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实验：传感器实验 3学时
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2013年1月22日(10:30-12:30) 考试
安排：
教学方式：课堂授课＋课外练习＋实验； 考核形式：期末考试（60％）＋实验成绩（25％）
＋平时成绩（15％，包括作业、出勤、 回答问题、讨论等）。
主要参考书：
① 机械工程测试技术基础（第2版），黄长艺，机械工业出版社，2001 ② 测试技术基础，王伯雄，清华大学出版社，2003 ③ 机电工程测试与信号分析，王建民，中国计量出版社，2004 ④ 机械量测量(第五版)，Thomas G. Beckwith等，电子工业出版社，2004 ⑤ 信号与系统（第二版），上册，郑君里等，高等教育出版社，2000
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系统的一般组成； 信号的分类与描述；周
期信号与离散频谱
2 11.26～11.30 瞬变非周期信号及其连续频谱
1-4;1-5;1-6;1-7;
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3 12.3～12.7 随机信号；数字信号处理的基本步骤及离 1-8;自行命题1题 6 散付里叶变换；信号数字化出现的问题 实验:简支梁共振曲线测绘实验：3学时
信号处理－对信号的某种加工和变换，是获取有用 信息的有效手段。
信
信号处理
信号ຫໍສະໝຸດ （硬件、软件技术）息
如：转换为电量信号、放大、滤波、隔直、A/D转换、 频谱分析等。
2.2 测试基本过程 获取被测对象有关信号 信号的加工和处理 以某种形式输出结果
2.3 测试系统的组成 测试系统框图
被
传 信号 信 信号
信息－－是事物存在的方式或运动状态，以及这种 方式或状态的直接或间接的表述。
信号－信息的载体。 信息由某些物理量所携带和传输，如古代战争信息
通过烽火的光来传递；对中医来说，人体的疾病信息 由脉搏传递；旋转机械的故障信息包含于其振动中； 组织的病变和材料的缺陷可通过超声波来获取等。所 有这些物理量就是所谓的信号，有电信号、光信号、 声信号和磁信号等之分。
5. 信号的分类与描述
5.1 分类 ① 确定性信号和随机信号
确定性信号： 可以用明确的数学关系式或图表、图像来 描述 ，能够精确确定其任意时刻的量值。
随机信号：
不能用确定的数学关系式表达，不能预测 未来任何瞬时的精确值，但其值的变化服 从统计规律。因此，可通过数理统计、概 率论的方法进行描述。
如：阻抗 电压; 阻抗
频率; 调制等
④信号处理－－对信号的某种加工和变换，如滤波、 变换和分析等。主要为了： 消除信号多余部分； 滤除噪声和干扰，提高信噪比； 转换为直观和易于接受的形式确定其特征参数。
⑤输出－－以友好、直观和生动的形式输出结果，便 于进一步应用。
各环节必须遵循的基本原则 ① 各环节输入输出之间必须一一对应； ② 尽量不失真； ③ 尽可能减少和消除各种干扰。
4 12.10～12.14 相关分析及其应用；功率谱分析及其应用 5-2;5-3;5-4;5-5;
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实验：谐波信号分析实验 3学时
5-8
5 12.17～12.21 常用传感器的分类；电阻式、电容式、电 3-2; 3-13;3-14;3-
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感式、压电式、霍尔传感器结构、工作原
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理及应用；传感器的选用原则
测
感 调理 号 处理
对
器 电路 传 分析
象
输
激励装置
反馈
通 讯 显观
察 示
者 控 制
各部分的作用
①激励装置－－通过其使被测对象处于易于表征所需 参量特性的状态中，以便有效地检测载有这些信息 的信号。
②传感器－－完成非电量信号向电量信号的转换，实 现信号的拾取。
③信号调理－－把信号转换为更易于传输和处理的形 式，包括放大、滤波（抗混滤波）和隔直等。
3.测试技术的发展趋势 ① 电子技术、微电子和微机技术的发展，使测试系统 结构简化、功能增加、性能提高。
② 传感器技术得到了飞速地发展 从结构型向物性型传感器转换成为主流； 集成化、智能化传感器成为研究的热点； 微型包括微/纳传感器的不断涌现； 化学和生物等新型传感器的广泛应用。
③ 从定性检测向定量检测迈进，并追求“高速、高效、 高精和高可靠”的检测性能
6 12.24～12.29 模拟信号调制与解调；滤波器；A/D转换； 4-5;4-12
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测量装置的概述及其静态特性
实验：同频检测实验 3学时
7 12.31～1.4 测量装置的动态特性；实现不失真测量的 2-2;2-3;2-7;2-8
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条件；负载效应；测量装置的抗干抗
8 1.7～1.14 计算机辅助测试系统与虚拟仪器；总复习 自行命题1题
第一周授课内容
1. 测试技术的内容及重要性 2. 测试过程和测试系统的一般组成 3. 测试技术的发展趋势 4. 课程的内容、安排和主要参考书 5. 信号的分类及其描述 6. 周期信号与离散频谱
1. 测试技术的内容及重要性
1.1 内容 测量－－获得被测对象属性量值所有操作； 测试＝测量＋试验（Measuring & testing) ； 测试的目的－－获得有用信息。
②连续信号和离散信号
因此，测试技术研究的内容是信息提取与处理的 理论、技术和系统。
1.2 重要性 是信息技术的三大支柱技术之一；
传感器 技术
计算机技术
（硬件技术、计算技术）
通讯与控制 技术
测试技术 是科学研究与发现的基石（牛顿力学到量子力学，
远空探索到纳米技术等）；
现代国防的重要保证（电子侦察、导弹拦截、精确 制导等）；
④ 广泛应用信息技术和智能技术 计算机、嵌入式系统、数字信号处理以及模糊数学、
遗传算法和神经网络等单元技术及其组合在测试领 域中得到广泛应用。 ⑤ 正朝多参量一体化测试技术方向迈进 计算机辅助测试系统以及虚拟仪器等。
4.课程的内容、安排和主要参考书
1 11.19～11.23 机械工程测试技术概述；测试过程和测试 自行命题3题
与人们的生活息息相关（各种自动和智能家电的广 泛应用）；
在工程领域，它贯穿于产品的设计开发、制造加工、 使用和售后服务全过程，产生巨大的经济和社会效 益。特别是当今处于“自动化时代”，并向“智能 化时代”迈进，就更离不开测试技术；
···
。
2. 测试过程及测试系统的一般组成
2.1 信号、信息与信号处理