《測控專業(yè)自動檢測系列實驗》課程教學大綱

《測控專業(yè)自動檢測系列實驗》教學大綱課程英文名SeriesExperimentsofAutomaticDetection課程代碼02M0046學分2總學時32課程類別專業(yè)課課程性質限選先修課程誤差理論與數據處理、傳感器技術、自動控制原理適用專業(yè)測控技術與儀器專業(yè)（自動檢測方向）開課學院計量測試工程學院注：課程類別是指公共基礎課/學科基礎課/專業(yè)課；課程性質是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標（一）課程地位本課程是測控技術與儀器專業(yè)（自動檢測方向）的一門專業(yè)實驗課，實驗內容包括溫度、壓力、流量儀表的檢定校準以及熱工參數的過程控制。通過使用計量標準儀器對常見溫度、壓力、流量儀表進行檢定和校準，使學生更加深刻理解“計量”的含義，并掌握熱工參數的主要控制過程和基本控制方法。（二）課程目標通過本課程的實驗訓練，提高學生解決工作中實際問題的能力，培養(yǎng)嚴謹的科學作風，為以后的學習和工作打下扎實的基礎，從而能較快地適應計量部門和企業(yè)的工作需要。課程的具體目標如下：1.通過實驗項目掌握溫度、壓力、流量等計量標準裝置的原理和實際操作，能夠根據被測儀表的性能選擇合適的標準計量儀器，獲取被測儀器儀表的特征參數。（4.2）2.真實嚴謹的記錄實驗數據，并對數據進行全面的處理和分析，能夠對實驗數據進行誤差、重復性等計算，分析被測儀器的性能，并進行不確定度的評定。（4.3）3.能夠運用測控專業(yè)相關知識及數學方法對熱工參數和控制參數進行分析、解釋和評價，理解所用測量儀器在測量精度、測量范圍、頻率響應等方面存在的局限性，提出改進的方案，從而探索新的測量技術和方法。（5.3）4.通過合理分工完成整個實驗的操作，并針對實驗中出現(xiàn)的問題能夠與團隊的成員進行溝通討論，共同找出解決問題的辦法。（9.3）二、課程目標達成的途徑與方法以課堂實驗教學為主，結合學生的自學與團隊合作訓練。實驗課堂教學主要由教師講解測控技術以及儀器儀表方面的基本知識，包括熱工參數測量、傳感技術、儀器儀表的結構原理等方面的知識，使學生更加深刻理解掌握測控技術和儀器儀表的相關知識。以國家或者行業(yè)計量檢定規(guī)程為指導，講解各類儀表的檢定和校準，包括檢定條件、操作方法和步驟、數據處理等，學生們通過實際的實驗操作，更好地熟悉或掌握計量和檢定的方法，提高學生對計量檢定的興趣，提高教學效果。學生的自學以實驗前預習為主，培養(yǎng)學生自主學習的意識、自主學習的能力。實驗前要求學生認真閱讀實驗指導書，弄清實驗的目的與內容及注意事項。根據實驗的具體任務，研究實驗的做法及其理論根據，分析應該測取哪些數據，并估計實驗數據的變化規(guī)律。實驗操作時與小組成員分工合作，一起完成整個實驗項目。實驗結束后詳細整理、統(tǒng)計、分析實驗結果，寫出實驗報告。通過計量校準實驗進一步培養(yǎng)學生良好的實驗室工作方法和工作習慣，實事求是的實驗室工作作風和嚴謹認真的科學態(tài)度。三、課程目標與相關畢業(yè)要求的對應關系課程目標課程目標對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求4.2畢業(yè)要求4.3畢業(yè)要求5.3畢業(yè)要求9.3課程目標1H課程目標2H課程目標3M課程目標4M注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）；四、課程內容及基本要求序號實驗項目名稱學時基本要求學生任務實驗性質實驗類別1XMZ-102數字溫度顯示儀表檢定3了解數顯溫度儀表的特性，掌握檢定方法，并能誤差分析完成儀表的接線，按照規(guī)程進行檢定，給出檢定結論驗證必做2紅外耳溫計校準實驗3了解耳溫計的工作原理，掌握校準方法選擇合適的標準溫度儀表，按照規(guī)程進行校準。驗證選做3標準孔板流量計流量系數標定實驗3了解流量標準裝置的工作原理，過程及調節(jié)控制方法，熟悉和掌握孔板流量計流量系數的標定方法。完成實驗儀器的連接，按照規(guī)程進行檢定，給出結論。驗證選做4鐘罩式氣體流量標準裝置標定轉子流量計實驗3了解鐘罩式氣體流量標準裝置工作原理，掌握用鐘罩式氣體流量標準裝置校驗氣體流量計的基本原理及校驗方法。按照規(guī)程檢定氣體轉子流量計，計算實際誤差。驗證必做5水表流量檢定實驗3了解流量標準裝置的工作原理，熟悉和掌握水表的檢定方法。按照規(guī)程，采用容積法檢定水表，計算水表的各項誤差。驗證選做6渦輪流量計特性實驗3了解流量標準裝置的工作原理，分析渦輪流量計的特性選擇不同流量點，繪制渦輪流量特性曲線，分析影響流量計精度的參數。驗證必做7壓力變送器的性能研究3掌握活塞式壓力計操作、壓力變送器的主要性能指標按照規(guī)程，檢定示值誤差、回程誤差，給出檢定結論。驗證必做8單圈彈簧管式精密壓力表的檢定3掌握單圈彈簧管式精密壓力表的檢定方法根據規(guī)程檢定示值誤差、回程誤差和輕敲位移，給出檢定結論驗證選做9兩點法求解對象特性實驗3掌握一階慣性加純滯后環(huán)節(jié)對象的傳遞函數，掌握對象特性參數求解方法實驗根據階躍輸入響應曲線，使用兩點法求解出對象特性參數。與切線法求解結果比較驗證選做10響應曲線法PID控制實驗3掌握PID控制原理及響應曲線法參數整定方法，掌握PID控制效果評價方法基于已求解的對象特性參數，使用Z-N參數整定PID參數，并對工業(yè)過程參數進行控制，對控制效果進行評價驗證必做11臨界比例度法PID參數整定實驗2掌握PID控制原理及臨界比例度參數整定方法，掌握PID控制效果評價方法使用臨界比例度法整定PID參數，并對工業(yè)過程參數進行控制，對控制效果進行評價驗證必做12串級控制實驗2掌握串級控制原理及主副回路參數整定方法，掌握串級控制控制效果評價選定主副回路被控參數，對主副回路參數進行整定，并對工業(yè)過程參數進行控制，對控制效果進行評價驗證選做13發(fā)射率測試實驗3掌握材料發(fā)射率的測量方法。搭建測量發(fā)射率的實驗裝置，設定不同的加熱目標溫度以獲得測量數據。設計選做14熱電偶溫度計制作及標定3了解熱電偶的結構，學習制作熱電偶，掌握冰點法確定熱電偶參比端的方法；采用鹽水焊制作熱電偶，推導實驗中冰點法參比端處理方法的物理公式。驗證選做15熱量表標定實驗3掌握熱能表工作原理及檢定方法建立不同進水，出水溫度下的熱能表檢定實驗條件，完成熱能表的檢定，并分析實驗結果驗證選做注：1.實驗性質指演示性、驗證性、設計性、綜合性等；2.實驗類別指必做、選做等。五、考核方式及成績評定考核內容考核方式評定標準（依據）占總成績比例過程考核到課率、實驗操作規(guī)范、實驗預習實驗教學卡片、實驗報告30%期末考核數據分析與處理、思考和總結實驗報告70%考核類別考查成績登記方式五級制六、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：1.《測控技術與