《过程检测技术及仪表》课程教学大纲.docx

过程检测技术及仪表课程教学大纲中文名称：过程检测技术及仪表英文名称：Measuring Technology and Instrument预修课程：电路理论、电子技术基础、信号与系统分析、自动控制理论学时数：54（含12实验学时）学分数：3一、课程性质和目的本课程为自动化专业本科生的专业必修课程，也可作为电气自动化类专业学 生的任选课。本课程是一门紧密结合工程实际的技术性课程，其内容广泛，有一 定的深度和广度。信息的获取和信号的转换及处理是实现自动化的前提条件，本 课程以信息的获取和信号的转换及处理为主线，系统地介绍检测技术的基本理 论，各类传感器的基本原理、结构、特性和应用，信号调理技术，显示技术及仪 表，各类过程参数的检测方法及典型仪表，检测系统的设计等内容。本课程的主 要任务在于使学生掌握检测技术的基本概念和基本理论，掌握各类传感器及检测 装置的基本原理、结构、特性和应用，掌握各类过程参数的检测方法，培养学生 具有组建各类检测系统，正确地选择传感器及检测装置，正确分析和处理在工业 生产过程和科学实验的检测任务中所出现的各种工程实际问题的能力。二、课程教学内容和要求第一局部：工程测试技术基础（12学时）绪论（1学时） 第一节 本门课程的教学内容、方法和手段（0.25学时）（了解） 第二节测试技术的在现代社会应用情况（0.25学时）（理解） 第三节现代测试技术的开展趋势0.25学时）（了解） 第四节 测试技术的分类及主要的测试仪器生产厂商（0.25学时）（了解） 第一章测量的基础知识（2学时） 第一节测量的基本概念和方法（2学时）（了解）1.1.检测与测量的基本概念1.1. 测量方法的分类检测系统的组成环节1.2. 检测系统的结构形式第二章测量的误差及数据处理（6学时）第一节 测量误差的概念、分类和处理原那么（2学时）（掌握）随机误差及其处理方法1.1.1 系统误差及其处理方法粗大误差及其处理方法1.1.2 准确度、精密度和精确度与误差的关系第二节测量误差传递、测量不确定度（2学时）（掌握）2.2.1 误差的传递与分配测量不确定度的分类与评定第三节测量的数据处理（2学时）（掌握）数据拟合与最小二乘法2.3.1 回归分析第三章检测系统的基本特性（3学时）第一节 检测系统的基本特性与数学模型（0.5学时）（理解）检测系统的基本特性3.1.1 检测系统的静态和动态数学模型第二节 检测系统的静态特性（。.5学时）（掌握）检测系统的静态性能指标3.2.1 静态特性的标定与校准第三节 检测系统的动态特性（1.5学时）（掌握）检测系统的动态误差3.3.1 典型检测系统的动态特性检测系统的动态性能指标3.3.2 动态特性的标定与校准第四节 检测系统不失真测量的条件（。.5）（理解）第二局部：常用传感器（26学时）第四章弹性敏感元件与电阻式传感器（3学时）第一节测量电桥（3学时）（掌握）1. 1测量电桥的构成与分类4. 1.2直流不平衡电桥1.3交流不平衡电桥5. 1.4平衡电桥第二节弹性敏感元件（1学时）（了解）第三节 电阻应变式传感器（1.5学时）（掌握）电阻式传感器的工作原理及特性4.2.1 测量电路及温度补偿电阻应变式传感器的应用第四节压阻式传感器（0.5学时）（了解）第五章 电感式传感器与电容式传感器（6学时）第一节自感式传感器（1.5学时）（掌握）自感式传感器的工作原理及特性5.1.1 测量电路及误差补偿自感式传感器的应用第二节差动变压器（1.5学时）（掌握）差动变压器的工作原理及结构5.2.1 测量电路及零点剩余误差的消除方法差动变压器的应用第三节电涡流式传感器（1.5学时）（掌握）电涡流式传感器的工作原理及分类5.3.1 影响电涡流式传感器的因素及测量电路电涡流式传感器的应用第四节电容式传感器（1.5学时）（掌握）电容式传感器的工作原理及分类5.4.1 电容式传感器的等效电路及测量电路电容式传感器的应用第六章 热电式传感器（6学时） 第一节热电阻（1学时）（了解） 第二节热敏电阻（2学时）（了解） 第三节热电偶（3学时）（掌握）热电偶的工作原理及分类6.3.1 补偿导线的应用及热电偶的冷端温度补偿第七章光电式传感器（3学时） 第一节 光电效应及其分类（0.5学时）（理解） 第二节见光电式传感器的结构及工作原理（L5学时）（掌握） 第三节 光电式传感器的应用（1学时）（掌握）第八章磁敏式传感器（2学时） 第一节 霍尔效应与霍尔元件（0.5学时）（理解） 第二节霍尔式传感器的测量电路及应用（1学时）（掌握） 第三节 磁敏电阻的工作原理及应用（0.5学时）（了解） 第九章超声波传感器（3学时） 第一节超声波式传感器的工作原理（0.5学时）（了解） 第二节常见超声波式传感器的结构及性能（1学时）（掌握） 第三节 超声波式传感器的测量电路及应用（1.5学时）（掌握）第三局部：检测系统的设计（4学时）第十章检测系统设计的几个问题（3学时） 第一节 检测系统的非线性及其补偿方法（1学时）（掌握） 第二节温度补偿（0.5学时）（了解） 第三节抗干扰技术（1.5学时）（掌握）干扰的类型及产生原因11.3.1 检测系统的差模干扰和共模干扰常用的抗干扰措施第十一章计算机辅助设计的（1学时）第一节计算机辅助设计的手段（0.5学时）（了解）第二节LabVicw及虚拟仪器（0.5学时D （了解）三、课程教学的基本要求本课程的教学环节包括课堂讲授，学生自学，习题讨论课，实验，习题，答 疑，质疑，期末考试。通过上述基本教学步骤，要求学生掌握和了解检测技术的 基本理论，各类传感器的基本原理、结构、特性和应用，信号调理技术，显示技 术及仪表，各类过程参数的检测方法及典型仪表，检测系统的设计等内容，使学 生到达初步具备组建各类检测系统，正确地选择传感器及检测装置，正确分析和 处理在检测任务中所出现的各种工程实际问题的能力。由于传感器及检测装置的 种类繁多，在四十章的教学中，可以选择少数几种典型的传感器及检测装置作 为范例进行较详细的分析，其余的传感器及检测装置那么由学生自学，以提高学生 自学和分析、解决问题的能力。.四、建议教材及参考资料教材：过程检测技术及仪表参考书：1陈杰、黄鸿.传感器与检测技术.北京：高等教育，2002年杜维等.过程检测技术及仪表.北京：化学工业，1999年3张洪润等.传感器应用电路200例.北京：北京航空航天大学，2006年4周求湛等.虚拟仪器与LabVIEW7 Express程序设计.北京：北京航空航天大学，2004年