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      28440 测试技术(高纲1839)

      2020-07-26 11:19:38   来源:江苏省教育考试院    点击:   
         
      高纲1839
      江苏省高等教育自学考试大纲
       
       
       
      28440   测试技术
                           南京理工大学2020年)

       
       
       
       
      江苏省高等教育自学考试委员会办公室
       
       
      Ⅰ  课程性质与课程目标
      一、课程性质和特点
      《测试技术》课程是江苏省高等教育自学考试机电一体化工程专业的必修课,是为培养自学应考者了解和掌握现代测试和传感器技术的基本知识、理论和应用而设置的一门重要的专业基础课。测试技术是利用传感器将机电一体化系统的被测物理量转换为与之相对应的容易检测、传输和处理的信号,并通过计算机处理从而得知被测系统状态的一门综合性技术,也是机电一体化系统设计和应用的关键技术之一。
      社会的发展是基于人类客观世界的不断认识,测试则是人类认识客观世界的主要方法,是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段,是实验应用科学的一部分。通过测试,可以揭示事物的内在联系和发展规律,并利用和改造客观世界,从而推动科学技术的进步和发展。著名科学家钱学森曾经指出:“信息技术包括测试技术、计算机技术和通信技术。测试技术对信息进行采集和处理,是信息技术的源头,是关键中的关键。”
      本课程的特点是综合性、应用性和实践性较强。通过本课程的学习,使考生了解机电一体化系统中常用传感器的基本工作原理以及对获取的信号进行加工、处理、记录显示和分析的过程,掌握常见物理量的测量方法,为测试技术在机电一体化系统中的应用打下坚实的基础。
      二、课程目标
      通过本课程的学习,要求考生应具有以下的理论知识和技能:
      1.了解信号时域和频域的描述方法,建立明确的信号频谱结构的概念;了解频谱分析和相关分析的基本原理和方法,掌握数字信号分析中的一些基本概念。
      2.掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试条件,并能正确地运用于测试装置的分析和选择;了解一阶、二阶线性系统动态特性及其测定方法。
      3.掌握常用传感器、信号变换及调理电路的工作原理和性能,并能根据测试要求进行较合理地选用。
      4.对动态测试的基本问题有一个比较完整的概念,并能初步运用于机械工程中某些参量的测量。
      5.通过完成本课程安排的实验,培养实践技能,掌握测试技术的基本应用方法,加深对本课程知识和概念的理解。
      在自学过程中,要求考生在通读教材,理解和掌握所学基本原理知识及基本方法的基础上,结合习题与思考题的练习,提高分析问题和解决问题的能力。
      三、与相关课程的联系与区别
      学习本课程前,考生应具备的知识基础有:电工、电子学、力学、工程数学和控制工程基础等基础知识,以便使考生顺利地理解和掌握测试技术的基本知识。在自学中要注意本课程与《互换性与测量技术》、《现代测试技术》、《信号分析与处理》等课程的区别。
      本课程为考生学习“机电一体化技术基础”课程打下基础。
      四、课程的重点和难点
      本课程的重点为测试装置的基本特性和传感器及其应用等;次重点为信号及其描述、信号调理和信号初步处理等;一般知识点为测量仪器与数字接口、智能仪器与虚拟仪器、常用物理量测量方法等。其中信号及其描述、信号变换及调理为难点。
      考生要注意把握重点和次重点知识点内容,用考核目标和各章的考核要求检验学习的效果,也要了解一般内容的知识点。
       
      Ⅱ  考核目标
       
      本课程自学考试大纲在考核目标中,按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。四个能力层次是递升的关系,后者必须建立在前者的基础上。各能力层次的含义是:
      识记(Ⅰ):要求考生能够识别和记忆本大纲中规定的有关知识点的主要内容(如定义、定理、表达式、公式、原理、重要结论、方法及特征、特点等),并能够根据考核的不同要求,做正确的表述、选择和判断。
      领会(Ⅱ):要求考生能够领悟和理解本大纲中规定的有关知识点的内涵及外延,理解物理概念的确切含义,理解和熟悉内容要点及相关知识点之间的区别和联系,并能根据考核的不同要求对有关问题进行逻辑推理和论证,做出正确的解释、叙述和说明。
      简单应用(Ⅲ):要求考生能够运用本大纲中规定的少量知识点,利用简单的数学方法分析和逻辑推理及论证,得出正确的结论,并能把推理过程正确地表达出来,分析和解决简单的应用问题,如简单的计算,设计简单实验系统,并能绘制出测试系统框图,分析和说明系统中各环节的功能。
      综合应用(Ⅳ):要求考生能够运用本大纲中规定的多个知识点,面对较复杂的测试系统,建立合理的物理模型,分析和解决一般应用问题,如较复杂的计算,根据实验要求,设计较复杂的测试系统,绘制出测试系统框图,分析和说明系统中各环节的功能。
       
       
       
      Ⅲ  课程内容与考核要求
      第1章  绪论
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解测试技术的基本概念、发展动向和测量的基础知识。明确学习内容和目的,以及本课程的性质和任务。
      二、课程内容
      第一节  测试技术概况
          1.测试和测量系统
          2.测试技术的发展概况
          3.课程的主要环节和本书概要
      第二节  测量的基础知识
          1.测量、计量、测试
          2.测量方法
          3.测量装置
          4.测量误差
          5.测量精度和不确定度
          6.测量器具的误差
          7.测量结果的表达方式
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 测试技术概况
      识记:测试技术的基本概念;
      静态测量和动态测量的定义。
      领会:测量系统的一般构成。
      2. 测量的基础知识
      识记:测量、计量、测试定义和关系;
      常用测量方法定义;
      测量装置的常用术语;
      测量精度和不确定度定义;
      测量器具的误差。
      领会:基准和标准的相互关系;
      测量误差定义、分类和表示方法。
      四、本章重点、难点
      测量、计量、测试定义和关系;
      测量误差定义、分类和表示方法。
       
      第2章  信号及其描述
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解信号的分类与描述,了解周期信号与离散频谱,了解瞬变非周期信号与连续频谱;了解随机信号。
      二、课程内容
      第一节  信号的分类与描述
      1.信号的分类
          2.信号的时域描述和频域描述
      第二节  周期信号与离散频谱
          1.傅里叶级数的三角函数展开式
          2.傅里叶级数的复指数函数展开式
          3.周期信号的强度表述
      第三节  瞬变非周期信号与连续频谱
          1.傅里叶变换
          2.傅里叶变换的主要性质
          3.几种典型信号的频谱
      第四节  随机信号
          1.随机信号的主要特征参数
          2.样本参数、参数估计和统计采样误差
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 信号的分类与描述
      识记:信号的分类;
      确定性信号和随机信号的概念;
      周期信号和非周期信号的概念;
      连续信号和离散信号的概念;
      能量信号与功率信号的概念。
      领会:信号的时域描述概念;
      信号的频域描述概念。
      2. 周期信号
      领会:傅里叶级数;
      常见周期信号的时域表达式及波形;
      常见周期信号的幅频谱和相频谱;
      周期信号频谱的特点;
      周期信号的强度表述的概念。
      简单应用:利用傅里叶级数求正弦、余弦、方波、三角波、锯齿波的频谱,画出频谱图。
      3. 瞬变非周期信号
      识记:傅里叶变换;
      傅里叶变换的主要性质。
      领会:几种典型信号的频谱。
      简单应用:利用傅里叶变换求矩形窗函数、被截取后的正弦和余弦、单位脉冲函数的频谱。
          4.随机信号
      识记:平稳随机过程;
      非平稳随机过程;
      领会:信号的均值、方差、均方差的概念及三者之间的关系;
            信号概率密度函数的定义;
      样本参数、参数估计和统计采样误差。
      简单应用:信号的均值、方差、均方差的计算。
      四、本章重点、难点
      重点:信号的分类;
      信号的时域描述概念;
      信号的频域描述概念;
      常见周期信号的时域表达式及波形;
      常见周期信号的幅频谱和相频谱;
      周期信号频谱的特点;
      矩形窗函数的频谱;
      信号的均值、方差、均方差的概念及三者之间的关系;
      信号概率密度函数的定义;
      样本参数、参数估计和统计采样误差。
      难点:方波、三角波的频谱计算,画出频谱图;
      矩形窗函数的频谱计算,画出频谱图。
       
      第3章  测试装置的基本特性
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,掌握测试装置基本特征的评价指标,掌握测试装置的静态、动态特性,以及了解不失真测试条件。本章是本课程的重点,是理解、掌握和学好本课程的基础。
      二、课程内容
      第一节  概述
      1.测试装置的静态特性
          2.标准和标准传递
          3.测量装置的动态特性
          4.测量装置的负载特性
          5.测量装置的抗干扰特性
      第二节  测试装置的静态特性
          1.线性度
          2.灵敏度
          3.回程误差
          4.分辨力
          5.漂移
      第三节  测试装置的动态特性
          1.传递函数
          2.频率响应函数
          3.脉冲响应函数
          4.一阶、二阶系统的特性
      第四节  测试装置对任意输入的响应
          1.系统对任意输入的响应
          2.系统对单位阶跃输入的响应
      第五节  实现不失真测量的条件
      第六节  测量装置动态特性的测量
          1.频率响应法
          2.阶跃响应法
      第七节  负载效应                                注明:不作考核要求
      第八节  测量装置的抗干扰性                      注明:不作考核要求
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 概述
      识记:测量装置的静态特性的定义;
      测量装置的动态态特性的定义。
      领会:测量装置静态标定过程。
      2. 测量装置的静态特性
      识记:测试系统静态特性的主要定量指标。
      3. 测量装置的动态特性
      识记:系统幅频特性的概念;
      系统相频特性的概念;
      系统频率特性的概念;
      一阶、二阶测试系统频率特性的表达式。
      领会:表述系统传递函数的主要特点;
      脉冲响应函数的概念;
      动态特性参数的测定;
      不失真测量条件。
      简单应用:一阶、二阶系统频率特性的计算。
      四、本章重点、难点
      重点:测量装置静、动态特性的定义;
      测量装置静态特性的主要定量指标;
      系统传递函数的定义;
      系统频率特性的概念;
      系统传递函数的主要特点;
      实现不失真测量的条件;
      一阶、二阶系统频率特性的表达式;
      动态特性参数:系统无阻尼固有频率、系统阻尼率。
      次重点:理想测试系统的特性;
      系统幅频特性的概念;
      系统相频特性的概念。
      难点:测试系统静态特性的主要定量指标;
      系统传递函数的定义;
      系统频率特性的概念;
      动态特性参数:系统无阻尼固有频率、系统阻尼率;
      系统幅频特性的概念;
      系统相频特性的概念;
      实现不失真测量的条件;
      一阶、二阶测试系统频率特性的计算。
       
      第4章  常用传感器与敏感元件
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解各种常用传感器的分类、结构、静动态特性、测量范围、使用条件等,掌握常用传感器的工作原理及其应用。
      二、课程内容
      第一节  常用传感器分类
      第二节  机械式传感器及其仪器
      第三节  电阻式、电容式与电感式传感器
          1.电阻式传感器的工作原理和分类
          2.电容式传感器的变换原理和测量电路
          3.电感式传感器的工作原理和分类
      第四节  磁电式、压电式与热电式传感器
          1.磁电式传感器
          2.压电式传感器
          3.热电式传感器
      第五节  光电传感器
          1.光电测量原理
          2.光电元件
          3.光电传感器的应用
      第六节  光纤传感器
          1.分类
          2.光纤导光原理
          3.光纤传感器的应用
          4. 光纤传感器的特点
      第七节  半导体传感器
          1.磁敏传感器
          2.热敏传感器
          3.气敏传感器
          4.湿敏传感器
          5.固态图像传感器
          6.集成传感器
      第八节  红外测试系统
          1.红外辐射
          2.红外探测器
          3.红外测试应用
      第九节  激光测试传感器
          1.激光干涉式测量仪器
          2.激光全息测量仪器
      第十节  传感器的选用原则
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 传感器的分类
      识记:传感器的定义。
      领会:表述传感器的分类方法。
      2. 机械式传感器及其仪器
      领会:机械式传感器的工作原理。
      3. 电阻式、电容式与电感式传感器
      识记:电阻式传感器的定义;
      电阻式传感器的种类;
      电容式传感器的定义;
      电容式传感器的种类;
      电容式传感器的测量电路;
      电感式传感器的定义;
      电感式传感器的种类。
      领会:电阻传感器的工作原理;
      电容式传感器的工作原理;
      电感式传感器的工作原理。
      简单应用:电阻式应变式传感器的灵敏度计算;
      电容传感器的灵敏度和输出特性的计算;
      电感式传感器的灵敏度和输出特性的计算。
      4. 磁电式、压电式与热电式传感器
      识记:磁电式传感器的定义;
      磁电式传感器的种类;
      压电式传感器的工作原理;
      压电效应;
      压电传感器等效电路和测量电路;
      热电式传感器的定义;
      热电偶;
      热电阻传感器。
      领会:磁电式传感器的工作原理;
      磁电式传感器的结构、输出特性及灵敏度;
      压电式传感器的结构及工作原理;
      热电偶的工作原理及特点;
      热电阻传感器的分类。
      简单应用:压电传感器等效电路和测量电路。
      5. 光电传感器
      识记:光电效应;
      外光电效应、内光电效应和光生伏特效应;
      光电元件分类及特性。
      领会:外光电效应、内光电效应和光生伏特效应;
      光电元件分类及特性。
      简单应用:光电传感器应用实例。。
      6. 光纤传感器
      识记:光纤传感器分类;
      光纤导光原理。
      领会:光纤传感器的应用;
      光纤传感器的特点。
      7. 半导体传感器
      识记:半导体传感器特点;
      磁敏传感器分类;
      霍尔效应;
      热敏传感器的组成和特性;
      气敏传感器的工作原理;
      湿敏传感器的工作原理;
      固态图像传感器的特点及用途。
      领会:霍尔元件及霍尔效应原理;
      磁阻元件的工作原理;
      热敏传感器的特点;
      集成传感器的特点。
      8. 红外测试系统
      识记:红外检测的理论基础;
            红外探测器的分类。
      领会:红外测试应用。
      9. 激光测试传感器
      识记:激光全息原理;
      激光全息成像的特点。
      领会:激光干涉式测量仪器原理。
      10. 传感器的选用原则
      综合应用:合理选用传感器的注意事项。
      四、本章重点、难点
      重点:传感器的定义;
      传感器的组成;
      电阻式、电容式与电感式传感器;
              磁电式、压电式与热电式传感器;
              光电传感器;
              光纤传感器;
              半导体传感器;
              红外测试系统;
              激光测试传感器。
              难点:常用传感器分类;
      电容传感器的工作原理及应用;
      电容传感器的灵敏度和输出特性的计算;
      压电传感器等效电路和测量电路;
      压电效应;
      光电效应;
      光纤导光原理;
      半导体传感器工作原理;
      红外测试系统的工作原理;
      激光测试传感器的工作原理;
      传感器的选用原则。
       
      第5章  信号的调理与记录
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解各种信号中间转换装置的类型、结构及组成,掌握电桥、调制与解调、滤波、信号放大器和测试信号的显示与记录。
      二、课程内容
      第一节  电桥
      1.直流电桥
          2.交流电桥
          3.带感应耦合臂的电桥
      第二节  调制与解调
          1.幅值调制与解调
          2.频率调制与解调
      第三节  滤波器
          1.滤波器的分类
          2.滤波器性能分析
          3.实际滤波电路
          4.带通滤波器在信号频率分析中的作用         注明:不作考核要求
      第四节  信号的放大
          1.基本放大电路
          2.仪器放大器
          3.可编程增益放大器
      第五节  测试信号的显示与记录
          1.信号的显示
          2.信号的记录
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 电桥
      识记:电桥的定义;
      电桥的分类;
      直流电桥的基本结构与分类;
      领会:交、直流电桥的工作原理;
      直流电桥的平衡条件;
      直流电桥的特点;
      交流电桥的种类与平衡条件;
      带耦合臂电桥的分类及特点。
      简单应用:直流电桥的输出电压及灵敏度的计算;
      电容电桥和电感电桥的平衡条件及计算。
      2. 调制与解调
      识记:调制与解调的概念。
      领会:幅值调制的原理;
      调幅信号的频域分析;
      调幅信号的解调方法;
      频率调制的基本概念;
      频率调制方法;
      调频信号的解调。
      3. 滤波器
      识记:滤波器的概念;
      滤波器的分类。
      领会:理想滤波器的幅频和相频特性;
      实际滤波器的截止频率、带宽、波纹幅度、品质因数、倍频程选择和滤波器因数;
      无源一阶RC低通、高通、带通滤波器的电路图及幅频、相频特性图;
      有源一阶低通、高通、带通滤波器的电路图。
      简单应用:无源一阶低通、高通、带通滤波器的截止频率、带宽的计算。
      4. 信号的放大
      识记:基本放大电路种类。
      5. 测试信号的显示与记录
      识记:信号显示与记录的目的;
      常用显示仪器的分类;
      传统信号记录仪器的分类。
      领会:新型数据采集与记录仪器。
      四、本章重点、难点
      重点:电桥的分类;
      交、直流电桥的平衡条件;
      直流电桥的输出电压及灵敏度的计算;
      调制与解调的概念;
      实际滤波器的截止频率、带宽、品质因数
      无源一阶低通、高通、带通滤波器的截止频率、带宽的计算。
      难点:交、直流电桥的工作原理;
      直流电桥的输出电压及灵敏度的计算;
      电容电桥和电感电桥的平衡条件及计算;
      调制与解调的概念;
      无源一阶低通、高通、带通滤波器的截止频率、带宽的计算。
       
      第6章  信号处理初步
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解数字信号处理的基本步骤,了解频谱分析的基本原理和方法,建立明确的信号频谱结构的概念;了解相关分析、功率谱分析和现代信号分析的基本概念和方法。
      二、课程内容
      第一节  数字信号处理的基本步骤
      第二节  离散信号及其频谱分析
          1.概述
          2.时域采样、混叠和采样定理
          3.量化和量化误差
          4.截断、泄露和窗函数
          5.频域采样、时域周期延拓和栅栏效应
          6.频率分辨率、整周期截断
      第三节  相关分析及其应用
          1.两个随机变量的相关系数
          2.信号的自相关函数
          3.信号的互相关函数
          4.相关函数估计
      第四节  功率谱分析及其应用
          1.自功率谱密度函数
          2.互谱密度函数
      第五节  现代信号分析方法简介                    注明:不作考核要求
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 数字信号处理的基本步骤
      领会:数字信号处理的基本步骤。
      2. 离散信号及其频谱分析
      识记:采样和截断;
      采样定理;
      量化和量化误差。
      领会:混叠现象及其避免方法。
      3. 相关分析及其应用
      领会:信号的自相关函数及性质;
      信号的互相关函数及性质。
      简单应用:自相关函数及互相关函数的计算与应用;
      4. 功率谱分析及其应用
      领会:自功率谱密度函数定义及其物理意义;
      互谱密度函数。
      简单应用:功率谱函数的计算与应用。
      四、本章重点、难点
      重点:数字信号处理的基本步骤;
      采样和截断;
      采样定理;
      量化和量化误差
      常见周期信号频谱的特点;
      混叠现象及其避免方法;
      信号的自相关函数及性质;
      信号的互相关函数及性质;
      自功率谱密度函数定义及其物理意义;
      互谱密度函数的定义。
      难点:自相关函数及互相关函数的计算与应用。
       
      第7章  测量仪器与数字接口
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解现代测试系统的概念和特点,了解测试总线与接口技术,了解虚拟仪器的特点、组成及应用。
      二、课程内容
      第一节  概述
      第二节  测试信号采集的基本原理与装置
          1.信号采集的意义和任务
          2.信号采集系统的组成原理
          3.信号采集系统组成结构的分类
      第三节  插卡式测试系统
      第四节  仪器前端及控制
          1.仪器控制的概念
          2.仪器控制总线
          3.仪器控制软件
      第五节  测量系统的数字接口
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 概述
      识记:基于计算机的测量仪器的发展阶段。
      2. 测试信号采集的基本原理与装置
      识记:信号采集的任务;
      信号的采集过程;
      信号采集系统组成结构的分类。
      3. 插卡式测试系统
      领会:插卡式测试系统发展。
      4. 仪器前端及控制
      识记:仪器控制的概念。
      5. 测量系统的数字接口
      识记:仪器控制的总线类型。
      四、本章重点、难点
       
      第8章  智能仪器与虚拟仪器
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解现代测试系统的概念和特点,了解测试总线与接口技术,了解虚拟仪器的特点、组成及应用。
      二、课程内容
      第一节  概述
      第二节  智能仪器简介
          1.基本概念
          2.基本类型
          3.特点
      第三节  虚拟仪器与软件
          1.虚拟仪器的特点
          2.虚拟仪器的构成方法
          3.LabVIEW虚拟仪器软件简介及应用举例
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 概述
      识记:仪器仪表的发展。
      2. 智能仪器简介
      识记:智能仪器的分类;
      智能仪器的基本结构;
      智能仪器的特点。
      3. 虚拟仪器与软件
      领会:虚拟仪器的特点;
      虚拟仪器的构成方法。
      四、本章重点、难点
       
      第9章  位移测量
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解位移测量相关技术。
      二、课程内容
      第一节  概述
      第二节  常用的位移传感器
      第三节  位移测量的应用
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 概述
      识记:常用位移传感器及其特点。
      2. 常用的位移传感器
      领会:滑线电阻式位移传感器原理
      应变片式位移传感器的测量原理;
      差动变压器式位移传感器的工作原理;
      光电脉冲式位移传感器的组成。
      简单应用:常用位移传感器计算。
      3. 位移测量的应用
      领会:物位测量的两种方法。
      四、本章重点、难点
      重点:常用位移传感器计算。
      第10章  振动测试
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解机械振动测量相关技术。
      二、课程内容
      第一节  概述
      第二节  惯性式传感器的力学模型
      第三节  振动测量传感器
      第四节  振动测量系统及其标定
      第五节  激振试验设备及振动信号简介             注明:不作考核要求
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 概述
      识记:机械振动测试分类。
      2. 惯性式传感器的力学模型
      识记:惯性式测振传感器的力学模型与特性。
      3. 振动测量传感器
      识记:常用振动测量仪器工作原理。
      4. 振动测量系统及其标定
      识记:振动测量系统的组成。
      四、本章重点、难点
       
      第11章  声学测量
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解声学测量相关技术。
      二、课程内容
      第一节  概述
      第二节  声测量传感器与仪器
      第三节  声发射测量传感器与仪器
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 概述
      识记:工程声学测量的有关概念。
      2. 声测量传感器与仪器
      识记:常用声测量传感器。
      3. 声发射测量传感器与仪器
      识记:声发射特点。
      四、本章重点、难点
       
      第12章  应变、力与扭矩测量
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解应变、力和扭矩的测量方法。
      二、课程内容
      第一节  应变与应力的测量
          1.应变的测量
          2.应力的测量
          3.影响测量的因素及其消除方法
      第二节  力的测量
          1.几种常用力传感器的介绍
          2.空间力系测量装置
          3.动态测力装置的使用特点
          4.测力传感器的标定
      第三节  扭矩的测量
          1.应变式扭矩传感器的工作原理
          2.应变片式扭矩传感器
          3.信号传输
          4.其他类型的扭矩传感器
          5.国内外扭矩传感器介绍
      习题
      三、考核知识点与考核要求
      1. 应变与应力的测量
      识记:应变测量原理;
      应变片的布置与接桥方法;
      应力测量原理。
      领会:影响应力测量的因素及其消除方法
      简单应用:应力计算。
      2. 力的测量
      识记:几种常用力传感器。
      领会:测力传感器的标定。
      3. 扭矩的测量
      领会:应变式扭矩传感器的工作原理。
      四、本章重点、难点
      重点:应变测量原理;
            应力测量原理;
            影响应力测量的因素及其消除方法;
            应力计算。
       
      第13章  流体参量测量
      一、学习目的与要求
      通过本章的学习,了解压力和流量等流体参量的测量方法。
      二、课程内容
      第一节  压力的测量
          1.弹性式压力敏感元件
          2.常用压力传感器
          3.压力测量装置的校准
          4.动态压力测量的管道效应
      第二节  流量的测量
          1.常用的流量计
          2.流量计的校准
      三、考核知识点与考核要求
      1. 压力的测量
      识记:压力的分类。
      领会:常用的压力传感器。
      2. 流量的测量
      领会:常用的流量计。
      四、本章重点、难点
       
      Ⅳ、实验环节
      《测试技术》是一门综合性、实践性很强的课程,强调在工程技术中的应用。因此,在自学过程中必须作一定数量的基本实验,才能掌握课程的基本内容,培养考生分析问题和解决问题的能力。考生都应高度重视实验环节。
      一、 类型:课程实验
      二、 目的和要求
      1.目的
      ① 通过常用参量型传感器(电阻式、电容式或电感式)性能测试实验,掌握电阻式、电容式或电感式传感器工作原理和输出特性。
      ② 通过滤波器特性测试实验,了解无源和有源滤波器的类型、工作原理;掌握滤波器特性及其测试方法。
      ③ 通过压电传感器静力测试实验,掌握压电传感器的静态标定方法,以及压电传感器特性指标的计算。
      ④ 通过温度传感器校准实验,掌握温度传感器的使用方法和校准方法。
      ⑤ 通过悬臂梁的振动测试实验,了解其固有频率、阻尼率的测试方法,了解非接触式和接触式测振传感器的特点,了解系统的基本组成和传感器的选择。
      ⑥ 通过切削力测量实验,了解八角环车削测力仪的结构及工作原理。
      2.要求
      根据《测试技术》课程的教学要求,考生应完成4个基本实验(实验1、2必做,根据情况在3、4中选做一个,5、6、7中选做一个)。
      考生须到主考学校或其他主考学校指定的场所进行实验。实验前必须熟读实验指导书,了解实验装置的原理和操作步骤。实验时必须按照指导书的内容和指导教师的指示进行。实验通过后,必须写出实验报告。实验报告的内容包括:实验装置描述、实验方法、操作步骤、测量仪器、实验结果、实验现象观察和分析。实验报告经指导教师检查并签字后有效,主考单位盖章,可得1学分。
      三、内容
      实验1.常用参量型传感器(电阻式、电容式或电感式)性能测试实验。
      实验2.滤波器特性测试实验。
      实验3.压电传感器静力测试实验。
      实验4.温度传感器校准实验。
      实验5.悬臂梁的振动测试实验。
      实验6.切削力测量实验。
      实验7.虚拟仪器在测试技术中的应用。
      注:实验3、4中任选一项,实验5、6、7中任选一项。
      四、与课程考试的关系
      建议与课程自学过程同步进行,一般情况要求实验安排在课程考试前进行。本课程的自学考试考核知识点不包含实验内容,自学考试也不考实验。考试通过,但未做实验或实验未通过的考生不能取得本课程的成绩。
       
      Ⅴ  关于大纲的说明与考核实施要求
      一、自学考试大纲的目的和作用(共性部分)
      课程自学考试大纲是根据专业自学考试计划的要求,结合自学考试的特点而确定。其目的是对个人自学、社会助学和课程考试命题进行指导和规定。
      课程自学考试大纲明确了课程学习的内容以及深广度,规定了课程自学考试的范围和标准。因此,它是编写自学考试教材和辅导书的依据,是社会助学组织进行自学辅导的依据,是自学者学习教材、掌握课程内容知识范围和程度的依据,也是进行自学考试命题的依据。
      二、课程自学考试大纲与教材的关系(共性部分)
      课程自学考试大纲是进行学习和考核的依据,教材是学习掌握课程知识的基本内容与范围,教材的内容是大纲所规定的课程知识和内容的扩展与发挥。课程内容在教材中可以体现一定的深度或难度,本大纲中对考核的要求是按照本专业的培养目标,以及对考生知识结构要求和专业考试计划来确定的,深度或难度较适当。
      大纲与教材所体现的课程内容应基本一致;本大纲的课程内容和考核知识点是与所选教材一致的。所选教材里的部分内容,本大纲不作考核要求。(注:其中的内容与大纲要求不一致的地方,以大纲规定为准。)
      三、关于自学教材
      1.自学教材:《机械工程测试技术基础》(第4版),现代机械工程系列精品教材,熊诗波主编,机械工业出版社,2018年。
      2.参考教材:《传感与检测技术》,唐露新主编,科学技术出版社,2011,第二版
      四、关于自学要求和自学方法的指导
      本大纲的课程基本要求是依据专业考试计划和专业培养目标而确定的。课程基本要求还明确了课程的基本内容,以及对基本内容掌握的程度。基本要求中的知识点构成了课程内容的主体部分。因此,课程基本内容掌握程度、课程考核知识点是高等教育自学考试考核的主要内容。
      为有效地指导个人自学和社会助学,本大纲已指明了课程的重点和难点,在章节的基本要求中一般也指明了章节内容的重点和难点。
      《测试技术》课程应用面较宽,涉及到物理、数学及工程技术的许多方面。考生在自学时往往会感到有一定困难,但自学能力的培养对获取知识是非常必要的。在自学过程中应注意以下几点:
      1.根据考核要求中的四个能力层次,在全面系统学习的基础上掌握重点概念和重点问题,如测试系统的基本特性、传感器及其应用、信号变换及调理等,注意各章内容之间的内在联系。
      2.本课程的自学考试大纲是自学本课程的主要依据。在自学本课程前应先通读大纲,了解课程的要求,获得课程完整的概貌。在开始自学某一章时,先阅读大纲,了解该章的课程内容,考核知识点和考核要求,在自学过程中就有的放矢。
      3.阅读教材时,要求吃透每个考核知识点。对基本概念要做到深刻理解,对基本原理要弄清弄懂,对基本方法要熟练掌握。
      4.重视每章末的习题的作用,最好多做习题,可以帮助考生尽快地达到自考大纲的要求,并可以检查学习掌握知识的程度。
      5.本课程是一门实践性较强的课程,考生在自学过程中必须注意理论联系实际,按实验的目的、要求和内容认真做好实验。建议实验与课程自学过程同步进行。
      6.考生在自学时要注意基本能力的培养,即系统分析和综合的能力,分析问题和理解知识的能力,抓住重点阐述问题的能力,以及实验能力等。
      7.本课程建议5学分(包括实验1学分),社会助学课内72 学时。成人在职业余自学大约需要180学时,建议自学和社会助学分配学时如下表:
      章次 课程内容 自学时间(小时) 社会助学(小时)
      1 绪 论 4 1
      2 信号及其描述 30 10
      3 测试装置的基本特性 30 8
      4 常用传感器与敏感元件 60 22
      5 信号的调理与记录 10 6
      6 信号处理初步 10 10
      7 测量仪器与数字接口 4 6
      8 智能仪器与虚拟仪器 4 1
      9 位移测量 8 2
      10 振动测量 6 2
      11 声学测量 4 1
      12 应变、力与扭矩测量 6 2
      13 流体参量测量 4 1
      五、对社会助学的要求
          1.社会助学指导教师应熟悉本大纲所要求的内容、考核知识点和考核要求,辅导内容必须以本大纲为依据。切实作好对自学应考者的辅导,防止自学中的各种偏向,把握社会助学的正确导向。
          2.注意自学考试的特点,命题将覆盖各章,特别是本大纲规定的重点和次重点,不可随意增删和圈定重点以免导向失误。本大纲课程内容和考核知识点不作要求的内容则不考。
          3.注意培养考生的自学能力和分析、设计及应用的能力,努力引导自学应考者将识记、领会与应用联系起来,把知识和理论转化为能力。着重培养和提高自学应考者的分析问题和解决问题的能力。
          4.建议课程学习和实验同步进行。实验可以在主考学校,也可在有条件的地方进行。在实验中,指导教师对考生遇到的实际问题应及时进行具体的帮助。
      六、应考指导
      1. 如何学习
      很好的计划和组织是你学习成功的法宝。如果你正在接受培训学习,一定要跟紧课程并完成作业。为了在考试中作出满意的回答,你必须对所学课程内容有很好的理解。可使用“行动计划表”来监控你的学习进展。你阅读课本时可以做读书笔记。如有需要重点注意的内容,可以用彩笔来标注。如:红色代表重点;绿色代表还未理解需要深入研究的知识点;黄色代表可以运用在工作之中等。
      2. 如何考试
      卷面整洁非常重要。书写工整,段落与间距合理,卷面赏心悦目有助于教师评分,教师只能为他能看懂的内容打分。要抓住重点回答题目所问的问题,而不是回答你自己乐意回答的问题!避免答非所问。
      3. 如何处理紧张情绪 
      正确处理对失败的惧怕,要正面思考如果可能,请教已经通过该科目考试的人。考前要调整好心态,要对自己充满自信,当然自信来自于对课程的把握和考前复习。进入考场后做深呼吸放松,这有助于使头脑清醒,缓解紧张情绪。考试前合理膳食,保持旺盛精力,保持冷静。
      七、对考核内容的说明
      本课程要求考生学习和掌握的知识点内容都作为考核的内容。课程中各章的内容均由若干知识点组成,在自学考试中成为考核知识点。因此,课程自学考试大纲中所规定的考试内容是以分解为考核知识点的方式给出的。由于各知识点在课程中的地位、作用以及知识自身的特点不同,自学考试将对各知识点分别按三个或四个认知(或叫能力)层次确定其考核要求。
      八、关于考试命题的若干规定
      1、考试采用闭卷方式,考试时间为150分钟。试卷一律用钢笔或圆珠笔书写,作图可用铅笔和直尺。可带普通计算器。
      2、本大纲各章所规定的基本要求、知识点及知识点下的知识细目,都属于考核的内容。考试命题既要覆盖到章,并适当突出课程的重点和章节重点,加大重点内容的覆盖密度。
      3、命题不应有超出大纲中考核知识点范围的题目,考核目标不得高于大纲中所规定的相应的最高能力层次要求。命题应着重考核自学者对基本概念、基本知识和基本理论是否了解或掌握,对基本方法是否会用或熟练。
      4、本课程在试卷中对不同能力层次要求的分数比例大致为:识记占20%,领会占30%,简单应用占30%,综合应用占20%(注:不同专业、不同课程在具体规定上可有所区别)。
      5、要合理安排试题的难易程度,试题的难度可分为:易、较易、较难
      和难四个等级。每份试卷中不同难度试题的分数比例一般为:20:40:25:15。
      必须注意试题的难易程度与能力层次有一定的联系,但二者不是等同的概念。在各个能力层次中对于不同的考生都存在着不同的难度。在大纲中已特别强调这个问题,考生切勿混淆。
      6、本课程考试命题的主要题型一般有单项选择题、填空题、名词解释题、简答题、计算题、应用题等题型(一般不使用判断题)。请作者确定好本课程所适用的题型,并注意留有余地。
      在命题工作中必须按照本课程大纲中所规定的题型命制,考试试卷使用的题型可以略少,但不能超出本课程对题型规定。

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