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的必修課，是為培養自學應考者了解和掌握現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基礎課。測試技術是利用傳感器將機電一體化系統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狀態的一門綜合性技術，也是機電一體化系統設計和應用的關鍵技術之一。

社會的發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系和發展規律，并利用和改造客觀世界，從而推動科學技術的進步和發展。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。”

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、二階線性系統動態特性及其測定方法。

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、與相關課程的聯系與區別

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》、《現代測試技術》、《信號分析與處理》等課程的區別。

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別和聯系，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定的少量知識點，利用簡單的數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，并能繪制出測試系統框圖，分析和說明系統中各環節的功能。

綜合應用(Ⅳ)：要求考生能夠運用本大綱中規定的多個知識點，面對較復雜的測試系統，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，繪制出測試系統框圖，分析和說明系統中各環節的功能。

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 測試技術概況

1.測試和測量系統

2.測試技術的發展概況

3.課程的主要環節和本書概要

第二節 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;

靜態測量和動態測量的定義。

領會：測量系統的一般構成。

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頻譜;了解隨機信號。

二、課程內容

第一節 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 周期信號與離散頻譜

1.傅里葉級數的三角函數展開式

2.傅里葉級數的復指數函數展開式

3.周期信號的強度表述

第三節 瞬變非周期信號與連續頻譜

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 隨機信號

1.隨機信號的主要特征參數

2.樣本參數、參數估計和統計采樣誤差

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;

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、被截取后的正弦和余弦、單位脈沖函數的頻譜。

4.隨機信號

識記：平穩隨機過程;

非平穩隨機過程;

領會：信號的均值、方差、均方差的概念及三者之間的關系;

信號概率密度函數的定義;

樣本參數、參數估計和統計采樣誤差。

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;

信號概率密度函數的定義;

樣本參數、參數估計和統計采樣誤差。

難點：方波、三角波的頻譜計算，畫出頻譜圖;

矩形窗函數的頻譜計算，畫出頻譜圖。

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