《自动检测与计量技术》教学大纲（本科）.docx

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1、自动检测与计量技术教学大纲课程英文名Automatic Measurement and Metrological Technology课程 代码02M0029学分3总学时48理论学时48实验/实践学时0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、工程流体 力学、热工基础、传感器技术适用专业测控技术与仪器（自动检测方向） 测控技术与仪器（卓越）开课学院计量测试工程学院执笔人审定人制定时间2020年11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/限选/任选。一、课程地位与课程目标（-）课程地位本课程是测控技术和仪器专业本科生设置的专业课程。其任务是使本专业的学生系

2、统了解和 掌握自动检测的基本概念和基本方法，了解工程上常见的生产过程技术参数如温度、流量、压力、 物位等的检测原理和方法，掌握温度、流量、压力、物位等常用传感器和变送器的基本特性和使 用方法，并能对典型问题进行误差分析和数据处理，了解这些参数测量技术的发展趋势。同时， 根据本专业的特色，通过专题讲座、案例分析、互动讨论等各种形式，使本专业的学生系统了解 和掌握热工计量的基本概念和热工仪表检定的基本方法，了解温度、流量和压力测量仪表的检定 规程，理解温度、流量和压力仪表的标准装置，掌握温度、流量和压力测量仪表的检定方法和不 确定度评定方法，以及其他计量校准的相关知识。通过该课程的学习使学生掌握一

3、定的热工仪表 计量检定校准方面的基础知识、专业知识，对本专业的基本技能、工程应用有充分的认知。（二）课程目标使学生掌握温度、流量、压力、物位参数的传感、测量和计量的专业知识，了解热工计量的 前沿技术及其对科技进步、国家发展的作用，具备基本的测量方案设计、评价的能力；同时在学 习过程中，培养学生的科学精神、科学素养和爱国情怀。具体课程目标如下：1,熟悉常用温度、流量、压力和物位测量仪表的测量原理、基本结构和基本特性，能够运用 到热工量测量与控制中。（L4）2 .具有计量意识，熟悉温度、流量和压力等热工计量的基础知识，熟悉典型的温度、压力、 流量计量标准装置和检定规程。（6.1）3 .能够设计简单

4、的温度、压力、流量测量系统；能够设计多种温度、流量、压力测量方案, 并能综合仪表测量性能、适用场合和经济成本等因素对测量方案进行评估。（3.3）二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学和专题讲座为主，结合平时作业、课程论文、学生报告。课堂教学主要讲解温度、压力、流量和物位测量仪表的基本概念和测量原理，通过演算和分 析，使学生能够运用数学、物理和工程基础知识解释仪表的基本测量原理；通过对仪表和测量系 统结构的讲解，使学生掌握温度、压力、流量和物位测量系统的基本设计方法；结合仪表在工程 应用中的实际情况，分析各种测量仪表的测量性能指标、适用场合和经济成本，使学生能够对多 种测量方案进行综合评估。课堂

5、中引入仪表原理的动态视频，使学生更直观地了解仪表的结构和 测量原理.，提高对课程的兴趣。课堂教学尽量引入互动环节，使同学们能更好地融入课堂教学, 提高教学效果。专题讲座将分别邀请计量机构资深专家和相关企业研发人员就热工计量领域内某一特定方 向的技术开展讲解，包括该方向的概念、规程以及标准装置等基础知识，并将实际工作融入到讲 解内容，使同学们更好地熟悉或掌握热工计量的相关知识，提高学生对测控技术的兴趣、熟悉热 工计量的实际工程应用情况以及对国家一些重大工程的支持作用。专题中引入互动环节，使同学 们主动思考、积极发言，提高教学效果。授课过程中以课程论文的形式，培养其提炼信息的能力、 表达能力。三、

6、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1毕业要求3毕业要求6课程目标1H课程目标2M课程目标3L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、课程主要内容与基本要求第一章测量的基本知识了解测量的基本概念和定义，了解测量仪表的基本功能和基本性质，理解测量的基准、标准, 测量的准确度，提高测量仪表准确度的方法；理解测量系统的基本构成。了解热工计量技术的应 用及其对我国一些重大工程支持，以航天、探月、登月等工程为例，激发学生对科技的热爱和国 家科技进步的自豪感。第二章温度测量了解温度测量的发展历史，了解各种温度

7、测量方法；理解温度和温标的概念，理解热电偶温 度计、热电阻温度计、辐射温度计的基本原理；掌握热电偶温度计、热电阻温度计、辐射温度计 等几种常用温度检测仪器的使用方法、适用场合；熟练掌握热电偶、热电阻温度计的基本定律。 了解光纤测温技术及其应用。了解温度量值的传递与溯源。了解相关标准器的使用，如黑体辐射源、标准温度灯、定义固 定点装置、冰点瓶、恒温槽、电阻炉等各种装置的工作原理，掌握黑体辐射源、冰点瓶、水槽、 电炉等装置的操作方法。引入温度单位的量子化变革和我国在玻尔兹曼常数的精密测量方面取得 的成就。了解典型温度计的检定规程，掌握工业伯热电阻、S型热电偶温度计、红外辐射温度计 的检定方法和数学

8、处理方法。第三章压力测量了解压力测量的基础知识，了解液柱式压力计、活塞式压力计、机械弹性式力计、电测式压 力计等测量压力的原理及方法。掌握压力仪表的选型原则。讲述压力计量单位时，引入我国深海 探测的例子。了解压力计量的发展概况、作用，了解基本概念，了解压力量值的基础知识，理解压力量值 的传递与溯源。了解压力计量校准装置的基本原理和结构。掌握活塞式等压力标准装置的结构、 基本原理、操作方法和参数的修正，了解压力检定规程，了解检定内容、方法、步骤和性能评价 方法，掌握新旧检定规程的区别，了解活塞压力计不确定度评定方法。第四章流量测量了解流量测量的基础知识，了解节流式流量计、容积式流量计、浮子流量计

9、、叶轮式流量计、 电磁流量计、涡街流量计、超声流量计、激光流量计、质量流量的测量、插入式流量计的测量原 理和基本结构;理解各种流量测量仪表的适用场合和误差分析方法;掌握常用流量计的标定方法; 熟练掌握节流式流量计的种类、结构和流量系数的标定方法。讲述卡门涡街时，引入钱学森的事 迹。了解流量计量的目的、重要性和应该范围，理解流量量值传递与溯源系统，了解典型流量计 的检定规程。理解气体和液体流量标准装置的作用和分类，理解质量法、体积、标准表法、体积 管法钟罩式流量标准装置的基本原理和结构，掌握体积法液体流量标准装置的结构、基本原理、 操作方法和参数的修正。了解典型流量计的检定规程。第五章物位测量了

10、解物位测量一般概念，了解直读式液位计、浮力式液位计、浮筒式液位计、差压式液位计、 电容式液位计、超声波式物位计、光纤液位计、放射性物位计的测量原理及方法。理解差压式液 位计的量程迁移。第六章标准实验室及校准技术介绍CNAS和NVLAP认可校准实验室，了解相关的实验室岗位管理制度、量值溯源管理制 度、设施管理制度、计量标准使用维护管理制度，以及温湿度、洁净度等环境要求等，证书规格 要求等，并对实验室认证实例进行讲解。了解校准和原位校准的概念和意义，了解热工计量中校准的研究现状及应用前景，分析现场 校准方法与装置的基本原理和特点；结合便携式超声流量计用于液体流量计实流校准等实例，讲 解技术要求、测

11、量过程和计算方法。结合压力传感器仪表生产企一业批量生产下校准的实现，和企 业内部的计量检定管理。五、课程学时安排章节号教学内容学时 数学生任务对应课程目 标第1章课程的目标、意义和授课内容；测量的意义，测量系统的组成；温度、压力、流量和液位等过程参数测量的 应用场合。2课后习题课程目标1课程目标4第2章温度和温标的概念、各种温度测量方法 和适用场合；热电阻、热电偶等温度测量仪 表的基本原理、结构和使用方法；温度测量 系统的方案设计、仪表选型和误差估算。温度的量传体系、温度计量标准装置；121 .课后习题2 .温度测量系 统设计大作业3 .课程论文A课程目标1课程目标2课程目标3章节号教学内容学

12、时 数学生任务对应课程目 标温度计量检定规程；典型温度计的检定方法 和数据处理方法。第3章压力测量的基础知识、测量压力的原理 和压力测量仪表的结构；压力测量系统设计 和压力表的选型。压力的量传体系、压力计量标准装置； 压力表检定规程、检定方法和数据处理方法。8L课后习题2.课程论文A课程目标1 课程目标2 课程目标3第4章流量的定义、流量测量基础知识、流量 计的基本原理和结构；流量计的基本特性、 应用场合和误差分析方法；流量计的标定方 法。流量的量传体系、液体和气体流量计量 标准装置；典型流量计的检定规程、检定方 法和数据处理方法。141 .课后习题2 .课程论文A课程目标1课程目标2课程目标

13、3第5章物位测量的一般概念；液位计的测量原 理、结构和应用场合。6课后习题课程目标1第6章CNAS和NVLAP认可校准实验室；实验 室认证、认可制度；实验室认证认可实例。校准和原位校准技术；便携式流量校准 技术；压力仪表校准技术。6课程论文B课程目标4六、实践环节及基本要求序 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1注：L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。七、考核方式及成绩评定（一）考核方式与评价考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、平时作业、设计大作 业、课程论文A、课程论文B点名册、作业本成绩、 课程论文报告成4

14、0%期末考核论文卷面成绩60%考核类别考试成绩登记方式百分制（二）课程目标考核环节和达成标准课程目标教学环节考核环节合格标准课程目标教学环节考核环节合格标准课程目标1讲授平时成绩（考勤、课后习题）A0.6期末考试成绩3 （选择、填空、判断题、简答题）BA目标达成度-0.8 x+0.2 x纥A课程目标2行业专家 报告课程论文A成绩C0.6C 目标达成度二一 q课程目标3讲授大作业成绩D0.6期末考试成绩E （计算分析题）ED目标达成度=0.8 x +0.2 x E。Do课程目标4行业专家 报告课程论文B成绩F0.6目标达成度二 8八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1 .热工测量仪表，张华，

15、赵文柱主编，冶金工业出版社，2013o（二）主要参考书：2 .热工测量及仪表，张东风主编，中国电力出版社,2015。3 .热工测量及仪表，潘汪杰，中国电力出版社,2019。4 .自动检测技术，张欣欣，张艳华主编，清华大学出版社，2015o自动检测技术，王化祥编，化学工业出版社，2018o5 .热工测量及仪表第二版，方可人编，中国电力出版社，2015o6 .热工参数测量及仪表何适生主编，中国电力出版社，2001o7 .流量计量与测试，苏彦勋，中国计量出版社，2007o8 .压力测量不确定度评定，中国计量测试学会压力专业委员会，中国计量出版社，2006o9 .温度计量，国家质量监督检验检疫总局计量司组编，上海市计量测试技术研究院编写, 中国计量出版社，2007o10 自动检测技术与装置，张宏建，蒙建波主编，化学工业出版社，2019o