《机械测试技术》是机械大类专业的平台课程。通过本课程的学习可以获得传感器测量原理、测量信号处理方法和计算机测量系统等方面的基础知识，并掌握温度、力、压力、振动等常见物理量的测量和应用方法。 本课程涉及知识面较大，学习本课之前，应已修电子技术基础、微机原理、积分变换、机械控制工程基础等课程。

  本课程分为概论、信号分析基础、传感器测量原理、测试系统基本特性、计算机化测试系统和常见物理量测量与应用几部分。学完本课程应具有下列几方面的知识：
  ①掌握测量信号分析的主要方法，明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。
  ②掌握传感器的种类和工作原理，能针对工程问题选用合适的传感器。
  ③掌握温度、压力、位移等常见物理量的测量方法，了解其在工业自动化、环境监测、家庭和办公室自动化等领域的应用。
  ④了解计算机测试系统的构成，知晓用计算机测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题。

                  《机械测试技术》课程教学大纲

课程名称：工程热力学与传热学
课程类型：范围选修课
学 时： 理论28学时，实验4学时,共32学时
适用对象：农业工程类、交通运输类、林业工程类、机械工程类、农业设施与环境工程类、电气信息类等专业
先修课程：高等数学、物理学、材料力学、电子技术、微机原理、机械控制工程基础等课程
一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求:
《机械测试技术》是机械大类专业的平台课程。通过本课程的学习可以获得传感器测量原理、测量信号处理方法和计算机测量系统等方面的基础知识，并掌握温度、力、压力、振动等常见物理量的测量和应用方法。本课程涉及知识面较大，学习本课之前，应已修电子技术基础、微机原理、积分变换、机械控制工程基础等课程。
二、教学重点及难点:
  本课程分为概论、信号分析基础、传感器测量原理、测试系统基本特性、计算机化测试系统和常见物理量测量与应用几部分。学完本课程应具有下列几方面的知识：
  （1）掌握测量信号分析的主要方法，明白波形图、频谱图的含义，具备从示波器、频谱分析仪中读取解读测量信息的能力。
  （2）掌握传感器的种类和工作原理，能针对工程问题选用合适的传感器。
  （3）掌握温度、压力、位移等常见物理量的测量方法，了解其在工业自动化、环境监测、家庭和办公室自动化等领域的应用。
  （4）了解计算机测试系统的构成，知晓用计算机测试系统进行测量的方法、步骤和应该注意的问题。
三、与其他课程关系:在学习本课程之前，应该系统学习高等数学、物理学、材料力学、机械工程控制基础、电工学、电子及电路技术等课程。而本课程的学习又为后续的机电一体化技术、设备监测与故障诊断等课程打下基础。
四、教学内容、学时分配及基本要求:
第一章 概 述 （2学时）
  基本要求：明确本课程的学习目的、意义、本课程教学的内容，了解测试技术和信号处理在工程实践中应用的例子，掌握测试系统的基本组成，常用术语及发展趋势。
第二章 测试装置的基本特性（4学时）
 基本要求：线性系统及其主要特性。静态特性：灵敏度、线性度、精度。动态特性。 一二阶系统对典型输入（如脉冲、阶跃、正弦）的响应。信号经测量环节后的输出与测量环节特性间的关系。不失真测试的条件。
 重点：掌握测试装置静态特性及求取。掌握测试装置的不失真测试条件
 难点：测试装置的不失真测试条件
 第一节 概述
 第二节 测试装置的静态特性
 第三节 测试装置的动态特性
 第四节 实现不失真测试的条件
 第五节 负载效应
第三章 传感器测量原理（8学时） 　
 基本要求：传感器的分类及其主要技术要求。常用的传感器的变换原理及性能。 其应用特点和典型结构。包括：电阻传感器、电感传感器、电容传感器、磁电式传感器、压电传感器及其并联电路。传感器的选用原则及举例。
 重点：掌握常用传感器的变换原理、类型，了解常用传感器的主要特点及应用。
 难点：工作原理及性能。
 第一节 传感器的分类
 第二节 机械式传感器（简介）
 第三节 电阻式、电容式、电感式传感器
  1 电位计：原理、特性、结构形式、应用.
  2. 电阻应变式传感器：原理、特性、结构形式、应用
  3. 电容式传感器工作原理、特性及应用
  4. 自感式：原理、特性、结构形式
  5. 涡流传感器：原理、特性、结构形式及应用
  6. 差动变压器式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用
 第四节 压电式、磁电式、热电式传感器
  1. 压电式工作原理、等效电路、测量电路（电压、电荷放大器）及应用
  2. 磁电式工作原理及应用
  3. 热电偶传感器工作原理及应用
 第五节 光电与光纤传感器
  1、 光电器件与光电效应及应用
  2、 光纤传感器分类与应用
 第六节 半导体传感器
  1、 霍尔元件：原理、特性、结构形式及应用
  2、 热敏电阻：原理及应用
  3、 气敏电阻：原理及应用
 第七节 传感器的选用原则
第四章 信号调理（6学时）
 基本要求：测试信号的中间变换处理。电桥及其特性。调制器与解调器的功用和类型。调幅与相敏检波。调频与鉴频。滤波器的分类。理想滤波器及其实现的限制。
 重点：电桥的工作特性。调幅与相敏检波，及动态电阻应变仪工作原理
 难点：调制与解调
 第一节 电桥
  1、 工作原理
  2、 电桥特性
 第二节 调制与解调
  1、 调制解调的概念与作用
  2、 调幅及其解调
  3、 调频及其解调
 第三节 滤波器
第五章 信号分析处理基础（4学时）
 基本要求：信号的分类。了解信号波形分析、频谱分析、相关分析概念与应用。数字信号处理的概念介绍。
 重点：掌握信号频谱的特点及典型周期信号及非周期信号的频谱。
 难点：频谱分析
 第一节 信号的分类及描述
 第二节 信号的时域分析
 第三节 信号的频域分析
 第四节 信号的相关分析
第六章 计算机辅助测试（4学时）
 基本要求：计算机测试系统的组成。A/D、采样与频率混叠。常用的数字信号处理算法。介绍CAT的发展方向——虚拟仪器技术 Virtual Instrument(VI)。
 重点：计算机测试系统构成。A/D、采样与频率混叠。虚拟仪器的概念。
 难点：A/D、采样与频率混叠
 第一节 概述
  1、计算机测试系统构成
  2、A/D、采样与频率混叠
 第二节 虚拟仪器技术
  1、 概念
  2、 构成
  3、 应用与发展
实 验（4学时）
 实验一 应变片粘贴工艺及传感器感性认识（机化专业）
 实验二 电桥电路及静态电阻应变仪的使用（机化专业）
 实验三 测试系统静态特性测定 （测控专业）
 实验四 虚拟仪器信号分析处理系统 （测控专业）
 实验五 计算机虚拟仪器测试系统（可选）
五、教材及主要参考书
 教材：
  熊诗波，黄长艺。机械工程测试技术基础（第3版）。机械工业出版社，2006.6。
 主要参考书：
  1、黄长艺，严普强: 机械工程测试技术基础（第2版）。机械工业出版社，1999.5。
  2、王伯雄，王雪等。工程测试技术，清华大学出版社，2006，1。