工程測試技術基礎(華中科技大學建設的慕課)

課程性質

課程背景

測試技術是數控工具機、工業機器人、無人駕駛汽車、智慧型農業大棚和心電圖儀等一切自動化測量設備和儀表的基礎，其作用相當於機器的感官，機器和自動化測量設備、儀表只有裝備了感測器才能有效的感知外部世界，並用信號分析方法提取障礙物距離和機器共振頻率等決策信息，並做出下一步的自動化操作和應對。

課程定位

工程測試技術基礎課程是機械專業的專業基礎課。

課程簡介

工程測試技術基礎課程內容涉及工業自動化、機械加工、樓宇控制、交通運輸、現代農業和醫療儀器等領域中各類常見物理量，如：溫度、聲音、亮度、壓力、磁場強度、距離和振動等的感測器測量原理;以及感測器測量信號的波形分析、頻譜分析、幅值域分析和相關分析等常用的測量信號分析方法。此外，還包括感測器信號的放大、信號調製解調、信號濾波和計算機虛擬儀器等知識。

課程大綱

導學

第一章緒論

1.1 測試技術的基本概念

1.2 測試技術的工程套用

1.3 測試技術的發展趨勢

第一章緒論測驗

附錄

附錄1-Matlab信號分析程式設計初步

附錄2-Arduino感測器信號採集套用

第二章信號分析基礎（上）

2.1 信號的分類與描述

2.2 採樣定理

2.3 信號分析中常用的函式

2.4 標準信號的生成

2.5 信號的時域波形分析

2.6 信號的頻譜分析

第二章信號分析基礎（上）測驗

第二章信號分析基礎（下）

2.7 信號的幅值域分析

2.8 信號的時差域相關分析

2.9 其他信號分析方法

第二章信號分析基礎（下）測驗

第三章感測器測量原理（上）

3.1 概述

3.2 電阻式感測器

3.3 電感式感測器

3.4 電容式感測器

第三章感測器測量原理（上）測驗

第三章感測器測量原理（下）

3.5 磁電式感測器

3.6 壓電式感測器

3.7 超音波檢測感測器

3.8-9 霍爾效應感測器，光伏效應感測器

3.10 圖像感測器

3.11 熱電偶

3.12 光纖感測器

3.13-14 光柵感測器，生物感測器

3.15 感測器選用原則

第三章感測器測量原理（下）測驗

第四章測試系統特性

4.1-2 測試系統概論，測試系統靜態回響特性

4.3 測試系統的動態回響特性

4.4 典型系統的動態回響

第四章測試系統特性（測驗）

第五章信號調理技術

5.1-2 概述，信號放大

5.3 信號的調製與解調

5.4 信號的濾波

第五章信號調理技術（測驗）

第六章計算機化測量儀器系統

6.1 計算機化測試儀器概念

6.2 計算機虛擬儀器技術

6.3 計算機測試系統套用實踐

第六章計算機化測量儀器系統（測驗）

課程總結

課程總結

開課信息

開課次數	開課時間	授課教師	學時安排	參與人數
第1次	2018年10月29日~2019年01月18日	何嶺松、徐江	4小時每周	4595
第2次	2019年03月01日~2019年07月18日			4574
第3次	2019年09月01日~2019年12月23日			4626
第4次	2020年02月18日~2020年06月20日		3-5小時每周	9447
第5次	2020年09月01日~2021年01月07日		4小時每周	3143
第6次	2021年02月28日~2021年06月25日		3-5小時每周	3319
第7次	2021年09月01日~2021年12月31日		4小時每周	待定

課程特色

該課程採用做中學的實踐型學習模式。在感測器部分，教師在理論講解的同時，列舉了很多用Arduino實現的感測器套用項目；學習者將有機會用熱電阻+Arduino/STM32卡，實現一個小溫度計；也將有機會設計實現一個小的超音波測距雷達等其他小套用；提高對感測器知識的理解和實踐套用能力。

教學目標

1、掌握波形分析、頻譜分析等常用的信號分析方法。

2、掌握溫度、壓力、振動等常用物理量的感測器測量原理。

3、掌握用Matlab編寫信號分析程式的基本方法。

4、了解用Arduino等板卡實驗感測器測量套用的方法。

學習預備

預備知識

學習該課程，需要預備工程數學、大學物理、電工電子技術等相關課程知識。

學習資料

書名	作者	ISBN	出版時間	出版社
《工程測試技術》	康宜華	9787111165644	2005-07-29	機械工業出版社
《MATLAB基礎教程》	薛山	9787302246183	2011-03-01	清華大學出版社
《Arduino編程從零開始》	Simon Mon	9787030361103	2013	科學出版社

所獲榮譽

2019年，該課程被中華人民共和國教育部認定為國家精品線上開放課程。