黑龙江自考机械制造及自动化独本机械测试技术考试大纲.docx

1、黑龙江自考机械制造及自动化独本机械测试技术考试大纲黑龙江省高等教育自学考试机械制造及自动化(080302)专业（独立本科段）机械测试技术考试大纲(课程代码 1832)黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室二九年十月机械测试技术考试大纲适用专业：机械制造及自动化（独立本科段）学 时：64学时一、课程的性质 目的和任务本课程是机械制造及自动化专业的重要技术基础课和主干课，其任务是通过各种教学环节，应使学生获得进行机械参数测试的基本知识和基本技能。课程围绕从被测对象中提取有用信息的测试目的和实现不失真测试的测试基本要求，以学习非电量电测法技术的理论和方法为主，适应测试，尤其是动态参数测试的需要；配合必

2、要的实验环节，培养学生从事实际测试工作的能力。课程基本要求是掌握动态测试信号的分析方法；掌握测试系统各环节的工作原理、基本特性及评价方法，能正确地运用于测试系统的分析和选择；建立典型机械参数测试的完整概念，掌握其基本原理、方法和技能。提升学生分析问题和解决问题的能力，为以后学习专业课程，从事专业工作和科学研究打下一个良好的基础。二、课程的基本要求学完本课程后，应达到以下基本要求：1.熟悉测量系统的组成，熟练应用误差分析对数据进行整理；2.掌握测量装置的静、动态特性；3.了解显示、记录仪器；4.对应力测量、振动测量、噪声测量、转述和转矩的测量、温度的测量、压力的测量和流量的测量要熟练应用；5.了

3、解微机在测试中的应用。本课程与相关课程的联系与分工：本课程的先修课程为高等数学、概率论与数理统计、计算方法、普通物理、机械设计基础、理论力学、材料力学、计算机原理等。讲授过程中遇到上述课程内容时不再讲解。讲授课程时需要理论联系专业，但应以阐明理论为主，不应因过分强调专业而削弱基本理论的讲授。三、课程内容和考核目标本部分内容按章、节进行编写，具体格式如下：第1章 概论（2学时）(一) 学习目标通过本章的学习，使学生了解测试技术的作用及本课程的目的，以及熟悉测量系统的组成以及测量装置的特性及各自特点，为进一步的学习打好基础。 (二) 课程内容第一节 测试技术的作用及本课程的目的（0.5学时）第二节

4、 测量系统的组成（1学时）1.测量系统的组成部分；2.传感器；3.中间变换器；4.显示和记录器。第三节 测量装置的特性概述（0.5学时）(三) 考核知识点1.测量装置的用途；2.测量系统的组成部分；3.传感器；4.中间变换器；5.显示和记录器； (四) 考核要求1.识记（1）记住传感器的概念；（2）记住中间变换器的概念；（3）记住显示和记录器的概念；（4）了解测量装置的特性。2.理解（1）理解和掌握传感器的类型；（2）理解和掌握中间变换器的类型；（3）理解和掌握显示和记录器的主要形式；（4）理解；第2章 误差分析和数据整理（7学时）(一)学习目标本章要通过对误差的分析和处理而得到根接近于真值的

5、结果和对误差的估计。(二)课程内容第1节 正态误差分布（1学时）第2节 多次直接测量结果的误差估计（2学时）1.多次测量结果的算术平均值、标准误差和真值范围的估计；2.可以数据的弃取。第3节 间接测量时误差的估计（2学时）1.一般误差传递公式；2.随机误差传递分析。第4节 测量过程随机误差的估计（1学时）第5节 有效数字（0.5学时）第6节 测量数据的方程表示方法（0.5学时）(三) 考核知识点1.测量误差的分类；2.正态误差分布的特性；3.正态分布密度函数；4.算术平均值；5.总体标准差；6.真值的可能范围；7.可疑数据的弃取；8.一般误差传递公式；9.随机误差传递分析；10.测量过程随机误

6、差的估计；11.有效数字；12.测量数据的方程表示方法。(四) 考核要求1.识记（1）记住测量误差的分类；（2）记住一般误差传递公式；（3）记住有效数字的决定原则；2.理解：（1）理解正态误差分布的特性；（2）理解算术平均值的概念；（3）理解总体标准差的概念；（4）理解和掌握可疑数据的弃取原则和方法；（5）理解随机误差传递分析；（6）理解测量过程随机误差的估计；（7）理解测量数据的方程表示方法。3.简单应用（1）会用正态分布密度函数；（2）会用算术平均值和总体标准差进行数据整理及计算。4. 综合应用（1）综合运用真值的可能范围的计算。第3章 测量装置的静、动态特性（11学时）(一)学习目标本章

7、要掌握掌握与分析测量装置的一般静、动态特性。包括仪器的静态特性、仪器的静态标定、负载效应、动态特性的数学模型和各种传递函数、仪器及其响应情况等等。 (二)课程内容第一节 仪器的静态特性（1学时）1.误差和精度；2.静态灵敏度；3.线性；4.滞后和盲区；5.分辨率和起始灵敏度。第二节 仪器的静态标定（1学时）第三节 负载效应（2学时）1.输入阻抗，输出阻抗；2.输入导纳，输出导纳； 3.输入刚度，输出刚度；4.输入柔度，输出柔度。第四节 动态特性的数学模型和各种传递函数（1学时）1.测量系统的一般数学模型；2.微分方程的一种解法-D算符法；3.算子传递函数；4.拉氏传递函数；5.正弦传递函数。第

8、五节 零阶仪器及其响应情况（1学时）第六节 一阶仪器及其阶跃响应、频率响应（2学时）1.一阶仪器的阶跃响应； 2.一阶仪器的频率响应。第七节 二阶仪器及其阶跃响应、频率响应（2学时）1.二阶仪器的阶跃响应； 2.二阶仪器的频率响应。第八节 频率响应曲线对数图-波特图（1学时）(三) 考核知识点1.误差和精度；2.静态灵敏度；3.线性；4.滞后和盲区；5.分辨率和起始灵敏度；6.输入阻抗，输出阻抗；7.输入导纳，输出导纳； 8.输入刚度，输出刚度；9.输入柔度，输出柔度；10.测量系统的一般数学模型；11.零阶仪器及其响应情况； 12.一阶仪器的阶跃响应；13.一阶仪器的频率响应；14.二阶仪器

9、的阶跃响应；15.二阶仪器的频率响应； 16.仪器的静态标定。 (四) 考核要求1.识记（1）记住误差和精度的分类及其概念；（2）记住静态灵敏度、线性、滞后和盲区以及分辨率和起始灵敏度的概念；2.理解（1）理解负载效应；（2）理解输入阻抗，输出阻抗；（3）理解输入导纳，输出导纳（4）理解输入刚度，输出刚度；（5）理解输入柔度，输出柔度；（6）理解零阶仪器及其响应情况；（7）理解一阶仪器及其阶跃响应、频率响应；（8）理解二阶仪器及其阶跃响应、频率响应；3. 简单应用（1）会用测量系统的一般数学模型；第4章 显示、记录仪器（6学时）(一)学习目标本章要掌握指针式电压表（电流表）、光线示波器、阴极射

10、线电子示波器、磁带记录器、X-Y函数记录仪、笔式记录仪以及数字式显示仪表的结构及工作原理。(二)课程内容第一节 指针式电压表（电流表）（1学时）第二节 光线示波器（2学时）1.光线示波器的构造和工作原理；2.振动子的静态特性；3.振动子的动态特性；4.电磁阻尼振子的阻尼比计算；5.振动子的主要技术数据及选用。第三节 阴极射线电子示波器（1学时）1.电子示波器的工作原理和结构；2.信号波形显示原理；3.使用示波器的一些问题。第四节 磁带记录器（0.5学时）1.磁带记录器的结构和工作原理；2.磁带与磁头的结构；3.磁带记录器的记录方式。第五节 X-Y函数记录仪、笔式记录仪（0.5学时）第六节 数字

11、式显示仪表（1学时） (三) 考核知识点1.指针式电压表（电流表）；2.光线示波器的构造和工作原理；3.振动子的静态特性；4.振动子的动态特性；5.电磁阻尼振子的阻尼比计算；6.振动子的主要技术数据及选用；7.电子示波器的工作原理和结构；8.信号波形显示原理；9.使用示波器的一些问题；10.X-Y函数记录仪、笔式记录仪；11.数字式显示仪表。(四) 考核要求1.识记（1）记住指针式电压表（电流表）的结构和工作原理；（2）记住振动子的主要技术数据；2.理解（1）理解掌握光线示波器的构造和工作原理；（2）理解振动子的静态特性和动态特性；（3）理解电子示波器的工作原理和结构；（4）理解信号波形显示原

12、理；（5）理解X-Y函数记录仪、笔式记录仪；（6）理解数字式显示仪表。3. 简单应用（1）会用电磁阻尼振子的阻尼比计算。4. 综合应用（1）综合考虑振动子的主要技术数据来选用振动子。第5章 应力测量（7学时）(一)学习目标本章要掌握目前应力实验分析的主要分析方法，重点掌握电阻应变测量测量方法，了解脆性涂层和密栅云纹的测量方法。(二)课程内容第一节 概述（0.5学时）第二节 脆性涂层法（1.5学时）1.脆性涂层法的基本原理； 2.脆性涂料和影响土层性能的因素；3.脆性涂层法的测试技术。第三节 密栅云纹法（1学时）1.云纹法测量应变的基本原理；2.平行云纹与应变的关系；3.虚应变的产生及消除；4.

13、密栅云纹法的测量技术。第四节 电阻应变测量法（2学时）1.电阻应变测量的基本原理； 2.电阻应变片的结构和工作原理；3.电阻应变片的分类；4.电阻应变片的一些主要指标和性能；5.应变片的粘贴工艺过程。第五节 电阻应变仪（1学时）1.概述；2.电桥的原理及分析；3.调制、解调、相敏检波器的工作原理。第六节 电阻应变测量中的一些问题（1学时）1.测量应变片的桥路接法；2.温度补偿问题；3.连接线路电阻的影响；4.动态应变测量与标定；5.应变与应力的换算。 (三) 考核知识点1.应力实验分析的主要方法及应力测试技术主要解决的问题； 2.脆性涂层法的基本原理； 3.脆性涂料和影响土层性能的因素；4.脆

14、性涂层法的测试技术；5.云纹法测量应变的基本原理；6.平行云纹与应变的关系；7.虚应变的产生及消除；8.密栅云纹法的测量技术；9.电阻应变测量的基本原理；10.电阻应变片的结构和工作原理；11.电阻应变片的分类；12.电阻应变片的一些主要指标和性能；13.应变片的粘贴工艺过程；14.电阻应变仪的分类级组成；15.电桥的原理及分析；16.调制、解调、相敏检波器的工作原理；17.测量应变片的桥路接法；18.温度补偿问题；19.连接线路电阻的影响；20.连接线路电阻的影响；21.动态应变测量与标定；22.应变与应力的换算。 (四) 考核要求1.识记（1）记住应力实验分析的主要方法及应力测试技术主要解

15、决的问题；（2）记住脆性涂料和影响土层性能的因素；（3）记住平行云纹与应变的关系；（4）记住电阻应变片的结构和工作原理；（5）记住电阻应变片的分类；（6）记住电阻应变片的一些主要指标和性能；（7）记住电阻应变仪的分类级组成；（8）记住连接线路电阻的影响。2.理解（1）理解脆性涂层法的基本原理；（2）理解脆性涂层法的测试技术；（3）理解云纹法测量应变的基本原理；（4）理解虚应变的产生及消除；（5）理解密栅云纹法的测量技术；（6）理解电阻应变测量的基本原理；（7）理解电桥的原理及分析；（8）理解调制、解调、相敏检波器的工作原理；（9）理解测量应变片的桥路接法；（10）理解动态应变测量与标定。3.

16、简单应用（1）会用并熟悉应变片的粘贴工艺过程；（2）会用并熟悉温度补偿问题。4. 综合应用（1）综合运用应变与应力的换算。第6章 振动测量（11学时）(一)学习目标本章要掌握振动物体的振动位移、速度、加速度、振动频率的测量方法，重点掌握测量仪器的原理和测量结果的分析，了解频谱图的测定方法。(二)课程内容第一节 概述（0.5学时）第二节 机械振动的类型及其描述（1.5学时）1.简谐振动； 2.周期振动；3.非周期振动。第三节 机械振动测量传感器的分类和工作原理（1学时）1.机械式；2.光学式；3.电测式。第四节 机械振动测量传感器运动分析（2学时）1.惯性式传感器运动方程； 2.相对跟随式传感器

17、的跟随条件。第五节 机械振动电测传感器结构（2学时）1.磁电式传感器；2.压电式传感器；3.其它一些传感器。第六节 机械振动电测测量系统（2学时）1.微分电路；2.积分电路；3.滤波器和频谱分析仪的基本原理。第七节 振动测量结构分析（2学时）1.单一频率或基本上是单一频率的波形；2.两个不同频率谐波合成波形的分析；3.周期振动频谱分析法。 (三) 考核知识点1.振动测量的目的； 2. 简谐振动； 3. 周期振动；4. 非周期振动；5. 机械式机械振动测量传感器；6. 光学式机械振动测量传感器；7. 电测式机械振动测量传感器；8. 磁电式传感器、压电式传感器以及其它一些传感器；9. 惯性式传感器

18、运动方程；10. 相对跟随式传感器的跟随条件；11. 机械振动电测测量系统中的微分电路和积分电路；12. 滤波器和频谱分析仪的基本原理；13. 单一频率或基本上是单一频率的波形；14. 两个不同频率谐波合成波形的分析；15. 周期振动频谱分析法。 (四) 考核要求1.识记（1）记住振动测量的目的；（2）记住机械振动电测测量系统中的微分电路和积分电路；（3）记住。2.理解（1）理解简谐振动；（2）理解周期振动；（3）理解非周期振动；（4）理解机械式机械振动测量传感器工作原理；（5）理解光学式机械振动测量传感器工作原理；（6）理阶电测式机械振动测量传感器工作原理；（7）理解磁电式传感器、压电式传感

19、器以及其它一些传感器的结构；（8）理解相对跟随式传感器的跟随条件；（9）理解滤波器和频谱分析仪的基本原理；（10）理解单一频率或基本上是单一频率的波形；（11）理解两个不同频率谐波合成波形的分析。3. 简单应用（1）会用惯性式传感器运动方程。4. 综合应用（1）综合运用周期振动频谱分析法进行实例分析。第7章 噪声测量（3学时）(一)学习目标本章要掌握噪声及相关的物理概念，重点掌握噪声测量仪器的结构及工作原理，了解噪声的测量技术。(二)课程内容第一节 概述（0.5学时）第二节 噪声的物理量度（0.5学时）1.声压与声压级； 2.声压级的合成与平均值的计算。第三节 噪声的等响度曲线（0.5学时）第

20、四节 噪声测量的仪器（1学时）1.传声器； 2.声级计；3.噪声频谱分析。第五节 噪声测量技术（0.5学时）1.测点的选择；2.注意周围环境的影响；3.环境噪声的修正；4.声级计的校准。 (三) 考核知识点1.噪声的分类； 2.声压与声压级； 3.声压级的合成与平均值的计算；4.噪声的等响度曲线；5.传声器、声级计；6.噪声频谱分析；7.噪声测量技术。 (四) 考核要求1.识记（1）记住噪声的分类；（2）记住声级计的种类。2.理解（1）理解声压与声压级；（2）理解噪声的等响度曲线；（3）理解传声器的特性及类型。3. 简单应用（1）会用声压级的合成与平均值的计算。4. 综合应用（1）综合运用噪声

21、频谱分析技术；（2）综合运用噪声测量技术。第8章 转速和转矩的测量（5学时）(一)学习目标本章要掌握转速和转矩的测量方法，重点掌握模拟测速法、计数式测速法和传递法测量转矩，了解其它的方法。(二)课程内容第一节 概述（0.5学时）第二节 模拟式测速法（1学时）1.离心式转速计； 2.电磁感应式转速计。第三节 计数式测速法（1学时）1.光电转速传感器；2.磁电转速传感器。第四节 闪频式测速法（0.5学时）第五节 平衡力法测量转矩（0.5学时）第六节 传递法法测量转矩（1学时）1.电阻应变片式转矩传感器；2.表面磁弹转矩传感器；3.振弦式转矩传感器。第七节 能量转换法测量转矩（0.5学时）1.利用直

22、流电动机测量转矩；2.利用交流电动机测量转矩；3.测量交流异步电动机的转速及转差来估算转轴转矩。 (三) 考核知识点1.转速及转矩的测量方法分类； 2.离心式转速计； 3.电磁感应式转速计；4.光电转速传感器；5.磁电转速传感器；6.闪频式测速法；7.平衡力法测量转矩；8.电阻应变片式转矩传感器；9.表面磁弹转矩传感器；10.振弦式转矩传感器；11.利用直流电动机测量转矩；12.利用交流电动机测量转矩；13.测量交流异步电动机的转速及转差来估算转轴转矩。 (四) 考核要求1.识记（1）记住转速及转矩的测量方法分类。2.理解（1）理解离心式转速计和电磁感应式转速计的工作原理；（2）理解光电转速传

23、感器和磁电转速传感器的工作原理；（3）理解闪频式测速法的工作原理；（4）理解平衡力法测量转矩的工作原理；（5）理解电阻应变片式转矩传感器的工作原理（6）理解表面磁弹转矩传感器的工作原理；（7）理解振弦式转矩传感器的工作原理。3. 简单应用（1）会用直流电动机测量转矩；（2）会用交流电动机测量转矩。4. 综合应用（1）综合运用测量交流异步电动机的转速及转差来估算转轴转矩。第9章 温度测量（4学时）(一)学习目标本章要掌握温标及单位、温度计种类、温度计的选用原则，重点掌握热膨胀式温度计、热电阻温度计、热电偶温度计的工作原理及分类。(二)课程内容第一节 概述（1学时）1.温标及单位；2.温度计的分类

24、；3.温度计的选用原则；4.安装使用温度计时应注意的要点。第二节 热膨胀式温度计（1学时）1.双金属温度计； 2.玻璃管液体温度计；3.压力计式温度计。第三节 热电阻温度计（1学时）1.铜电阻；2.铂电阻；3.与热电阻配套使用的显示仪表。第四节 热电偶温度计（1学时）1.热电偶测温原理； 2.常用热电偶；3.补偿导线的使用；4.冷端温度的补偿；5.与热电偶配套使用的显示仪表。(三) 考核知识点1.温标及单位； 2.温度计的分类； 3.温度计的选用原则；4.安装使用温度计时应注意的要点；5.双金属温度计；6.玻璃管液体温度计；7.压力计式温度计；8.铜电阻及铂电阻；9.与热电阻配套使用的显示仪表

25、；10.热电偶测温原理；11.常用热电偶；12.补偿导线的使用；13.冷端温度的补偿；14.与热电偶配套使用的显示仪表。 (四) 考核要求1.识记（1）记住温标及单位；（2）记住温度计的分类；（3）记住温度计的选用原则（4）记住安装使用温度计时应注意的要点；（5）记住常用热电偶。2.理解（1）理解双金属温度计的工作原理；（2）理解玻璃管液体温度计的工作原理；（3）理解压力计式温度计的工作原理；（4）理解铜电阻及铂电阻的特点；（5）理解与热电阻配套使用的显示仪表；（6）理解热电偶测温原理；（7）理解补偿导线的使用；（8）理解冷端温度的补偿；（9）理解与热电偶配套使用的显示仪表。3. 简单应用（1

26、）会用双金属温度计进行温度测量。第10章 压力测量（4学时）(一)学习目标本章要掌握压力的概念、单位及其分类，重点掌握弹性式压力计、电气式压力计、压力变送器的工作原理及测量方法。(二)课程内容第一节 概述（1学时）1.压力的概念；2.压力的单位；3.压力计的分类；4.压力计安装的一些主意问题。第二节 弹性式压力计（1学时）1.弹簧管压力计； 2.膜式压力计；3.波纹管式压力计。第三节 电气式压力梦轩阁计（1学时）1.电阻式压力传感器；2.电容式压力计；3.电感式压力计；4.压电式压力计。第四节 压力变送器（1学时）1.霍尔压力变送器； 2.力矩平衡式压力变送器。(三) 考核知识点1.压力百万读

27、的概念；2.压力的单位；3.压力计的分类；4.压力计安装的一些主意问题；5.弹簧管压力计； 6.膜式压力计；7.波纹管式压力计；8.电阻式压力传感器；9.电容式压力计；10.电感式压力计；11.压电式压力计；12. 霍尔压力变送器； 13.力矩平衡式压力变送器。 (四) 考核要求1.识记（1）记住压力的概念；（2）记住压力的单位；（3）记住压力计的分类；（4）记住压力计安装的一些主意问题。2.理解（1）理解弹簧管压力计的工作原理；（2）理解膜式压力计的工作原理；（3）理解波纹管式压力计的工作原理；（4）理解电阻式压力传感器的工作原理；（5）理解电容式压力计的工作原理；（6）理解电感式压力计的工

28、作原理；（7）理解压电式压力计的工作原理；（8）理解霍尔压力变送器的工作原理；（9）理解力矩平衡式压力变送器的工作原理。3. 简单应用（1）会用弹簧管压力计进行测量；（2）会用电阻式压力传感器进行测量。4. 综合应用（1）综合运用压电式压力计进行测量。第11章 流量测量（3学时）(一)学习目标本章要掌握流量的概念、单位、流量计的分类，重点掌握孔板流量计、转子流量计、靶式流量计、电磁流量计的测量原理，了解其它流量计的测量原理。(二)课程内容第一节 概述（0.5学时）1.流量的概念和单位；2.流量计的分类。第二节 孔板流量计（0.5学时）1.测量原理； 2.压力差的测量；3.孔板安装的一些注意事项。第三节 转子流量计（0.5学时）1.测量原理；2.转子流量计的使用与换算。第四节 靶式流量计（0.5学时）第五节 电磁流量计（0.5学时）第六节 其它流量计（0.5学时）1.涡轮流量计；2.椭圆齿轮流量计。 (三) 考核知识点1.流量的概念和单位；2.流量计的分类； 3.孔板流量计的测量原理； 4.孔板流量计的压力差的测量；5.孔板安装的一些注意事项；6.转子流量计测量原理；7.转子流量计的使用与换算；8.靶式流量计；9.电磁流量计；10.涡轮流量计；11.椭圆齿轮流量计。 (四) 考核要求1.识记（1）记住流量的概念和单位；（2）记住流量计的分类；（3