《卓越自动检测系列实验》教学大纲（本科）.docx

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1、卓越自动检测系列实验教学大纲课程英文名Series Experiments of Automatic Detection课程代码02M0119学分2总学时32课程类别专业课课程性质限选先修课程误差理论与数据处理、传感器技术、自动控制原理适用专业测控技术与仪器专业 （卓越自动检测方向）开课学院计量测试工程学院执笔人审定人制定时间2020年12月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修力艮选/任选。一、课程地位与课程目标（-）课程地位本课程是测控技术与仪器专业卓越班（自动检测方向）的一门专业实验课，实验内容包括温 度、压力、流量仪表的检定校准以及热工参数的过程控制。通过使用

2、计量标准仪器对常见温度、 压力、流量仪表进行检定和校准，使学生更加深刻理解“计量”的含义，并掌握热工参数的主要控 制过程和基本控制方法。（-）课程目标通过本课程的实验训练，提高学生解决工作中实际问题的能力，培养严谨的科学作风，为以 后的学习和工作打下扎实的基础，从而能较快地适应计量部门和企业的工作需要。课程的具体目 标如下：1 .通过实验项目掌握温度、压力、流量等计量标准装置的原理和实际操作，能够根据被测仪 表的性能选择合适的标准计量仪器，获取被测仪器仪表的特征参数。（4.2）2 .真实严谨的记录实验数据，并对数据进行全面的处理和分析，能够对实验数据进行误差、 重复性等计算，分析被测仪器的性能

3、，并进行不确定度的评定。（4.3）3 .能够运用测控专业相关知识及数学方法对热工参数和控制参数进行分析、解释和评价，理 解所用测量仪器在测量精度、测量范围、频率响应等方面存在的局限性，提出改进的方案，从而 探索新的测量技术和方法。（5.3）4 .通过合理分工完成整个实验的操作，并针对实验中出现的问题能够与团队的成员进行沟通 讨论，共同找出解决问题的办法。（9.3）二、课程目标达成的途径与方法以课堂实验教学为主，结合学生的自学与团队合作训练。实验课堂教学主要由教师讲解测控技术以及仪器仪表方面的基本知识，包括热工参数测量、 传感技术、仪器仪表的结构原理等方面的知识，使学生更加深刻理解掌握测控技术和

4、仪器仪表的 相关知识。以国家或者行业计量检定规程为指导，讲解各类仪表的检定和校准，包括检定条件、 操作方法和步骤、数据处理等，学生们通过实际的实验操作，更好地熟悉或掌握计量和检定的方 法，提高学生对计量检定的兴趣，提高教学效果。学生的自学以实验前预习为主，培养学生自主学习的意识、自主学习的能力。实验前要求学 生认真阅读实验指导书，弄清实验的目的与内容及注意事项。根据实验的具体任务，研究实验的做法及其理论根据，分析应该测取哪些数据，并估计实验数据的变化规律。实验操作时与小组成 员分工合作，一起完成整个实验项目。实验结束后详细整理、统计、分析实验结果，写出实验报 告。通过计量校准实验进一步培养学生

5、良好的实验室工作方法和工作习惯，实事求是的实验室工 作作风和严谨认真的科学态度。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求4.2毕业要求4.3毕业要求5.3毕业要求9.3课程目标1H课程目标2H课程目标3M课程目标4M注：1 .支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）;四、课程内容及基本要求序号实验项目名称学 时基本要求学生任务实 验 性 质实 验 类 别1XMZ-102数字温 度显示仪表检定3了解数显温度仪表的特 性，掌握检定方法，并能 误差分析完成仪表的接线，按照规 程进行检定，给出检定结 论验 证必 做2红

6、外耳温计校准 实验3了解耳温计的工作原理， 掌握校准方法选择合适的标准温度仪 表，按照规程进行校准。验 证选 做3标准孔板流量计 流量系数标定实 验3了解流量标准装置的工作 原理，过程及调节控制方 法，熟悉和掌握孔板流量 计流量系数的标定方法。完成实验仪器的连接，按 照规程进行检定，给出结 论。验 证选 做4钟罩式气体流量 标准装置标定转 子流量计实验3了解钟罩式气体流量标准 装置工作原理，掌握用钟 罩式气体流量标准装置校 验气体流量计的基本原理 及校验方法。按照规程检定气体转子流 量计，计算实际误差。验 证必 做5水表流量检定实 验3了解流量标准装置的工作 原理，熟悉和掌握水表的 检定方法。

7、按照规程，采用容积法检 定水表，计算水表的各项 误差。验 证选 做6涡轮流量计特性 实验3了解流量标准装置的工作 原理，分析涡轮流量计的 特性选择不同流量点，绘制涡 轮流量特性曲线，分析影 响流量计精度的参数。验 证必 做7压力变送器的性 能研究3掌握活塞式压力计操作、 压力变送器的主要性能指 标按照规程，检定示值误差、 回程误差，给出检定结论。验 证必 做8单圈弹簧管式精 密压力表的检定3掌握单圈弹簧管式精密压 力表的检定方法根据规程检定示值误差、 回程误差和轻敲位移，给 出检定结论验 证选 做9两点法求解对象 特性实验3掌握一阶惯性加纯滞后环 节对象的传递函数，掌握 对象特性参数求解方法实

8、验根据阶跃输入响应曲 线，使用两点法求解出对 象特性参数。与切线法求 解结果比较验 证选 做10响应曲线法PID 控制实验3掌握PID控制原理及响应 曲线法参数整定方法，掌 握PID控制效果评价方法基于已求解的对象特性参 数，使用Z-N参数整定 PID参数，并对工业过程 参数进行控制，对控制效 果进行评价验 证必 做11临界比例度法 PID参数整定实 验2掌握PID控制原理及临界 比例度参数整定方法，掌 握PID控制效果评价方法使用临界比例度法整定 PID参数，并对工业过程 参数进行控制，对控制效 果进行评价验 证必 做12串级控制实验2掌握串级控制原理及主副 回路参数整定方法，掌握 串级控制

9、控制效果评价选定主副回路被控参数， 对主副回路参数进行整 定，并对工业过程参数进 行控制，对控制效果进行 评价验 证选 做13发射率测试实验3掌握材料发射率的测量方 法。搭建测量发射率的实验装 置，设定不同的加热目标 温度以获得测量数据。设 计选 做14热电偶温度计制 作及标定3了解热电偶的结构，学习 制作热电偶，掌握冰点法 确定热电偶参比端的方 法；采用盐水焊制作热电偶， 推导实验中冰点法参比端 处理方法的物理公式。验 证选 做15热量表标定实验3掌握热能表工作原理及检 定方法建立不同进水，出水温度 下的热能表检定实验条 件，完成热能表的检定， 并分析实验结果验 证选做注：1 .实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2,实验类别指必做、选做等。五、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核到课率、实验操作规范、实验 预习实验教学卡片、实验报告30%期末考核数据分析与处理、思考和总结实验报告70%考核类别考查成绩登记方式五级制六、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1 .测控技术与仪器专业综合实训教程，章皓等，浙江大学出版社，2012o2 .热工实验基础，涂颉等编，高等教育出版社，1986.06。（二）主要参考书：1 .自动控制原理实验与实践，陈今润，重庆大学出版社,2005。2 .测控技术与仪器专业实验，王春梅，国防工业出版社,2007。