检测技术及仪表教学大纲

《检测技术及仪表》课程教学大纲

英文名称：Measurement Technology & Meter

课程编码：

课程类型：专业核心课程

学分学时：3学分，理论教学40学时，实验8学时

适用专业：电气工程及其自动化、自动化

先修课程：普通物理、高等数学、模拟电子技术、传感器技术、可编程控制技术、计算机控制技术、网络控制技术等。

开课学期：第五学期

课程说明：本课程是自动化专业在学完基础课后开设的一门基础理论和应用技术相结合的专业基础课程；是学习能反映生产自动化技术水平的先进性和实用性的一门专业必修课；是非常适合今后从事生产过程管理和操作的、从事产品开发研究的技术人员需要的一种切实可行的专业课。

一、课程的性质、目的和任务

本课程是将传感器技术、自动检测技术、电子测量技术、计算机技术等有机地整合而成的一门专业基础课。课程的设置是以培养应用型技术人才为目的。通过课程学习掌握自动检测系统的构成原理和构成系统的各环节的工作特性及原理；掌握对各仪表进行研究、分析、设计、校验、使用、处理及投运的方法，培养学生工程实践能力和创新能力；并了解本专业发展的趋势及前沿。

二、课程教学内容及要求

第一章测量技术及误差理论基础

本章教学目标：

掌握测量误差的分析方法和自动检测系统设计方法。

本章教学基本要求：

了解测量的概念和测量的方法，掌握自动检测系统构成原理及系统设计方法；掌握测量误差的分析方法及确定测量仪表性能计算方法。

本章教学要点：

理解测量仪表的基本性能指标，掌握误差的表现形式和误差的分类。

本章教学难点：

误差的表现形式和误差的分类；确定仪表的准确度。

第一节概述

（一）测量的概念

（二）测量方法

（三）测量仪表的基本功能

（四）测量仪表的基本性能指标

第二节测量误差

（一）误差存在的绝对性

（二）误差的表示形式

（三）误差的分类

（四）仪表的准确度

第二章温度的测量

本章教学目标：

掌握热电偶冷端温度补偿，热电阻引出线的接线制。

本章教学基本要求：

了解几种非接触测温方法及仪表。理解几种常用温标的定义，掌握传感器、显示器和变送器的结构特点，掌握热电偶的冷端温度补偿，掌握几种接触式测温方法及仪表。

本章教学要点：

仪表系统构成原理和特点，能有效的对所用仪表及系统的特性进行分析。

本章教学难点：

掌握热电偶冷端温度补偿，热电阻引出线的接线制。并能有效的对所用仪表及系统的特性进行分析和研究。

第一节概述

（一）温度和温标；

（二）测量方法的分类。

第二节接触式测温方法及仪表

（一）膨胀式温度计；

（二压力式温度计；

（三）热电偶温度计；

（四）热电阻温度计；

（五）接触式测温实例。

第三节非接触式测温方法及仪表

（一）辐射测温的基础理论

（二）光学高温计

（三）光电高温计

（四）全辐射高温计

（五）比色高温计

（六）前置反射器辐射温度计

（七）非接触式测温实例

第四节新型温度传感器

（一）集成温度传感器；

（二）光纤温度传感器。

第五节新型温度传感器

（一）仪表系列温度变送器；

（二）一体化温度变送器。

第三章压力和差压的测量

本章教学目标：

掌握弹性式、电气式压力等传感器的结构原理、选用方法及安装使用方法。

本章教学基本要求：

了解压力和差压的概念和表示方法，按要求选择并使用相应测量元件和仪表，构成自动检测系统。

本章教学要点：

按要求选用相应仪表，构成自动检测系统。

本章教学难点：

按要求选择并使用相应测量元件和仪表，构成自动检测系统。

第一节概述

（一）压力和差压的概念及表示方法；

（二）压力的度量单位。

第二节液柱式压力计

（一）U形管压力计

（二）单管压力计；

（三）斜管压力计；

（四）液柱式压力计的使用。

第三节弹性式压力计

（一）弹性元件

（二）弹簧管压力计

第四节电气式压力传感器

（一）应变式压力传感器

（二）压电式压力传感器

第五节压力变送器

（一）电容式压力变送器

（二）扩散硅差压变送器

第六节压力计的校验和使用

（一）活塞式压力计及压力计的校验

（二）压力计的使用

第四章流量的测量

本章教学目标：

掌握各种体积流量计、质量流量计和流量标准装置的结构特点和应用。本章教学基本要求：

掌握流量标准装置和质量流量计的特点和使用。

本章教学要点：

检测系统的设计方法，完成教材要求部分作业。

本章教学难点：

根据生产要求选用所需要的仪表，并指出其安装地点和方法。

第一节概述

（一）流量的概念

（二）流量计的分类

第二节差压式流量计

（一）节流式流量计的测量原理

（二）节流装置

（三）节流装置的其他辅件

（四）节流式流量计的安装使用；

（五）其他差压式流量计。

第三节转子流量计

（一）转子流量计的原理及结构

（二）转子流量计的刻度换算与量程调整

（三）转子流量计的安装使用

第四节靶式流量计

（一）靶式流量计的工作原理

（二）靶式流量计的结构及安装使用

（三）靶式流量计的标定

（四）靶式流量计的特点

第五节速度式流量计

（一）涡轮流量计

（二）电磁流量计

（三）涡街流量计

（四）超声流量计

第六节容积式流量计

（一）椭圆齿轮流量计

（二）腰轮流量计

第七节质量式流量计

（一）热式流量计

（二）冲量式流量计

（三）科里奥利式质量流量计

（四）间接式质量流量的测量方法

第八节流量校验系统

（一）流量校验装置

（二）标准表校验法

第五章：物位的测量

本章教学目标：

用图片、讲解，练习的方法掌握几种物位计的测量原理和使用方法。

本章教学基本要求：

了解物位测量的基本概念，掌握浮力式液位计、浮筒式液位计等物位计的测量原理和使用方法

本章教学要点：

浮筒式液位计的校验方法及计算。

本章教学难点：

浮力式液位计、电容式物位计等几种物位计的测量原理和使用方法。第一节概述

（一）物位测量的一般概念

（二）物位测量的工艺特点和主要问题

（三）物位测量仪表的分类

第二节直读式液位计

第三节浮力式液位计

（一）浮子式液位计

（二）浮筒式液位计

第四节静压式液位计

（一）压力计式液位计

（二）差压式液位计；

（三）法兰式压力变送器的应用

（四）静压式液位计的零点迁移

（五）静压式液位计的特点及选型

第五节电容式物位计

（一）导电介质的电容式物位计

（二）非导电介质用电容式物位计

（三）固体物料用电容式物位计

（四）油箱油量检测系统

第六节导电式液位计

第七节超声波式物位计

（一）超声波的特性

（二）超声波物位计的特点及其分类

（三）声速校正的方法

第八节核辐射式物位计

（一）核辐射式物位计的工作原理与特点

（二）利用核辐射式物位计测量物位的方法

（三）辐射式物位计的使用与防护

第六章机械量的测量

本章教学目标：

掌握能够检测位移、转速、加速度等机械量的传感器的结构特点。

本章教学基本要求：

了解力学量的测量，掌握位移的测量，掌握转速的测量，掌握厚度和直径的测量。

本章教学要点：

位移的测量，转速的测量，厚度和直径的测量。

本章教学难点：

转速的测量和位移的测量。

第一节概述

第二节位移的测量

（一）电感式位移传感器

（二）霍尔式位移传感器

（三）光纤式位移传感器

（四）计量光栅

第三节转速的测量

（一）模拟式测速法

（二）计数式测速法

（三）激光式测速法

第四节力学量的测量

（一）荷重传感器与电子秤

（二）加速度与振动的测量

第五节厚度、直径的测量

（一）超声波的特性

（二）厚度的测量

（三）直径的测量

三、课程教学方式方法与考核

1、教学方式以课堂讲授为主，辅之以实验课、习题课、课堂讨论及课外作业。

2、考核成绩以课程结束考试为主，辅之以平时考核（包括实验、课堂讨论、课外作业及课堂出勤率等），总成绩=考试成绩70%+平时考查30%。

四、教材及参考书目

1、教材：

《检测技术及仪表》（第一版，2008年）林锦实主编机械工业出版社

2、参考书目：

①《传感器技术及应用》樊尚春主编北京航空航天大学出版社

②《自动检测与转换技术》梁森主编机械工业出版社

③《化工自动化及仪表》杨丽明主编化学工业出版社

五、其他说明

1、课内实验（8学时）

实验一、金属箔式应变片――单臂电桥性能实验

实验二、金属箔式应变片――半桥（全桥）性能实验

实验三、金属箔式应变片――全桥性能实验

实验四、差动变压器的性能实验

2、学时分配

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