广东2009年自考机械测试技术课程大纲-自考

　　I.课程性质与设置目的
　　（一）课程性质和特点
　　机械测试技术是一门技术基础课。是一切工程技术人员从事工程设计、科学研究所必备的技术手段之一。
　　机械测试技术的基本任务是研究如何获取、分析和处理工程中有用的信息， 学习本课程的目的在于培养学生能正确地确定测试方案，合理地选用测试装置，并初步掌握静、动态测量和工程试验所需的基本知识和技能，为进一步学习、进行科学研究和处理机械工程技术问题打下基础。
　　（二）本课程的基本要求
　　学生按本大纲学完本课程后应对大纲规定的全部内容有系统的了解，并着重掌握以下几方面的知识：
　　1）熟悉信号的时域和频域描述方法，建立信号的频谱结构概念；了解随机信号的相关分析和谱估计的理论。
　　2）掌握测试装置静态特性和动态特性的描述方法，动态特性的计算法和实验测定法，根据测试装置的特性正确选择测试装置。
　　3）了解各类传感器的工作原理和性能，了解常用显示记录仪器的原理和使用方法。
　　4）了解各种典型物理量的测试方法。　湖北自考网-自考');">湖北自考网自考站，你的自考专家！
　　（三）本课程与相关课程的联系
　　本课程是一门与《高等数学》、《物理学》、《材料力学》、《机械工程控制基础》、《电工学》、《电子及电路技术》等多种课程相关的课程。学生在修学本课程前，应修完的课程是：《高等数学》、《物理学》、《材料力学》、《机械工程控制基础》、《电工学》、《电子及电路技术》。本课程具有较强的理论性和实践性，需要加强理论学习和实践环节的配合。
　　本课程的基础章为：第一章 测量的基础知识；第二章 静动态数据描述；第四章 常用测量的方法、器具及其传感器；第六章 数据的显示、记录与存储。
　　本课程的重点章为：第三章 测量装置的基本特性；第五章 模拟信号调制、滤波和模数转换；第七章 信号处理初步。
　　II.课程内容与考核目标
　　第一篇 机械工程测量技术基础
　　第一章 测量的基础知识
　　（一）学习目的与要求
　　了解测量误差及其不确定度，测量数据误差分析（统计特性、粗大误差的判别和剔除、测量数据的表述方法、线性回归）。
　　（二）课程内容
　　第一节 量和测量
　　量与量纲，法定计量单位
　　第二节 测量方法和测量装置
　　测量方法分类
　　第三节 测量误差
　　测量误差定义，误差分类
　　第四节 测量器具的误差
　　测量器具误差的概念
　　第五节 测量数据处理及测量结果的表达方式
　　测量书籍的概率分布
　　第六节 间接测量结果的综合
　　误差传递规律
　　（三）考核知识点
　　测量误差、测量数据误差分析
　　（四）考核要求
　　（1）识记：测量误差概念
　　（2）领会：误差不确定度
　　（3）简单应用： 测量数据的统计特性、粗大误差的判别和剔除
　　（4）综合应用：测量数据的的表述方法、线性回归
　　第二章 静动态（实验）数据描述
　　（一）学习目的与要求
　　了解信号的分类与描述，掌握周期信号与离散频谱，非周期信号与连续频谱以及随机信号的分析处理；
　　（二）课程内容
　　第一节 静动态（实验）数据的分类
　　动态测量数据分类：连续信号与离散信号，确定信号与随机信号，能量信号与功率信号
　　第二节 周期信号与离散频谱
　　周期信号的傅立叶级数展开：萨那几函数展开和复指数展开
　　第三节 瞬变非周期信号及其连续频谱
　　非周期信号的傅立叶变换，傅立叶变换的主要性质，典型信号频谱
　　第四节 随机信号
　　随机信号的主要特征参数：均值、方差、均方值、概率密度函数、自相关函数、功率谱密度函数
　　（三）考核知识点
　　信号的分类、周期信号与离散频谱、非周期信号与连续频谱#p#分页标题#e#
　　（四）考核要求
　　（1）识记：信号的分类
　　（2）领会：周期信号与非周期信号
　　（3）简单应用： 离散频谱和与连续频谱
　　（4）综合应用：随机信号的分析处理
　　第三章 测量装置的基本特性
　　（一）学习目的与要求
　　了解系统的基本概念，系统的微分方程模型（系统的微分方程模型建立、非线性系统的线性化；掌握测试系统的传递函数，掌握测试系统的时域性能分析。了解测试系统的传输特性，测试系统的静态特性（灵敏度，稳态误差）；掌握测试系统的动态特性（时域响应分析，时域性能指标）。
　　（二）课程内容
　　第一节 概述
　　线性系统表达式，测量装置特性
　　第二节 测量装置的静态特性
　　线性误差、灵敏度，回程误差，稳定度，漂移
　　第三节 测量装置的动态特性
　　测量装置的传递函数，幅频特性、相频特性
　　第四节 测量装置对任意输入的响应
　　系统对单位阶跃的响应
　　第五节 实现不失真测量的条件
　　不失真测量的条件：时间常数、固有频率、阻尼系数
　　第六节 测量装置动态特性的测量
　　频率响应法，阶跃响应法
　　第七节 负载效应
　　负载效应概念，减轻负载效应的措施
　　第八节 测量装置的抗干扰
　　测量装置的干扰源，信道通道的干扰及抗干扰
　　（三）考核知识点
　　测试系统的传递函数，测试系统的时域性能分析，不失真测量的条件，测试系统的静态特性和动态特性
　　（四）考核要求
　　（1）识记：系统的传递函数
　　（2）领会：测试系统的时域性能分析
　　（3）简单应用：测试系统的静态特性和动态特性
　　（4）综合应用：不失真测量的条件
　　第四章  常用的测量方法。 器具及其传感器
　　（一）学习目的与要求
　　掌握传感器技术概论，基本概念，分类，性能指标，结构型式，选用原则。
　　（二）课程内容
　　第一节 概述
　　常用传感器类型
　　第二节 普通机械。 电气式传感器及仪器
　　机械式敏感元件，电阻应变式传感器，电感式传感器，电容式传感器的工作原理和应用
　　第三节 光学传感器及仪器
　　普通光学测量仪器，激光干涉式测量仪器光学编码器，光纤式传感器的工作原理和应用
　　第四节 气动量仪
　　流速式、流量式、压力式气动量仪的工作原理
　　第五节 半导体传感器及仪器
　　磁敏式传感器，光敏式传感器的工作原理
　　第六节 红外线检测及仪器
　　红外探测器，红外测温仪
　　第七节 传感器的选用原则
　　传感器的选用原则：灵敏度、响应特性、线性范围、可靠性、精确度、测量方式
　　（三）考核知识点
　　测试传感器分类，性能指标，结构型式，选用原则
　　（四）考核要求
　　（1）识记：传感器的分类
　　（2）领会：传感器的性能指标
　　（3）简单应用：传感器应用
　　（4）综合应用：传感器选用原则
　　第五章 模拟信号调制。 滤波和模数转换
　　（一）学习目的与要求
　　掌握信号的变换（调制与解调、滤波器等）；掌握信号的数模转换。
　　（二）课程内容
　　第一节 模拟信号调制
　　信号的调幅、调频和调相
　　第二节 滤波器
　　滤波器分类，滤波性能分析
　　第三节 A/D转换
　　数模转换和模数转换的电路实现
　　（三）考核知识点
　　信号的调制，滤波原理，滤波器的分类，信号采的转换
　　（四）考核要求
　　（1）识记：滤波器的分类
　　（2）领会：滤波器工作原理
　　（3）简单应用： 信号数模转换
　　（4）综合应用：信号的调制
　　第六章 数据的显示。 记录与存储
　　（一）学习目的与要求
　　了解信号指示及记录；掌握测试信号记录及其处理。#p#分页标题#e#
　　（二）课程内容
　　第一节 模拟显示
　　动圈显示仪表和自平衡式显示仪表的结构
　　第二节 数字显示
　　数字显示的电子元件和电路
　　第三节 磁记录
　　磁记录的基本原理和设备
　　第四节 光盘式记录
　　光盘式记录的基本原理和设备
　　（三）考核知识点
　　信号显示和记录
　　（四）考核要求
　　（1）识记：信号的显示
　　（2）领会：信号的显示
　　（3）简单应用： 信号的记录
　　（4）综合应用：信号的记录
　　第七章 信号处理初步
　　（一）学习目的与要求
　　了解信号的调理（放大与隔离）；了解数字信号处理基础。掌握测试系统的数学描述。掌握离散时间测试系统理论。掌握采样过程与采样定理；了解信号的恢复（数字化出现的问题）与零阶保持器；掌握脉冲传递函数。
　　（二）课程内容
　　第一节 数字信号处理的基本步骤
　　数字信号处理的基本步骤：预处理、A/D转换、分析计算、结果显示
　　第二节 离散傅里叶变换
　　离散傅立叶级数和变换
　　第三节 信号数字化出现的问题
　　采样频率的选择，量化误差，泄漏问题
　　第四节 几种常用的处理方法
　　相关分析及应用，功率谱分析及应用，
　　第五节 提高测试数据信噪比的常用技术介绍
　　维纳滤波，反滤波
　　（三）考核知识点
　　信号的调理，数字信号处理基础，信号的采样
　　（四）考核要求
　　（1）识记：数字信号处理基础
　　（2）领会：离散傅里叶变换
　　（3）简单应用： 信号的采样
　　（4）综合应用：信号的处理
　　第二篇 常用参量的测量
　　第八章 几何量及位移的测量
　　（一）学习目的与要求
　　了解几何量的测量工作原理，能正确的选用这些类别的传感器进行位移测量。
　　（二）课程内容
　　第一节 阿贝原则
　　阿贝原则定义
　　第二节 表面粗糙度测量
　　表面粗糙度概念、评定基准、测量方法
　　第三节 形位误差的测量
　　形位误差概念、评定基准、测量方法
　　第四节 回转轴径向运动误差的测量
　　回转轴径向运动误差概念、评定基准、测量方法
　　第五节 几何量测量中的误差分离
　　反向消差法，移位消差法
　　（三）考核知识点
　　阿贝原则，几何量测量方法
　　（四）考核要求
　　（1）识记：几何量测量方法
　　（2）领会：几何量测量原则
　　（3）简单应用：几何量的测量
　　（4）综合应用：几何量测量的误差处理
　　第九章 振动测量
　　（一）学习目的与要求
　　掌握振动测量，了解振动的基础知识，振动的类型及其表征参数，单自由度系统的受迫振动，振动的激励与激振器；掌握振动测量与测振传感器，包括：常用测振传感器、振动量的测量、机械振动参数的估计、测振装置的校准。
　　（二）课程内容
　　第一节 振动测试的力学原理——单自由度系统的受迫振动
　　质量块受力引起的受迫振动运动方程
　　第二节 振动测量传感器
　　涡流位移传感器和磁电式速度计的振动测量
　　第三节 振动测量系统及其校准
　　振动测量系统的组成、测试系统的校准
　　第四节 基本振动参量的测量
　　振动量的峰值、有效值和平均值，总振级的测量和频谱分析
　　（三）考核知识点
　　振动的基础知识，振动的激励与激振器，振动测量与测振传感器
　　（四）考核要求
　　（1）识记：振动的基础知识，振动的类型及其表征参数
　　（2）领会：单自由度系统的受迫振动
　　（3）简单应用：振动测量与测振传感器
　　（4）综合应用：振动的激励与激振器
　　第十章 声测量
　　（一）学习目的与要求
　　了解噪声测量的主要参数，声压与声压级，声强与声强级，声功率及声功率级，多声源的噪声强度；了解噪声的分析方法与评价，噪声的频谱分析，噪声的响度分析及评价；了解噪声测量仪器，传声器，声级计，声级计的校准；了解噪声测量及其应用，噪声测量应注意的问题，声功率的测量和计算，噪声诊断的应用。#p#分页标题#e#
　　（二）课程内容
　　第一节 声测量基础
　　声波的频率、周期、波长和声速的关系
　　第二节 声测量常用仪器
　　传声器和声级计的工作原理
　　第三节 噪声测量中的若干问题
　　现场测量和声功率测量的方法
　　（三）考核知识点
　　噪声测量的主要参数，噪声的分析方法与评价，噪声测量仪器
　　（四）考核要求
　　（1）识记：噪声测量的主要参数
　　（2）领会：噪声的分析方法与评价
　　（3）简单应用：噪声测量仪器的应用
　　（4）综合应用：噪声测量应注意的问题
　　第十一章 应变和力的测量
　　（一）学习目的与要求
　　熟练掌握应变仪的电桥特性；掌握单向、平面应力状态下应力测量时应变片的布置与组桥；了解应变式拉压力传感器、压电式测力传感器、差动变压器式测力传感器、压磁式测力传感器及电阻应变式扭矩传感器、相位差式扭矩传感器、压磁式扭矩传感器的工作原理并熟悉它们的特点及应用方法。
　　（二）课程内容
　　第一节 应变。 应力的测量
　　应变仪的电桥特性，平面应力状态下应力测量时应变片的布置与组桥
　　第二节 力测量
　　常用测力方法，力传感器的工作原理
　　（三）考核知识点
　　应变仪的电桥特性，应变。 应力的测量，力测量
　　（四）考核要求
　　（1）识记：应力测量时应变片的布置与组桥
　　（2）领会：应变。 应力和力的测量传感器
　　（3）简单应用：应变。 应力和力的测量传感器
　　（4）综合应用：应变。 应力和力的测量传感器
　　第十二章 温度测量
　　（一）学习目的与要求
　　了解测温传感器。重点了解它们的使用性能及适用场合，并能正确选用。
　　（二）课程内容
　　第一节温度基准量
　　国际温标，摄氏温度
　　第二节 温度测量方法
　　常用测温方法：热膨胀温度计，电阻温度计，热电偶温度计
　　（三）考核知识点
　　温度测量方法
　　（四）考核要求
　　（1）识记：常用测温方法
　　（2）领会：热电阻和热电偶工作原理
　　（3）简单应用：热电阻测温
　　（4）综合应用：热电偶测温
　　第十三章 流体参量的测量
　　（一）学习目的与要求
　　了解弹性式压力敏感元件的类型及工作原理；了解上述原理传感器、流量计的工作原理并掌握它们的应用方法；了解压力测量系统的动态特性的分析方法；掌握流量测量系统的定度方法。
　　（二）课程内容
　　第一节 压力的测量
　　弹性试压力敏感元件的结构，常用压力传感器的工作原理
　　第二节 流量的测量
　　常用流量计的工作原理
　　（三）考核知识点
　　压力和流量的测量方法
　　（四）考核要求
　　（1）识记：压力和流量的测量元件
　　（2）领会：压力和流量的测量原理
　　（3）简单应用：压力测量
　　（4）综合应用：流量测量