本門課程屬于機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)課程。

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目的：

（1）使學(xué)生掌握機(jī)械工程測(cè)試基本概念，測(cè)試信號(hào)的描述、分析和處理方法，測(cè)試裝置的靜、動(dòng)態(tài)特性評(píng)價(jià)方法；

（2）掌握常用傳感器、中間轉(zhuǎn)換電路及記錄儀器的工作原理和特性，并能夠針對(duì)測(cè)試對(duì)象的特點(diǎn)選擇合適的傳感器；

（3）熟悉典型機(jī)械工程測(cè)試場(chǎng)景，能夠針對(duì)具體需求選擇合適的測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法，掌握常用測(cè)試儀器的操作，為從事技術(shù)研發(fā)、設(shè)備改造、組建基本的測(cè)試裝置和測(cè)試系統(tǒng)等方面的工作提供一定的基本知識(shí)。

二、課程的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配

第0章  緒論   (1學(xué)時(shí))

教學(xué)內(nèi)容：

測(cè)試技術(shù)的任務(wù)和重要性；測(cè)試過程和測(cè)試系統(tǒng)的組成；課程的特點(diǎn)和要求，學(xué)完本課程應(yīng)具備的能力；測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)：量與量綱，說明其在測(cè)試中重要地位；法定計(jì)量單位，說明統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的重要性；計(jì)量器具的檢定，檢定的必要性，檢測(cè)機(jī)構(gòu)介紹；誤差分析；測(cè)量精度和不確定度；測(cè)量器具的誤差；測(cè)量結(jié)果的表達(dá)方式。

   通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠：

1)  掌握機(jī)械對(duì)象測(cè)試的基本知識(shí)，信號(hào)的基本概念和機(jī)械對(duì)象測(cè)控常用傳感器的基本原理，能夠根據(jù)測(cè)試對(duì)象和測(cè)試任務(wù)分析所需測(cè)的物理量及影響因素，選擇合適的傳感器。掌握信號(hào)調(diào)理和信號(hào)處理的一般方法。

2)  掌握數(shù)據(jù)采集、信號(hào)調(diào)理、信號(hào)處理的一般流程，能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析、時(shí)域頻域統(tǒng)計(jì)等分析處理。

3)  掌握機(jī)械測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能分析的基本方法，能夠針對(duì)機(jī)械測(cè)試任務(wù)進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，并能分析測(cè)試數(shù)據(jù)與系統(tǒng)性能。

    本課程曾榮獲國(guó)家精品課程、國(guó)家級(jí)精品資源共享課、國(guó)家一流課程，配套教材為國(guó)家級(jí)十五、十一五、十二五規(guī)劃教材。

教學(xué)要求：

了解測(cè)試的任務(wù)和重要性；了解測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)，量與量綱，計(jì)量單位的統(tǒng)一，誤差分析；掌握測(cè)量裝置的組成。

重點(diǎn)：測(cè)試系統(tǒng)的組成

難點(diǎn)：誤差分析

第一章  信號(hào)及其描述  (7學(xué)時(shí))

教學(xué)內(nèi)容：

信號(hào)的分類及其描述：信號(hào)分類，確定信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)，連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)，能量信號(hào)和功率信號(hào)；信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述，傅里葉變換在信號(hào)頻域描述中的重要作用；周期信號(hào)及其頻譜：傅里葉變換，周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)；瞬變非周期信號(hào)及其頻譜：傅里葉變換及其性質(zhì)，幾種典型信號(hào)的頻譜。

教學(xué)要求：

理解信號(hào)分類；掌握信號(hào)的時(shí)域和頻域描述；掌握周期信號(hào)、非周期信號(hào)的時(shí)域—頻域轉(zhuǎn)換方法與其頻譜性質(zhì)；掌握幾種典型信號(hào)的頻譜。

重點(diǎn)：信號(hào)頻域描述；傅里葉變換方法；周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)；幾種典型信號(hào)的頻譜。

難點(diǎn)：信號(hào)的頻域描述；傅里葉變換方法；幾種典型信號(hào)的頻譜。

第二章  測(cè)試裝置的基本特性 (6學(xué)時(shí))

教學(xué)內(nèi)容：

線性系統(tǒng)及其微分方程描述，線性系統(tǒng)的特性；測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)傳遞特性;測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)傳遞特性：數(shù)學(xué)描述，一階、二階線性系統(tǒng)的特性；測(cè)試裝置對(duì)任意輸入的響應(yīng)：輸入為單位脈沖信號(hào)的響應(yīng)，輸入為單位階躍信號(hào)的時(shí)域響應(yīng)；實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件；測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的測(cè)試：頻率響應(yīng)法，階躍響應(yīng)法。

教學(xué)要求：

理解線性系統(tǒng)及其微分方程描述方法；掌握線性系統(tǒng)的特性；理解測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)傳遞特性的定度曲線含義，掌握靈敏度、線性度、回程誤差、穩(wěn)定度的概念及其計(jì)算；掌握測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)傳遞特性的時(shí)域、頻域描述與傳遞特性參數(shù)對(duì)測(cè)試的影響，一階、二階系統(tǒng)的特性；掌握測(cè)試系統(tǒng)對(duì)脈沖信號(hào)的響應(yīng)、單位階躍信號(hào)的響應(yīng)的特性。掌握實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件；理解一、二階系統(tǒng)傳遞特性參數(shù)的測(cè)定方法。

重點(diǎn)：測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)傳遞特性靈敏度、線性度、回程誤差、穩(wěn)定度等的概念；線性系統(tǒng)特性；測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)傳遞特性的時(shí)域、頻域描述與傳遞特性參數(shù)對(duì)測(cè)試的影響；一階、二階系統(tǒng)的特性；實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件。

難點(diǎn)：一、二階系統(tǒng)傳遞特性參數(shù)的測(cè)定。

第三章  常用傳感器與測(cè)量電路 (6學(xué)時(shí))

教學(xué)內(nèi)容：

常用傳感器分類；電阻器式、電阻應(yīng)變片式、電感式、電容式、壓電式、磁電式、半導(dǎo)體式傳感器的變換原理及其后接測(cè)量電路；傳感器選用原則。

教學(xué)要求：

了解傳感器的分類方法；掌握測(cè)量常見物理參數(shù)的常用電阻器式、電阻應(yīng)變片式、電感式、電容式、壓電式、磁電式、半導(dǎo)體式傳感器的工作原理；理解用來測(cè)量常見物理參數(shù)的常用電阻器式、電阻應(yīng)變片式、電感式、電容式、壓電式、磁電式、半導(dǎo)體式傳感器的后接測(cè)量電路；掌握傳感器選用原則。

重點(diǎn)：電阻器式、電阻應(yīng)變片式、電感式、電容式、壓電式、磁電式、半導(dǎo)體式傳感器的工作原理及其后接測(cè)量電路；傳感器選用原則。

難點(diǎn)：傳感器的工作原理及其后接測(cè)量電路。

第四章  信號(hào)的調(diào)理與記錄  (4學(xué)時(shí))

教學(xué)內(nèi)容：

電橋：交、直流電橋平衡條件；調(diào)制與解調(diào)：幅值調(diào)制與解調(diào)、頻率調(diào)制與解調(diào)；濾波器：性能的基本參數(shù)及其計(jì)算、實(shí)際濾波電路、帶通濾波器在信號(hào)分析中的應(yīng)用；

教學(xué)要求：

掌握直流電橋、交流電橋平衡條件；掌握信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)的基本概念，調(diào)幅、調(diào)頻與解調(diào)原理及其在測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用；了解濾波器的分類；掌握低通、高通、帶通、帶阻濾波器含義，上、下截止頻率、中心頻率、恒帶寬、恒帶寬濾波器的概念；掌握描述濾波器性能的基本參數(shù)及其計(jì)算；理解帶通濾波器在信號(hào)分析中的應(yīng)用。

重點(diǎn)：直流電橋、交流電橋平衡條件；調(diào)幅、調(diào)頻與解調(diào)原理及其在測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用；濾波器性能的基本參數(shù)及其計(jì)算。

難點(diǎn)：調(diào)幅、調(diào)頻與解調(diào)的方法。

第五章  信號(hào)處理初步  (4學(xué)時(shí))

教學(xué)內(nèi)容：

數(shù)字信號(hào)分析的步驟；信號(hào)數(shù)字化：時(shí)域采樣、混疊和采樣定理，量化和量化誤差，截?cái)唷⑿孤┖痛昂瘮?shù)，頻域采樣、時(shí)域周期延拓和柵欄效應(yīng)，頻率分辨率、整周期截?cái)啵幌嚓P(guān)分析及其應(yīng)用：信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)，信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)以及性質(zhì)；功率譜分析及其應(yīng)用：自功率譜密度函數(shù)，互功率譜密度函數(shù)；

教學(xué)要求：

掌握數(shù)字信號(hào)分析的基本步驟；理解模擬—數(shù)字轉(zhuǎn)換原理；掌握采樣定原理；理解信號(hào)的離散采樣、量化與量化誤差，混疊現(xiàn)象，時(shí)域截?cái)嗯c泄漏，頻域采樣、時(shí)域周期延拓與柵欄效應(yīng)；掌握自相關(guān)函數(shù)、互相關(guān)函數(shù)的定義及其性質(zhì)；理解功率譜分析及應(yīng)用。

重點(diǎn)：信號(hào)的離散采樣、采樣定原理、量化與量化誤差，混疊現(xiàn)象，時(shí)域截?cái)嗯c泄漏，柵欄效應(yīng)；相關(guān)分析及其應(yīng)用。

難點(diǎn)：信號(hào)的離散采樣、采樣定理、量化與量化誤差，混疊現(xiàn)象，時(shí)域截?cái)嗯c泄漏，柵欄效應(yīng)；功率譜分析及應(yīng)用。

第六章  振動(dòng)測(cè)試 (2學(xué)時(shí))

教學(xué)內(nèi)容：

慣性式傳感器的力學(xué)模型；典型測(cè)振傳感器；

教學(xué)要求：

掌握慣性式傳感器的力學(xué)模型；掌握典型測(cè)振傳感器；

重點(diǎn)：典型測(cè)振傳感器。

難點(diǎn)：慣性式傳感器的力學(xué)模型。

第七章  應(yīng)變、應(yīng)力測(cè)試(2學(xué)時(shí))

教學(xué)內(nèi)容：

應(yīng)變、應(yīng)力測(cè)量；應(yīng)變測(cè)量電路；布片與組橋；保證應(yīng)變測(cè)試精度的措施。

教學(xué)要求：

理解應(yīng)變、應(yīng)力的測(cè)量方法；掌握應(yīng)變片的布片與組橋；理解保證應(yīng)變測(cè)試精度的措施。

重點(diǎn)：布片與組橋；保證應(yīng)變測(cè)試精度的措施。

難點(diǎn)：保證應(yīng)變測(cè)試精度的措施。