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课程思政教学设计


《机械测试技术》课程思政教学设计                                                                                    



《机械测试技术》课程思政教学设计

 

一、课

课程名称

机械测试技术

所属4234开元官方活动大厅

河北农业大学

授课章节

第二章 测试系统特性

2.2 测试装置静态特性

授课人

霍晓静

授课对象

机械设计制造及其自动化专业本科生

使用教材

《机械工程测试技术基础》

二、学

学生知识

经验分析

第一章绪论已讲解了测量的基础知识,学生对测量误差与准确度等概念已基本掌握,对生活中常见的测量仪器(如电子秤)具有使用经验。

学生学习

能力分析

具有基本的分析问题能力,计算能力还有待增强

学生思想

状况分析

绝大多数学生学习态度端正,愿意打好专业基。偈嬖谘盎圆桓、得过且过、实验敷衍了事等问题。

三、教

课堂教学

目标

(一)知识目标:掌握测试系统静态特性的描述方法

二)能力目标:初步具有系统特性实验测定与分析能力

(三)价值目标:结合电子秤静态标定案例讲解测试系统静态特性的获得与分析方法,并讨论电子秤缺斤短两问题,确立严谨求实的科学态度与诚实守信、遵纪守法的做人做事准则。

教学知识点

1、灵敏度、线性度等静态特性指标的含义

2、测试系统静态特性测定方法

思政资源

(一)思想政治教育素材:缺斤短两的电子秤

(二)思想政治教育元素:严谨求实、诚实守信、遵纪守法

四、教学方法与手段

教学方法

案例分析、启发讨论

教学手段

视频播放、图片展示

五、教学过程设计

教学内容和教学过程

专业知识与思政的融合

1.静态特性定义:以电子秤为例说明

2.静态模型:线性关系--

3.静态特性的获得:

1)引导问题:托盘秤上的刻度是如何确定的?电子秤上没有刻度,直接显示物体质量,其依据什么转换的?

回答:静态标定——是一个实验过程,该过程是在只改变测量装置的一个输入量,而其他所有的可能输入样保持不变的情况下,测量对应的输出量,从而得到测量装置的输入与输出间的关系。

2)以电子秤标定实验为例说明测试装置静态特性的获得(灵敏度、线性度、回程误差、重复性误差、分辨力、漂移等静态特性指标的含义与获得方法)

l 电子秤标定实验:

输入x——标准砝码,kg;

输出y——悬臂梁受力变形(由电阻应变片及其转换电路转换为电信号变化,在电脑上可读数,后续课程跟进)

根据实验数据,可绘制标定曲线(输入-输出关系曲线),进而采用端基连线法、最小二乘法等数学方法可得到拟合直线,有了拟合直线,电子秤的刻度就确定下来了。

结合标定曲线与拟合直线,可得到若干表征测试装置静态特性的指标,如线性度、灵敏度、回程误差、重复性误差等。

l 线性度 测试系统输入输出曲线与拟合直线的偏离程度。

线性误差eL=Δmax/(Ymax-Ymin)×100%

Δmax: 输出值与拟合直线的最大偏差值

l 灵敏度

当测试装置的输入x有一增量△x,引起输出y发生相应变化△y时,定义: S=△y/△x






灵敏度实为拟合直线的斜率,

思考讨论:观看小视频“缺斤短两的电子秤”,讨论黑心商家是如何让电子秤“缺斤短两”的?

灵敏度越高,输入输出关系拟合直线越陡,即一个较小的输入,就可得到一个较大的输出。

对应电子秤,如果人为修改了其灵敏度,将b值增大,就会出现缺斤短两,消费者的利益受到损害。

l 回程误差 测试装置在输入量由小增大和由大减小的测试过程中,对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之间差值最大者为hmax,则定义回程误差为: eh=(hmax/(Ymax-Ymin))×100%

l 其他指标: 重复性 分辨力 漂移

4、科研案例

引入主持的国家重点研发计划项目子课题相关内容,介绍本项目开展的深松铲测力系统标定试验,进一步让同学明确如何进行系统标定试验,以及得到相关静态特性指标的意义,并适时引入思政内容:科学试验要有严谨求实的态度,试验设计要合理、测试过程要规范,测得数据才有更高的准确度与可信度。

5、总结:测试系统必须具有良好的静态特性和动态特性(2.3节内容),才能保证信号无失真地按规律转换,即实现不失真的测试。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1、“缺斤短两”的电子秤:不良商家常用的作弊手段是通过修改输入与输出之间线性比例系数(即修改了系统的灵敏度),把电子秤变为了“七两秤”“八两秤”,这种见利忘义的行为短时间内可能会获利,但终究会因信誉扫地被消费者淘汰。

诚信,是中华民族传统文化中的精髓,人无信不立,业无信不兴,我们要做诚实守信、遵纪守法的公民。

测试不失真——做人不失真)

2、测试的目的是获取研究对象的有用信息,基本原则与要求是完成“不失真”的测试,得到精准的测试结果,进行测试试验要秉承严谨求实的科学态度,测得数据不能任意篡改。

课后作业

1.根据应变传感器标定数据计算该传感器的灵敏度、线性度和回程误差;

2、查阅相关资料,分析总结哪些因素会导致电子秤测量结果不准确,如何从技术角度防止不良商家修改标定结果的作弊行为。



课程思政

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