱分析； 9）一阶系统阶跃响应实验； 可选实验分2组
10）~15）中任选3个
10）实际信号采样及分析实验； 11）频率混叠和采样定理； 12）信号量化误差； 13）窗函数及对信号频谱的影响； 14）信号调制与解调实验； 15）数字滤波分析；
16）~20）中任选2个
16）位移和负载效应测量； 17）噪声传感器测量噪声实验；
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18）转速测量实验； 19）涡流传感器计数测量实验； 20）加速度传感器测量固有频率； 每个实验都有实验指导书。
实验时每组人数1-2人，每个教师指导的人数一般不超过15人。任课教师要指导实验，并且要批改至少一个小班的实验报告，写出评语，评出成绩。
3．习题作业：
这是学生理解知识、提高解决问题能力的重要环节。故课后留有习题作业，教师要认真批阅，评出成绩，并进行讲评。
各章的习题作业：
第一章；P30：1，4，5题。 第二章；P79：3，6，7，9题。
第三章；P126：3，5，6，8，9，14，17题。 （六）考核办法
平时成绩占5﹪（课堂测验5次），平时作业占5﹪，实验占20﹪，期末考试成绩占70﹪。
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