?2020年江蘇自考28440測試技術考試大綱(一)

2020年江蘇自考28440測試技術考試大綱(一)

南京理工大學編(2020年)

Ⅰ 課程性質與課程目標

一、課程性質和特點

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

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

本課程的特點是綜合性、應用性和實踐性較強。通過本課程的學習，使考生了解機電一體化系統(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，為測試技術在機電一體化系統(tǒng)中的應用打下堅實的基礎。

二、課程目標

通過本課程的學習，要求考生應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構的概念;了解頻譜分析和相關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、信號變換及調理電路的工作原理和性能，并能根據測試要求進行較合理地選用。

4.對動態(tài)測試的基本問題有一個比較完整的概念，并能初步運用于機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，掌握測試技術的基本應用方法，加深對本課程知識和概念的理解。

在自學過程中，要求考生在通讀教材，理解和掌握所學基本原理知識及基本方法的基礎上，結合習題與思考題的練習，提高分析問題和解決問題的能力。

三、與相關課程的聯(lián)系與區(qū)別

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

本課程為考生學習“機電一體化技術基礎”課程打下基礎。

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用等;次重點為信號及其描述、信號調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、信號變換及調理為難點。

考生要注意把握重點和次重點知識點內容，用考核目標和各章的考核要求檢驗學習的效果，也要了解一般內容的知識點。

Ⅱ 考核目標

本課程自學考試大綱在考核目標中，按照識記、領會、簡單應用和綜合應用四個層次規(guī)定其應達到的能力層次要求。四個能力層次是遞升的關系，后者必須建立在前者的基礎上。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)定的有關知識點的主要內容(如定義、定理、表達式、公式、原理、重要結論、方法及特征、特點等)，并能夠根據考核的不同要求，做正確的表述、選擇和判斷。

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

簡單應用(Ⅲ)：要求考生能夠運用本大綱中規(guī)定的少量知識點，利用簡單的數(shù)學方法分析和邏輯推理及論證，得出正確的結論，并能把推理過程正確地表達出來，分析和解決簡單的應用問題，如簡單的計算，設計簡單實驗系統(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。

綜合應用(Ⅳ)：要求考生能夠運用本大綱中規(guī)定的多個知識點，面對較復雜的測試系統(tǒng)，建立合理的物理模型，分析和解決一般應用問題，如較復雜的計算，根據實驗要求，設計較復雜的測試系統(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 課程內容與考核要求

第1章 緒論

一、學習目的與要求

通過本章的學習，了解測試技術的基本概念、發(fā)展動向和測量的基礎知識。明確學習內容和目的，以及本課程的性質和任務。

二、課程內容

第一節(jié) 測試技術概況

1.測試和測量系統(tǒng)

2.測試技術的發(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.測量結果的表達方式

習題

三、考核知識點與考核要求

1. 測試技術概況

識記：測試技術的基本概念;

靜態(tài)測量和動態(tài)測量的定義。

領會：測量系統(tǒng)的一般構成。

2. 測量的基礎知識

識記：測量、計量、測試定義和關系;

常用測量方法定義;

測量裝置的常用術語;

測量精度和不確定度定義;

測量器具的誤差。

領會：基準和標準的相互關系;

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、學習目的與要求

通過本章的學習，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;了解隨機信號。

二、課程內容

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)的復指數(shù)函數(shù)展開式

3.周期信號的強度表述

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

3.幾種典型信號的頻譜

第四節(jié) 隨機信號

1.隨機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

領會：傅里葉級數(shù);

常見周期信號的時域表達式及波形;

常見周期信號的幅頻譜和相頻譜;

周期信號頻譜的特點;

周期信號的強度表述的概念。

簡單應用：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。

領會：幾種典型信號的頻譜。

簡單應用：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.隨機信號

識記：平穩(wěn)隨機過程;

非平穩(wěn)隨機過程;

領會：信號的均值、方差、均方差的概念及三者之間的關系;

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。

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