《检测技术》课程教学大纲
课程编号：341003
学 分：3
总 学 时：48 讲课学时：44 实验学时：4
适用专业：机械类专业
先修课程：电工技术
一、课程的性质和目的
检测技术是人类认识和改造客观世界的重要手段，是科学研究的基础方法，现代社会的发展和科技的进步无一不与测控技术的广泛应用相关联。在工程技术领域中，工程研究、产品开发、质量控制和性能试验等都离不开检测技术，它在国民经济各个领域起着越来越重要的作用，已成为国民经济发展和社会进步的一项必不可少的重要基础技术。《检测技术》是一门技术基础课。本课程旨在通过检测技术的学习，培养学生掌握检测技术的基本知识和技能，掌握检测系统分析的基本理论和方法，能够合理选用检测方法和装置构建检测系统，为学生进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。
(1) 掌握检测技术的基本知识，初步理解测试与控制之间的关系，了解机械检测技术发展过程和前沿技术，培养学生发现问题、解决问题的基本能力。
(2) 掌握机械检测技术的基本理论和方法，具备系统建模的能力。
(3) 掌握机械信号的基本概念和常用测控传感器的一般原理，熟悉信号调理和信号处理的一般方法，掌握数据采集、信号调理、信号处理的一般流程，具备一般检测系统的分析和设计能力。
(4) 掌握机械检测技术性能分析的基本方法，具备一般机械检测技术的初步设计能力，培养学生的实践能力。
二、课程内容与教学要求
讲课内容与教学要求
第0 章 绪论
教学内容：
0.1 测试技术概况
0.2 测量的基础知识
教学要求：了解检测的概念及其工程应用，掌握基础知识的误差及准确度的概念。
第一章 信号及其描述
教学内容：
1.1 信号的分类与描述
1.2 周期信号与离散频谱
1.3 瞬变非周期信号与连续频谱
1.4 随机信号
教学要求：了解信号的概念及分类，掌握周期信号的特性及频谱的概念，使学生了解机械检测技术的基本理论及其构成。
第二章 测试装置的基本特性
教学内容：
2.1 概述
2.2 测量装置的静态特性
2.3 测量装置的动态特性
2.4 测试装置对任意输入的响应
2.5 实现不失真测量的条件
2.6 测量装置动态特性的测量
2.4 测试装置对任意输入的响应
教学要求：掌握检测技术基本理论、检测技术的数学描述及实现不失真测量的条件。
第三章 常用传感器与敏感元件
教学内容：
3.1 常用传感器分类
3.2 机械传感器及仪器
3.3 电阻、电容与电感式传感器
3.4 磁电、压电与热电式传感器
3.5 光电传感器
3.6 光纤传感器
3.7 半导体传感器
3.8 红外测试系统
3.9 激光测试传感器
3.10 传感器的选用原则
教学要求：了解常用传感器分类，熟悉传感器的技术指标、电阻传感器的误差分析和灵敏度计算、电感式传感器的零点残余电压的概念、分析及减小它的方法，熟悉电涡流式传感器和压磁式传感器的基本特性、磁电感应式传感器的特性、类型、工作原理及转换电路、压电材料的种类和性、光纤传感器的特点，光栅式传感器的特点、分类和工作原理。掌握常用传感器的使用原理及测量特点，会选用合适传感器，学会用工程的观点解决实际问题。
第四章 信号的调理与记录
教学内容：
4.1 电桥
4.2 调制与解调
4.3 滤波器
4.4 信号的放大
4.5 测试信号的显示与记录
教学要求：掌握检测技术中基本的信号转换电路，直流电桥和交流电桥，了解常用类型传感器的测量放大电路，掌握信号滤波电路。掌握测试信号的显示与记录技术。
第五章 信号处理初步
教学内容：
5.1 数字信号处理的基本步骤
5.2 信号数字化出现的问题
5.3 相关分析及其应用
5.4 功率谱分析及其应用
5.5 现代信号分析方法简介
教学要求：了解信号处理的步骤及相关分析。
第六章 位移测量
教学内容：
6.1 概述
6.2 常用的位移传感器
6.3 位移测量的应用
教学要求：了解位移测量的方法及信号的处理。
第七章 振动测试
教学内容：
7.1 概述
7.2 惯性式传感器的力学模型
7.3 振动测量传感器
7.4 振动测量系统及其标定
7.5 急振试验设备及振动信号
教学要求：了解振动测量传感器的应用及工程测量的。
第八章 声与声发射测量
教学内容：
8.1 概述
8.2 声测量传感器与仪器
8.3 声强测量与噪声源辨识
8.4 声发射测量传感器与仪器
8.5 急振试验设备及振动信号
教学要求：了解声测量传感器的特点，了解其应用。
第九章 应变、力与扭矩测量
教学内容：
9.1 应变与应力的测量
9.2 力的测量
9.3 扭矩的测量
教学要求：掌握力与应力的测量方法。
实验内容及要求
实验的基本要求是使学生熟悉常用的测量方法，并具有对测量结果进行分析总结的能力。掌握检测过程中常用传感器的使用方法。
实验项目
1）实验一：半桥单臂、半桥双臂及全桥比较
基本要求：（1）掌握电桥的特点；（2）掌握应变位移的测量方法；（3）掌握数据处理方法。
2）实验二：霍尔、差动、变面积式电容传感器
基本要求：（1）掌握霍尔传感器的使用方法；（2）掌握电容传感器测量方法；（3）掌握数据处理方法。
能力培养的要求
1、分析能力的培养：主要是对机电系统动态特性分析能力的培养，同时也要注意培养实验动手能力的培养。
2、自学能力的培养：通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。
3、表达能力的培养：主要是通过作业，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。
4、创新能力的培养：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法，以及对计算进行简化和举一反三的能力。
5、设计能力的培养：主要是使学生掌握机械工程测控系统的基本问题和一般设计方法，培养学生独立解决机械工程测控问题的能力。
三、建议学时分配
教学内容 |
讲课学时 |
习题或课堂讨论课学时 |
实验学时 |
小计 |
第0章 绪论 |
2 |
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第一章 信号及其描述 |
4 |
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第二章 测试装置的基本特性 |
6 |
1 |
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第三章 常用传感器与敏感元件 |
10 |
2 |
2 |
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第四章 信号的调理与记录 |
6 |
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第五章 信号处理初步 |
4 |
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第六章 位移测量 |
2 |
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第八章 声与声发射测量 |
2 |
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第九章 应变、力与扭矩测量 |
2 |
1 |
2 |
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复习 |
2 |
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40 |
4 |
4 |
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实验项目名称 |
学时分配 |
每组人数 |
实验类型 |
半桥单臂、半桥双臂及全桥比较 |
2 |
2～3人/组 |
验证性 |
霍尔、差动、变面积式电容传感器 |
2 |
合计 |
4 |
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课内外学时比：1:1
四、考核方式与成绩评定
总评成绩 = 平时成绩 + 实验成绩 + 期末考试（闭卷）成绩。
平时成绩占20%（包括平时作业5分，课堂测验3次，每次5分），
实验成绩占10%，；
期末考试成绩占70%。。
五、建议教材与教学参考书
教材： 熊诗波，黄长艺编，机械工程测试技术基础，机械工业出版社，2010年1月 第3版.
参考书：贾民平，张洪亭编，测试技术，高等教育出版社，2009年5月第2版.
沈艳主编，测试与传感技术，清华大学出版社，2011年2月第1版.
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