机械工程测试技术教案.docx
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机械工程测试技术教案
机械工程测试技术教案
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机械工程测试技术教案
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
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
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l
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);
t0),及A,t0的意义-(td8、一般脉冲函数的表示方法,即A
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
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l
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
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
(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
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
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。
力
P
《机械工程测试技术基础》
考试大纲
考试考试题型及试卷结构
考试题型:
判断是非题、填空题、简答题、计算及实例分析题。
试卷结构(100分):
判断是非题20分、填空题20分、简答题30分、计算及实例分析题30分.考试成绩占总成绩80%.
平时作业、试验报告:
占总成绩20%。
绪论
基本内容
测试的基本概念;测试的任务;常需测量的机械量;测试系统的组成;课程的性质和要求。
重点要求
测试的基本概念;测试的基本任务;测试系统的组成。
第一章信号及其描述
(一)基本内容
信号分类;时域描述与频域描述;周期信号离散频谱的求取(傅立叶级数展开);信号的波形分析内容。
*瞬变非周期信号连续频谱的求取(傅立叶变换)。
*傅立叶变换的几个主要性质。
几种典型信号(矩形窗函数、脉冲函数、正余弦函数、梳状函数)的频谱密度函数。
随机信号
(二)重点要求
1、掌握周期信号与非周期信号频谱的特点;周期信号离散频谱的求取;傅立叶级数展开的物理意义;非周期信号连续频谱的求取;傅立叶变换的性质及应用。
2、掌握典型信号的频谱.
第二章测试装置的基本特性
重点内容
1、线性系统及其主要特性.
2、测试装置静态特性及灵敏度的求取。
3、测试装置动态特性数学描述的内容(传递函数、频率响应函数、脉冲响应函数)
4、测试装置的传递函数、频率响应函数、幅相频特性的求取;
5、一阶系统的动态特性参数及其对典型输入响应。
二阶系统的动
态特性参数的取值.复杂系统动、静态特性求取.
6、不失真测试的条件;
7、被测信号与测试装置的适配。
第三章常用的传感器
重点内容
1、传感器的定义、作用和分类.
2、掌握传感器的选用原则
3、掌握常用传感器(电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器及其后接电路)的变换原理、结构类型、应用特点
第四章信号调理、处理和记录
重点内容
1、直流与交流电桥的平衡条件、电桥转换原理及其应用
2、调制的内容
3、调幅的原理,调幅与解调的目的,幅值调制的解调类型(同步解调、整流检波解调、相敏检波解调的波形变换过程)
4、调频的原理及方法、鉴频原理
5、滤波器的作用及种类;实际滤波器的特性参数;滤波器类型的判断方法。
第五章信号处理初步
(一)基本内容
信号分析及信号处理类型;数字信号处理的过程;采样与频率混叠;信号的截断与泄漏;周期信号的整周期截断。
相关系数;相关函数(自相关函数、互相关函数).
(二)重点要求
1、数字信号处理的一般步骤,如何解决数字信号处理过程出现的问题。
2、自相关函数的性质及应用,能够对一个典型的自相关函数进行分析.
3、互相关函数的性质及应用。