机械工程测试技术

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机械工程测试技术范文第1篇

“测试技术”是机械工程类专业学生必须掌握的一门综合性专业基础课，涉及机械、电子信息、自动化、仪器仪表等多个技术领域，专业性、理论性和实践性都很强[1-3]。目前课堂教学实施中更侧重讲授基本理论、概念和方法，与机械工程专业相关的应用实践的案例比较缺乏，启发性和互动性不够，学生普遍反映课程理论知识深奥、空洞、抽象，传感器缺少实物对象、枯燥无味，学习效果不明显，与工程实际的要求差距很大[4]，因此，教学方法改革与创新势在必行。“测试技术”课程旨在通过测试技术的学习，培养学生掌握测试技术的基本知识和技能，掌握测控系统分析和设计的基本理论和方法，能够合理选用测试方法和装置构建测试系统，为学生进一步学习、研究和处理机械工程技术问题打下基础。现有的教学内容包括测试信号分析理论、传感器和测试技术应用三大主体部分，在教学实践中存在着以下主要问题：（1）在传感器章节中，与传感器测量电路所直接相关的电桥、调制与解调等内容在传感器之后的章节中才具体讲授，这样就造成了学生在传感器学习中缺乏相应的知识储备，教师讲课中也难以深入讲授相关内容，出现了前后脱节的矛盾；（2）现有教材内容大多以单列章节的形式介绍了机械工程常见物理量的测量方法，如位移测量、振动测试、应变与力测量等内容，但是，由于受到教学课时的限制，这些内容往往不能被充分地讲授，有些内容甚至需要学生自学完成，达不到设置这些教学内容的初衷；（3）现有教材中的案例设置存在着碎片化、单一化、表面化的不足，缺乏能够将教材内容有机融合、工程背景较强、综合性较强的机械工程测试应用实例，学生学完课程后不容易建立起比较完整的动态测试的基本概念，难以做到融会贯通，灵活地利用所学的知识搭建测试系统，实现对机械工程常见物理量的测试。针对目前课程教学中存在的不足，笔者在“测试技术”教学实践过程中进行了一系列的研究与探索，取得了一定的成效，将其总结如下：

2重构教学结构，打破现有章节之间的限制，突出教学内容的连贯性

本课程在教学实践中，重点围绕传感器这一核心章节中存在的问题，提出了“瞻前顾后”的教学思想与方法，探索重构合理的教学结构与顺序：所谓“瞻前”，是指在传感器测量电路教学中，简要介绍与之密切相关的电桥电路、调制与解调的基本原理，帮助学生从直观角度理解教材相关内容。待讲授到信号的调理与记录章节时，将电桥电路、调制解调的基本理论与前面所讲的传感器测量电路中的内容进行重新组合，通过传感器测量电路来讲解电桥、调制解调的工作原理与主要应用，既帮助学生深化了传感器测量电路的知识，又理解了信号调理的基本原理与方法，实现了教学内容的前后呼应和有机统一。所谓“顾后”，是指在传感器教学过程中，打破教材现有章节之间的界限与教材内容的固有结构，不再因循传统地介绍各种类型传感器的顺序，而是以基本物理量的测量为授课主线，分别介绍位移的测量、振动测量、压力测量、温度测量、应变及力的测量等机械工程中常见物理量测量所采用的主要传感器及其工作原理，不再遵循现有单列章节的方式去介绍，这样就可以将教材内容有机结合、优化重构，帮助学生在学习传感器知识的同时一并了解此类传感器的主要应用，回归到合理选用传感器实现测量的基本要求，达到了双重学习的目的，提高了教学的效率和质量。

3以系统观点优化教材体系，突出教学内容系统性和逻辑性

“测试技术”教材在编写体系上缺乏统一性，不同教材在章节顺序和内容编排上差异较大，缺乏合理的内在逻辑。笔者在教学实践中提出以系统论的观点来重新优化教材的体系结构、设置教学内容的观点，其核心思想是从宏观上使学生能建立起机械测试系统整体的概念和框架，帮助学生掌握如何建构测量系统，如何实现信号的采集与分析，最终回归到能够独立地实现对机械工程中常见参量的测量与分析。还提出了以“信号及测试装置是什么—如何采集信号—如何分析处理信号—机械测试系统的构建与应用”的逻辑顺序，重构教材结构、安排教学内容，突出课程的系统性、逻辑性和综合性，并以这样的顺序编写了教材大纲和讲义。“测试技术”是一门实践性和应用性很强的课程，教材中除了对于基本理论知识的叙述外，更需要突出“工程化”和“案例化”，强化学生的工程能力和创新能力，并能够及时体现测试技术的发展趋势。在工程案例的设计与选择上，突破了现有教材案例的局限和不足，引入机械工程测试综合应用实例一个章节，以车辆电子技术、机械设备状态监测与故障诊断、机械产品性能测试等典型工程案例为应用背景，着力介绍机械工程测试技术的基本理论与方法在这些领域的主要应用。以综合实例解构教材各章节内容，将教材章节中的关于信号的采集与传感器选型、测试信号的处理与分析、计算机测试系统等所学内容完整体现出来进行剖析与讲解，使得学生通过对综合工程实际问题深入、系统、本质的认识和理解，达到课程学习对于培养学生能合理选用测试装置，并初步掌握静、动态测量的基本知识和技能的要求，达到培养分析和解决问题能力的要求。

4完善课程考核方法，探索课程目标达成状况监控及评价机制

完善课程考核评价方法，探索课程目标达成状况监控及评价机制：在教学实践中，以能力评价为导向、突出学习的过程性，探索建立能力和素质等多方面结合的测试技术课程成绩综合评价体系，改变传统的仅靠一张试卷的成绩评定方式，以考核促进学生学习的动力和兴趣，以考核体现学生学习的综合效果。以学习中的问题为切入点，鼓励学生利用课外时间结合课程内容自主设计大学生科研训练计划项目，参加机械创设设计竞赛等。将课程学习从课内延伸到课外，通过实践中的学习，激发学生的兴趣和学习主动性，既解决了学习中的难点问题，同时加深了学生对课程内容的理解，促进了学生综合能力的提高。开设机械系统测控实验课程，与理论课程同步进行，将实验内容与理论课程相衔接并进行了必要的拓展。提高了学生的兴趣，改变了实验仅作为课堂教学附属的现象。综合理论知识考查、课程实验与课程设计、开放性课题研究等情况进行综合考核，突出理论学习、实践、创新等多方面素质和能力的考评，体现形成性评价和终结性评价相结合，建立课程群进程式、多渠道、多方式的评价机制。

5基于课程教学，培养学生分析问题和解决问题的能力

结合高等教学心理学关于知识、技能学习的相关理论，设计教学方案，制定教学目标，提高教学质量。不仅重视提高学生的知识技能，还特别注重培养学生解决问题的思想与方法，将这一思想逐步融入测试技术教学的具体环节中。一方面引导学生逐步掌握以整体观和系统论分析解决问题的基本方法与思路，逐步学会将一个较复杂的问题分层次、分步骤去研究，帮助学生通过具体的工程项目和案例，建立起机械测试系统整体的观念，进而建立起各章节之间的有机联系，而不是孤立地去学习各章节的内容，进一步去学习课程中涉及的基本理论和方法，同时也进一步熟悉如何通过所学知识去解决具体工程实际问题的思路和方法。在学习中，学生感觉频域和频谱的概念抽象，不如时域理解起来直观，因此要着力强调并培养学生从多个角度去分析问题、解决问题的能力。如理解信号的描述既可以从比较熟悉的时域上进行描述，同时也可以从频域角度进行描述，需要去理解从频域角度去分析、描述信号的优点，同时也要认识到信号不同描述之间是可以互相转换的，将这些不同角度获得的关于信号的信息综合起来就可以获得对其比较全面的认识。学习这些方法和思想，不仅对于学生理解课程本身知识极其重要，同时对于其他课程的学习、分析问题、解决问题能力的提高都有重要意义。

6结语

机械工程测试技术范文第2篇

机械工程测试技术是高等院校工科类教学中不可缺少的一门课程。该课程涉及机械、电子信息、自动化、仪器仪表等多个领域，是一门专业性较强，涉及知识面很广，应用价值很高的专业基础课[1]。课程主要介绍了与机械工程相关的测试技术的基本概念、基本理论和应用技术，包括常用传感器的原理与应用、测试信号调理电路、信号分析与处理、计算机测试系统、测试系统的特性、测试系统的干扰及抑制以及机械工程中常见的测试等内容[2]。由于该课程理论性较强，知识点较多，思维跨度较大且比较抽象，因此需要设置与之相匹配的教学实验才能达到较好的教学效果。

1 教学实验内容的设计

教学实验是高等学校教学环节中重要的一环，是培养学生创新能力、实践能力和工程应用的重要部分[3]。在教学过程中发现，学生在认知过程中的一个普遍现象是见小不见大，不能把握测试系统的整体结构，而关注点总是放在较小的一个知识点或是问题中。为了强化学生对测试系统的概念，了解测试技术重要的方法，在教学实验中设计了自顶向下的实验思想：首先通过系统认知使学生建立起机械工程测试系统的整体概念，了解组成测试系统的各个部分，明白相关知识点的适用范围，从而做到有的放矢的学习。而后制定相对应的实验项目，学生能够理解各知识点的内容，明白系统各部分的关联关系。最后再通过综合性实验对所学知识进行串联和巩固[4]。

为此，在机械工程测试技术的教学实验中制定了基础性实验和综合性实验。

基础性实验主要是针对信号处理方面，其内容有：传感器的选取、信号的基本性质、信号的采集、A/D转换、数据处理。基础性实验共5部分，内容见表1。

综合性实验针对学生已学过的知识，建立起典型的测试系统，通过实际的测试实验使学生了解传感器的性能，测试电路的构成，测试软件的应用以及数据的处理与分析。综合性实验的内容见表2。

2 实验仪器

为了高质量地完成教学实验任务，课题组选择了较为先进的仪器来搭建实验系统。

（1）单点式激光测振仪：Polytec高性能的单点式激光测振仪由控制器、数字式速度解码器、自动聚焦式光学头组成。能够实现最小速度分辨率0.02微米/秒，最大速度+/-10米/秒的速度信号测量；最大输出信号为+/-10 V，输出带520 100 KHz低通滤波和100 Hz高通滤波。

（2）加速度计：B&K压电式加速度计是振动的绝对测量的最佳传感器，可用于较为宽泛的频率范围；在很宽的动态范围内具有良好的线性，该种传感器不需要额外电源，具有较高的灵敏度质量比。设备参数：灵敏度10 pC/g；最大正弦振动6 000 g-peak；最大冲击极限+/-20 000 g-peak；频率范围0.1 Hz～12.6 KHz。

（3）双通道调理放大器：B&K双通道电荷放大器，能够实现放大增益0.1 mV/pC～3.16 V/pC；频响范围0.1 Hz～100 KHz；具有低通、高通滤波器；能实现过载检测。

（4）A/D采集模块：课题组自主研发了基于USB2.0的数据采集模块。该模块具有8个模拟量输入通道，能够实现16-bit分辨率A/D转换器，采样速率高达200 kS/s。该模块采用总线供电，拥有设备状态LED指示灯。

（5）信号分析软件：课题组采用自主研发的信号分析软件，该软件采用Windows视窗风格，界面友好，使用方便，能够实现在线检测分析和离线数据分析。能够实现频谱分析、传递函数分析、互谱分析、互相关函数分析、包络/倒频谱分析等信号分析功能。软件具有画面设置、显示设置、采样参数设置、单位设置、跟踪设置、放大器设置、预处理设置、滤波器设置、计算设置等模块，方便使用者根据需要进行快速组合。该软件已经在工程应用中验证了其可靠性。

此外，课题组还搭建了振动测试平台和动平衡测试平台供实验使用，这些仪器、软件的应用能够开拓学生的视野，提高学生的学习兴趣，更重要的是实验系统能够使学生更好地理解系统的概念，提高对知识的认知程度。

3 实验案例

综合性实验是针对学生已经学过的信号处理、测试技术和测试系统等内容，通过实验室使学生了解典型的机械工程测试系统的构成以及各个环节所完成的工作。基于工程应用的指导思想，该部分实验设置了挠性接管自由振动测试和微小转子不平衡量检测。

3.1 挠性接管自由振动测试

自由振动测试是机械工程测试的基础，该部分实验能让学生了解激励信号的产生、信号的采集、自由振动以及动态性能参数的计算。实验装置主要由激振器、加速度信号采集装置、数据采集系统、计算机等组成（如图1所示）。

实验中，利用波形发生器产生振动谱信号，经功率放大器，由激振器产生振动信号。加速度传感器采集响应信号，经电荷放大器和数据采集系统进入计算机，系统结构如图2所示。图3是通过信号分析软件采集的自由振动信号。

通过挠性接管的自由振动测试实验可以让学生了解典型测试系统的结构、组成部分。通过实验理解测试系统的设备、安装、调试；了解信号接口的类型与连接方法；了解激励信号的产生方法。

3.2 微小转子不平衡量检测

转子的不平衡是旋转机械故障的主要诱因，为了提高旋转机械的品质就需要进行转子的不平衡量检测。该项实验通过学生自己动手调试来完成对转子的不平衡检测，能够激发学生的学习热情，培养动手能力。图4为微小转子不平衡检测实验台。

微小转子不平衡检测系统的实验装置由不平衡量检测实验台、激光测振仪、光电式开关传感器、采集系统和信号分析软件构成。实验中，变频调速电机通过带动皮带轮带动转子旋转，利用激光测振仪测量振动的绝对速度信号，利用光电式开关传感器测量转子的转速，传感器信号通过数据采集装置获取。系统原理如图5所示。图6为不平衡量的计算界面。

通过该项实验，学生能够了解转子不平衡检测的系统结构，激光测振仪和光电式开关传感器的应用方法，多路信号采集的触发方法，不平衡量的计算。

4 结束语

机械工程测试的教学实验选择了当前较为新式的测试仪器，让学生了解不同测试仪器的特点和应用方法。同时，以工程导向的实验内容，激发了学生的学习兴趣，提高了动手能力。通过教学实验，更加有利于学生巩固所学知识，培养创新能力。

参考文献

[1] 刘春阳，郭 爱芳.测试技术教材建设与教学模式探讨[J].中国现代教育装备，2012（17）：54-56.

[2] 韩建海，马伟.机械工程测试技术[M].北京：清华大学出版社，2010.

机械工程测试技术范文第3篇

关键词：创新性教学；机械工程测试技术；理论教学；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）46-0056-03

创新性教学，相对传统教学而言，是一种新的教学模式。它要求教师在继承传统教学中有利于培养学生创新思维的教学方法的同时，又要敢于打破传统教学中不利于学生创新思维的教学方法[1]。《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》中明确提出，要推动人才培养机制改革，健全寓教于研的创新人才培养模式，以高水平科学研究支撑高质量人才培养。如何在人才培养体系中建立创新模式，在教学环节中实现学生自主学习能力、创新能力的提升目标，成为教学改革的关键。传统的课堂教学模式是以教师为中心，学生处于被动消极学习状态，教学手段刻板，一些涵盖丰富专业特点和专业知识的课程，没有用到现代的教学方法中，教师只讲其工作原理，却很少讲其作用，以至于所学知识难以致用，学生对专业课程越来越没有兴趣，其结果是等到毕业时却不知自己所学所用何处[2，3]。哈尔滨理工大学机械电子工程专业，在原有大机械培养背景下，为适应现代机械系统自动化程度的不断提高、测试技术在机械领域中的应用日益广泛的需求下，机械工程测试技术这门课受到越来越多的重视，但是该门课程的教学方式仍然存在着上述教学缺陷，为了改变现状，对机械工程测试技术这门课程进行了教学改革与创新。

一、机械工程测试技术教学现状分析

随着新技术、新装备的不断发展，越来越要求学生具有较高的测控技术理论与实践能力。机械工程测试技术是机械类专业重要的平台课程，其特点是多学科交叉、理论和实践紧密结合的课程。该课程教学的好坏，是实现高级机电专业技术人才培养的关键。因此关于机械工程测试技术课程的教学方法的研究，越来越得到教学一线老师的重视[4]。与机械工程测试相关的系列课程的教学内容包括单片机原理与应用、机器人基础、微机接口技术等多门课程。传统的机械工程测试技术课程，以课堂讲授为主，从基础的信号分类开始，讲解信号的频谱分析方法、测试系统特性、传感器、信号的采集及处理，在这过程中学生利用一些实验装置进行同频检测与频谱分析、电桥性能比较及振动测量实验。这种教学形式看似是理论和实践结合，互相验证，但在实际教学过程中并不理想。主要原因在于实验均属于验证性实验，而该课程则要培养具有设计和实践能力的人才，因此目前这种传统教学方法很难让学生具有实际设计与操作能力。

二、面向机械工程测试的创新性教学的内容和形式

现代教育的大方向是越来越注重理论与实践的结合，尤其到了大三以上的年级，开始进行专业素质的培养。《机械工程测试技术》是机械类专业大三学生必修的专业平台课，这对大四一些专业课程的学习起到承前启后的作用，因此对该课程的教学创新有其独到的特点。首先，任课老师应具有宽广的知识面，即应具有测试、信号分析与处理、控制理论与实践，并了解一定的机械设计及制造方面的知识。同时，还应与时俱进，了解最新的测控手段和发展趋势，这是讲授该课程老师所具备的基本能力。其次，要灵活运用现代教学手段，以便课堂上能够生动地将理论联系到实际应用。最后，在该课程的学习过程中应尽量赋予学生学以致用的思想。面向工程测试的创新性教学包括理论教学、实践教学和考核方式的创新。通过对课程主要内容的细致分析和研究，并根据系统组成模块对课程章节内容按照信号在测试系统中的传输顺序将整个内容贯穿起来，从而使学生建立完整的测试系统概念。传统的理论教学过程中，往往是先教后学，即课堂教学在先，学生复习、体验知识在后。这种形式会出现学生应付了事和互相抄袭现象。为了改变这种现状，创新理论教学环节强调学生要提前学习，梳理问题意识、确定研究课题、查阅相关资料、论证研究方法和可行性等，这种学习方式是学生对知识进行自我构建的过程，使教与学的关系发生深刻变化，真正实现“以人为本，因材施教”的教学思想。创新性教学方法是建立在教学思想和教学模式转变的基础上，以教师为主导、以学生为主体的新型教学思想和教学模式能充分发挥教师的引导作用和学生的主观能动性。在创新性教学方法引导下，课程理论教学过程采用启发式讲授、工程案例剖析与课堂讨论相结合的方法。在使用课程教材时，不应只单纯的把“教材”看成“教材”，而更多的是把它当成“课材”。教学中不应该过多的把教材当作教学活动的主体，应尽量以教材为基础加大课外知识的引入。所以，这就要求教师应该博览群书，走在知识的前沿，给学生提供最新的信息与技术。在进行理论教学期间，充分利用现代多媒体技术，将工程应用案例与虚拟实验技术引入到课堂。例如教师在讲解绪论这一章中，播放一些应用于企业生产、军事、航天等方面的测控技术，让学生了解该门课程的应用范围与前景，使学生产生强烈的学习兴趣。在实践教学创新方面，为提高教学内容的针对性，同时激发学生的学习兴趣，采用以虚拟仪器为平台的创新性教学，改变过分注重学习知识的科学性和完整性而忽视实践性和创新性现象。虚拟仪器技术是今后仪器仪表、测试控制研究与发展的方向。发展现代科技，仪器仪表技术是重要的基础，虚拟仪器为我们实施创新教育提供了一个具有可操作性的实践平台[5]。根据课程特点，以虚拟仪器为平台，以创新为思想，设置项目任务，让学生在完成工作任务的过程中完成理论知识的学习[6]。创新性教学特点在于把培养学生的能动性和创新能力放在首位，注重培养其独立分析问题和解决问题的能力。在课程考核方面，不应以最终的期末试卷作为考核的基本标准，而是与平时的创新实践结合起来。由于本课程的创新教学尚处于初步实施阶段，在这期间，主要以培养创新团队为主，创新团队的成员所参加的各种创新实践活动也做为最终课程考核的一部分，并占有比其他同学多20%的平时成绩比例。这种激励机制将激发同学们参加创新学习的积极性，加快学生们的实践与动手能力的培养。

三、面向机械工程测试技术课程创新性教学的实践

教师讲授机械工程测试技术课程过程中，在讲授完第二章傅里叶变换的基本理论后，就可以给学生提出运用创新思想设计一套虚拟测试系统实现各种物理量的测量，这种测试系统内容涵盖教学目标的主要知识点，并具有循序渐进的学习认知规律。因为实际生活与工程中，物理量是多种多样的。在老师的指引下，学生自主研究，自主管理，团结合作，开发出基于虚拟仪器平台上的各种形式的测试系统，真正实现理论与实践的良好结合。针对当前机械工程测试技术课程教学中存在的问题和不足，首先给出以下一些创新性教学策略：

1.课程讲解中充分利用多媒体技术。和传统板书式教学相比，多媒体技术具有传统板书式教学无法比拟的信息量。多媒体教学设计配合多感官学习，能大大提高教学密度[7]。工程测试技术是实践性很强的课程，因此，课堂上正确使用多媒体技术，能够创设教学情境，引导学生进入工程应用的意境，达到学有所用的境地。将多媒体技术具体应用于机械工程测试技术课程的主要使用方法总结如下：①工程资料累积法，任课老师将与课程相关的科研与工程应用范例等资料以多媒体的形式储存在电脑中，并链接于相应的课件中，教学时根据需要播放相关的内容。②原理过程分部展现法，课程中很多复杂的原理过程，如相关的测控电路，由于机械类学生对电类课程不能很好地理解和应用，这时可利用多媒体技术，将复杂的原理过程分步展示，从传感器拾取信号的过程开始，经过调理电路，调理电路如何调理微弱的传感器信号，然后用何种形式显示出来等，这些过程通过多媒体形象地展示出来，即能帮助学生理解复杂的原理，又能激发学习动机。③动态控速展示法，教材中有许多静态图形图像，但实际上，这些静态图形图像在测试工程中大多数都是运动变化的，为了揭示这种实质上具有动态特性的图形图像的内涵，要使其动态化（二维或三维动画或图像变换），并利用播放过程中的速度控制以及定格技巧，全面深入地揭示测试原理。

2.利用“任务驱动”激发学习兴趣。机械工程测试是当今最活跃的前沿学科之一，在教学过程中，不仅要使学生了解本学科的最新发展，重要的是要学生学会利用所学知识实现各种现实功能，这才是大学教育的本质。在讲授理论知识的过程中，设置一些测试设计任务，让学生在动手实践过程中发现问题，提出问题，在老师的引导下，最后解决问题。这样，学生的学习由被动变成主动，激发学生的学习兴趣，提高学习效率，很好地培养学生自主探索和创新能力。

3.培养学生的创新意识，建立创新团队。为了能够真正实施基于虚拟仪器平台的创新实践教学，首先要培养学生的创新意识。具体的操作方法是，组建创新实践团队，以团队带动全体。创新团队通过参加创新实验、创新大赛等，以兴趣为导向，学习相关理论，对所涉及领域有较深入的认识和全面的了解，并开发出与所学课程相关的虚拟实验平台。在此基础上，带动大多数学生的学习兴趣，培养学生的创造性思维，在虚拟实验平台的基础上，根据所学知识，进一步开发出与课程相关的实验系统，如各种物理量的虚拟测量系统等。在学习和创新期间，要培养学生网络探索与创新的能力，鼓励学生在网上建立自主学习网页，帮助其他学生也加入创新兴趣小组来。这一活动不仅可以让学生所学知识有“用武之地”，帮助他们提高创新实践能力，而且这些能力对他们今后的工作和生活也具有很大的帮助。

四、以虚拟仪器为平台面向工程测试技术课程的创新性实践教学的实现

基于上述创新性教学策略与思想，机械工程测试技术的教学中，理论和实践教学均引入引入了创新性教学策略与方法。在理论上，课程讲解多与工程实践相结合。实践教学上，组织有一定学习积极性的同学组建创新实验小组，目的是以点带面。在进行创新性实践教学过程中做出如下创新实践教学设计：

1.布置设计任务。开发与课程相关的基础虚拟实验平台，该平台包含信号发生与处理、滤波、频谱分析功能，此信号发生器可以产生正弦波、方波、三角波，并具有两个信道。其次在此基础上开发出虚拟噪声信号分析测量系统，利用电脑自带的声音采集系统，作为虚拟噪声信号的输入，在试验平台上可以看到信号的幅值和频率的变化，实现噪声识别。

2.知识准备与引导。在老师的引导与建议下，学习Labview软件，学习各种频谱分析方法，了解各种窗函数原理、各种滤波器的原理，并学习如何应用Labview设置窗函数与滤波器。在此基础上，设计声音采集与信号分析虚拟测量系统，应用所学习的幅值域与频谱分析方法对声音信号进行分析。

3.项目实施。经过学习，认真设计后，完成的信号发生器与虚拟噪声测试系统如图1和图2所示，其中，图1是同学们开发的虚拟信号发生系统，该信号发生系统可以产生正弦信号、三角波信号、方波信号，同时可实现滤波、幅值谱和功率谱分析。图2是虚拟噪声测试实验系统，该实验系统可以模拟噪声的产生，进行噪声监测，利用电脑自带的声卡，通过麦克风模拟噪声，对噪声处理后，可以得到噪声产生的频率、幅值和相位。从处理结果可以看到滤波前后的波形变化，这样直观地、感性地、综合地将所学知识融会贯通。[7]

根据创新性教学策略与方法应用于机械工程测试技术这门课程实践表明，学生对该教学方式给予认同，一致认为这种形式的教学模式让他们对课程的学习产生了更大的兴趣，能够帮助他们更好地学习，更好地掌握测试技术基础理论和实际设计能力。针对机械工程测试技术课程的创新性教学的要求，任课老师应具有丰富的理论和实践知识，要不断地提高创新教育素养，教师的角色要从知识的重述者和传递者，转变为学生学习的引导者和协作者，教学方法要变复制型为创造型，从而提高学生学习的兴趣，提高学生获取知识的效率和效果。

参考文献：

[1]段华洽，王朔柏.深化教学改革创新教学模式——高校本科课堂教学模式创新研究[J].中国大学教学，2009，（4）：35-37.

[2]上官剑.创新教育中的“加”与“减”[J].湖南师范大学教育科学学报，2010，（1）：28-30.

[3]陈金国.工科类大学生创新教学实践[J].实验室研究与探索，2010，9（3）：95-97.

[4]张凤生，王海峰，孙忠义，李智，杨倩.机械工程测试技术课程教学改革与实践[J].教学研究，2012，35（1）：92-94.

[5]贾文华.基于虚拟实验平台建设的大学生实践创新项目的建设与探索[J].中国科教创新导刊，2013，（2）：25.

[6]乔玉晶，魏建宇，谢迪，张鹤锐.基于虚拟仪器的测试技术实验平台开发[J].自动化技术与应用，2012，31（8）：75-77.

[7]张军征，樊文芳.模拟软件促进科学课程探究学习的作用分析[J].现代教育技术，2012，（4）：34-39.

机械工程测试技术范文第4篇

关键词：虚拟仿真技术；机械工程；实验教学

1虚拟仿真技术给机械工程实验教学带来的改进

就目前来看，我国在机械工程实验教学中尚存在许多突出问题，这些问题的产生给机械工程教学的质量及效率造成了很大制约，尤其是在实验基地建设方面存在较大的能力局限性，这无法满足学生在学习机械工程时的动手操作能力培养，更无法加深学生对机械工程知识的理解与运用。部分院校为了节约开支，减少设备在使用过程中发生损坏或故障的几率，常常在对学生进行实践培训时是以讲座和参观为主要形式的，这也造成学生缺乏实践操作机会，从而导致学生缺乏机械设备的操作经验，难以有效胜任机械工程的相关岗位操作。科学技术的飞速发展，使越来越多的新技术、新手段被应用于机械工程领域，机械工程教学方法及教学理念也得以快速更新，计算机技术在机械工程实验教学中也发挥出越来越重要的作用。目前大部分高校都采用CAD机房来进行机械工程实验教学，并通过虚拟仿真技术的引进来持续改进与更新教学实验设备。通过虚拟仿真技术，可有效减少设备仪器在实验教学过程的故障与损坏几率，同时也能帮助学生利用虚拟仿真技术来进行灵活的实践与操作，使学生能够按照自己的想法利用虚拟仿真技术来设计出满意的机械工程作品，进而加深了学生对机械工程知识理解与运用能力的同时，也能充分发挥其学习主动性和创新精神，使机械工程在实验教学中能够对部分装置设备实施传动性能实验、减速器装配实验以及数控加工仿真实验，进而使机械工程专业在教学过程中的质量与效率得到极大提升。

2机械工程实验教学中虚拟仿真技术的主要应用

2.1带传动性能测试实验中的应用

在机械工程实验教学中，对工程履带类部件所具有的传动性能进行测试是其重要组成部分，通过对传动带在运行过程中的传动性能进行测试，可帮助学生对带在传动过程中所产生的打滑与弹性滑动现象进行直观的观察，进而更加科学的分析机电设备的最佳承载力，通过分析这些数据，可使带动控制问题得到有效解决。在对机械工程中的带传动性能进行测试时，还需要应用到电动机、发电机、传感器、光电测速装置以及转矩力测杆等设备，采用这些设备可实现人工测试，不过这种测试方法需要花费过高的人力与物力成本。而通过虚拟仿真技术，则能够使学生在计算机中设计带传动性能测试系统，从而不需要使用上述设备，学生也可随时随地的来测试带传动性能，既节约了大量成本，又显著提高了机械工程的实验教学质量及效率。

2.2减速器装配实验教学中的应用

在机械工程中经常需要应用到减速器，其同样也是机械设计中最为基础的一个项目。在对减速器进行装配实验教学中，往往都会通过实物的方式来取代减速器进行教学，不过这种实验教学方法往往会增加学生对实验操作的理解难度，难以取得较为理想的实验教学效果。而通过虚拟仿真技术，则可使学生在计算机界面中对减速器模型进行直观的观察，并按照相应的装配过程来对减速器模拟模型进行装配操作，从而使减速器的结构讲解变得更加直观、具体。

2.3数控加工仿真实验教学中的应用

在我国工业制造领域中，数字加工技术无疑是其核心技术之一，其在推动我国现代化工业发展中发挥着巨大作用。对于数字加工技术来说，其实现了机械加工与微电子技术的结合运用。在机械工程实验教学中，便常常需要应用到数控加工技术来对数控机床进行灵活的操作，不过考虑到数控机床在实际应用过程中会出现较高的维护成本，而且数控机床的种类多样，学生只能接触到几种常见的设备运作形式，同时在实际使用数控机床时往往需要进行复杂的程序设置，这势必难以满足不同学生对实践操作的需要，再加上实验操作的复杂性，使学生在实践教学中很难取得较为理想的学习成果。而利用虚拟仿真技术，则可使不同学生参与到具体的实践项目当中去，使学生能够接触、熟悉和掌握不同种类的数控机床，并利用这些数控机床来设计出相应的机械工程产品，从而使学生能够更加系统性的学习和掌握数控机床的具体加工流程。

3机械工程虚拟教学实验室的建设构思

在机械工程实验教学中，可以虚拟仿真技术为核心，建设机械工程专业的虚拟教学实验室，在应用虚拟仿真技术时，需要确保专业知识与实践任务及目标进行统一，在此基础上对实验室中各种设备的稳定性进行深入研究。此外，在设计虚拟仿真系统框架时，应以满足该专业不同学生的实践需要为宗旨，确保虚拟仿真实验能够获得准确的结果，使学生能够更好的巩固与掌握专业知识，在仿真计算时，需要对机械工程实验的相关系数进行观察。最后，需要设计对应的仿真器，利用虚拟仿真器来对以往实验中的实物进行代替，以此有效简化实验流程，通过USB接入到虚拟演示平台中，确保虚拟演示平台能够对仿真信号进行实时接收，并利用PWM模块将特定频率的方波发送至ECU之中，以此对机械设备的工作原理进行仿真模拟。在虚拟教学实验中，还需要应用到相应的计算机软件，并对应用模块进行编缉，同时利用3Dmax等建模工具，以此实现对实验项目的虚拟操作。

机械工程测试技术范文第5篇

Abstract： Based on the resource sharing of mechanical undergraduate teaching， this paper analyzes the background and conditions of building teaching resource database of mechanical engineering， and develops the building goal under network environment， then gives the classification and collection methods of teaching resources， and discusses the process of building mechanical engineering resource database from the repository architecture， development environment， data entry and management.

关键词： 本科教学；教学资源；建设

Key words： undergraduate teaching；teaching resources；building

中图分类号：G642；TP315 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）14-0181-02

0 引言

随着机械工程系列课程设置和教学内容改革的不断深入，实践性教学内容改革的不断加强，专业重心在降低、知识起点在提高、高新技术含量在增加，工科学生的工程意识、创新意识和综合创造能力的培养已经成为工科院校的首选目标。针对上述目标，如何构建一个面向机电学院师生、以机械工程系列课程为基点的开放式教学资源库，是加强学生综合训练和动手能力的培养，提高教学管理过程中亟待解决的问题。

1 机械工程教学资源的分类与收集

按我校机械工程课群或课程设置，教学资源可分为工程力学资源、工程制图资源、机械CAD/CAM资源、机械制造工程学资源等。每一类具体教学资源可通过资源标号、资源名称、资源所用语言，对教学资源进行编码，以便教学资源的计算机辅助管理。其中机械工程教学资源库的总体建设思路为：

①总体方案设计；②教学资源收集、整理；③教学资源分类与编码；④系统分析与设计；⑤系统开发与测试；⑥系统安装与部署；⑦资源描述与添加；⑧资源库运行与维护。

2 机械工程教学资源库的开发

2.1 体系结构 系统四层B/S结构，即用户界面层、请求接受层、业务逻辑层和数据存储层，其中业务逻辑层负责用户管理、资源查询、资源修改、资源下载、资源上传和资源分类管理等操作

2.2 开发环境 机械工程资源库采用基于Web的J2EE体系，以Java、JSP程序语言开发，JBuilder X和Dreamweaver

MX为开发环境，J2EE服务器采用Tomcat4.1.24，操作系统采用Windows2000 Server，数据库服务器采用MySQL。

2.3 资料的录入与管理 资源库建设初期，所有资源可由专门维护人员按资源类型进行收集、整理，然后按照机械工程课程的分类标准实现教学资源类管理。资源库建立完成后，为机械工程相关课程的老师分配用户名和密码，老师据此通过网络实现远程教学资源的上传、下载、修改等操作，以实现教学资源库的扩充。资源库建设过程中，首先添加机械CAD/CAM教学资源数据测试，并进行相应修改和完善。然后添加机械制造工程学、机电学院生产实习等教学资源进一步测试和完善，最后实现面向机电学院师生、以机械工程系列课程的教学资源库的构建。

3 结论

通过建立机械工程教学资源库，较好地解决了教学资源分散、凌乱、重复等问题，可提高教师的备课效率，加强同行之间的交流和课程之间的渗透。由于该项工作是一个系统工程，需要根据机械学科的发展，及时调整和补充教学资源，并由专人进行后期的建设和维护。机械工程教学资源库的建设与实践（11JGY03）的实施能够有效推动我校网络数字化教学环境下的教学模式改革，并支持机械类综合型生产实习模式的探索与研究（10JGY04）和机械制造工程学中工程素质培养（090202）的深入。

参考文献：

[1]许欢.基于XML的教学资源库系统设计[J].电脑知识与技术，2011，7（3）：580-582.