《机械工程测试技术》课程教学大纲 Mechanical Engineering Measurement and Test Technique（2010年）

机械工程测试技术课程教学大纲课程名称：机械工程测试技术MechanicalEngineeringMeasurementandTestTechnique课程编码：Z105052总学时/总学分：32/2理论学时/理论学分：22/1.4实验学时/实验学分：10/0.6适用专业：机械设计制造及其自动化；农业机械化及其自动化开课单位：机械电气工程学院一、课程性质及目的1、课程性质：机械工程测试技术课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础必修课；是农业机械化及其自动化专业的专业基础选修课。2、课程自的：本课程研究机械工程测试中常用的传感器、信号调理电路及记录仪器的工作原理，测量装置基本特性的评价方法，测试信号的分析和处理，以及常见物理量的测量方法。通过本课程的学习，培养学生能合理地选用测试装置并初步掌握进行非电量测试所需的基本知识和技能，为进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。二、课程内容及要求第一章绪 论 2学时教学内容：测量的基本知识；非电量电测法：电测技术的应用与发展。教学要求：了解测量的含义、方法，测量的目的：掌握非电量电测法的基本原理，掌握电测系统的组成、各部分的作用，利用电测系统组成自动控制系统：了解电测技术的优点、应用及发展。教学采用的教学方法、手段及教学形式：采用理论讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问等方法，注重理论联系实际。布置一定的自学和扩展内容让学生在网上杂志上收集资料从而锻炼学生的自学能力。组织学生到石市一些现代化工厂参观电测技术的应用实例，调动学生学习积极性。第二章测试装置的基本特性1学时教学内容：概述：测试装置的静态特性：测试装置的动态特性。教学要求：了解对测试装置的基本要求，线性系统及其主要性质；掌握测试装置的静态特性指标的含义，了解动态测试装置的幅频特性和相频特性，影响一阶、二阶系统的性能参数：了解实现不失真测试的条件，负载效应，减轻负载效应的措施。教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。第三章信号的调理与记录1学时教学内容：电桥：调制与解调；滤波器：信号的放大：测试信号的显示与记录。教学要求：了解电桥、调制与解调器、滤波器、放大器、A/D、D/A转换器等信号调理

机械工程测试技术课程教学大纲 课程名称：机械工程测试技术 Mechanical Engineering Measurement and Test Technique 课程编码：Z105052 总学时/总学分：32/2 理论学时/理论学分： 22/1.4 实验学时/实验学分：10/0.6 适用专业：机械设计制造及其自动化；农业机械化及其自动化 开课单位：机械电气工程学院 一、课程性质及目的 1、课程性质：机械工程测试技术课程是机械设计制造及其自动化专业的专业基础必修 课；是农业机械化及其自动化专业的专业基础选修课。 2、课程目的：本课程研究机械工程测试中常用的传感器、信号调理电路及记录仪器的 工作原理，测量装置基本特性的评价方法，测试信号的分析和处理，以及常见物理量的测量 方法。通过本课程的学习，培养学生能合理地选用测试装置并初步掌握进行非电量测试所需 的基本知识和技能，为进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。 二、课程内容及要求 第一章 绪 论 2 学时 教学内容：测量的基本知识；非电量电测法；电测技术的应用与发展。 教学要求：了解测量的含义、方法，测量的目的；掌握非电量电测法的基本原理，掌握 电测系统的组成、各部分的作用，利用电测系统组成自动控制系统；了解电测技术的优点、 应用及发展。 教学采用的教学方法、手段及教学形式：采用理论讲解、多媒体演示、课堂讨论、提问 等方法，注重理论联系实际。布置一定的自学和扩展内容让学生在网上杂志上收集资料从而 锻炼学生的自学能力。组织学生到石市一些现代化工厂参观电测技术的应用实例，调动学生 学习积极性。 第二章 测试装置的基本特性 1 学时 教学内容：概述；测试装置的静态特性；测试装置的动态特性。 教学要求：了解对测试装置的基本要求，线性系统及其主要性质；掌握测试装置的静态 特性指标的含义，了解动态测试装置的幅频特性和相频特性，影响一阶、二阶系统的性能参 数；了解实现不失真测试的条件，负载效应，减轻负载效应的措施。 教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料， 采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。 第三章 信号的调理与记录 1 学时 教学内容：电桥；调制与解调；滤波器；信号的放大；测试信号的显示与记录。 教学要求：了解电桥、调制与解调器、滤波器、放大器、A/D、D/A 转换器等信号调理

电路的原理及应用；了解动圈式磁电指示仪表、电阻应变仪、光线示波器、电子示波器、伺服式记录仪、数字式波形存储记录仪，磁记录器等各种信号指示和记录装置的结构、工作原理及使用。教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料，采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。第四章常用传感器18学时（含实验8学时）教学内容：传感器概述：电阻、电容与电感式传感器：磁电、压电与热电式传感器；光电、光纤与其它传感器：传感器特性与选用。教学要求：掌握传感器的定义、组成、命名及分类：掌握变阻器式、电阻应变式、电感式、电容式、压电式、磁电式、光电式、光纤式、半导体式等常用传感器的结构、测量原理、性能特点及应用：了解传感器的选用原则，发展概况。教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料，采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。布置一定的自学内容来锻炼学生的自学能力。实验一电阻应变传感器特性及应用（2学时）实验二电感传感器特性及应用（2学时）实验三热电传感器特性及应用（2学时）实验四光电传感器特性及应用（2学时）第五章机械参量测量6学时教学内容：温度测量：位移测量：力、应力和扭矩测量：速度和加速度测量。教学要求：掌握测试基本理论和方法，选用合适的传感器、测试仪器及装置，进行典型机械参量测量（包括应力和力的测量；压力的测量；扭矩和转矩的测量；位移、速度和加速度的测量；振动和噪声的测量：转速的测量：温度的测量等）。教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料，采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。布置一定的自学内容来锻炼学生的自学能力。组织学生到石市一些现代化工厂参观电测技术的应用实例，调动学生学习积极性。第六章微机辅助测试技术4学时（含实验2学时）教学内容：微机辅助测试技术概述：微机数据采集系统：虚拟仪器。教学要求：了解微机辅助测试技术中的接口技术；掌握微机数据采集系统的组成；了解微机检测系统的抗干扰技术：了解微机在测试技术中的应用举例。教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料，采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。教师制作或让学生参与制作一些计算机测试装置，开发测控应用软件，以丰富课程实践内容，增强课程先进性。实验五计算机数据采集（2学时）

电路的原理及应用；了解动圈式磁电指示仪表、电阻应变仪、光线示波器、电子示波器、伺 服式记录仪、数字式波形存储记录仪，磁记录器等各种信号指示和记录装置的结构、工作原 理及使用。 教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料， 采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。 第四章 常用传感器 18 学时（含实验 8 学时） 教学内容：传感器概述；电阻、电容与电感式传感器；磁电、压电与热电式传感器；光 电、光纤与其它传感器；传感器特性与选用。 教学要求：掌握传感器的定义、组成、命名及分类；掌握变阻器式、电阻应变式、电感 式、电容式、压电式、磁电式、光电式、光纤式、半导体式等常用传感器的结构、测量原理、 性能特点及应用；了解传感器的选用原则，发展概况。 教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料， 采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。布置一定的 自学内容来锻炼学生的自学能力。 实验一 电阻应变传感器特性及应用（2 学时） 实验二 电感传感器特性及应用（2 学时） 实验三 热电传感器特性及应用（2 学时） 实验四 光电传感器特性及应用（2 学时） 第五章 机械参量测量 6 学时 教学内容：温度测量；位移测量；力、应力和扭矩测量；速度和加速度测量。 教学要求：掌握测试基本理论和方法，选用合适的传感器、测试仪器及装置，进行典型 机械参量测量（包括应力和力的测量；压力的测量；扭矩和转矩的测量；位移、速度和加速 度的测量；振动和噪声的测量；转速的测量；温度的测量等）。 教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料， 采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。布置一定的 自学内容来锻炼学生的自学能力。组织学生到石市一些现代化工厂参观电测技术的应用实 例，调动学生学习积极性。 第六章 微机辅助测试技术 4 学时（含实验 2 学时） 教学内容：微机辅助测试技术概述；微机数据采集系统；虚拟仪器。 教学要求：了解微机辅助测试技术中的接口技术；掌握微机数据采集系统的组成；了解 微机检测系统的抗干扰技术；了解微机在测试技术中的应用举例。 教学采用的教学方法、手段及教学形式：充分利用挂图、模型、实物、录像等教学资料， 采用理论讲授、举例、讨论、提问等方法，注重理论联系实际，丰富课堂内容。教师制作或 让学生参与制作一些计算机测试装置，开发测控应用软件，以丰富课程实践内容，增强课程 先进性。 实验五 计算机数据采集（2 学时）

三、参考教材1、《机械工程测试技术基础》，熊诗波主编.北京：机械工业出版社，2009年6月2、《机械工程测试技术》，周生国主编.北京：国防工业出版社，2005年1月四、学习要求学生在学习“机械工程测试技术”课程的过程中，应具有高等数学、普通物理学、工程力学、电工技术、电子技术等学科知识。上课前建议预习教材相关内容，重视实践操作：课后上网查询传感器的产品资料，搜集传感器在各领域检测、控制方面的应用案例；经常登录石河子大学教务处精品课程“测试技术”建设网站，获取相关资源。五、成绩评定方式本门课程考试形式：笔试，闭卷，实验操作等。成绩构成：平时30%，笔试70%。本门课程成绩采用百分制计分。平时成绩构成：考勤，课堂提问，读书笔记，专题论文，实验操作，平时作业，课程总结等。附：实验大纲每实学时验组主要仪器序号实验项目名称实验内容与目的类人分配/设备型数 电阻应变传感器、认识电阻应变片的类型、组成与结构；掌握单臂静态电阻综半桥、双臂半桥、四臂全桥的连接；验证电阻应电阻应变传感器应变仪、合61变片电桥加减特性；利用电阻应变传感器进行动特性及应用动态应变性态压力测量：了解静态电阻应变仪、动态应变仪、仪、数字数字存储示波器的使用。存储示波器综合传感设了解电感传感器的结构、类型和工作原理；利用电感传感器特性器实验2计差动变压器传感器进行位移测量；利用电感接近26及应用仪、电感性开关组成控制系统。接近开关热电偶、了解热电偶、热电阻等热电传感器的结构及测温综热电阻、热电传感器特性原理：利用热电传感器、温度测控仪表等组成温3A温度变送4及应用度测量与控制系统；了解温度变送器、温度测控性器、温度仪表的使用。测控仪表

三、参考教材 1、《机械工程测试技术基础》，熊诗波主编.北京：机械工业出版社，2009 年 6 月 2、《机械工程测试技术》，周生国主编.北京：国防工业出版社，2005 年 1 月 四、学习要求 学生在学习“机械工程测试技术”课程的过程中，应具有高等数学、普通物理学、工程 力学、电工技术、电子技术等学科知识。上课前建议预习教材相关内容，重视实践操作；课 后上网查询传感器的产品资料,搜集传感器在各领域检测、控制方面的应用案例；经常登录 石河子大学教务处精品课程“测试技术”建设网站，获取相关资源。 五、成绩评定方式 本门课程考试形式；笔试，闭卷，实验操作等。 成绩构成：平时 30%,笔试 70%。本门课程成绩采用百分制计分。 平时成绩构成：考勤，课堂提问，读书笔记，专题论文，实验操作，平时作业，课程总 结等。 附：实验大纲 序号 实验项目名称 实验内容与目的 学时 分配 实 验 类 型 主要仪器 /设备 每 组 人 数 1 电阻应变传感器 特性及应用 认识电阻应变片的类型、组成与结构；掌握单臂 半桥、双臂半桥、四臂全桥的连接；验证电阻应 变片电桥加减特性；利用电阻应变传感器进行动 态压力测量；了解静态电阻应变仪、动态应变仪、 数字存储示波器的使用。 2 综 合 性 电阻应变 传感器、 静态电阻 应变仪、 动态应变 仪、数字 存储示波 器 6 2 电感传感器特性 及应用 了解电感传感器的结构、类型和工作原理；利用 差动变压器传感器进行位移测量；利用电感接近 开关组成控制系统。 2 设 计 性 综合传感 器实验 仪、电感 接近开关 6 3 热电传感器特性 及应用 了解热电偶、热电阻等热电传感器的结构及测温 原理；利用热电传感器、温度测控仪表等组成温 度测量与控制系统；了解温度变送器、温度测控 仪表的使用。 2 综 合 性 热电偶、 热电阻、 温度变送 器、温度 测控仪表 4

了解光电接近开关、光纤传感器的结构和工作原综合传感综器实验光电传感器特性理；利用光电接近开关和计数器组成计数控制系42合及应用统；利用反射式、透射式光电传感器测量转速，仪、光电性接近开关利用光纤传感器测量位移。计算机、综数据采集了解计算机数据采集系统的组成及工作原理。利合卡、智能5计算机数据采集用数据采集卡与计算机，智能仪器与计算机组成2性仪器、传非电量测试系统。感器10大纲制定者：李江全大纲审定者：张晓海制定时间：2010-11-25

4 光电传感器特性 及应用 了解光电接近开关、光纤传感器的结构和工作原 理；利用光电接近开关和计数器组成计数控制系 统；利用反射式、透射式光电传感器测量转速， 利用光纤传感器测量位移。 2 综 合 性 综合传感 器实验 仪、光电 接近开关 4 5 计算机数据采集 了解计算机数据采集系统的组成及工作原理。利 用数据采集卡与计算机，智能仪器与计算机组成 非电量测试系统。 2 综 合 性 计算机、 数据采集 卡、智能 仪器、传 感器 4 10 大纲制定者：李江全 大纲审定者：张晓海 制定 时间：2010-11-25