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Tsinghua University

测试与检测技术基础

Tsinghua University via XuetangX

Overview

凡存在之物,必以一定的量存在。——美国科学院院士 爱德华·李·桑代克
(Whatever exists, exists in some amount—Thorndike, Edward Lee)

面向物理世界的知识获取往往从测量开始。测量测试技术是信息技术的基础和源头,测控技术与仪器是信息技术的重要组成部分,是信息技术的基础关键。

本课程为仪器仪表类和机械类专业重要的主干技术基础课程和专业必修课。通过测试基本理论、测试手段和测试技术等内容的学习,你能掌握:测试与检测系统的组成及基本原理;测试与检测中所获数据、信号的分析、传输与处理方法;常见物理量的测试与检测理论、方法及实验技术。

本课程内容以“探索传感器技术机理——揭示信息传输途径——解密信息处理方法”为主线。首先,你将学习使用传感器获取信号的方法,尝试对信号进行放大、滤波和整流,以期获得更为准确、噪声更小的信号。其次,你将学习调制解调和A/D、D/A转换,尝试将获得的信号转换为易于可靠传输和计算机处理的信号形式。接着,你将学习各类信号处理的方法,尝试使用计算模块高速准确地处理测量数据、获得信息处理的结果。最后,你将学习信号输出与存储的理论和实践方法。通过该课程的学习,你将学会搭建一个真正的测试系统,同时理解测试系统的动态稳态特性。

加入“测试与检测技术基础”课程,和我们一起用专业的眼光测量感知世界。

Syllabus

  • Week1 绪论 (Introduction)
    • 测试技术发展与研究内容 (The development of measurement technology)
    • 测量的本质与基本前提 (The precondition and foundation of measurement)
    • 标准及其单位 (Standards and Units)
    • 本章小结 (Chapter summary)
  • Week2 测试信号分析与处理(1)(Signal processing I)
    • 测试信号分析与处理基础知识 (Basic knowledge of signal processing)
    • 周期信号的频域描述 (Fourier series)
    • 非周期信号的频域描述 (Fourier transform)
  • Week3 测试信号分析与处理(2) (Signal processing II)
    • 傅里叶变换的性质 (The property of Fourier transform)
    • 功率信号的傅里叶变换 (Fourier transform of power signal)
    • 本章小结 (Chapter summary)
  • Week4 测试信号分析与处理(3)(Signal processing III)
    • 随机信号的描述 (Description of random signal)
    • 随机过程主要特征参数 (Characteristic parameters of stochastic process)
    • 相关分析 (Correlation analysis)
    • 功率谱分析与巴塞伐尔定理 (Power spectral analysis and Parseval’s theorem)
  • Week5 测试信号分析与处理(4) (Signal processing IV)
    • 数字信号处理概述 (Outline of digital signal processing)
    • 离散傅里叶变换 (Discrete Fourier transform)
    • 离散傅里叶变换的性质 (The property of discrete Fourier transform)
    • 采样定理 (Sampling theorem)
    • 泄漏与加窗 (Spectral leakage and windowing)
    • 栅栏效应 (Picket fence effect)
    • 快速傅里叶变换 (Fast Fourier transform)
  • Week6 测试系统特性分析(1) (Analysis of measurement system I)
    • 测试系统概述 (Outline of the measurement system)
    • 测量误差 (Measurement error)
    • 测试系统的静态特性 (Static characteristics)
    • 测试系统的动态特性 (Dynamic characteristics)
  • Week7 测试系统特性分析(2) (Analysis of measurement system II)
    • 伯德图与奈奎斯特图 (Bode plot and Nyquist plot)
    • 一阶惯性系统 (First-order system)
    • 二阶惯性系统 (second-order system)
    • 测试系统对典型激励的响应函数 (The response function of typical signal stimulus)
    • 测试系统实现精确测量的条件 (The preconditions of accurate measurement)
    • 测试系统的负载效应 (Loading effect)
  • Week8 被测量的获取(1) (Sensors I)
    • 被测量获取的基本概念 (Outline of sensors)
    • 传感器的分类 (The category of sensors)
    • 电阻式传感器 (Resistive sensors)
  • Week9 被测量的获取(2) (Sensors II)
    • 电感式传感器 (Inductive sensors)
    • 电容式传感器 (Capacitive Sensors)
    • 压电传感器 (Piezoelectric sensors)
    • 磁电式传感器 (Magnetic sensors)
  • Week10 被测量的获取(3) (Sensors III)
    • 霍尔传感器 (Hall sensors)
    • 图像传感器 (CCD image sensor)
    • 光纤传感器 (Fiber optic sensor)
    • 传感器选用原则 (Selection principles of sensors)
  • Week11 测试信号的转换与调理(1) (Signal conditioning I)
    • 测试信号转换绪论 (The introduction of signal conditioning)
    • 电桥 (Bridge circuit)
    • 调制与解调 (Modulation and demodulation)
  • Week12 测试信号的转换与调理(2) (signal conversion II)
    • 滤波器概述 (Outline of filter)
    • 滤波器的一般特性 (The characteristics of filter)
    • 滤波器的类型介绍 (The category of filter)
    • 滤波器的综合运用与MATLAB实现 (The application of filter and MATLAB realization)
  • Week13 虚拟测试系统 (Virtual instruments)
    • 虚拟仪器技术概述
  • 期末考试

    Taught by

    Xue Wang, , , and

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