机械工程测试技术教案.pdf

1/6 机械工程测试技术教案 机械工程学院唐景林第一章 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.19942/6 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：周期信号的时域定义、傅立叶级数表达及其离散频谱 瞬变非周期信号的傅立叶变换及其连续频谱 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)(0ttA，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.1994 年 113/6 月 2、黄学铃.锻压测试技术.机械工业.1883 年 6 月 3、吴正毅.测试技术与测试信号处理.清华大学.1991 年 4 月 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 测试系统的动态特性：线性系统的时域描述、频域描述 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.1994 年 11月 4/6 2 吴正毅.测试技术与测试信号处理.清华大学.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 5/6 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.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 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 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）说明幅值调制的工力 P 测量位置 6/6 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.1994 年 11 月 2黄学铃.锻压测试技术.机械工业.1883 年 6 月 3吴正毅.测试技术与测试信号处理.清华大学.1991 年 4 月 总复习及习题课 2 学时