工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程性質(zhì)

工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程背景

測試技術(shù)是數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、無人駕駛汽車、智能農(nóng)業(yè)大棚和心電圖儀等一切自動(dòng)化測量設(shè)備和儀表的基礎(chǔ)，其作用相當(dāng)于機(jī)器的感官，機(jī)器和自動(dòng)化測量設(shè)備、儀表只有裝備了傳感器才能有效的感知外部世界，并用信號(hào)分析方法提取障礙物距離和機(jī)器共振頻率等決策信息，并做出下一步的自動(dòng)化操作和應(yīng)對(duì)。

工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程定位

工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程是機(jī)械專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。

工程測試技術(shù)基礎(chǔ)課程內(nèi)容涉及工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械加工、樓宇控制、交通運(yùn)輸、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和醫(yī)療儀器等領(lǐng)域中各類常見物理量，如：溫度、聲音、亮度、壓力、磁場強(qiáng)度、距離和振動(dòng)等的傳感器測量原理;以及傳感器測量信號(hào)的波形分析、頻譜分析、幅值域分析和相關(guān)分析等常用的測量信號(hào)分析方法。此外，還包括傳感器信號(hào)的放大、信號(hào)調(diào)制解調(diào)、信號(hào)濾波和計(jì)算機(jī)虛擬儀器等知識(shí)。

該課程采用做中學(xué)的實(shí)踐型學(xué)習(xí)模式。在傳感器部分，教師在理論講解的同時(shí)，列舉了很多用Arduino實(shí)現(xiàn)的傳感器應(yīng)用項(xiàng)目；學(xué)習(xí)者將有機(jī)會(huì)用熱電阻 Arduino/STM32卡，實(shí)現(xiàn)一個(gè)小溫度計(jì)；也將有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)小的超聲波測距雷達(dá)等其他小應(yīng)用；提高對(duì)傳感器知識(shí)的理解和實(shí)踐應(yīng)用能力。

1、掌握波形分析、頻譜分析等常用的信號(hào)分析方法。

2、掌握溫度、壓力、振動(dòng)等常用物理量的傳感器測量原理。

3、掌握用Matlab編寫信號(hào)分析程序的基本方法。

4、了解用Arduino等板卡實(shí)驗(yàn)傳感器測量應(yīng)用的方法。

工程測試技術(shù)基礎(chǔ)預(yù)備知識(shí)

學(xué)習(xí)該課程，需要預(yù)備工程數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電工電子技術(shù)等相關(guān)課程知識(shí)。

工程測試技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)資料

2019年，該課程被中華人民共和國教育部認(rèn)定為國家精品在線開放課程。

2020年11月24日，該課程被中華人民共和國教育部認(rèn)定為首批國家級(jí)一流本科課程。

何嶺松，博士，華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授，國家級(jí)教學(xué)名師。

徐江，華中科技大學(xué)副教授。

本書主要介紹與工程測試技術(shù)相關(guān)的知識(shí)，全書共分7章，主要內(nèi)容包括：測試技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)、信號(hào)的描述與分析、測試系統(tǒng)的基本特性、常用傳感器和敏感元件、模擬信號(hào)的調(diào)理與轉(zhuǎn)換、機(jī)械工程領(lǐng)域常見物理量的測量、計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)與虛擬儀器。書中每章末都附有習(xí)題，部分章節(jié)還配有Matlab應(yīng)用實(shí)例，便于讀者更好地理解和應(yīng)用書中的理論知識(shí)。

緒論(1)

第1章測試技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)(5)

1.1量的基本概念(5)

1.2測量方法和測量器具(9)

1.3測量誤差(11)

1.4測量結(jié)果的表達(dá)方式(16)

習(xí)題(21)

第2章信號(hào)的描述與分析(22)

2.1概述(22)

2.2信號(hào)的時(shí)域統(tǒng)計(jì)分析(30)

2.3信號(hào)的相關(guān)分析(32)

2.4信號(hào)的頻譜(38)

2.5模擬信號(hào)的數(shù)字化分析(57)

2.6Matlab在信號(hào)描述與分析中的應(yīng)用(62)

習(xí)題(69)

第3章測試系統(tǒng)的基本特性(71)

3.1概述(71)

3.2測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性和靜態(tài)標(biāo)定(72)

3.3測試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性(74)

3.4測試系統(tǒng)不失真?zhèn)鬟f信號(hào)的條件(92)

3.5Matlab在測試系統(tǒng)分析中的應(yīng)用(94)

習(xí)題(99)

第4章常用傳感器和敏感元件(101)

4.1概述(101)

4.2機(jī)械式傳感器(103)

4.3電阻式傳感器(104)

4.4電感式傳感器(111)

4.5電容式傳感器(118)

4.6壓電式傳感器(123)

4.7磁電感應(yīng)式傳感器(130)

4.8光電式傳感器(133)

4.9其他傳感器和敏感元件(141)

4.10傳感器的選用(154)

習(xí)題(156)

第5章模擬信號(hào)的調(diào)理與轉(zhuǎn)換(158)

5.1電橋(158)

5.2模擬濾波器(163)

5.3調(diào)制與解調(diào)(172)

5.4模/數(shù)轉(zhuǎn)換(180)

5.5Matlab在信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用(184)

習(xí)題(187)

第6章機(jī)械工程領(lǐng)域常見物理量的測量(190)

6.1機(jī)械振動(dòng)的測量(190)

6.2表面粗糙度和形位誤差的測量(199)

6.3溫度的測量(209)

6.4流體參量的測量(219)

6.5聲音的測量(230)

6.6應(yīng)變與應(yīng)力的測量(236)

習(xí)題(244)

第7章計(jì)算機(jī)輔助測試系統(tǒng)與虛擬儀器(246)

7.1概述(246)

7.2板卡式儀器(248)

7.3虛擬儀器(263)

習(xí)題(274)

附錄書中的數(shù)學(xué)符號(hào)(275)

參考文獻(xiàn)(277)

緒論

第一章 信號(hào)分析基礎(chǔ)

1-1 信息與信號(hào)的基礎(chǔ)知識(shí)

1-2 信號(hào)分類

1-3 周期信號(hào)的特征

1-4 非周期信號(hào)的特征

1-5 隨機(jī)信號(hào)的特征

習(xí)題

第二章 測試裝置的靜、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性

2-1 測試裝置的靜態(tài)響應(yīng)特性

2-2 測試裝置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性

2-3 不失真測試的條件

2-4 測試裝置對(duì)典型輸入信號(hào)的響應(yīng)

習(xí)題

第三章 工程中常用傳感器的轉(zhuǎn)換原理及應(yīng)用

3-1 傳感器概述

3-2 工程中常用的傳感器及其分類

3-3 電阻式傳感器

3-4 電容式傳感器

3-5 電感式傳感器

3-6 磁電式傳感器

3-7 壓電式傳感器

3-8 磁敏傳感器

3-9 熱敏傳感器

3-10 氣敏傳感器

3-11 超聲波傳感器

3-12 光電傳感器

3-13 光纖傳感器

3-14 CCD傳感器

3-15 生物傳感器

習(xí)題

第四章 智能化傳感器簡介

4-1 智能傳感器

4-2 智能模糊傳感器

習(xí)題

第五章 信號(hào)調(diào)理方法

5-1 電橋轉(zhuǎn)換原理

5-2 信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)

5-3 濾波器原理

5-4 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換原理

習(xí)題

第六章 記錄及存儲(chǔ)儀器

6-1 磁帶記錄器

6-2 磁帶存儲(chǔ)器

6-3 光盤記錄器

習(xí)題

第七章 信號(hào)分析儀及微機(jī)測試系統(tǒng)簡介

7-1 信號(hào)分析儀簡介

7-2 微機(jī)測試系統(tǒng)簡介

7-3 微機(jī)測試系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

習(xí)題

第八章 虛擬儀器及工程應(yīng)用

8-1 虛擬儀器概述

8-2 虛擬儀器硬件

8-3 虛擬儀器軟件的開發(fā)平臺(tái)及應(yīng)用

8-4 虛擬儀器應(yīng)用

習(xí)題

第九章 典型非電量參量的測量方法

9-1 振動(dòng)測量

9-2 位移測量

…………

參考文獻(xiàn)2100433B