实验教学大纲（course syllabus）

*实验名称

（Course Name）

测试原理与技术课外实验

Extracurricular Experiment of Measurement principles and technologies

教学课程代码

（Course Code）

ME399

*课程学时

（Credit Hours）

48

*实验学时

（Class Hours）

10

授课教师

（Lecturer）

王文、杜正春、孙方宏等

实验指导教师

(Mentor)

唐静君

实验学生

（Audience）

三年级本科生

授课语言

(Language of Instruction)

中文

*开课院系

（School）

机械与动力工程学院/School of Mechanical Engineering

先修课程基础

（Prerequisite）

《大学物理》《高等数学》、《概率统计》、《电工与电子技术》、《模型分析与系统控制》、《理论力学》、《工程热力学》、《工程流体力学》

*实验简介（Description）

测量原理与技术课外实验属于《测量原理与技术》课程配套的提高实验。其目的是在学生完成课程内容和基础实验后，能够在课外试验中了解更多最新测量仪器设备和测量手段，加深对测量及测量误差的理解。在课外实验中，学生以小组为单位进行实验项目，通过自主设计实验方法，搭建测量平台，培养学生的实践能力、创新能力和团队合作与交流能力。实验内容主要包括：三坐标测量机测工件不确定度的实验、线轮廓度的测量实验、大平面的平面度测量实验、切削力测量实验和振动与水温测量实验。

*实验简介（Description）

Extracurricular Experiment of Measurement principles and technologies belongs to the "measurement principle and technology" course supporting the improvement of the experiment. The purpose is to complete the course content and basic experiments, students can learn more in the extracurricular test equipment and measurement methods, to improve the measurement and measurement error understanding. In the extracurricular experiment, the students devided into the group as a unit of experimental projects, through the independent design of experimental methods, build a measurement platform to develop students' practical ability, innovation and teamwork and communication skills. The main contents of the experiment include: the experiment of measuring the uncertainty of the workpiece by coordinate measurement machine, the measurement of the line profile, the flatness measurement experiment of large plane, the experiment of cutting force measurement, the experiment of Vibration and water temperature.

*实验教学目标(Learning Outcomes)

1.了解三坐标测量机的测量原理，掌握三坐标测量仪使用方法。(A3,A4)

2熟悉工件直径、圆心距、同心度等特征测量方法。（A3,A5）

3.了解线轮廓度的定义，掌握线轮廓度的测量方法。（A3,A4,A5）

4.要求学生搭建测量线轮廓度系统，能够完成测量和数据处理的任务。（A3,A5,B2,B4）

5.了解平面度的定义，掌握平面度的测量方法。(A3,A5)

6.要求学生搭建能够测量平面度的系统，完成测量和数据处理的任务。（A3,A5,B2,B4）

7.了解切削测力仪的工作原理和测力方法和实验系统。（A3,A4,A5）

8.掌握背吃刀量 进给量 和切削速度 对切削力的影响规律。（A3,A5,B2）

9.掌握LabVIEW的基本编程方法（A3,A5）

10.掌握基本的数据重构和误差分析方法（A5,B1,B2, C4）

11.以小组为单位进行实验项目，培养学生的实践能力、 创新能力和团队合作与交流能力。（B1,B2,B3,B4,C2,C3,C4）

*实验项目

 (Experiment items)

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

1

三坐标测量机测工件不确定度的实验

2

综合

4

三坐标测量机

内容与

要求

1实验内容

介绍三坐标测量机的工作原理，熟悉三坐标测量机的操作方法并完成工件的测量

2实验要求

（1）A零件测量2个孔的直径及中心距，并求出相应的不确定度；

（2）B零件测量阶梯轴的两个圆柱面的直径并求其不确定度；

（3）对比测量值与设计值差别。

（4）实验报告要求完整，包括原始数据、测量过程、图表说明等。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

2

线轮廓度的测量实验

2

综合

4

五轴加工中心、激光位移传感器

内容与

要求

1）实验内容

使用五轴加工中心和激光位移传感器搭建线轮廓测量系统，并根据采集到的数据计算工件线轮廓度。

2）实验要求

较准确地测出所给工件的线轮廓度，完成测量实验报告，实验报告中要详述所用方案，包括方法，实验设备，原理，原始数据，图表说明等，附加必要的讨论与误差分析。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

3

大平面的平面度测量实验

2

综合

4

平面度测量仪

内容与

要求

1）实验内容

介绍平面度测量仪的测量原理，掌握平面度测量仪的使用方法，完成工件平面度的测量。

2）实验要求

较准确地测出所给工件的平面度，完成测量实验报告，实验报告中要详述所用方案，包括方法，实验设备，原理，原始数据，图表说明等，附加必要的讨论与误差分析。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

4

切削力测量实验

2

综合

4

加工中心、测力仪。

内容与

要求

1）实验内容

介绍切削原理、测力仪工作原理，掌握测力仪使用方法，并完成不同切削参数下的切削力测量。

2）实验要求

生成实验报告，要求给出切削力随背吃刀量 进给量 和切削速度 的变化规律，并给出相应的图表说明，可以附加实验中发现的问题及讨论。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

5

切削力测量实验

2

综合

4

加速度传感器、热电偶、数据采集卡。

内容与要求

1）实验内容

介绍振动测量和水温测量原理，掌握数据采集卡使用方法，自行设计振动测量和水温测量的实验。

2）实验要求

自行设计实验方案，算出固有频率和阻尼系数以及水温随时间变化过程。

*考核方式

(Grading)

成绩评分原则：

1、缺席或无实验报告提交：0分；

2、签到并基本完成实验报告：6分；

3、签到并基本完成实验报告，实验错误较少：7分；

4、能独立完成规定实验内容，试验结果正确，发现问题并分析：8分；

5、实验报告完成认真，文字、图表清晰，理论分析正确，见解独到：9分；

6、实验报告完成认真，文字、图表清晰，理论分析正确，见解独到，并有创新性理念提出：10分。

*实验指导教材或参考资料

(Textbooks & Other Materials)

实验指导教材：自编实验指导书

参考资料：

1、上海交大课程组 测量原理与技术（讲义），2015

2、Donald F. Young, Bruce R. Munson, Theodore H. Okiishi, Introduction to Fluid Mechanics( 5th edition), Join Wiley & Sons, Inc., 2012

3、黄长艺、卢文祥、熊诗波，机械工程测量与试验技术，机械工业出版社，2001

4、动力机械测试技术， 罗次申，上海交通大学出版社，2001

备注

（Notes）