《机械工程测试技术-2024年修订（机械类）》课程教学大纲.docx

PAGE

PAGE8

《机械工程测试技术》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称

机械工程测试技术

课程编号

310050027

课程性质

必修课

课程类别

专业基础课

开课单位

测控教研室

授课学期

第5学期

学分/学时

2/32

课内学时

32

理论授课

28

上机学时

0

课内实践

0

实验学时

4

课外学时

32

适用专业

机械类

是否双语

否

先修课程

大学物理、高等数学、电工电子学

后续课程

机电传动与PLC、智能机械设计

二、课程简介

《机械工程测试技术》是机械类专业的核心课程，为理论性、实践性较强的一门课程。本课程任务是阐述测试技术的研究对象、基本的测试原理、信号的分析与处理方法、测试系统的特性以及测试技术的发展趋势等。通过本课程的学习，使学生掌握测试系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对测试系统的性能及测量数据进行分析和处理，从而培养学生从事科学研究的初步能力。

三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑

（一）课程目标

课程目标1：知识目标

能理解测试技术的基本概念；能对信号进行时域或频域描述；能理解信号时域分析参数和频域分析参数的概念；能理解测试系统的静态特性与动态特性指标以及不失真测试条件的含义；能理解传感器常用类型传感器的工作原理、测量电路及其应用等。

课程目标2：能力目标

能分析鉴别信号类型；能对信号进行时域或频域分析，提取有用信息；会简单分析测试系统的静态或动态特性；具备常用传感器的识别与测量能力；能够识别电路图原理，并能在实验台上正确连接电路；能够利用相关理论知识分析并解决复杂工程问题。

课程目标3：素质目标

能够识别工程问题的综合特征，综合运用信号分析与处理、测试系统等专业知识，在测控系统的设计环节中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的基础上，提出可行性研究；体现严谨求实的工作态度和精益求精的研究精神。

（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑

课程目标

支撑毕业要求指标点

毕业要求

课程目标1

1.3学习专业基础知识，掌握解决复杂测控系统工程问题的基本思路和方法。

1-工程知识

课程目标2

2.2能够将相关基础理论和基本原理综合应用于复杂工程问题的表述，对复杂工程问题的解决途径进行分析、对比并试图改进；

2-问题分析

课程目标3

1.3学习专业基础知识，掌握解决复杂测控系统工程问题的基本思路和方法；

3.2能够在测控系统的设计环节中考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素的基础上，提出可行性研究。

1-工程知识

3-设计/开发解决方案

四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑

（一）课程基本教学内容

第一单元绪论（学时数：2学时）

1.课程主要内容

理解测试及测试技术的基本概念；掌握测试系统的组成；理解测试技术的特点及研究方法。

2.重点和难点

重点：测试的概念；测试系统的组成。

难点：测试系统的组成。

3.教学方法

课堂讲授、巡回指导、随堂测验。

4.学生学习预期成果

能够识记测试的概念；能够理解测试系统的组成。

5.支撑课程目标

课程目标1。

第二单元信号及其描述（学时数：6学时）

1.课程主要内容

掌握测试信号的分类与特征，理解确定性信号、随机信号、连续信号、离散信号、能量信号、功率信号的概念，能够按数学关系、取值特征、能量功率等给信号分类；掌握周期信号频谱与非周期信号频谱的计算方法，了解周期信号频谱特点，了解非周期信号频谱的特点，能通过傅立叶变换绘制信号频谱图；了解随机信号的分类，理解稳态随机过程和各态历经随机过程，掌握随机信号的均值、方差、均方值、概率密度函数等主要统计参数；了解单位脉冲函数的筛选性和卷积性质，了解脉冲函数的频谱，了解指数函数频谱，掌握谐波函数频谱，掌握矩形窗函数的频谱。

2.重点和难点

重点：利用傅里叶级数展开计算周期信号频谱的方法及频谱特点；利用傅里叶级数展开计算瞬变信号的频谱；矩形窗函数、脉冲信号等典型信号频谱的特点。

难点：频谱及频谱密度的概念。

3.教学方法

课堂讲授、巡回指导、随堂测验。

4.学生学习预期成果

能够识别信号类别；能够利用傅里叶级数展开以及典型信号频谱知识计算周期信号及瞬变信号的频谱；能够理解随机信号及其参数的概念。

5.支撑课程目标

课程目标1、课程目标2、课程目标3。

第三单元信号的分析与处理（学时数：6学时）

1.课程主要内容

理解离散信号时域信号特征量分析，理解概率密度函数分析，理解概率分布函数分析，了解常见信号的概率密度函数的特点，能根据概率密度函数图识别信号的类型；掌握信号自相关分析与互相关分析的概念，掌握相关分析的性质，了解相关分析的工程应用，能根据自相关函数图识别信号类型，能应用相关分析解决工程实际问题；了解频域分析中的功率谱分析的方法及应用，理解自相关函数与自功率谱