机械工程测试技术教案

1《机械工程测试技术》教案机械工程学院唐景林2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：3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2-1~2-4十、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4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5三、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）6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力P测量位置7九、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