?2020年江蘇自考28440測試技術(shù)考試大綱(一)

2020年江蘇自考28440測試技術(shù)考試大綱(一)

南京理工大學(xué)編(2020年)

Ⅰ 課程性質(zhì)與課程目標(biāo)

一、課程性質(zhì)和特點(diǎn)

《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(shí)、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(duì)應(yīng)的容易檢測、傳輸和處理的信號(hào)，并通過計(jì)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(jì)和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。

社會(huì)的發(fā)展是基于人類客觀世界的不斷認(rèn)識(shí)，測試則是人類認(rèn)識(shí)客觀世界的主要方法，是進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)過程參數(shù)檢測等必不可少的手段，是實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)。測試技術(shù)對(duì)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(diǎn)是綜合性、應(yīng)用性和實(shí)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(duì)獲取的信號(hào)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(jiān)實(shí)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(shí)和技能：

1.了解信號(hào)時(shí)域和頻域的描述方法，建立明確的信號(hào)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(hào)分析中的一些基本概念。

2.掌握測試裝置基本特性的評(píng)價(jià)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(dòng)態(tài)特性及其測定方法。

3.掌握常用傳感器、信號(hào)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(duì)動(dòng)態(tài)測試的基本問題有一個(gè)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(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)踐技能，掌握測試技術(shù)的基本應(yīng)用方法，加深對(duì)本課程知識(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，以便使考生順利地理解和掌握測試技術(shù)的基本知識(shí)。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(hào)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(diǎn)和難點(diǎn)

本課程的重點(diǎn)為測試裝置的基本特性和傳感器及其應(yīng)用等;次重點(diǎn)為信號(hào)及其描述、信號(hào)調(diào)理和信號(hào)初步處理等;一般知識(shí)點(diǎn)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(hào)及其描述、信號(hào)變換及調(diào)理為難點(diǎn)。

考生要注意把握重點(diǎn)和次重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，用考核目標(biāo)和各章的考核要求檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果，也要了解一般內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)。

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(shí)記、領(lǐng)會(huì)、簡單應(yīng)用和綜合應(yīng)用四個(gè)層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。四個(gè)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(shí)記(Ⅰ)：要求考生能夠識(shí)別和記憶本大綱中規(guī)定的有關(guān)知識(shí)點(diǎn)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(diǎn)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(huì)(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(shí)點(diǎn)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(diǎn)及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的區(qū)別和聯(lián)系，并能根據(jù)考核的不同要求對(duì)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(shí)點(diǎn)，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(jì)算，設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)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(gè)知識(shí)點(diǎn)，面對(duì)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(jì)算，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)計(jì)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(dòng)向和測量的基礎(chǔ)知識(shí)。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(shí)

1.測量、計(jì)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(shí)點(diǎn)與考核要求

1. 測試技術(shù)概況

識(shí)記：測試技術(shù)的基本概念;

靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量的定義。

領(lǐng)會(huì)：測量系統(tǒng)的一般構(gòu)成。

2. 測量的基礎(chǔ)知識(shí)

識(shí)記：測量、計(jì)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(huì)：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(diǎn)、難點(diǎn)

測量、計(jì)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(hào)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(hào)的分類與描述，了解周期信號(hào)與離散頻譜，了解瞬變非周期信號(hào)與連續(xù)頻譜;了解隨機(jī)信號(hào)。

二、課程內(nèi)容

第一節(jié) 信號(hào)的分類與描述

1.信號(hào)的分類

2.信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述

第二節(jié) 周期信號(hào)與離散頻譜

1.傅里葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)展開式

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

3.周期信號(hào)的強(qiáng)度表述

第三節(jié) 瞬變非周期信號(hào)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(hào)的頻譜

第四節(jié) 隨機(jī)信號(hào)

1.隨機(jī)信號(hào)的主要特征參數(shù)

2.樣本參數(shù)、參數(shù)估計(jì)和統(tǒng)計(jì)采樣誤差

習(xí)題

三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求

1. 信號(hào)的分類與描述

識(shí)記：信號(hào)的分類;

確定性信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)的概念;

周期信號(hào)和非周期信號(hào)的概念;

連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)的概念;

能量信號(hào)與功率信號(hào)的概念。

領(lǐng)會(huì)：信號(hào)的時(shí)域描述概念;

信號(hào)的頻域描述概念。

2. 周期信號(hào)

領(lǐng)會(huì)：傅里葉級(jí)數(shù);

常見周期信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式及波形;

常見周期信號(hào)的幅頻譜和相頻譜;

周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn);

周期信號(hào)的強(qiáng)度表述的概念。

簡單應(yīng)用：利用傅里葉級(jí)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(hào)

識(shí)記：傅里葉變換;

傅里葉變換的主要性質(zhì)。

領(lǐng)會(huì)：幾種典型信號(hào)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(hào)

識(shí)記：平穩(wěn)隨機(jī)過程;

非平穩(wěn)隨機(jī)過程;

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

信號(hào)概率密度函數(shù)的定義;

樣本參數(shù)、參數(shù)估計(jì)和統(tǒng)計(jì)采樣誤差。

簡單應(yīng)用：信號(hào)的均值、方差、均方差的計(jì)算。

四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：信號(hào)的分類;

信號(hào)的時(shí)域描述概念;

信號(hào)的頻域描述概念;

常見周期信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式及波形;

常見周期信號(hào)的幅頻譜和相頻譜;

周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn);

矩形窗函數(shù)的頻譜;

信號(hào)的均值、方差、均方差的概念及三者之間的關(guān)系;

信號(hào)概率密度函數(shù)的定義;

樣本參數(shù)、參數(shù)估計(jì)和統(tǒng)計(jì)采樣誤差。

難點(diǎn)：方波、三角波的頻譜計(jì)算，畫出頻譜圖;

矩形窗函數(shù)的頻譜計(jì)算，畫出頻譜圖。

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