10典型测试系统设计实例教学教材
《系统抽样》教案正式版
《系统抽样》教案尤溪一中姜志茂设计理念：立足“以人为本，以学生发展为本”的基本理念，努力解决好以下三个问题：⑴依据课程目标，结合教材内容和学生实际，确定教学目标。
⑵依据建构主义理论，学习不是被动接受而是主动建构的过程，强调学习的情境性、个体性、生成性，选择教学方法，实现教学目标。
⑶以教师为主导，学生为主体，探究为主线，通过主动、探究、合作为主要特征的学习方式，强调“活动”的内化，让学生体验“学数学、用数学”的意识和能力。
教学内容：《普通高中课程标准实验教科书——数学③》（人教版）第二章第一课第二节2.1.2系统抽样教学目标：1.知识与技能：（1）通过案例及练习，使学生理解和掌握系统抽样的概念方法与步骤；（2）会用系统抽样法从总体中抽取个体，能根据总体的特征选择适当的抽样方法；（3）正确理解系统抽样与简单随机抽样的关系。
2. 过程与方法：通过对实际问题的探究，让学生体验从总体中抽取样本的全过程，归纳应用系统抽样来解决实际问题的具体方法步骤，体验“学数学、用数学”的意识和能力3•情感态度与价值观：通过数学活动，感受数学对实际生活的需要，体会现实世界和数学知识的联系。
学情与教材分析：学生已初步了解掌握了简单随机抽样的两种方法，即抽签法与随机数表法，在此基础上进一步学习系统抽样，可以创设一个恰当的问题情境，让学生类比简单随机抽样的方法步骤，尝试解决抽取样本的过程，并围绕代表性与公平性两原则，分析比较从而达到对新知识新方法的学习与掌握。
教学重点：正确理解系统抽样的概念方法步骤，能够灵活应用系统抽样的方法解决统计问题。
教学难点：当N不是整数时的处理办法，个体编号具有某种周期性时，“坏样n本”的理解。
教学准备：制作相关ppt幻灯片，如复习提问的问题与答案，系统抽样的方法步骤，例题及解答等教学过程：一、新课引入［教学内容］1、复习提问：（1）什么是简单随机抽样？有哪两种方法？（2）抽签法与随机数表法的一般步骤是什么？(3)简单随机抽样应注意哪两个原则？(4)什么样的总体适合简单随机抽样？为什么？［设计意图］通过复习提问进一步理解掌握简单随机抽样的概念方法和步骤？为新课学习打基础［教学内容］2、实例探究当总体数量较多时，应当如何抽取？结合课本课本P60探究问题，设计你的抽取样本的方法。
变形测量课程设计
变形测量课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握变形测量的基本概念、原理及方法。
2. 使学生了解变形测量的应用领域，如工程、地质、环境监测等。
3. 引导学生掌握变形测量的数据处理与分析方法，能对变形数据进行有效解读。
技能目标：1. 培养学生运用测量工具进行实际变形测量的能力。
2. 培养学生运用数据处理软件对变形数据进行处理、分析，并撰写测量报告的能力。
3. 提高学生团队协作、沟通表达及问题解决的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对变形测量学科的兴趣，激发学生探索科学问题的热情。
2. 培养学生严谨、务实的学习态度，养成科学研究的良好习惯。
3. 增强学生的环保意识，使其认识到变形测量在地质灾害防治、环境保护等方面的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论知识与实际操作，注重培养学生的动手能力和问题解决能力。
学生特点：六年级学生具备一定的物理知识和数学基础，思维活跃，好奇心强，善于观察和提问。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，引导学生主动参与课堂讨论和实践活动，提高学生的实际操作能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 变形测量基本概念：介绍变形测量的定义、分类及基本原理，使学生了解变形测量的研究内容和应用领域。
教材章节：《地理信息系统》第四章第一节2. 变形测量方法：讲解不同类型的变形测量方法，如地面测量、卫星遥感、激光扫描等。
教材章节：《地理信息系统》第四章第二节3. 变形测量数据处理与分析：介绍变形测量数据的处理方法、分析技术以及相关的软件应用。
教材章节：《地理信息系统》第四章第三节4. 实际操作与案例解析：组织学生进行实际变形测量操作，分析典型案例，提高学生的实际操作能力。
教材章节：《地理信息系统》第四章第四节5. 变形测量在地质灾害防治中的应用：探讨变形测量在地质灾害防治中的作用，提高学生的环保意识。
java实验选课系统课程设计
java实验选课系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握Java语言面向对象编程的基本知识，包括类与对象、继承与多态、接口与实现。
2. 使学生了解数据库连接和SQL语句的基本使用，能够实现数据的增、删、改、查功能。
3. 帮助学生理解实验选课系统的业务需求，掌握系统设计、模块划分和功能实现。
技能目标：1. 培养学生运用Java语言和数据库技术解决实际问题的能力。
2. 培养学生分析需求、设计系统、编写代码、调试程序和撰写文档的实践能力。
3. 提高学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对编程的兴趣和热情，激发学生主动学习的动力。
2. 培养学生严谨、认真的工作态度，养成良好的编程习惯。
3. 增强学生的团队意识，使学生认识到团队合作的重要性，培养合作精神。
本课程针对高年级学生，结合Java实验选课系统实际项目，注重理论与实践相结合，提高学生的实际编程能力和团队协作能力。
课程目标具体、可衡量，旨在使学生能够独立完成实验选课系统的设计与实现，为未来从事软件开发和项目实践打下坚实基础。
二、教学内容1. Java面向对象编程基础：类与对象、构造方法、封装、继承、多态、接口。
相关教材章节：第1章-第4章2. 数据库基础：数据库概念、SQL语句、数据库连接、JDBC。
相关教材章节：第5章-第6章3. 实验选课系统需求分析：功能模块划分、用例分析、系统流程设计。
相关教材章节：第7章4. 实验选课系统设计与实现：a. 系统架构设计：MVC模式、分层设计。
b. 数据库设计：表结构设计、关系映射。
c. Java代码编写：实体类、业务逻辑类、控制器、视图。
相关教材章节：第8章-第10章5. 系统测试与调试：单元测试、集成测试、系统测试、性能优化。
相关教材章节：第11章6. 项目文档编写：需求分析文档、设计文档、测试文档、用户手册。
相关教材章节：第12章教学内容安排和进度：第1-2周：Java面向对象编程基础学习。
10典型测试技术设计实例汇总
10.2无心磨削的工件棱圆度精密检测
测试对象
传动轴无心复合磨削
特点：加工自动定位——3点 定位
导轮的摩擦力带动工件旋转
导轮的摩擦力和砂轮的切削 力使工件支撑在托架上进行自动 定心，实现砂轮对工件外圆的连 续加工——等直径加工
问题：回转中心动态不稳定性造成工件外圆形状为棱圆问题 一般为低次的3、5、7次奇数棱圆和高次的12、14、16次偶数棱圆,常见为三棱圆
砂轮
工件
导轮
托架
三棱圆
2、无心磨削的工件棱圆度精密检测
测试任务
棱圆的棱数和棱圆度检测 测量精度达到微米级 实现量化分析和评估
测试方案
1）测量棱圆直径——工件外圆测量常规方法 等分棱圆角度，测量出相应的直径数值 希望经数据处理获得棱圆的棱数和圆度误差
由于棱圆的各个方向直径在加工过程中是被 保证的，因此，直径测量无法反映棱圆形状。
10.1塔式起重机结构强度测试
测试工况：
测试中选取了不同起重重量、不同变幅幅度、不同方位角进行组合变化，分 别测试各种工况下最大应力
工况序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
R距离 10m 10m 10m 10m 18m 18m 18m 18m 33m 33m 33m 33m
可以克服这
• 传感器的互换性差，需定期标定，工作量大
些缺点？
• 两线制使测点到仪表的引线较长，引线误差较大
• 连线多，环节多，每个测点到仪表均需连线、均需放大调理， 使结构复杂
• 传输弱小的模拟信号，抗干扰能力弱，测量结果的稳定性和 可靠性差
2）地面红外线机车轴温检测仪
• 只能在机车通过监测点时监测轴箱轴承——无法全程监测
软件测试系统课程设计
软件测试系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握软件测试系统的基本概念、方法和技巧，能够独立进行软件测试，提高软件质量。
具体分为以下三个部分：1.知识目标：了解软件测试的基本概念、类型、过程和方法；掌握自动化测试工具的使用；熟悉软件测试用例的设计和执行。
2.技能目标：能够运用所学的软件测试理论、方法和工具，独立完成软件测试计划、测试用例设计和执行、测试报告撰写等任务；具备一定的软件测试项目管理能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对软件测试工作的认识，使其认识到软件测试在软件开发过程中的重要性，树立正确的软件测试观念；培养学生细心、耐心、严谨、团队协作的工作态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.软件测试基本概念：软件缺陷、软件测试目标、软件测试原则等。
2.软件测试类型：功能测试、性能测试、兼容性测试、安全性测试等。
3.软件测试过程：测试计划、测试设计、测试执行、测试报告等。
4.软件测试方法：黑盒测试、白盒测试、灰盒测试、静态测试等。
5.自动化测试：自动化测试工具、自动化测试脚本编写等。
6.测试用例设计：等价类划分、边界值分析、错误推测等。
7.测试项目管理：测试计划制定、测试团队管理、测试进度控制等。
8.软件测试案例分析：分析实际软件测试案例，了解软件测试在实际工作中的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解软件测试的基本概念、方法和技巧。
2.案例分析法：分析实际软件测试案例，让学生了解软件测试在实际工作中的应用。
3.实验法：让学生动手实践，使用自动化测试工具进行实际操作。
4.讨论法：分组讨论，引导学生思考和解决问题。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《软件测试工程师实战教程》。
2.参考书：《软件测试的艺术》、《软件测试实践》。
3.多媒体资料：教学PPT、软件测试案例视频等。
4.实验设备：计算机、网络环境、自动化测试工具。
软件测试系统的课程设计
软件测试系统的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解软件测试的基本概念、目的和重要性；2. 掌握软件测试的基本方法、分类和步骤；3. 了解软件测试工具的使用和适用场景；4. 掌握编写测试用例、执行测试和提交缺陷报告的基本技能。
技能目标：1. 能够运用不同的测试方法对软件进行系统性的测试；2. 能够使用测试工具进行自动化测试；3. 能够根据软件需求分析，编写具有针对性的测试用例；4. 能够独立执行测试，并提交详细的缺陷报告。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨、细致的工作态度，树立质量意识；2. 培养学生的团队合作精神，学会在团队中沟通协作；3. 培养学生面对问题，积极寻求解决方案的进取精神；4. 增强学生对软件测试职业的认识，提高职业素养。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，要求学生具备一定的编程基础和软件工程知识。
学生特点：学生为高中年级，具有一定的逻辑思维能力和问题解决能力，对计算机技术感兴趣。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强调动手实践，培养学生解决实际问题的能力。
通过课程学习，使学生能够掌握软件测试的基本知识和技能，为未来从事软件测试工作打下坚实基础。
教学过程中，注重分解课程目标为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 软件测试基本概念：测试的目的、分类、原则；2. 软件测试过程：测试策略、测试计划、测试用例设计、测试执行、测试评估；3. 测试用例设计方法：等价类划分、边界值分析、因果图、决策表；4. 自动化测试：自动化测试原理、测试工具介绍（如Selenium、JMeter）；5. 缺陷报告：缺陷报告的编写、提交和跟踪；6. 软件测试工具：使用测试工具进行测试管理、自动化测试；7. 测试团队协作：团队沟通、项目管理、质量保证。
教学大纲安排：第一周：软件测试基本概念、目的和分类；第二周：测试过程、测试策略和测试计划；第三周：测试用例设计方法；第四周：自动化测试原理和工具介绍；第五周：自动化测试工具实践；第六周：缺陷报告编写与跟踪；第七周：软件测试工具的使用；第八周：测试团队协作与项目管理。
考试报名系统课程设计
考试报名系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解考试报名系统的基本概念和功能，掌握其操作流程。
2. 使学生掌握考试报名系统中涉及的数据类型、数据结构和基本算法。
3. 帮助学生了解考试报名系统在实际生活中的应用，提高其信息素养。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计和开发简单的考试报名系统应用能力。
2. 提高学生分析问题、解决问题的能力，使其能够运用合适的算法和数据结构优化系统性能。
3. 培养学生的团队协作能力，通过小组合作完成考试报名系统的设计、开发和测试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对待考试的诚信态度，认识到考试报名系统在维护公平、公正考试环境中的重要性。
2. 激发学生对计算机科学的兴趣，引导其关注科技发展，培养创新意识。
3. 培养学生的责任感，使其认识到自己在维护考试报名系统正常运行中的职责。
课程性质分析：本课程属于信息技术学科，旨在通过学习考试报名系统，提高学生的信息素养和实际操作能力。
学生特点分析：学生为六年级学生，具备一定的计算机操作能力和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：1. 结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 注重启发式教学，引导学生主动思考，培养其创新意识。
3. 强调团队协作，培养学生沟通、协作能力。
二、教学内容1. 考试报名系统概述- 了解考试报名系统的基本概念、功能和应用场景。
- 分析考试报名系统的主要组成部分和运行原理。
2. 数据类型与数据结构- 学习考试报名系统中涉及的数据类型和数据结构，如字符串、日期、列表等。
- 掌握如何使用合适的数据结构存储和管理报名数据。
3. 基本算法与应用- 学习排序、查找等基本算法在考试报名系统中的应用。
- 探讨如何运用算法优化系统性能，提高报名效率。
4. 系统设计与开发- 分析考试报名系统的需求，设计系统功能模块。
- 学习使用流程图、伪代码等工具，进行系统设计。
5. 系统实现与测试- 使用编程语言实现考试报名系统的主要功能。
检测系统数字化测试技术课程设计
检测系统数字化测试技术课程设计课程简介数字化测试技术是现代制造业中非常重要的一项技术。
数字化测试技术的学习和实践可以使学生更深入地了解现代制造业的发展方向和趋势，同时也可以提高学生的实际操作和数据分析技能。
在本课程中，我们将通过实际案例来介绍数字化测试技术，并学习其在不同领域的应用，例如机械制造、电子制造和材料科学等。
除此之外，本课程还将涉及数字化测试技术所需要的基础知识，例如传感器、数据采集和信号处理等。
课程目标1.掌握数字化测试技术的基本概念和原理；2.熟悉数字化测试技术在不同领域的应用场景；3.学习数字化测试系统的组成和操作方法；4.掌握数字化测试数据的处理和分析方法；5.能够独立进行数字化测试实验。
课程内容第一部分：数字化测试技术概述物理量与传感器在这一部分中，我们将介绍数字化测试技术中的基础概念和传感器的原理。
首先，我们将学习物理量的基本概念，例如长度、质量和时间等。
接下来，我们将学习传感器的分类和原理，并介绍常见的温度传感器、压力传感器和加速度传感器等。
数据采集与信号处理在这一部分中，我们将介绍数据采集与信号处理的基础知识。
首先，我们将了解数据采集的原理和方法，并介绍常见的数据采集设备。
接下来，我们将学习信号处理的基础知识，例如滤波、调制和解调等。
第二部分：数字化测试系统设计系统组成与操作方法在这一部分中，我们将介绍数字化测试系统的组成和操作方法。
首先，我们将学习数字化测试系统的基本构成，例如传感器、数据采集设备和计算机等。
接下来，我们将介绍数字化测试系统的操作方法，例如测量准备、数据采集和数据处理等。
系统实现与数据分析在这一部分中，我们将介绍数字化测试系统的实现和数据分析方法。
首先，我们将介绍数字化测试系统的实现方法，例如实验规划、实验流程和数据处理等。
接下来，我们将学习数字化测试数据的处理和分析方法，例如数据可视化、统计分析和模型建立等。
第三部分：案例分析与实验设计案例分析在这一部分中，我们将介绍数字化测试技术在不同领域的应用实例。
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一般为低次的3、5、7次奇数棱圆和高次的12、 14、16次偶数棱圆（常见为三棱圆）
三棱圆 传动轴无心复合磨削
2、无心磨削的工件棱圆度精密检测
➢ 测试任务
棱圆的棱数和棱圆度检测 ✓测量精度达到微米级 ✓实现量化分析和评估
➢ 测试方案
1）测量外圆直径——工件外圆测量常规方法 ✓等分棱圆角度，测量出相应的直径数值 ✓希望经数据处理获得棱圆的棱数和圆度误差
max E max
1）单向应力状态下的平面应力计算 E
K max /
2）平面应力状态的主应力计算
1
E
1 2
( 1
2 )
2
E
1 2
( 2
1 )
3）与设计指标比较
10.2无心磨削的工件棱圆度精密检测
➢ 测试对象
砂轮
工件
导轮
托架
➢ 特点：加工自动定位——3点定位 导轮的摩擦力带动工件旋转 导轮的摩擦力和砂轮的切削力使工件支撑在 托架上进行自动定心，实现砂轮对工件外圆 的连续加工——等直径加工
第十章
测试技术—— 典型测试系统设计实例(4)
内容
1. 塔式起重机结构强度测试 2. 无心磨削的工件棱圆度精密检测 3. 高速机车轴温测试系统 4. 润滑油膜厚度检测 5. 缝纫机噪声源测试分析 6. 旋转机械故障监测诊断网络化系统
重点：掌握一些具体的测试技术，对一个测试系统的设计有一个基本
的概念，学会分析方法与设计思路
由于棱圆的各个方向直径在加工过程中是被保证的，因此，直 径测量无法反映棱圆形状。
2）测量棱圆半径 由于外圆表面到圆心的距离不同，所以使用位移传感器测量棱圆
各个方向的外圆表面到圆心的距离
2、无心磨削的工件棱圆度精密检测
➢ 采取测量棱圆半径测试方案
测量系统组成
✓ 回转工作台：以实现工件的回转，中心不变
箱形梁断面在外力拉（压）、弯曲、 扭（转）矩作用下的正应力分布
贴片方法：在箱形断面 角点处贴应变片。
10.1塔式起重机结构强度测试
➢ 测试方案
测量系统共布置了20个测点
10.1塔式起重机结构强度测试
➢ 测试条件
✓ 假设条件：载荷不包括吊钩重量，载荷误差应小于1%；
各工况皆是处于空钩离地状态时进行仪器调零；测试数据 均为吊重引起的应力，不应包括自重和风阻应力
断面正应力分布
各种断面的应力分布规律： a．断面上通常只有两种力：正应
力、剪应力 b．断面角点处只有正应力，而无
剪应力。正应力的最大值出现 在角点处,即为主应力。 c．剪应力的分布形式根据其断面 形状不同而不同，一般来说， 最大剪应力产生在中性轴处。
10.1塔式起重机结构强度测试
测点位置：最大正应力法——角点法
工况序号
R距离
Q吊重
α
1
10m
29.4kN
0º
2
10m
29.4kN
45º
3
10m
36.75kN
0º
4
10m
36.75
0º
6
18m
17.15kN
45º
7
18m
21.4kN
0º
8
18m
21.4kN
45º
测试点
备注
1～20
额定载荷
Q起重量
1～20
额定载荷
R幅度—
1～20
超载25%
回顾
➢ 测试系统的设计涉及
明确测试任务 制定测试方案 选择传感器 设计后续测试系统 测试系统效能分析
10.1塔式起重机结构强度测试
➢ 测试对象
10.1塔式起重机结构强度测试
➢ 测试任务 对新设计的某型号塔式起重机样机进行强度检测
➢ 测试目的 通过测试来验证理论计算，为产品的进一步改进 提供依据 对样机提出评价意见，作为新产品鉴定的依据
➢ 测试参考 根据原始设计资料，选择在应力应变最大处粘贴 应变片进行测量 根据两种不同破坏情况，按照JJ30-85《塔式起重 机结构试验方法》测试静态、动态应力应变
强度检测正、切应力测量 判断最大应力是否大于许用应力
10.1塔式起重机结构强度测试
➢ 测试方案
问题最终归结于测量最危险截面的静态与动态应力应变
工件的棱圆度测量确定为离线方式，工作台低速回转下测量即可， 传感器的频响特性不需要很高 • 接触方式：
测量方式可选用接触或非接触方式 • 成本问题：
尽可能减小
2、无心磨削的工件棱圆度精密检测
➢ 传感器选择
变间距电容传感器？电涡流传感器？电感传感器？ ①变间距电容传感器
优点：测量精度高，灵敏度高，响应速度快，能抵抗 高温、振动和潮湿，特别适用于恶劣环境中作非接触 测量，适应于测位移小量程 缺点：测量电路较为复杂，一般采用调幅电路或调频 电路，后续调理电路相对复杂，增加了系统复杂性 ②电涡流传感器 优点：具有灵敏度高、响应快速、非接触测量的特点 缺点：常规类型量程1～2mm，从实际应用来讲，其 精度不足；如选用高精度型，其量程为250um，分 辨率0.01um，但这种类型成本较高。
测量方法：应变片+电桥
✓ 静态测量时由于有多个测点，通常配用预调平衡箱，利用外 加电阻对电桥调平衡，以便于与应变仪连接
✓ 动态测量由于测点少不需要配用预调平衡箱，直接与应变仪 连接，使用光线示波器作为动态应变记录装置
静态应力测试系统框图
动态应力测试系统框图
10.1塔式起重机结构强度测试
测点布置：测点位置和测点方向是影响结构强度试验是否可靠的两个 重要因素
—吊点到
1～20
超载25%
塔机回转
1～20 1～20
额定载荷 额定载荷
中心的距 离
1～20
超载25%
α起重臂
1～20
超载25%
与塔身之 间的方位
角。
10.1塔式起重机结构强度测试
➢ 数据处理与结果分析
• 静态：相同试验条件下多次测量取平均值
• 动态：用光线示波器记录下动态应变曲线,确定最大应力、
平均应力、动载系数。
✓ 位移测量传感器：测量外圆位移的动态数值
✓ 位移传感器的调理装置
✓ 信号处理和显示装置
传感器
工件 回转台
信号 调理
信号处理 显示
2、无心磨削的工件棱圆度精密检测
➢ 选择传感器考虑问题
• 精度： 为了保证磨削加工的工件测量精度为微米级，必须选用高精度的位
移传感器 • 量程：
由于是磨削加工，外圆形状误差不会很大，小量程可满足测量要求 • 测量方式：
✓ 环境条件：测试温度10～25℃，湿度50%～70%，风
力1级
✓ 测试工况：测试中选取了五种不同起重重量、三种变幅
幅度、两种方位角进行组合变化，分别测试各种工况下最 大应力
10.1塔式起重机结构强度测试
➢ 测试步骤 ✓ 检查和调整试验样机 ✓ 粘贴应变片并干燥、密封、检查绝缘 ✓ 接好应变测试系统，调试仪器，合理选择灵敏度，消除不正常现象 ✓ 取空载状态作为初始状态，将应变仪调零 ✓ 按照测试工况，分别测试各种情况下的最大应力