功和机械能测试工程测试基础为什么难学

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-12-18 14:51 标签： 功和机械能测试
机械工程测试技术教学实验系统的开发-机械工程论文-论文联盟
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机械工程测试技术教学实验系统的开发
作者：杨冠琼等
工程测试技术教学实验系统的开发
　摘要：机械工程测试技术课程涉及的知识抽象且理论性、工程性强，只有通过直观的实验操作帮助学生理解，才能达到最佳的学习效果。针对这一特点，采用虚拟仪器技术开发出基于LabVIEW平台的集虚拟仿真与机械测试为一体的综合实验系统。改变了传统的实验教学模式，采用循序渐进的方式，将实验内容划分为基础性实验、综合性实验、探究性实验3个部分。基础实验部分紧贴书本，帮助广大学生理解和消化基础理论知识。综合性实验及探究性实验则与工程相结合，帮助学生加强对测试系统的认识、理解及应用能力；同时也有利于创新能力的培养。 　　关键词：机械测试；实验系统；虚拟仪器；仿真 　　 　　联盟　　 　　机械工程测试技术基础是机械专业学生必修的一门专业基础课。课程主要介绍机械工程、工业自动化等工程领域中常见物理量如压力、应变、温度、噪声等传感器测量原理、测试方法和信号分析方法。与其他专业课相比，这门课程不仅理论性强、公式推导复杂；而且思维从时域向着频域转变，具体应用过程抽象。只有通过大量直观的实验操作，才能更好地掌握书本知识，培养工程能力。而目前大多数高校因实验条件限制，侧重于课本内容的讲授，实践性环节偏少，主要以验证性实验为主，不利于培养学生独立思考和动手能力。 　　针对传统存在的弊端，采用虚拟仪器代替传统物理仪器，不仅可以缓解实验经费不足的问题，还有利于实验的开放性、灵活性和内容的多样化。LabVIEW是美国NI公司基于G的虚拟仪器开发工具。其自带庞大的函数库，包括数据采集、信号处理、输入/输出控制等，具有成本低、通用性好、功能强大、易于升级与扩展等特点。同时，LabVIEW很容易同、外设及其他匹配设备相连接。为此，笔者以LabVIEW为平台，利用其内置的仿真、数据采集、信号处理功能，开发出集虚拟仿真与机械量测试为一体的综合实验系统。增加了综合性、设计性实验的比重，突出工程实践在实验教学中的核心地位，实现课程理论、实验环节和工程实践之间的无缝结合。 　　 　　1整体设计 　　 　　机械工程测试技术基础教学内容涉及传感器测量原理、信号处理方法等知识。根据书本内容，并结合学生特点及培养要求，对实验的内容精心设计，体现出不同的层次。本实验系统分为基础性实验、综合性实验、探究性实验3部分(如图1所示)。 　　 　　1.1 基础性实验 　　基础性实验是针对信号处理课程量身定做的实验套件，内容丰富，囊括了教材中所有信号分析的知识。其中包括信号发生器、自相关等从基础到高级的信号处理知识点的演示程序。实验内容按照功能划分为7个模块：信号基本性质、时域分析、频域分析、滤波、调制、采样、加窗。各个模块所包含的相关实验见表1： 　　通过实验，可以直观地看到信号在处理前后的变化，扭转了教师一味地在黑板上讲解的被动性，有助于学生对数字信号处理概念的理解和记忆。此外，将LabVIEW应用程序配置成一个服务器。通过VI服务器，用户只需指定远程的地址或名字便可以通过网络动态加载和运行VI。这样，学生可以通过网络操作实验面板，亲身参与实验，方便预习或课后复习。 　　应用举例： 　　以采样模块为例。采样是最常用的信号处理技术，过程是将时间上、幅值上都连续的模拟信号，转换成时间上离散但幅值仍连续的离散信号。采样模块包括：混叠、栅栏效应、频谱泄露、位数和分辨率等实验。实验内容包括了采样的几个基本步骤：离散、幅值量化、截断，以及在离散、截断等过程中易产生的误差，如混叠、泄露、栅栏效应。 　　为了保证采样后的信号能真实地保留原始模拟信号的信息，采样信号的频率必须至少为原信号中最高频率成份的2倍，否则会出现混叠现象。图2为验证混叠现象的实验面板。图中所示，频率f=10Hz的正弦信号x(t)=sin&t，用fs=16Hz的采样频率对其进行离散采样，并计算频谱。那么乃奎斯频率即分析频率范围是8Hz，小于信号的频率10Hz，不满足采样定理。信号频率超出乃奎斯频率2Hz，被折叠到6Hz处，分析结果显示为6Hz的谱线，把信号频率10Hz误认为6Hz，造成频率识别错误，这就是频率混叠现象。如图2所示，曲线为原始信号，折线为采样点的连线，可以直观地看出采样所得信号失真。 　　 　　1.2 综合性实验 　　综合性实验是针对学生已学过的测试学原理，通过实验让学生初步了解典型测试系统的构成及各环节的功能。了解典型传感器的性能、特点以及其典型测量电路基本构成与特点。 　　振动测试是机械测试中最基础、应用最广的技术，实验时选用本实验室自主研发的ZK-5VIC型虚拟测试振动与控制实验装置(如图3所示)。实验装置主要由4大部分组成：振动系统模型、激振系统、振动测量系统、减振系统。振动系统模型分为5种：单自由度系统模型、多自由度系统模型、悬臂梁模型、简支梁模型、薄壁圆板模型。激振系统包括电动式激振器、非接触式激振器、偏心电机、调压器和激振信号源。更换相应的振动模型和激励系统，便能完成20多个实验。以简支梁各阶的固有频率测量实验为例详细说明。 　　 　　整个测试系统的结构图如图4所示。将偏心电机取下，得到简支梁模型。选用电动式激振器，激振器内部信号源可产生频率10Hz～1kHz，幅度&5V的正弦信号，作为输入信号。激振器与激振信号源的输出端相连，通过调整信号源的输出频率和功率来改变激振力的频率与幅值大小。压电式加速度传感器与ZK-5VIC型测振仪的输入端相连。ZK-5VIC型测振仪用数字显示测点的振动位移X、速度V、加速度A，其输出端接动态信号分析仪。图5为动态信号分析仪的操作面板，主要用于完成单、双通道振动信号的时域、频域分析。
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怎么学 机械工程测试技术基础
提问者采纳
最好是有组织去相关单位场所实习，然后再组装，脑子里面也有概念，使你脑子有个基本的概念，如此反复多次，这样可以使学生对书本知识产生浓厚兴趣，感觉国外的教学方法确实很有效。 比如国外教学生修汽车，但是光靠书本加勤奋不一定能学的非常好，关于书本内容重要性就不多说了，直接带学生把汽车大卸八块，先不交你理论知识，不像纯数学的理论知识，学起来就不会吃力，所以有条件的话可以看看关于机械工程测试技术方面的视频（与生产实践挂钩的），因为此学科实践性很强，最后回到课堂学习书本内容首先你的物理和数学要好，这是最基本的，学起来就容易事半功倍
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