高綱1839

江蘇省高等教育自學(xué)考試大綱

28440 測試技術(shù)

南京理工大學(xué)編（2020年） 

江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會辦公室

Ⅰ  課程性質(zhì)與課程目標(biāo)

一、課程性質(zhì)和特點

《測試技術(shù)》課程是江蘇省高等教育自學(xué)考試機(jī)電一體化工程專業(yè)的必修課，是為培養(yǎng)自學(xué)應(yīng)考者了解和掌握現(xiàn)代測試和傳感器技術(shù)的基本知識、理論和應(yīng)用而設(shè)置的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。測試技術(shù)是利用傳感器將機(jī)電一體化系統(tǒng)的被測物理量轉(zhuǎn)換為與之相對應(yīng)的容易檢測、傳輸和處理的信號，并通過計算機(jī)處理從而得知被測系統(tǒng)狀態(tài)的一門綜合性技術(shù)，也是機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

社會的發(fā)展是基于人類客觀世界的不斷認(rèn)識，測試則是人類認(rèn)識客觀世界的主要方法，是進(jìn)行各種科學(xué)實驗研究和生產(chǎn)過程參數(shù)檢測等必不可少的手段，是實驗應(yīng)用科學(xué)的一部分。通過測試，可以揭示事物的內(nèi)在聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律，并利用和改造客觀世界，從而推動科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。著名科學(xué)家錢學(xué)森曾經(jīng)指出：“信息技術(shù)包括測試技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。測試技術(shù)對信息進(jìn)行采集和處理，是信息技術(shù)的源頭，是關(guān)鍵中的關(guān)鍵?！?/p>

本課程的特點是綜合性、應(yīng)用性和實踐性較強(qiáng)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使考生了解機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用傳感器的基本工作原理以及對獲取的信號進(jìn)行加工、處理、記錄顯示和分析的過程，掌握常見物理量的測量方法，為測試技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。

二、課程目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)，要求考生應(yīng)具有以下的理論知識和技能：

1．了解信號時域和頻域的描述方法，建立明確的信號頻譜結(jié)構(gòu)的概念；了解頻譜分析和相關(guān)分析的基本原理和方法，掌握數(shù)字信號分析中的一些基本概念。

2．掌握測試裝置基本特性的評價方法和不失真測試條件，并能正確地運(yùn)用于測試裝置的分析和選擇；了解一階、二階線性系統(tǒng)動態(tài)特性及其測定方法。

3．掌握常用傳感器、信號變換及調(diào)理電路的工作原理和性能，并能根據(jù)測試要求進(jìn)行較合理地選用。

4．對動態(tài)測試的基本問題有一個比較完整的概念，并能初步運(yùn)用于機(jī)械工程中某些參量的測量。

5．通過完成本課程安排的實驗，培養(yǎng)實踐技能，掌握測試技術(shù)的基本應(yīng)用方法，加深對本課程知識和概念的理解。

在自學(xué)過程中，要求考生在通讀教材，理解和掌握所學(xué)基本原理知識及基本方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合習(xí)題與思考題的練習(xí)，提高分析問題和解決問題的能力。

三、與相關(guān)課程的聯(lián)系與區(qū)別

學(xué)習(xí)本課程前，考生應(yīng)具備的知識基礎(chǔ)有：電工、電子學(xué)、力學(xué)、工程數(shù)學(xué)和控制工程基礎(chǔ)等基礎(chǔ)知識，以便使考生順利地理解和掌握測試技術(shù)的基本知識。在自學(xué)中要注意本課程與《互換性與測量技術(shù)》、《現(xiàn)代測試技術(shù)》、《信號分析與處理》等課程的區(qū)別。

本課程為考生學(xué)習(xí)“機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)”課程打下基礎(chǔ)。

四、課程的重點和難點

本課程的重點為測試裝置的基本特性和傳感器及其應(yīng)用等；次重點為信號及其描述、信號調(diào)理和信號初步處理等；一般知識點為測量儀器與數(shù)字接口、智能儀器與虛擬儀器、常用物理量測量方法等。其中信號及其描述、信號變換及調(diào)理為難點。

考生要注意把握重點和次重點知識點內(nèi)容，用考核目標(biāo)和各章的考核要求檢驗學(xué)習(xí)的效果，也要了解一般內(nèi)容的知識點。

Ⅱ  考核目標(biāo)

本課程自學(xué)考試大綱在考核目標(biāo)中，按照識記、領(lǐng)會、簡單應(yīng)用和綜合應(yīng)用四個層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。四個能力層次是遞升的關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上。各能力層次的含義是：

識記（Ⅰ）：要求考生能夠識別和記憶本大綱中規(guī)定的有關(guān)知識點的主要內(nèi)容（如定義、定理、表達(dá)式、公式、原理、重要結(jié)論、方法及特征、特點等），并能夠根據(jù)考核的不同要求，做正確的表述、選擇和判斷。

領(lǐng)會（Ⅱ）：要求考生能夠領(lǐng)悟和理解本大綱中規(guī)定的有關(guān)知識點的內(nèi)涵及外延，理解物理概念的確切含義，理解和熟悉內(nèi)容要點及相關(guān)知識點之間的區(qū)別和聯(lián)系，并能根據(jù)考核的不同要求對有關(guān)問題進(jìn)行邏輯推理和論證，做出正確的解釋、敘述和說明。

簡單應(yīng)用（Ⅲ）：要求考生能夠運(yùn)用本大綱中規(guī)定的少量知識點，利用簡單的數(shù)學(xué)方法分析和邏輯推理及論證，得出正確的結(jié)論，并能把推理過程正確地表達(dá)出來，分析和解決簡單的應(yīng)用問題，如簡單的計算，設(shè)計簡單實驗系統(tǒng)，并能繪制出測試系統(tǒng)框圖，分析和說明系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的功能。

綜合應(yīng)用（Ⅳ）：要求考生能夠運(yùn)用本大綱中規(guī)定的多個知識點，面對較復(fù)雜的測試系統(tǒng)，建立合理的物理模型，分析和解決一般應(yīng)用問題，如較復(fù)雜的計算，根據(jù)實驗要求，設(shè)計較復(fù)雜的測試系統(tǒng)，繪制出測試系統(tǒng)框圖，分析和說明系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的功能。

Ⅲ  課程內(nèi)容與考核要求

第1章  緒論

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章的學(xué)習(xí)，了解測試技術(shù)的基本概念、發(fā)展動向和測量的基礎(chǔ)知識。明確學(xué)習(xí)內(nèi)容和目的，以及本課程的性質(zhì)和任務(wù)。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié)  測試技術(shù)概況

    1．測試和測量系統(tǒng)

    2．測試技術(shù)的發(fā)展概況

    3．課程的主要環(huán)節(jié)和本書概要

第二節(jié)  測量的基礎(chǔ)知識

    1．測量、計量、測試

    2．測量方法

    3．測量裝置

    4．測量誤差

    5．測量精度和不確定度

    6．測量器具的誤差

    7．測量結(jié)果的表達(dá)方式

習(xí)題

三、考核知識點與考核要求

1. 測試技術(shù)概況

識記：測試技術(shù)的基本概念；

靜態(tài)測量和動態(tài)測量的定義。

領(lǐng)會：測量系統(tǒng)的一般構(gòu)成。

2. 測量的基礎(chǔ)知識

識記：測量、計量、測試定義和關(guān)系；

常用測量方法定義；

測量裝置的常用術(shù)語；

測量精度和不確定度定義；

測量器具的誤差。

領(lǐng)會：基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的相互關(guān)系；

測量誤差定義、分類和表示方法。

四、本章重點、難點

測量、計量、測試定義和關(guān)系；

測量誤差定義、分類和表示方法。

第2章  信號及其描述

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章的學(xué)習(xí)，了解信號的分類與描述，了解周期信號與離散頻譜，了解瞬變非周期信號與連續(xù)頻譜；了解隨機(jī)信號。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié)  信號的分類與描述

1．信號的分類

    2．信號的時域描述和頻域描述

第二節(jié)  周期信號與離散頻譜

    1．傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開式

    2．傅里葉級數(shù)的復(fù)指數(shù)函數(shù)展開式

    3．周期信號的強(qiáng)度表述

第三節(jié)  瞬變非周期信號與連續(xù)頻譜

    1．傅里葉變換

    2．傅里葉變換的主要性質(zhì)

    3．幾種典型信號的頻譜

第四節(jié)  隨機(jī)信號

    1．隨機(jī)信號的主要特征參數(shù)

    2．樣本參數(shù)、參數(shù)估計和統(tǒng)計采樣誤差

習(xí)題

三、考核知識點與考核要求

1. 信號的分類與描述

識記：信號的分類；

確定性信號和隨機(jī)信號的概念；

周期信號和非周期信號的概念；

連續(xù)信號和離散信號的概念；

能量信號與功率信號的概念。

領(lǐng)會：信號的時域描述概念；

信號的頻域描述概念。

2. 周期信號

領(lǐng)會：傅里葉級數(shù)；

常見周期信號的時域表達(dá)式及波形；

常見周期信號的幅頻譜和相頻譜；

周期信號頻譜的特點；

周期信號的強(qiáng)度表述的概念。

簡單應(yīng)用：利用傅里葉級數(shù)求正弦、余弦、方波、三角波、鋸齒波的頻譜，畫出頻譜圖。

3. 瞬變非周期信號

識記：傅里葉變換；

傅里葉變換的主要性質(zhì)。

領(lǐng)會：幾種典型信號的頻譜。

簡單應(yīng)用：利用傅里葉變換求矩形窗函數(shù)、被截取后的正弦和余弦、單位脈沖函數(shù)的頻譜。

    4．隨機(jī)信號

識記：平穩(wěn)隨機(jī)過程；

非平穩(wěn)隨機(jī)過程；

領(lǐng)會：信號的均值、方差、均方差的概念及三者之間的關(guān)系；

      信號概率密度函數(shù)的定義；

樣本參數(shù)、參數(shù)估計和統(tǒng)計采樣誤差。

簡單應(yīng)用：信號的均值、方差、均方差的計算。

四、本章重點、難點

重點：信號的分類；

信號的時域描述概念；

信號的頻域描述概念；

常見周期信號的時域表達(dá)式及波形；

常見周期信號的幅頻譜和相頻譜；

周期信號頻譜的特點；

矩形窗函數(shù)的頻譜；

信號的均值、方差、均方差的概念及三者之間的關(guān)系；

信號概率密度函數(shù)的定義；

樣本參數(shù)、參數(shù)估計和統(tǒng)計采樣誤差。

難點：方波、三角波的頻譜計算，畫出頻譜圖；

矩形窗函數(shù)的頻譜計算，畫出頻譜圖。

第3章  測試裝置的基本特性

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章的學(xué)習(xí)，掌握測試裝置基本特征的評價指標(biāo)，掌握測試裝置的靜態(tài)、動態(tài)特性，以及了解不失真測試條件。本章是本課程的重點，是理解、掌握和學(xué)好本課程的基礎(chǔ)。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié)  概述

1．測試裝置的靜態(tài)特性

    2．標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)傳遞

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