1、测试技术大纲号：0123701 学分：3 学时：48 执笔人：孔德仁 审订人：李永新 课程性质：学科基础课一 、 课 程 的 地 位 与 作 用不同的学科、专业，其测试目的和规模、实验研究的对象以及使用的仪器设备会有一定的差异。但不同学科及专业的实验工作者所关心的问题和使用方法都有很大的相似性，都关心测试理论、测试方法、测试系统的架构、测试信号及实验数据的分析处理方法；都关心实验条件的控制、减少干扰因素的影响，都关心如何合理选择测量系统，以求得较大的测试效费比。测试技术是获取信息、分析和处理测量数据的关键技术与手段，是从事科学研究，产品质量检验与控制不可缺少的手段，可以说没有测试技术便没有科学
2、研究今天的成就和明天的发展，而整个制造业则会因为没有测试技术而导致产品质量体系的彻底崩溃，因此测试技术是已经或将要从事科技与生产的人员必须学会、掌握的一门重要的专业基础课。测试技术已成为现代科学技术发展的重要基础和先进制造技术的基础。机械工业担负着装备国民经济各部门的任务,在改革开放过程中,机械工业始终面临着更新产品，革新生产技术，提高产品质量等挑战，测试技术将是机械工业对付上述挑战的基础技术之一。本课程是“机械工程及自动化” 、 “武器系统与工程” 、 “车辆工程”等专业的学科基础课。二、课程的教学目标与基本要求1. 教学目标通过本课程的学习，培养学生能正确的选用测试系统并初步掌握进行动态测
3、试所需要的基本知识和技能，为学生进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下坚实的基础。2. 基本要求(1).掌握信号时域和频域的描述方法，建立明确的信号频谱概念，掌握频谱分析的基本原理和方法；了解数字信号分析的基本概念，掌握误差的性质及处理方法。(2).了解常用传感器、中间变换电路及记录显示设备的工作原理及性能，并能依据测试要求进行比较合理的选择。(3).掌握测试系统的静、动态特性的评价方法及不失真测量条件，并且能够正确运用相关理论对测试系统进行分析和选择。了解动态误差的基本概念及常用动态误差的修正方法。(4).对动态测试工作的基本问题有一个比较完整的概念，对机械工程中的某些参数的测试能自行确
4、定测试方法，自行设计或选用测试系统，并能对测量结果正确地进行数据处理。三、主要内容第 1 章 绪论与工程测量基础1.1 测试技术的概念1.2 测试技术的发展1.3 本课程的地位、目的、课程结构1.4 测量的基本概念1.5 非电量电测系统的组成第 2 章 工程信号的可测性分析2.1 概述2.2 工程信号的分类2.3 周期信号2.4 时限信号（瞬态信号）2.5 随机信号3.5 测量系统无失真测试条件3.6 测试系统的动态特性参数获取方法3.7 动态误差修正第 4 章 计算机测试技术4.1 概述4.2 现场总线与智能传感器简介4.3 自动测试系统概况通用接口总线、VXI、PXI 总线简介4.4 虚拟
5、仪器系统简介第 5 章 测试结果及误差分析5.1 概述5.2 实验数据的表示方法2.6 典型激励信号第 3 测试系统基本特性3.1 概述3.2 测试系统的静态标定与静态特性3.3 测试系统动态特性3.4 测试系统动态特性分析5.9 扩展不确定度的评定及报告形成第 6 章 信号调理电路及指示记录装置6.1 滤波器6.2 调幅解调6.3 调频解调6.4 记录仪器简介第 7 章 应变电测技术7.1 电阻应变片7.2 电阻应变片的温度误差及补偿7.3 电阻应变片的信号调理电路7.4 固态压阻传感器7.5 电阻应变仪第 8 章 压电测量技术8.1 压电传感器的工作原理8.2 压电材料8.3 压电式传感器
6、的等效电路8.4 压电传感器的信号调理电路8.5 压电式传感器的应用8.6 引起压电式传感器测量误差的因素第 9 章 光电测量技术9.1 光电测量基本知识5.3 回归分析及其应用5.4 误差的定义及分类5.5 不确定度评定的基本知识5.6 标准不确定度 A 类评定5.7 标准不确定度 B 类评定5.8 合成不确定度的评定9.2 光电器件特性9.3 常用光电传感器及其应用第 10 章 温度测量技术10.1 概述10.2 测温法分类及仪器设备10.3 热电偶10.4 热电阻温度计第 11 章 噪声测量技术11.1 噪声测试的物理学基本知识11.2 人对噪声的主观量度11.3 噪声测量仪器11.4
7、噪声测量方法第 12 章 压力测量技术12.1 概述12.2 塑性测压法12.3 弹性测压法12.4 测压系统第 13 章 位移、速度、加速度测量13.1 位移测量13.2 速度测量13.3 加速度测量四、时间分配教 学 环 节 （ 学 时 ）课 程 分段 标 识序号 教 学 内 容 讲课习题实验上机课外小计1 绪论与工程测量基础 2 22 工程信号的可测性分析 6 63 测试系统的基本特性 4 2 64 计算机测试技术 2 25 测试结果及误差分析 6 66 信号调理电路及指示记录装置 2 27 应变电测技术 4 2 68 压电测量技术 4 2 69 光电测量技术 1 110 温度测量技术
8、3 311 噪声测量技术 1 112 压力测量技术 2 213 位移、速度、加速度测量 3 2 5总 计 40 8 48五、课程说明课 程 英 文 名 称 Measurement and Test Technology主 要 先 修 课 程 物理学、模拟电路、数字电路适 用 专 业 类 别 机械工程及其自动化主 要 教 材 （ 作 者 、教 材 名 称 、 出 版 社 ） 1. 工程测试技术 孔德仁等，科学出版社，2004，考 核 方 式 闭 卷 考 试课 程 简 介本课程是一门学科基础课程。本课程针对各专业测试工作中的共性问题展开系统的讨论，以测试技术涵盖的经典内容为重点，适当介绍测试技术发
9、展中的新技术、新内容，力求让学生较全面的理解和掌握测试技术。本课程介绍了工程测量的基础知识、工程信号的可测性分析方法、测试系统的基本特性、计算机测试技术、测试结果及误差分析、常用信号调理及记录仪器、应变电测技术、压电测量技术、光电测量技术、温度测量技术、噪声测量技术、压力测量技术、位移、速度、加速度测量。六、实验项目与主要内容序号 实 验 项 目 名 称学时 主 要 内 容 及 要 求 实 验 类 型1二阶系统幅频特性测定1学会信号发生器、示波器的使用，熟悉二阶测量系统的幅频特性，掌握测量系统频响特性的实验辨识（标定）方法。验证性实验2热电偶动态参数测定1学会组建热电偶动态温度测量系统，掌握热
10、电偶时间常数的测量方法与数据处理方法，并利用该系统对热电偶的时间常数进行测定。验证性实验3应变片粘贴及动态电阻应变仪的使用2了解应变测量原理，学习电阻应变片的粘贴技术；学习应变电桥的布桥、连接和动态应变仪的使用方法，掌握应变测量系统的标定方法验证性实验4压力测量系统静态标定及动态压力测量2掌握压电式压力传感器、电荷放大器、数据采集系统的使用方法，组建压电式压力测量系统，分别对该系统进行静态特性标定和动态压力测量。综合性实验5电涡流传感器在位移测量中的应用 1了解电涡流式传感器的原理及工作性能，不同金属材料对传感器灵敏度的影响，熟悉电涡流式传感器的测量位移的方法。验证性实验6运动物体速度测量1熟悉磁电式测速传感器的测量原理，利用磁电式测速传感器测量典型机构运动速度，了解速度信号的标定及处理方法。综合性实验7机械结构特性测定2分别利用压电力传感器、加速度传感器测量动态力和加速度。掌握微机数据采集系统记录敲击力信号和振动加速度信号的方法。掌握用敲击法测定质量块的质量和振动频率的方法。综合性实验8工程信号频谱分析2利用数据分析与处理软件，对各种典型的工程信号进行频谱分析，比较不同信号分析方法的区别及各自频谱的特点。综合性实验注：（1、2） 、3、4 项为必做实验， （5、6） 、7、8 任选一项
