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機械工程測試技術實驗教學改革的實踐與體會

日期:2013-11-22 10:20:19 來源:www.078045.live 作者:優質論文網

  1 “機械工程測試技術”實驗教學的重要性“機械工程測試技術”是我校機械專業學生的專業技術基礎課和必修課程,是學校重點教授的課程,多年來得到學校的 高度重視和持續支持。課程包含數學、物理學、電工電子、力學、機械學、計算機技術等課程的內容,在基礎理論上有相當的廣度和一定的難度,同時具有很強的實 踐性。實驗環節至關重要,其基本任務是使學生能合理地選用測試裝置并初步掌握進行動態測試所需的基本知識和技能,為學生進一步學習、研究和處理機械工程測 試技術問題打下基礎。學生只有通過足夠的驗證性實驗和一定數量的綜合性、設計性實驗,才能真正理解和掌握該學科的理論知識,獲得一定的綜合測試技能,將所 學理論應用于工程實踐。
  2 改進實驗教學內容改革前,“機械工程測試技術”實驗為4學時,實驗內容主要包括懸臂梁動態特性參數的測試(1學時)、濾波器幅頻特性的測試(1學 時)和電橋和差特性的測試(2學時)。這些實驗以簡單驗證性實驗為主,實驗設備主要由功能固定、單一、封閉的示波器、信號發生器等專用儀器構成。實驗過程 中,學生只能按照教師事先設計好的實驗方案被動地進行操作,不能發揮主觀積極性,沒有體現出實驗教學的主體地位。針對以上問題,在“機械工程測試技術”課 程改革的帶動下,按照“以工程應用為主線的測試技術課程教學模式”,對“機械工程測試技術”實驗進行了如下改革。
  2.1 更新實驗設備以前所用實驗設備多為80年代所購置,而且儀器的臺套數很少。隨著科學技術的不斷發展以及課程教學內容的更新,這些儀器已經明顯 跟不上課程改革的步伐。因此購置了DRVI可重組虛擬儀器實李運紅,等:機械工程測試技術實驗教學改革的實踐與體會驗教學平臺8套、轉子實驗臺4套以及環 形輸送線實驗臺4套。
  DRVI可重組虛擬儀器在普通虛擬儀器采用標準PC架構和儀器板卡的基礎上,采用軟件總線和軟件芯片技術,取消傳統程序設計中的編譯、鏈接環節,實現虛擬儀器開發平臺和運行平臺一體化。
  DRVI具有總線型系統開放結構和軟硬件模塊組件化、積木化的特點,用戶無需具備高深的計算機軟硬件知識就可以像組裝計算機一樣,根據應用需要自己組裝虛擬儀器和搭建個性化的工業測量系統。
  DRVI的主體為一個帶軟件控制線和數據線的軟主板,其上可插接軟內存條、軟儀表盤、軟信號發生器、軟信號處理電路、軟波形顯示芯片等軟件芯片組,并 能與A/D卡、I/O卡等信號采集硬件進行組合與連接。直接在以軟件總線為基礎的面板上通過簡單的可視化插/拔軟件芯片,就可以完成對儀器功能的裁減、重 組和定制,快速搭建一個按應用需求定制的虛擬儀器。轉子實驗臺和環形輸送線實驗臺,是針對工程案例教學需要,對一些常見工業測控對象進行的簡化。
  DRZZS-A型多功能轉子實驗臺可用于教學演示,也可用作動態實驗研究,具有結構緊湊、體積小、運作方便、實驗項目多、測試手段先進等特點。該實驗臺配置了加速度傳感器、速度傳感器、電渦流傳感器、光電轉速傳感器、磁電轉速傳感器以及噪聲傳感器。
  DRCSX-12 -B型環形輸送線實驗臺為小型輸送線實驗臺解決了使用不便的難題,同時也在大型復雜的環形輸送線和小型直型輸送線之間找到一個較佳的平衡點。它可用于傳感 器教學,也可用作控制課程實驗,具有結構合理、擴展能力強、使用方便、實驗項目多等特點。本實驗臺配置了紅外反射式傳感器、紅外對射式傳感器、電渦流接近 開關、色差識別傳感器、稱重臺。
  2.2 改進實驗內容由于“機械工程測試技術”課程的改革,致使以前的實驗內容已經基本與課程脫節。在“以工程應用為主線的測試技術課程教學模式”的 指導下,結合DRVI快速可重組虛擬儀器平臺、轉子實驗臺和環形輸送線實驗臺,修訂了實驗教學大綱,對實驗內容進行了較大幅度的調整。根據實驗教學大綱的 安排,“機械工程測試技術”實驗的總學時數為6學時,因此開設了3個實驗項目,分別為“信號分析”、“加速度傳感器振動測量實驗”、“紅外對射傳感器傳輸 速度測量實驗”,其中“信號分析”為設計性實驗。通過“信號分析”設計性實驗,使學生達到如下目的:
  (1)在理論學習的基礎上,通過本實驗熟悉典型信號的波形和頻譜特征,并能夠從信號頻譜中讀取所需的信息;(2)了解信號頻譜分析的基本方法及儀器設 備;(3)典型信號頻譜分析;(4)典型信號相關分析;(5)窗函數及其對信號頻譜的影響;(6)周期信號波形的合成與分解實驗;(7)數字濾波分析。
  通過“加速度傳感器振動測量實驗”,使學生了解并掌握機械振動信號測量的基本方法以及加速度傳感器的工作原理。通過“紅外對射傳感器傳輸速度測量實驗”,使學生熟悉紅外對射傳感器的工作原理,了解采用紅外對射傳感器進行線速度測量的原理和方法(僅適用于環形輸送線)。
  然而,由于我國將“機械工程測試技術”課程定位為專業技術基礎課,而并非實驗課,所以實驗學時數明顯不足。因此,除了上述實驗教學大綱所規定的3個實 驗項目以外,還根據實驗設備和工程應用的需要,開設了9個選做實驗:速度傳感器振動測量實驗、光電傳感器轉速測量實驗、電渦流傳感器軸心軌跡測量實驗、磁 電傳感器轉速測量實驗、聲傳感器噪聲測量實驗、力傳感器稱重及標定實驗、電渦流開關鐵磁性物體檢測實驗、紅外傳感器產品計數實驗以及色差傳感器物體表面顏 色識別實驗。學生可提前與實驗教師聯系,利用課余時間來完成這些選作實驗。


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