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仪器仪表工程
《专业英语》课程教学大纲
课程名称 (中文)：专业英语 学分数： 2学分
课程名称 (英文)：Professional English for mechanical engineering
课内学时数：32（最低要求） 上机（实验）时数：0小时
课外学时数：4 （最低要求）
教学方式：课堂授课 + （上机、实验）
教学要求：
1． 了解先进的工程材料
2． 了解机械加工方法与设备
3． 了解公差与夹具
4． 了解非传统加工方法
5． 了解计算机技术和数控技术
6． 了解计算机辅助设计与制造的知识
7． 了解虚拟制造与网络化制造和快速成形技术
8． 了解快速成形制造技术
9． 了解纳米与微机械制造技术
10． 了解智能制造技术
课程内容简介 ( 500字以内)：
本教材共分两大部分，每部分有16个单元。第一部分为机械制造基础，内容包括工程材料及其处理、机械加工方法、公差与夹具、非传统加工方法等；第二部分为先进制造技术，内容涉及制造领域的先进科学技术，如计算机技术、数控技术、工业机器人、计算机辅助设计与制造、柔性制造、计算机集成制造、虚拟制造与网络化制造、快速成形、纳米与微机械制造、半导体制造、机械测量与反求工程，以及计算机质量控制等方面的内容。并介绍了一些常用的机械工程技术应用文体范例，有产品说明书、广告、报价单、售货合同及科技论文写作指南等。
课程大纲（具体到章、节、小节）：
Part Ⅰ FUNDAMENTAL OF MANUFACTURING ENGINEERING
第一章 制造工程基础
Unit 1 Advanced Engineering Materials（第一单元 先进工程材料）
Unit 6 Injection Molding（第六单元 注塑成型）
Unit 7 Metal Cutting（第七单元 金属切削）
Unit 8 Grinding（第八单元 磨削加工）
Unit 11 Lathe and Turning（第十一单元 车床和车削）
Unit 12 Drilling and Milling（第十二单元 钻削和铣削）
Unit 13 Jigs and Fixtures（第十三单元 钻模和夹具）
Unit 14 Limits and Tolerances（第十四单元 极限和公差）
Unit 15 Unconventional Machining Processes (第十五单元 非传统加工方法)
Part Ⅱ ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGIES
第二章 先进制造技术
Unit 1 Computer Technologies（第一单元 计算机技术）
Unit 2 Numerical Control of Production （Equipment第二单元 数控加工设备）
Unit 7 CAD/CAM/CAPP（第七单元 计算机辅助设计/制造/工艺规划）
Unit 10 Virtual Manufacturing and Networked Manufacturing（第十单元 虚拟和网络制造）
Unit 11 Rapid Prototyping and Manufacturing Technologies（第十一单元 快速成形制造技术）
Unit 12 Nanomaterial and Micro-Machine（第十二单元 纳米材料和微加工）
Unit 13 Intelligent Manufacturing（第十三单元 智能制造）
参考教材名称： 叶邦彦，陈统坚编：《机械工程英语》北京：机械工业出版社，2006年
主要参考书：
1) 唐一平主编：《先进制造技术》北京：机械工业出版社，2004；
2) 卢秉恒主编：《机械制造技术基础》北京：机械工业出版社，2005。.
预修课程（最低要求）：工程材料基础，机械设计基础，装备与制造技术基础
适用专业：机械工程
《计算机技术及应用》课程教学大纲
课程名称 (中文)：计算机技术及应用 学分数： 2学分
课程名称 (英文)：computer technology and application
课内学时数：60（最低要求） 上机（实验）时数：12小时
课外学时数：20 （最低要求） 教学方式：课堂授课 +上机、实验
教学要求：本课程适用于机械工程类、仪器类、测控类工程硕士研究生学习计算机技术之需要，要求学生了解计算机原理、输入输出系统、掌握计算机通信、计算机数据采集、测控技术等知识，为解决工程实际问题、进行硕士论文研究打好基础。
课程内容简介 ( 500字以内)：
第1章介绍微型计算机硬件与系统，学习微机的处理器及其发展技术、总线技术、存储技术、BIOS、中断技术、各类流行的操作系统、输入输出设备等。第2章介绍计算机测控系统，学习单片机、DSP、ARM等处理器为核心的嵌入式系统、工业控制计算机、可编程逻辑控制器PLC、数控机床等。第3章介绍计算机通信技术，学习近程通信常用的USB和RS232通信协议、中远程通信常用的RS422、RS485通信协议以及485组网技术、RS232与RS485电平转换技术、TTL与RS232电平转换技术、并行通信技术、网络通信的基础知识等。第4章介绍计算机数据采集技术，学习信号放大电路、滤波电路、滤波技术、模数转换器与转换技术、数模转换器与转换技术。第5章介绍计算机测控应用技术，学习PID控制技术、PWM控制技术、变频调速技术、虚拟仪器设计、分布式控制系统设计、设备状态监测与诊断系统设计等。第6章介绍单片微机原理与应用技术，主要是目前还在大量使用并高速发展的单片机原理与应用技术。
课程大纲（具体到章、节、小节）：
第1章 微型计算机硬件与系统
1.1微型计算机的处理器
1.2微型计算机总线
1.3存储器
1.3.1 存储器类型与存储体系结构
1.3.2随机主存储器（RAM）
1.3.3 辅助存储器
1.4微机基本输入输出系统(BIOS)
1.5 中断系统
1.6 操作系统（OS）
1.6.1 Windows 95
1.6.2 Windows CE
1.6.3 Windows NT(工作站)
1.6.4 Windows 98
1.6.5 Windows ME
1.6.6 Windows 2000
1.6.7 Windows XP
1.6.8 WINDOWS 2003
1.6.9 LINUX
1.6.10 μC/OS-II
1.7常用输入输出设备
1.7.1 输入输出设备
1.7.2键盘
1.7.3 显示器
1.7.4打印机
第2章 计算机测控系统
2.1 单机嵌入式系统
2.1.1 基于单片机的嵌入式系统
2.1.2 基于DSP的嵌入式系统
2.1.3基于ARM的嵌入式系统
2.2工业控制计算机
2.2.1 工控机概述
2.2.2 Compact PCI总线工控机
2.2.3 STD总线工控机
2.2.4 PC104总线工业控制计算机
2.3可编程控制器(PLC)
2.3.1 PLC的应用特点
2.3.2 PLC的基本结构
2.3.3 PLC的工作原理
2.3.4 PLC编程技术
2.4数控机床
第3章 计算机通信技术
3.1 USB接口
3.1.1 USB概述
3.1.2 USB系统
3.1.3 USB总线拓朴
3.1.4 USB通信端点与管道
3.1.5 USB总线协议
3.1.6 USB接口器件介绍
3.1.7 USB接口在数据采集系统中的应用
3.2 RS-232C接口
3.2.1 RS-232C传递信息的格式标准
3.2.2 RS-232C标准的信号线定义
3.2.3 信号线的连接和使用
3.2.4 RS-232C电气特性
3.2.5 机械特性
3.3 RS-423A/422A/485接口
3.3.1 RS-423A 接口
3.3.2 RS-422A接口
3.3.3 RS-485接口
3.3.4 RS-232C与RS-422A的转换
3.3.5 RS-423A/422A/485接口性能比较
3.4 CAN总线接口
3.4.1 CAN总线特点
3.4.2 标准CAN总线和扩展CAN总线的关系
3.4.3 总线仲裁
3.4.4 出错处理
3.4.5 内置两路CAN控制器的微处理器DS80C590
3.5 并行接口
3.5.1 并行接口原理
3.5.2 PC兼容并行打印机接口
3.5.3 IEEE488总线
3.6 计算机网络与TCP/IP协议
3.6.1 Internet
3.6.2 TCP/IP协议
3.6.3 Internet的传输原理与服务功能
3.6.4 Internet在中国
第4章 计算机数据采集技术
4.1集成运算放大器与信号调理
4.1.1运算放大器主要参数
4.1.2虚地概念
4.1.3 集成运放的典型应用线路
4.2 采样保持电路
4.3采样过程与采样定理
4.4 采样偏差的校正技术
4.5 信号隔离与选通技术
4.6 数据采集中的抗干扰技术
4.6.1干扰因素与抗干扰基本方法
4.6.2 若干特殊滤波技术
4.6.3 A／D转换过程中的抗干扰技术
4.7 D/A转换技术与应用电路
4.7.1 R-2RT形电阻网络型DAC的工作原理
4.7.2 权电阻型DAC的工作原理
4.7.3 DAC的性能指标
4.7.4 DAC0832及其与计算机的接口
4.7.5 8位以上DAC及其与微机的连接
4.8 A/D转换技术与应用电路
4.8.1逐位逼近式ADC的结构及工作原理
4.8.2 双积分式ADC的结构及工作原理
4.8.3 ∑-Δ模数转换器结构及工作原理
4.8.4 AD574系列A/D转换器及其与计算机接口技术
4.8.5 12位A/D转换器MAX186/MAX188
第5章 控制系统应用技术
5.1 控制系统概述
5.2 PID控制技术
5.2.1 常规PID控制
5.2.2 自适应PID控制
5.2.3 智能PID控制
5.3 步进电机的PWM控制技术
5.3.1 PWM控制的基本原理
5.3.2 步进电机概述
5.3.3 步进电机细分驱动原理
5.3.4 恒力矩均匀细分驱动技术
5.3.5 全数字PWM逆变驱动技术
5.4 变频调速技术
5.4.1异步电动机概述
5.4.2异步电动机调速
5.4.3 异步电动机变频调速
5.4.4变压变频协调控制
5.4.5 我国变频调速技术的发展概况
5.5 虚拟仪器设计
5.5.1 虚拟仪器基本概念
5.5.2 LabVIEW虚拟仪器开发系统
5.5.3 虚拟仪器设计举例
5.6 分布式计算机控制系统设计
5.6.1 概述
5.6.2基于串行总线配料控制系统
5.6.3基于Profibus现场总线玻璃生产线原料配料控制系统
5.7 设备状态监测与诊断系统设计
5.7.1 设备状态监测的意义
5.7.2设备状态监测与诊断的分析方法
5.7.3 设备状态监测与诊断系统的网络化设计
第6章 单片微型计算机
6.1 8位单片机系列产品
6.2 8051单片机
6.2.1 8051的基本结构与功能
6.2.2 8051封装与引脚功能
6.2.3 时钟电路
6.2.4 复位和复位电路
6.2.5 存储器结构
6.2.6 指令部件
6.2.7 特殊功能寄存器区
6.2.8 布尔处理器
6.2.9 8051单片机程序执行方式
6.2.10 8051单片机低功耗操作方式
6.2.11 8051单片机编程和校验方式
6.2.12 8051的机器周期与指令周期
6.2.13 8051访问片外存储器的时序
6.2.14 8051的系统扩展
6.2.15 8051的中断系统
6.2.16 8051的定时器/计数器
6.2.17 8051的串行接口
6.3 单片机在冲床自动控制中的应用
6.4 多功能单片机C8051F
6.4.1 C8051F特性简介
6.4.2 指令集
6.4.3 中断系统
6.4.4 电源管理方式
参考教材名称：毕宏彦主编：《计算机测控技术》西安：西安交通大学出版。
主要参考书：
1）刘乐善等《微型计算机接口技术及应用》，武汉：华中科技大学出版社，2001.
2）薛钧义等《微机控制系统及应用》，西安：西安交通大学出版社，2004.
预修课程（最低要求）：IBMPC微型计算机原理，模拟电路，数字电路。
适用专业：机械工程；仪器科学；自动控制工程；
《工业工程》课程教学大纲
课程名称 (中文)：工业工程 学分数： 2学分
课程名称 (英文)：Industria Engineer 课内学时数：40
教学方式：课堂授课
课程内容简介 ( 500字以内)：
现代工业工程是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学、管理科学和系统工程学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门综合性很强的交叉工程领域。工业工程是一门工程技术与管理技术相结合的综合性工程领域，它以降低成本，提高质量和生产率为导向，采用系统化、专业化和科学化的方法，综合运用多种学科的知识，对人员，物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行规划、设计、评价、创新和决策等工作，使之成为更有效、更合理的综合优化系统。工业工程领域的特点是强调“系统观念”和“工程意识”，重视研究对象的“统筹规划、整体优化和综合原理”。因此，工业工程领域涉及的主要学科领域有系统科学、现代管理科学、计算机科学、运筹学、人因工程等。
尽管工业工程是一门工程学科,但它与机械、电子、化工等这些工程性学科具有完全不同的特征。它不是研究如何设计开发新产品、新工艺、新设备,而是研究怎样将这些新工艺、新技术、新产品转化为现实生产力并有效利用企业的材料、能源、人力、环境等现在资源的工程技术。可以说它的技术特征最突出表现为着眼于系统性、整体性和技术与管理的有机结合。
课程大纲
第一篇 工业工程的发展史
1.1工业工程的概念
1.1.1工业工程的定义
1.1.2工业工程的内容
1.2 工业工程的产生与发展趋势
1.2.1 发展
1.2.2发展趋势
第二篇 工业工程的方法论
2.1方法论的概念
2.1.2工业工程的思想与原则
2.1.3基本方法
2.2业工程系统分析方法
2.2.1系统的概念
2.2.1.1系统的定义
2.2.1.2系统的特性
2.2.1.3系统的描述
2.2.1.4系统分析
2.2.2系统分析基本原理
2.2.2.1系统分析的内容
2.2.2.2系统环境分析
2.2.2.3系统目标分析
2.2.2.4方案汇总
2.2.2.5模型建立
2.2.3系统评价方法
2.2.3.1系统评价
2.2.3.2系统评价原则
2.2.3.3系统评价的指标体系
2.2.3.4关联矩阵法
2.2.3.5层次分析法
2.2.3.6费用---效益分析
2.2.3.7案例分析
2.3 工作设计与工作研究
2.3.1工作设计
2.3.1.1 工作方法研究
2.3.1.2 工作专业化
2.3.2工作研究
2.3.2.1 概述
2.3.2.2方法研究
2.3.2.3 动作研究
2.3.3 作业测定
2.3.3.1 工时定额
2.3.3.2 时间研究的具体方法
2.3.3.3 模特法及其应用
2.3.3.4 案例分析
2.4工效学
2.4.1 概述
2.4.1.1工效学的研究内容
2.4.1.2 人机系统及其设计阐述
2.4.1.3 人机系统分析与评价
2.4.2 人的特性因素
2.4.2.1 人的总体特征
2.4.2.2 人的信息感觉.处理.输出特性
2.4.2.3 人体尺寸和劳动姿态
2.4.3 人机界面设计
2.4.3.1 人机系统设计思路
2.4.3.2 显示器的选择与设计
2.4.3.3 控制器选择与设计
2.4.3.4 工作空间与工作地设计
2.4.4 工作环境的影响及改善
2.4.4.1 工作环境分类
2.4.4.2 环境因素对操作者的影响
2.4.4.3 环境改善的一般设计方法
2.4.5劳动安全与事故预防
2.4.5.1 概述
2.4.5.2 不注意与事故的关系
2.4.5.3 事故产生的根本原因
2.5.1 设施选址
2.5.1.1设施设计与物流分析概述
2.5.1.2 设施设计与物流分析的内容
2.5.1.3 设施设计与物流分析的目标及基本原则
2.5.1.4 设施选址的影响因素
2.5.2物质系统的布置
2.5.2.1 布置的基本问题及布置决策的依据
2.5.2.2 布置的基本原则
2.5.2.3 基本布置系统的形式
2.5.2.4 工艺原则布置的方法
2.5.2.5 案例分析
第三篇 先进制造模式
3.1精益生产
3.1.1产生背景
3.1.2准时生产制
3.1.3丰田式生产系统
3.1.4精益生产
3.1.5精益生产应用实例
3.2敏捷制造
3.2.1产生背景
3.2.2敏捷制造的基本思想
3.2.3敏捷制造的特征
3.2.4敏捷制造的管理思想和方法
3.2.5敏捷制造应用实例
3.3 CIMS和IMS
3.3.1 CIMS的产生背景
3.3.2 CIM的基本思想
3.3.3 CIMS系统的组成
3.3.4 IMS简介
3.3.5 CIMS应用实例
3.4 先进制造模式在企业的实施
3.4.1 各种模式比较
3.4.2 网络化制造模式
3.4.3 在企业的实施策略和步骤
3.4.4 案例分析
第四篇 企业资源计划与运作管理
4.1工业企业生产概述
4.1.1生产系统与生产过程
4.1.2生产类型与生产方式
4.1.3企业生产管理的内容
4.1.4企业资源分类
4.2 ERP基础知识
4.2.1 ERP的发展过程
4.2.1.1订货点法
4.2.1.2 MRP/闭环MRP
4.2.1.3 MRPII/ ERP
4.2.1.4 ERP未来的发展
4.2.2 ERP计划的分类与作用
4.2.2.1计划的作用与目标
4.2.2.2计划与控制的层次
4.2.2.3 ERP中的计划分类与计划相互之间的关系
4.2.3 ERP基本信息单元
4.2.3.1 信息标识与编码
4.2.3.2 制造标准
4.2.3.2.1物料清单（BOM）
4.2.3.2.2 工艺分工路线
4.3 物料需求计划
4.3.1物料需求计划的基本概念
4.3.2独立需求与相关需求
4.3.3 MRP的算法
4.3.3.1 毛需求
4.3.3.2 净需求
4.3.3.3 提前期对计划的影响
4.3.3.4 批量对计划与生产过程的影响
4.4 能力需求计划
4.4.1生产能力需求计划
4.4.1.1有限能力与无限能力
4.4.1.2能力计划层次
4.4.1.3粗能力计划
4.4.1.4 细能力计划
4.4.2约束理论（TOC）
4.4.3 JIT拉式生产控制模式
4.4.4推式生产控制方式
4.4.5 高级计划与排产（APS）
4.5 生产作业计划与车间生产调度
4.6 库存管理
4.6.1仓库与货位
4.6.2库存控制
4.6.3库存盘点
4.6.4库存ABC分类
4.6.5库存控制策略
4.7供销管理
4.7.1采购模式
4.7.2采购计划
4.7.3供应商筛选
4.7.4采购决策
4.8 成本管理
4.8.1管理会计
4.8.2产品成本构成
4.8.3产品成本计算
4.8.4作业成本法
4.8.5成本差异分析
4.9 ERP系统体系结构与基本功能
4.10 ERP实施后的评价指标体系
第五篇 质量工程
5.1质量工程总论
5.1.1 质量工程及其发展
5.1.2 质量工程的技术体系
5.1.3 质量管理和质量保证国际标准——ISO9000族标准
5.1.4 产品质量工程支持的质量控制模型
5.1.5 信息时代的产品质量工程及二十一世纪的质量观
5.2设计质量工程方法与应用
5.2.1质量功能配置(QFD)
5.2.1.1 质量功能配置概述
5.2.1.2 质量功能配置方法与步骤
5.2.1.3 QFD中用户需求的提取和分析技术
5.2.1.4 质量屋的建立
5.2.1.5 计算机支持的QFD系统
5.2.1.6 QFD应用案例
5.2.2 健壮性设计
5.2.2.1 健壮设计的基本概念
5.2.2.2 Taguchi健壮设计法
5.2.2.3 计算机辅助健壮设计工具（CARD）简介
5.2.3系统可靠性设计
5.2.3.1 系统可靠性设计概述
5.2.3.2 系统可靠性主要特征量
5.2.3.3 系统可靠性模型的建立
5.2.3.4 系统可靠性预计
5.2.3.5 系统可靠性分配
5.2.3.6 系统故障模式、影响及危害度分析（FMECA）
5.2.3.7 计算机辅助可靠性设计系统
5.3 制造质量工程方法与应用
5.3.1质量检验
5.3.1.1检验方法论
5.3.1.2 接触与非接触检验技术
5.3.1.3 量具检验技术
5.3.1.4 坐标测量技术
5.3.1.5 表面测量技术
5.3.1.6 机器视觉
5.3.1.7 光测量技术
5.3.1.8 检验数据分析
5.3.2 质量分析
5.3.2.1流程图
5.3.2.2 因果图
5.3.2.3数据记录表
5.3.2.4帕累托图
5.3.2.5 直方图
5.3.2.6散点图
5.3.2.7试验设计
5.3.3 统计过程控制
5.3.3.1 过程变化与过程能力
5.3.3.2 控制图
5.3.3.3 统计过程控制的应用
5.4计算机集成质量系统
5.5.1 计算机集成质量系统的概论
5.4.2 计算机集成质量系统总体结构
5.4.3 计算机集成质量系统中的质量信息与集成空间
5.4.4 计算机集成质量系统的设计、开发与实施
5.4.5 计算机集成质量系统实例
5.5敏捷制造环境下的集成质量系统
5.5.1 敏捷制造及虚拟企业
5.5.2 敏捷制造环境下的集成质量系统需求分析
5.5.3 虚拟企业集成质量系统概念模型
5.5.4 工作流管理技术的引入
5.5.5 虚拟企业集成质量系统体系结构
5.5.6 虚拟企业集成质量系统支撑平台
参考教材名称：
王应洛编：《工业工程》，机械工业出版社，1993年
主要参考书：
1)罗振壁编：《工业工程导论》，北京：机械工业出版社，2003年
2) 王应洛编：《系统工程及应用》，北京：北京科学出版社，1990年
预修课程（最低要求）：高等数学、概率论
适用专业：工业工程 、仪器科学与技术、机械工程
《工程光学》课程教学大纲
课程名称 (中文)：工程光学 学分数： 2学分
课程名称 (英文)： engineering optics
课内学时数：40（最低要求） 上机（实验）时数：0小时
课外学时数：20（最低要求） 教学方式：课堂授课 教学要求：通过本课程的学习，掌握光学基础知识，包括几何光学中的基本原理、理想光学系统和球面光学系统成像、像差基本认识以及典型光学系统，物理光学中的光的电磁波性质、在界面的反射和透射、干涉和衍射以及它们的基本应用、光的偏振性及常用波片和光学晶体。
课程内容简介 ( 500字以内)：
该课程主要由几何光学和物理光学两部分组成。系统地介绍了几何光学的基本定律与成像理论，理想光学系统的光学参数与成像特性、平面与平面镜成像系统、光学系统中的成像光束限制、像差基本概念、典型光学系统的成像特性；光的电磁性质、光的传播规律和叠加、干涉衍射及其应用、光的偏振及元件。
课程大纲（具体到章、节、小节）：
第1章 几何光学基本定律与成像概念
1.1 几何光学的基本定律
1.1.1 光波与光线
1.1.2几何光学的基本定律
1.2 成像的基本概念与完善成像条件
1.2.1 光学系统与成像概念
1.2.2完善成像条件
1.2.3 物、像的虚实
1.3 光路计算与近轴光学系统
1.3.1 基本概念与符号规则
1.3.2实际光线的光路计算
1.3.3 近轴光线的光路计算
1.4 球面光学成像系统
1.4.1 单个折射面成像
1.4.2球面反射镜成像
1.4.3 共轴球面系统
第2章 理想光学系统
2.1 理想光学系统与共线成像理论
2.2 理想光学系统的基点与基面
2.2.1 无限远的轴上物点和它对应的像点
2.2.2无限远轴上像点对应的物点
2.2.3 物方主平面与像方主平面间的关系
2.2.4 实际光学系统的基点位置和焦距的计算
2.3 理想光学系统的物象关系
2.3.1 图解法求像
2.3.2解析法求像
2.3.3 由多个光组组成的理想光学系统的成像
2.3.4 理想光学系统两焦距之间的关系
2.3.5 理想光学系统的放大率
2.4 理想光学系统的组合
2.4.1 两个光组组合分析
2.4.2多光组组合计算
2.5 透镜
第3章 平面与平面系统
3.1 平面镜成像及平行平板
3.1.1 平面镜成像
3.1.2 双平面镜成像
3.1.3 平行平板
3.2 反射棱镜与折射棱镜
3.2.1 反射棱镜
3.2.2 折射棱镜与光楔
3.3 光学材料
第4章 光学系统中的光束限制
4.1 孔径光阑 入射光瞳 出射光瞳
4.2 视场光阑 入射窗 出射窗
4.3 一些典型光学系统中的光束限制与分析
4.3.1 照相系统和光阑
4.3.2 望远系统中的光束限制
4.3.3 显微系统中的光束限制
4.4 光学系统的景深
第5章 光线的光路计算与像差概念
5.1 概述
5.2 光线光路计算
5.2.1 子午面内的光线光路计算
5.3 轴上点球差
5.4 正弦差和慧差
5.5 像散和场曲
5.6 畸变
5.7 色差
5.7.1 位置色差
5.7.2 倍率色差
第6章 典型光学系统
6.1 眼睛及其光学系统
6.1.1 眼睛的结构——成像光学系统
6.1.2 眼睛的调节与校正
6.1.3 分辨率和景深
6.2 放大镜
6.2.1 视觉放大率
6.2.2 光束限制和线视场
6.3 显微镜系统
6.3.1 显微镜的视觉放大率
6.3.2 显微镜的线视场
6.3.3 显微镜的出瞳直径
6.3.4 显微镜的分辨率和有效放大率
6.4 望远镜系统
6.4.1 望远系统的视觉放大率
6.4.2 望远系统的分辩率和工作放大率
6.4.3 望远镜的视场
6.5 摄影与投影系统
6.5.1 摄影系统
6.5.2 投影系统
第7章 光的电磁理论基础
7.1 光的电磁性质
7.1.1 电磁场的波动性
7.1.2 平面电磁波及其性质
7.1.3 球面波和柱面波
7.1.4 对实际光波的基本认识
7.2 光在电介质分界面上的反射和折射
7.2.1 菲涅耳公式及其讨论
7.3 光波的叠加
7.3.1 波的叠加原理
7.3.2 两个频率相同、振动方向相同的单色光波的叠加
7.3.3 驻波
7.3.4两个频率相同、振动方向互相垂直的单色光波的叠加
7.3.7 两个不同频率的单色光波的叠加
第8章 光的干涉和干涉系统
8.1 光波干涉的条件
8.2 杨氏干涉实验
8.3 干涉条纹的可见度
8.3.1 两相干光束振幅比的影响
8.3.2 光源大小的影响和空间相干性
8.3.3 光源非单色性的影响和时间相干性
8.4 平板的双干涉
8.4.1 干涉条纹的定域
8.4.2 平行平板产生的等顷干涉
8.4.3 楔形平板产生的等厚干涉
8.5 典型的双光束干涉系统及其应用
8.5.1 斐索干涉仪
8.5.2 迈克尔逊干涉仪
8.5.3 马赫泽得干涉仪
8.6 平行平板的多光束干涉及其应用
8.6.1 平行平板的多光束干涉
8.6.2 法布里－波罗干涉仪
8.6.3 光学薄膜与干涉滤光片
第9章 光的衍射
9.1 光波的标量衍射理论
9.1.1 惠更斯－菲涅耳原理
9.1.2 菲涅耳－基尔霍夫衍射公式
9.1.3 基尔霍夫衍射公式的近似
9.2 典型孔径的夫朗和费衍射
9.2.1 矩孔衍射
9.2.2 单缝衍射
9.2.3 圆孔的夫朗和费衍射
9.3 夫朗和费衍射和傅立叶变换
9.3.1 夫朗和费衍射的意义
9.3.2 夫朗和费衍射图样的特点
9.4 光学成像系统的衍射分辩本领
9.4.1 在像面观察的夫朗和费衍射
9.4.2 成像系统的分辨率
9.5 多缝的夫朗和费衍射
9.5.1 强度分布公式
9.5.2 多缝衍射图样
9.6 衍射光栅
9.6.1 光栅的分光性能
9.6.2 正弦光栅
第10章 光的偏振性与典型晶体光学元件
10.1 偏振光概述
10.1.1 偏振光和自然光
10.1.2 产生偏振光的方法
10.1.3 马吕斯定律和消光比
10.2 光在晶体中的传播
10.2.1 晶体的双折射现象
10.2.2 单色平面波在单轴晶体中的传播
10.3 光波在晶体表面的折射和反射
10.3.1 光在晶体表面的折射和反射定律
10.3.2 光在单轴晶体中传播方向的确定
10.4 晶体偏振器件
10.4.1 偏振棱镜
10.4.2 波片
10.5 磁光、电光和声光效应
参考教材名称：郁道银，谈恒英主编：《工程光学》北京：机械工业出版设。
主要参考书：
1) 赵凯华，钟锡华编：《光学》 北京：北京大学出版社，2003年；
2) 游璞， 于国萍：《光学》 北京：高等教育出版社，2003年；
预修课程（最低要求）：高等数学，普通物理
适用专业：高等学校仪器仪表类、光电信息工程、测控技术及仪器等
《传感器技术》课程教学大纲
课程名称 (中文)： 传感器技术 学分数： 2学分
课程名称 (英文)： Technology of Sensors 课内学时数：32（最低要求） 上机（实验）时数：4小时
课外学时数：4 （最低要求） 教学方式：课堂授课 + （上机、实验）
教学要求：
传感器技术为机械类、机电类以及电气类专业技术基础课程，在学习该课程前，应完成或选修完工程力学、机械原理、电子技术基础等基础课程的学习任务。
课程内容简介 ( 500字以内)：
讲述传感器基本定义与组成、传感器主要静态特性分析、动态特性分析方法（时域和频域动态特性）、传感器材料和弹性元件设计、传感器制作工艺技术、应变式传感器、新型压力传感器技术与原理（包括高过载技术、高频响技术以及耐高温技术等）、MEMS加速度传感器设计、惯性测量单元中的微陀螺结构和原理、常用多传感器集成技术、微力微位移传感器技术。
课程大纲（具体到章、节、小节）：
第一章 传感器定义及发展趋势 2学时
1.1传感器定义及在工程技术中的地位和作用
1.1.1传感器定义
1.1.2传感器的地位和作用
1.2新型传感器技术及发展趋势
1.2.1 新型传感器技术
1.2.2 传感器发展趋势
第二章 传感器基本特性 4学时
2.1传感器静态特性
2.1.1传感器线性度、重复性、迟滞、零位误差
2.1.2静态特性数据处理技术
2.2传感器动态特性
2.2.1时域内动态数据处理
2.2.2频域内动态处理技术。
2.2.3传感器的冲击响应、阶跃响应以及频率响应的特征。
第三章 传感器材料和弹性元件结构 2学时
3.1常用传感器的材料
3.2传感器弹性元件设计
第四章 应变式传感器 4学时
4.1应变效应及应变式传感器的原理
4.1.1应变效应
4.1.2应变式传感器的原理
4.2应变式传感器与弹性元件设计
4.2.1应变式加速度计
4.2.2位移传感器
4.2.3力学量传感器的设计的基本要求。
第五章 压阻式传感器 4学时
5.1压阻效应及压阻式传感器的组成
5.1.1压阻效应
5.1.2压阻传感器组成
5.2MEMS压力传感器的加工、封装及测量技术
5.2.1 压力传感器工艺
5.2.2封装与测试技术
5.2.3 SOI压力传感器技术
第六章 MEMS加速度传感器设计 4学时
6.1MEMS加速度传感器
6.1.1 MEMS加速度传感器原理
6.1.2 MEMS加速度传感器组成
6.2压电式加速度传感器结构原理
6.2.1 压电传感器原理
6.2.2 压电传感器组成
6.3加速度传感器高过载技术与高g值测量技术和方法
6.3.1 高过载加速度技术
6.3.2高过载加速度计常用方法和技术
第七章 微陀螺结构和原理 4学时
7.1 角位移测量技术和原理
7.1.1陀螺效应
7.1.2陀螺传感器原理
7.1.3陀螺传感器组成
7.2微陀螺传感器的设计与制作工艺技术
7.2.1 微陀螺传感器设计
7.2.2 陀螺制造工艺
7.3 IMU单元测量电路分析
7.3.1 惯性测量的定义
7.3.2 惯性测量单元组成
7.3.3常用惯性测量电路
第八章 传感器集成技术 4学时
8.1传感器集成技术中结构特征设计
8.1.1多传感器集成意义与趋势
8.1.2多传感器集成技术
8.2多参数测量与耦合分析
8.3常用多传感器集成芯片设计与举例（包括压力、温度、加速度与湿度等传感器的典型结构设计和方法）
第九章 微力微位移传感器技术 4学时
9.1微牛级力学量传感器结构与原理
9.1.1 常用微力传感器原理
9.1.2 微力传感器结构和方法
9.2微纳米级位移量传感器结构与原理
9.2.1 微位移传感器原理
9.2.2 微位移传感器结构和组成
参考教材名称： 陶家渠 主编：《硅微机械传感器》北京：宇航出版社。
主要参考书：
1）李科杰，《新编传感器技术手册》，北京，国防工业出版社，2000年；
2），宋文续，杨帆，传感器与检测技术，北京，高等教育出版社，2004；
3）代课老师正在着手编写《传感器技术》， 2007年出版。
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预修课程（最低要求）：工程力学（或理论力学、材料力学），机械原理，电子技术基础。
适用专业：机械工程、机械电子工程、测控仪器工程以及电子工程等。
《误差理论与数据处理》课程教学大纲
课程名称 (中文)：误差理论与数据处理 学分数： 2学分
课程名称 (英文)：Error Theroy and Data Processing
课内学时数：40 教学方式：课堂授课
课程内容简介 ( 500字以内)：
“误差理论与数据处理”是仪器仪表类各专业必修的一门工程科学课。学习本课程的目的是使学生掌握几何量、机械量以及其他有关物理量的静态测量和动态测量的误差理论与数据处理的方法。通过学习，可使学生掌握误差理论与静态、动态测试数据处理的基本方法，为培养各类高级工程技术人才在科学研究方面奠定理论基础。
课程大纲
第一章 绪论
1.1 误差的基本概念
1.1.1 误差的定义
1.1.2 误差的来源
1.1.3 误差的分类
1.2 精度的基本概念及数据运算规则
1.2.1 精度
1.2.2 数据舍入规则
第二章 误差的基本性质与处理
2.1随机误差
2.1.1随机误差产生的原因
2.1.2随机误差的数据处理
2.2系统误差
2.2.1系统误差产生的原因
2.2.2 系统误差 的特征
2.2.3系统误差减少或消除的方法
2.3粗大误差
2.3.1粗大误差产生的原因
2.3.2粗大误差的判别准则
2.4测量结果的数据处理
2.4.1 等精度直接测量列测量结果的数据处理
2.4.2不等精度直接测量列测量结果的数据处理
第三章 误差的合成与分配
3.1测量不确定度的基本概念
3.1.1不确定度的估计
3.1.2 不确定度合成的基本问题
3.2 函数误差
3.2.1函数系统误差的计算
3.2.1函数随机误差的计算
3.2.3 误差间的相关关系和相关系数
3.3随机误差的合成
3.3.1 标准差的合成
3.3.2 极限误差的合成
3.4 系统误差的合成
3.4.1 已定系统误差的合成
3.4.2 未定系统误差的合成
3.5 误差分配
3.5.1 按等作用原则分配误差
3.5.2 按可能性调整误差
3.5.3 验算调整后的总误差
3.6 最佳方案的确定
3.6.1 选择最佳函数误差公式
3.6.2 使误差传递系数等于零或最小
第四章 线性参数的最小二乘法处理
4.1 概述
4.1.1最小二乘法原理
4.2正规方程
4.2.1 等精度测量线性参数最小二乘法处理的正规方程
4.2.2不等精度测量线性参数最小二乘法处理的正规方程
4.2.3非线性参数最小二乘法处理的正规方程
4.3精度估计
4.3.1测量数据的精度估计
4.3.2 最小二乘估计量的精度估计
第五章 回归分析
5.1回归分析的基本概念
5.1.1 函数与相关
5.1.2 回归分析的主要内容
5.2 一元线性回归
5.2.1一元线性回归 方程
5.2.2 回归 方程的方差分析及显著性检验
5.3一元非线性回归
5.3.1 回归曲线函数类型的选取和检验
5.3.2 化曲线回归为直线回归问题
5.4多元线性回归
5.4.1多元线性回归方程
5.4.2多元线性回归方程的显著性和精度
第六章 动态测试数据处理的基本方法
6.1动态测试基本概念
6.1.1动态测试
6.1.2 动态测试数据的分类
6.2动态测试数据处理的基本步骤
6.2.1 数据的获得
6.2.2 数据分析
参考教材名称：
费业泰编：《误差理论与数据处理》，机械工业出版社，2003年
主要参考书：
1)丁振良编：《误差理论与数据处理》哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002年
2)杨惠连编：《误差理论与数据处理》天津：天津大学出版社，1992年
预修课程（最低要求）：高等数学、概率论
适用专业：仪器科学与技术、机械工程、工业工程
《信号处理技术》课程教学大纲
课程名称 (中文)：信号处理技术 学分数： 2学分
课程名称 (英文)：Signal Processing Techniques 课内学时数：32（最低要求） 实验时数：4小时 课外学时数：4 （最低要求）
教学方式：课堂授课 + （实验、讲座）
教学要求：
全部课程共40学时，课程结束后进行考试记分。
课程内容简介 ( 500字以内)：
本课程讲授现代平稳和非平稳信号处理技术的基本原理和工程应用。内容包括信号的时域分析、频域分析、全息谱分析、循环平稳信号分析、时频分析、小波及第二代小波变换、经验模式分解等。开设齿轮、轴承、旋转机械、裂纹梁的动态分析与故障诊断实验。目的在于使学生掌握信号处理领域中多种前沿方法的原理，了解这些方法在工程领域中的应用。通过实验和案例介绍，使学生加深理解并尽快掌握对各种方法的运用技能，培养科学研究创新能力。
课程大纲（具体到章、节、小节）：
第一章 绪论
1.1 现代信号处理的内容和意义
1.2 信号的获取与分类
1.2.1 确定性信号
1.2.2 随机信号
1.3 非平稳信号处理和信号的正交分解
1.3.1 非平稳信号处理
1.3.2 信号的正交分解
1.4 信号处理的内积与基函数
1.5 现代信号处理的应用现状与进展
第二章 信号的时域分析
2.1 信号的预处理
2.1.1 信号的滤波处理
2.2 信号的采样
2.2.1 采样与混频
2.2.2 量化与误差
2.2.3 函数或泄漏
2.2.4 采样长度与分辩率
2.3 时域统计分析
2.3.1 时域指标参数
2.3.2 参数指标的应用
2.4 相关分析及应用
2.4.1 相关的概念
2.4.2 自相关函数及其应用
2.4.3 互相关函数及其应用
第三章 信号的频域分析
3.1 频谱信号的频谱和FFT算法（及应用）（含高精度FFT）
3.1.1傅里叶级数与离散频谱
3.1.2 傅里叶变换与连续频谱
3.1.3 离散傅里叶变换(DFT)
3.1.4 快速傅里叶变换
3.1.5 FFT的校正算法
3.1.6 确定性信号的傅里叶谱分析
3.1.7 功率谱密度函数
3.1.8 频谱分析的工程应用
3.2 相干分析及应用
3.2.1 相干函数的概念
3.2.2 相干函数的工程应用
3.3 频谱细化分析(ZOOM-FFT)
3.3.1 频谱细化的概念
3.3.2 复调制细化分析的原理
3.3.3 复调制细化分析的应用
3.4 倒频谱(Cepstrum)分析及应用
3.4.1 倒频谱的数学描述
3.4.2 倒频谱与解卷积
3.4.3 倒频谱的应用
3.5 信号调制与解调分析
3.5.1 实信号的复信号表示
3.5.2 Hilbert变换
3.5.3 Hilbert解调原理
3.5.4 离散信号的Hilbert变换及解调
3.5.5 信号解调分析的应用
3.6 时间序列建模与自回归谱分析
3.6.1 谱估计原理及常见的参数模型
3.6.2 AR模型的建立
3.6.3 AR模型阶次的确定
3.6.4 AR谱估计及应用
第四章 循环平稳信号分析
4.1 循环平稳信号的定义
4.2 信号的循环统计量
4.2.1 循环统计量定义
4.2.2 一阶循环统计量——循环均值
4.2.3 二阶循环统计量——循环自相关函数
4.2.4 功率谱密度函数
4.3 基于二阶循环统计量的仿真信号解调分析
4.3.1 信号的解调分析
4.3.2 载波调频信号的解调
4.3.3 多调制源调幅信号的解调
4.3.4 多载波调幅信号的解调
4.3.5 循环相关解调法识别信号有用信息和混频信息的规律
4.4 循环平稳信号处理的工程应用
4.4.1 齿轮箱摩擦故障分析与诊断
4.4.2 滚动轴承损伤故障分析与诊断
4.4.3 往复机械的运行状态特征提取
第五章 非平稳信号处理方法
5.1 短时傅里叶变换
5.2 小波变换
5.2.1 多分辨分析及其工程意义
5.2.2 正交小波基的构造与信息独立化的提取
5.3 小波包信号分解与频带能量监测
5.4 工程应用
5.4.1 轧钢机振动分析
5.4.2 大型矿山电铲提升系统振动分析
5.4.3 压缩机齿轮箱轴瓦监测诊断
5.4.4 汽轮发电机组轴瓦松动故障诊断
5.4.5 高压透平蒸汽激振分析
第六章 连续小波变换及其工程应用
6.1谐波小波变换及其工程应用
6.1.1谐波小波的定义及正交性
6.1.2 Newland快速算法
6.1.3 谐波小波时频图
6.1.4 谐波小波滤波
6.1.5 谐波小波应用举例
6.1.6 小波分形技术原理
6.1.7 离散信号盒维数的计算
6.1.8 谐波小波轴心轨迹阵列的实现及其不规则度描述
6.2 Laplace小波特征波形相关滤波
6.2.1 Laplace小波及其特性
6.2.2 Laplace小波基函数相关滤波
6.2.3 应用实例
6.3 Hermitian连续小波变换与信号奇异性识别
6.3.1 机械故障诊断中的奇异性
6.3.2 小波变换对信号奇异性检测的基本原理
6.3.3 Hermitian小波的定义及特性研究
6.3.4 Hermitian连续小波变换及分解结果的表达方式
6.3.5 模拟信号分析-含有微弱准脉冲的正弦信号奇异性识别
6.3.6 应用实例－齿轮箱止推夹板端面摩擦故障分析
第七章 基于第二代小波变换的信号处理
7.1 第二代小波变换原理
7.2 预测器和更新器
7.2.1 预测器系数计算方法
7.2.2 更新器系数计算方法
7.2.3 预测器和更新器系数特性
7.2.4 第二代小波尺度函数和小波函数特性
7.3 第二代小波包分析
7.3.1 第二代小波分解和重构算法
7.3.2 滚动轴承损伤定量识别方法
7.3.3 工程应用
7.4 冗余第二代小波变换
7.4.1 冗余预测器和更新器的设计算法
7.4.2 冗余第二代小波分解与重构过程构造
7.4.3 降噪阈值选取
7.4.4 工程应用
第八章 基于EMD的时频分析方法及其应用
8.1 基于EMD的时频分析方法基本理论和算法
8.1.1 基本概念
8.1.2 EMD方法的基本原理
8.1.3 EMD方法的完备性和正交性
8.1.4 基于EMD的希尔伯特变换(HHT)的基本原理和算法
8.1.5 局部均值的求解和端点效应的解决
8.2 基于经验模式分解的Laplace小波结构模态参数识别方法研究
8.2.1 模态参数识别方法简介
8.2.2 基于EMD的Laplace小波模态参数识别方法
8.2.3 应用实例
8.3 经验模式分解方法在机械设备故障诊断中的应用
8.3.1 机车轮对轴承损伤定量识别方法
8.3.2 诊断实例
参考教材名称：何正嘉，张西宁，訾艳阳. 《现代信号处理技术及应用》，2006，西安交通大学出版社。
主要参考书：
1、 张贤达，保铮. 非平稳信号分析与处理. 北京：国防工业出版社，1998
2、 杨福生. 小波变换的工程分析与应用. 北京：科学出版社，1999
3、 Mallat S. A Wavelet Tour of Signal Processing, Second Edition. Academic Press, USA, 1999
4、 Mallat S 著, 杨力华等译. 信号处理的小波导引(第二版). 北京, 机械工业出版社, 2002
5、 何正嘉，訾艳阳等著. 机械设备非平稳信号的故障诊断原理及应用. 高等教育出版社，2001
预修课程（最低要求）：机械工程测试技术
适用专业：机械学院、能动学院、电气学院各有关专业。
《测控技术及系统》课程教学大纲
课程名称测控技术及系统)： 学分数： 2学分
课程名称 (Measurement and Control System
课内学时数：32（最低要求） 上机（实验）时数：xx小时
课外学时数：4 （最低要求） 教学方式：课堂授课 + （上机、实验）
教学要求：
本课程的目的，使学生对测量与控制系统的历史，现状，以及未来的发展有所了解。对测控系统的基本结构与原理，关键的技术，并通过典型的实例进行深入的学习。
课程内容简介 ( 500字以内)：
测量与控制系统是人类认识世界，改造世界意志的科学技术的实现。是利用最新物理学理论和效应的基础上,利用最现代化的技术手段来研究客观的学科，他的发展,促进了自然科学的进步及生产的现代化。现代科学技术，特别是制造业，对测量的精度，效率要求越来越高。已经从静态到动态，从实验室到现场，从单要素测量到全息测量，从单纯测量到反馈控制。
本课程从测控系统的基本结构的为基础，介绍测量与控制系统的历史与发展前景。着重讲述测控系统相关的计算机基本接口技术，结合应用实际，对各种传感器信号的处理与数据采集。执行机构的计算机控制。总线技术，瞄准技术，软件方法等进行分析与讨论。
第1章 绪论，
1.1 控仪器和系统的地位与作用
1.2 计算机测控系统特点与结构。
第2章 测控系统的计算机接口技术
2.1 计算机测控系统信息特点
2.2 I/O与CPU信息交换方式
2.2.1 无条件传送模式
2.2.2 查询模式
2.2.3 中断模式
2.2.4 DMA 模式
2.3 中断方式
2.3.1 中断的概念
2.3.2 中断的响应
2.3.3 中断的实现
2.3.4 8086/8088终端系统
2.3.5 中断的时序
2.4 DMA方式
2.4.1 DMA操作流程
2.4.2 DMA 操作实例
2·5 CPU时序
2.6 译码技术
2.7 缓冲与总线驱动
2.7.1 输出与输出缓冲
2.7.2 总线驱动
2.7.3 总线驱动实例分析
第3章 测控系统的数据采集
3.1 脉冲与频率信息的采集
3.1.1 脉冲与频率信息种类与特点
3.1.2 专用接口芯片的应用
3.1.3 脉冲计数接口单元的设计
3.1.4 双频激光干涉仪数据采集实例
3.2 相位测量
3.2.1 相位测量的意义
3.2.2 相位测量的实现
3.2.3 大量程高精度相位测量原理
3.2.4 外差式干涉仪数据处理
3.3 幅值测量
3.3.1 A/D转换原理
3.3.2 通道设计
第4章 控制接口
4.1 控制系统结构
4.2 PLC控制技术
4.3 模拟输出控制（DAC）
4.3.1 D/A转换原理
4.3.2 D/A 转换的通道设计
4.4 CNC数字控制
4.4.1 数字控制模式
4.4.2 运动控制的实现
4.4.3 三坐标测量机的控制系统
第5 章 测控系统的总线
5.1 微型计算机总线
5.2 总线分类
5.2.1 内总线
5.2.2 外总线
5.3 串行的总线
5.4 并行的总线
5.5 齿轮测量中心的总线系统分析
第6章 瞄准与探测技术
6.1 机械探测技术
6.1.1 触发式
6.1.2 模拟扫描式
6.2 光学式
6.3 纳米测量探测技术
第7章 空间坐标系统
7.1坐标系统的建立与转换
7.2空间系统误差的修正
第5章
参考教材名称：孙传友 主编：《测控系统原理与设计》：北京航天航空大学 出版社。
预修课程（最低要求）：微型计算机原理
适用专业：机械工程，仪器科学与技术
