重磅推荐测试技术及应用附教学大纲

引言

信息技术属于当今世界发展的制高点,而作为信息技术的三大组成部分之一,测试技术在科学研究、产品开发、质量控制、性能试验、工业过程控制等领域中的作用日益凸显。对于高校学生来说,具备解决工程实际问题所需的测试技术基本知识和基本技能十分必要,这将有助于提升其创新能力、提高其科研工作能力,从而达到卓越工程师的培养目标,使其将来更好地为社会发展服务。

习近平总书记于年12月在全国高校思想政治工作会议上的重要讲话指出,高校要把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面。这一讲话精神将课程思政提到了一个新的高度。作为高等教育的新模式,课程思政强调将立德树人作为教育的根本任务,因此除了学科体系、教学体系和管理体系,教材体系也必须围绕这一目标进行设计。

内容简介

《测试技术及应用》

编著：王丰、王志军、赵玮、贺静、杨杰

定价:49.8元

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本书在注重知识体系先进性、知识架构合理性的同时,深入挖掘蕴含在课程中的德育要素,并将其巧妙地融入实际应用案例中,以实现思想政治教育与知识体系的有机融合以及知识传授、能力培养与价值引领的有机统一。

第1篇：测试技术基础

绪论、信号分类及描述、测试系统的基本特性。

第2章：信息的获取与转换

传感器的分类及选用、常用传感器及其工程应用、新型传感器及其工程应用。

第3章：信号的分析与处理

信号分析、数字信号处理基础、MATLAB在信号分析处理中的应用、信号调理。

第4章：现代测试技术

虚拟仪器。书后附有IEC标准热电偶分度表、铂热电阻分度表以及MATLAB的常用函数。

本书可作为高等院校机械设计制造及其自动化、机械电子工程、机械工程、车辆工程、包装工程、工业工程、过程装备与控制工程等专业的本科生和研究生教材,也可作为从事相关专业工作的工程技术人员的参考书。

教学大纲

课程名称

测试技术

课程性质

专业基础课

课程学时

48学时

课程介绍

本课程是机械工程类专业必修的一门技术基础课，主要讲授测试技术基础、信息的获取与转换、信号的分析与处理、信号调理、现代测试技术等理论知识及工程应用。本课程是一门理论性和实践性都很强的课程，它既强调知识的综合性、实用性，又强调创新能力、综合分析和解决生产实践问题的能力。因此，本课程是“强基础”、“重应用”、“追求创新”三位一体。

教学目标

通过本课程的学习，使学生了解测试的基本概念、测试技术的地位及作用、测试技术的发展动向，掌握测试系统的基本组成，掌握测试系统的静动态特性的分析和评价方法，掌握传感器的测量原理，掌握信号分析和处理方法，了解现代测试技术的基本理论，培养学生运用所学知识解决实际测试问题的实践能力，为进一步学习、研究和处理机械工程测试技术问题打下坚实的理论基础。

课程设计指南

教学方式：课堂讲授与实验相结合、理论知识与工程案例相结合。本课程中的传感器和信号分析部分是实践性很强的知识点，开设综合性、设计性开放实验。

教学过程中充分运用多媒体教学手段，引入相关工程实例和视频资料，并利用FLASH实现复杂结构和原理直观逼真的演示。

报告考核与评价方式及标准

评定项目

百分比

作业

15

随堂抽考

15

期中考试

10

期末考试

60

合计：

主编简介

王丰

华北理工大学教授，硕士生导师，校级优秀教师。主要从事工业生产过程自动测控、机电一体化、自主配送机器人等方面的研究及教学工作；主持多项省厅级科研项目，其中“高温液体连续测温系统”获市级科技进步奖；作为第一设计人获专利授权8项；作为主编，于清华大学出版社、机械工业出版社、电子工业出版社、北京航空航天大学出版社出版高校教材10部；发表学术论文40余篇。

本书目录

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目录

第1篇测试技术基础

第1章绪论

1.1测试技术概述

1.1.1测试技术的基本含义

1.1.2测试技术的内容和任务

1.2测试技术的发展

1.3本课程的主要内容与思政设计

习题与思考题

第2章信号分类及描述

2.1信息、信号和干扰

2.2信号的分类

2.2.1确定性信号和非确定性信号

2.2.2连续信号和离散信号

2.2.3能量信号与功率信号

2.3信号的描述

习题与思考题

第3章测试系统的基本特性

3.1测试系统的基本组成

3.2测试系统的数学描述

3.2.1时域描述

3.2.2复数域描述

3.2.3频域描述

3.3测试系统的静态特性及其测定

3.3.1测试系统的静态特性

3.3.2测试系统静态特性的测定

3.4测试系统的动态特性及其测定

3.4.1测试系统的动态特性

3.4.2测试系统动态特性的测定

3.5测试系统实现不失真测试条件

3.5.1不失真的含义

3.5.2失真产生的原因

3.5.3不失真测试条件

习题与思考题

第2篇信息的获取与转换

第4章传感器的分类及选用

4.1传感器的定义

4.2传感器的分类

4.3传感器的选用

4.3.1传感器的主要技术指标

4.3.2传感器选用的一般步骤

4.3.3传感器选用的基本原则

习题与思考题

第5章常用传感器及其工程应用

5.1电阻式传感器

5.1.1电位器式传感器

5.1.2电阻应变式传感器

5.1.3电阻式传感器的工程应用

5.2电感式传感器

5.2.1自感式传感器

5.2.2涡流式传感器

5.2.3互感式传感器

5.2.4电感式传感器的工程应用

5.3电容式传感器

5.3.1极距变化型电容式传感器

5.3.2面积变化型电容式传感器

5.3.3介电常数变化型电容式传感器

5.3.4电容式传感器的工程应用

5.4压电式传感器

5.4.1压电效应和压电材料

5.4.2工作原理及等效电路

5.4.3转换电路

5.4.4压电式传感器的工程应用

5.5磁电式传感器

5.5.1动圈式磁电传感器

5.5.2动铁式磁电传感器

5.5.3磁阻式磁电传感器

5.5.4磁电式传感器的工程应用

5.6霍尔式传感器

5.6.1霍尔元件和霍尔效应

5.6.2集成霍尔式传感器

5.6.3霍尔式传感器的工程应用

5.7光电式传感器

5.7.1光敏元件

5.7.2光电开关

5.7.3光电编码器

5.7.4光电式传感器的工程应用

5.8热电式传感器

5.8.1热电偶

5.8.2热电阻

5.8.3热敏电阻

5.8.4热电式传感器的工程应用

习题与思考题

第6章新型传感器及其工程应用

6.1超声波传感器

6.1.1超声波传感器的工作原理及分类

6.1.2超声波传感器的工程应用

6.2红外传感器

6.2.1红外传感器的工作原理及分类

6.2.2红外传感器的工程应用

6.3光纤传感器

6.3.1光纤传感器的工作原理及分类

6.3.2新型光纤传感器

6.3.3光纤传感器的工程应用

6.4多维力传感器

6.4.1多维力传感器及其分类

6.4.2六维力传感器的工程应用

6.5激光传感器

6.5.1激光传感器的工作原理及分类

6.5.2激光传感器的工程应用

习题与思考题

第3篇信号的分析与处理

第7章信号分析

7.1时域统计分析

7.1.1随机信号的有关概念

7.1.2随机信号的主要统计参数

7.1.3随机信号统计参数的测量方法

7.1.4信号时域统计分析的工程应用

7.2幅值域分析

7.2.1概率密度函数的定义

7.2.2信号幅值域分析的工程应用

7.3相关分析

7.3.1相关的含义及其描述

7.3.2自相关分析

7.3.3互相关分析

7.3.4信号相关分析的工程应用

7.4频域分析

7.4.1周期信号的频域分析

7.4.2非周期信号的频域分析

7.4.3信号分析中的典型信号及其频谱

7.4.4随机信号的频域分析

7.4.5信号频域分析的工程应用

7.5现代信号分析方法

7.5.1倒频谱分析

7.5.2时频分析

7.5.3现代信号分析方法的工程应用

习题与思考题

第8章数字信号处理基础

8.1数字信号处理系统的基本组成

8.2采样和采样定理

8.2.1时域采样

8.2.2采样信号的频谱

8.2.3混叠和采样定理

8.3量化和量化误差

8.4截断和泄漏

习题与思考题

第9章MATLAB在信号分析处理中的应用

9.1基于MATLAB的连续线性时不变系统时域分析

9.2基于MATLAB的连续线性时不变系统频域分析

9.3基于MATLAB的周期信号和非周期信号频域分析

9.3.1周期信号的傅里叶级数

9.3.2非周期信号的傅里叶变换

9.4应用示例——基于MATLAB的机械振动测试系统设计

9.4.1机械振动测试系统基本构成

9.4.2MATLAB在数据采集系统中的应用

9.4.3MATLAB在信号分析系统中的应用

习题与思考题

第10章信号调理

10.1电桥

10.1.1直流电桥

10.1.2交流电桥

10.1.3电桥的应用

10.2信号放大电路

10.2.1集成运算放大器及其基本放大电路

10.2.2测量放大器

10.2.3单片集成测量放大器

10.2.4可编程增益放大器

10.2.5隔离放大器

10.2.6信号放大器的应用

10.3调制与解调

10.3.1调制与解调的基本概念

10.3.2幅值调制及其解调

10.3.3频率调制及其解调

10.3.4调制与解调的应用

10.4滤波器

10.4.1滤波器的分类

10.4.2滤波器的特性

10.4.3无源滤波器和有源滤波器

10.4.4滤波器的应用

习题与思考题

第4篇现代测试技术

第11章虚拟仪器

11.1虚拟仪器及其设计

11.1.1虚拟仪器的特点及结构

11.1.2虚拟仪器的设计原则及设计方法

11.2LabVIEW

11.2.1几个基本概念

11.2.2LabVIEW程序设计步骤

11.2.3LabVIEW的基本函数和程序结构

11.3LabVIEW在数字信号分析处理中的应用

11.3.1信号的产生

11.3.2基于LabVIEW的信号时域分析

11.3.3基于LabVIEW的信号频域分析

11.3.4基于LabVIEW的数字滤波

11.4应用示例——基于LabVIEW的六维力传感器虚拟标定系统设计

习题与思考题

附录AIEC标准热电偶分度表

附录B铂热电阻分度表

附录CMATLAB的常用函数

参考文献