《热能与动力工程测试技术》课程教学大纲（本科）.docx

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1、热能与动力工程测试技术Testing Technology of Thermal and Power Engineering课程代码：04410070学分：2学时：32 （其中：课堂教学学时：32实验学时：0上机学时：0课程实践学时：0 ） 先修课程：大学物理、电工电子学适用专业：能源与动力工程（动力机械工程及自动化）教材：热能与动力工程测试技术，严兆大，机械工业出版社，第2版一、课程性质与课程目标（一）课程性质热能与动力工程测试技术为考试课程，是动力机械工程及自动化专业的核 心课程之一。试验在内燃机的研发、性能优化、排放控制等方面占有极其重要的地位， 可以说内燃机是以试验为基础的学科。通过课

2、程的学习，可使学生掌握测试系统的特性、 测量仪器的工作原理、常见物理量的测试方法及有关内燃机的专业参量的测量原理，可 为学生以后的工作提供有力的支撑。（二）课程目标知识目标1：掌握测试技术的发展历程及作用；2：测量系统特性及误差的分析；3：各类传感器的机构及工作原理；4：被测参量的物理含义及测量方法；5：有关内燃机的法规认知。能力目标1：能根据测试要求合理选择测量仪器或测试系统并能组织有效试验；2：能对测量结果进行分析及真伪性判断。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系 课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系如下：知识目标全部对应毕业要求1;能力目标全部对应毕业要求4；能力目标全部对应毕

3、业要求5。二 课程内容与教学要求（按章撰写）第一章概述（一）课程内容测试技术的重要性、发展阶段及趋势，本课程的性质、特点、研究对象与方法、目 的、任务等。学习测量的基本概念、仪器的组成与分类、测量仪器的主要性能指标。学 习现代计算机测试技术。（二）教学要求（1）测试技术在本学科中的重要性呈现给学生；（2） 了解本课程的性质、研究对象与方法；（3）掌握测量的定义、测量仪器的组成与分类、测量仪器的评价指标及含义；（4） 了解非电量电测系统的工作原理，初步认识仪器的静态标定；（5）激发学生学习本课程的兴趣和信心。（三）重点与难点（1）对课程性质的正确认识；（2）测量仪器性能指标的认识与理解。第二章测

4、量系统的动态特性（-）课程内容测试系统的逻辑关系与数学描述，线性系统及其性质，静态测量系统，动态测量系 统，测量系统的标定。（二）教学要求（1）掌握线性系统的定义及性质；（2）掌握静态标定的过程及作用；（3）掌握一阶、二阶测量系统的数学描述及特点；（4） 了解不失真测量的要求；（5）掌握测量系统的动态标定方法、作用。（三）重点与难点（1）线性测试系统及性质；（2） 一阶、二阶测量系统的数学建模与分析、动态响应及特点；（3）不失真测试；（4）动态标定。第三章测量误差分析及处理（一）课程内容误差分类及特点，不同误差的处理方式，可疑数据的剔除原则，有效数字与计算准 则，试验数据的绘图原则，回归分析。

5、（二）教学要求（1）掌握误差类型、产生原因及特点；（2）掌握不同类型误差的处理方法；（3）掌握随机误差的特点及计算方法；（4） 了解可疑数据剔除的准则；（5）掌握随机误差的计算方法；（6） 了解有效数字及计算方法；（7） 了解试验数据绘图的基本要求与原则；（8）掌握回归分析的基本理论。（三）重点与难点（1）系统误差的来源及消除系统误差的方法；（2）随机误差的特点及计算方法；（3）可疑数据的剔除原则；（4）建立经验公式的基本理论。第四章传感器的基本类型及其工作原理（一）课程内容电阻式、电感式、压电式等常见的传感器的结构与基本工作原理（二）教学要求（1）掌握电阻式传感器的工作原理；（2） 了解电感

6、式传感器的工作原理；（3） 了解电容式传感器的工作原理；（4） 掌握压电式传感器的工作原理；（5） 掌握磁电式传感器的工作原理；（6） 掌握热电式传感器的工作原理；(7) 了解光电式传感器的工作原理；(8)掌握霍尔式传感器的工作原理。(三)重点与难点(1)电阻式传感器的温度补偿；(2)压电式传感器的测量电路及工作特点；(3)热电偶的工作原理、特点及温度补偿；(4)光电式传感器在发动机上应用实例。第五章温度测量(-)课程内容温标的定义、建立温标的方法、常用温标，常见的温度计。(二)教学要求(1)掌握温标的定义、建立温标的方法及常见的温标有哪些；(2)掌握接触式温度计的精确测量方法；(3) 了解非

7、接触式温度计的工作原理。(三)重点与难点(1)温标；(2)接触式温度计；(3)温度测量中减少测量误差的方法。第六章压力测量(一)课程内容压力的单位，静压、动压、总压的概念及关系，测压仪表，内燃机示功图的数据采 集。(二)教学要求(1)掌握压力的单位；(2)掌握气流的静压、动压及总压的定义；(3)掌握常见的测压仪表的工作原理；(4)掌握内燃机示功图的数据采集系统的组成及注意事项。(三)重点与难点(1)气流的压力：静压、动压与总压；(2)常规测压仪表的结构、工作原理；(3)内燃机示功图的数据采集，压力传感器的标定方法，上止点的确定方法，减 小测量误差的方法及注意事项。第七章流速测量(一)课程内容皮

8、托管测速，热线测速，激光多普勒测速，粒子图像测速。(二)教学要求(1)掌握皮托管测速的原理、仪器结构及标定方法；(2)掌握热线测速仪的工作原理；(3) 了解激光多普勒测速技术的工作原理；(4) 了解粒子图像测速技术的工作原理。(三)重点与难点(1)皮托管测速的基本原理、仪器结构及标定方法；(2)热线测速技术的工作原理。第八章流量测量(一)课程内容流量及测量仪表，节流式流量计，涡轮流量计，涡街流量计，质量流量计。(二)教学要求(1)掌握流量的概念及表示方法，流量计的类型；(2)掌握节流式流量计的工作原理；(3) 了解涡轮流量计的工作原理；(4)掌握涡街流量计的工作原理；(5) 了解质量流量计的工

9、作原理。(三)重点与难点(1)流量，流量计的类型及选用原则；（1） 节流式流量计节流装置及工作特点、取压方式、安装要求及主要参数的确定;涡街流量计的工作原理。第十章转速、转矩和功率测量（一）课程内容转速测量，转矩测量、功率和燃油耗测量的方法、原理。（二）教学要求（1）掌握转速测量方法；（2）掌握转矩测量方法；（3）掌握功率测量方法；（4）燃油耗的测量方法（补充内容）。（三）重点与难点转矩测量原理，转矩传感器；（2） 测功机类型及工作原理。第十一章气体组分测量与分析（一）课程内容概述，色谱分析仪、红外气体分析仪的工作原理，氧含量测量的方法，氮氧化物测 量原理，烟度及烟度计。（二）教学要求（1）了

10、解排放法规体系（补充内容）；（3） 了解排放测试循环（补充内容）；（3）掌握色谱分析仪工作原理；（4）掌握红外气体分析仪的工作原理；（5） 了解氧含量的测量方法及应用；（6）掌握化学发光法的原理；（7）掌握烟度的定义，描述方式及烟度计的结构工作原理。（三）重点与难点（1）排放法规体系的建立及内容；内燃机的排放测试循环；（2）色谱分析仪的工作原理；HC、CO、NOx、PM的标准测试原理；（4）烟度的定义、单位及烟度计的类别与工作原理。第十二章振动测量（-）课程内容振动测量技术及原理，测振系统，振动测量的实施，内燃机、叶片及叶轮的振动测 量，测振系统的校验方法，振动分析和数据处理。（二）教学要求（

11、1）了解振动测量技术的发展；（2） 了解测振系统的工作原理、分类及测量的实施；（3）掌握内燃机的振动测量；（4） 了解叶片、叶轮的振动测量；（5） 了解测振系统的校验方法，振动的分析及数据处理。（三）重点与难点（1）振动测量的基本原理；（2）内燃机的振动测量；（3）测振系统的校验，振动分析和数据处理。第十三章噪声测量（一）课程内容基本的声学概念，声级的计算，噪声评定值，声压与声强测量的基本原理，噪声源 的声功率测量，噪声测量仪器。（二）教学要求（1）掌握噪声测量中的声学概念与噪声评定值；（6） 了解噪声测量仪器的工作原理与使用方法；（3）掌握噪声测量方法与修正；（4）掌握噪声的声压级与声功率级

12、的计算；（5） 了解噪声的频谱。（三）重点与难点（1）基本的声学概念；（2）声级的合成与分解的计算方法；（3）噪声的评定值，噪声的计权网络及噪声的频谱；（4）声功率的测量与计算，噪声源的测点布置及测量的有效性判断及修正。三、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实验上 机课程 实践小 计A-A- ,-?r.第一早22讲授第二章22讲授第三章22讲授第四章44讲授第五章22讲授第六章44讲授、讨论第七章22讲授第八章44讲授第十章22讲授第十一章44讲授、讨论第十二章22讲授第十三章22讲授、讨论合计3232注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列

13、入表格；.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。四、课程考核注：1,分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。考核形式考核要求考核权重备注课堂表现出勤率、问题回答、讨论发言15%期末考试闭卷考试85%2 .考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小 论文、项目设计和作品等。3 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。4 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。五、参考书目及学习资料严兆大主编，内燃机测试技术，浙江大学出版社； 郑正泉等编，热能与动力工程测试技术，华中科技大学出版社；吴永生等编，热工测量及仪表（第2版），中国电力出版社； 吕崇德主编，热工参数测量与处理（第2版），清华大学出版社。六、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）课程内容按教学大纲及所选教材为基础，根据学科发展前沿、行业当前背景及未来 趋势为扩充，以培养学生的工程认知和能力为总体目标进行编写和内容组织。2017年09月25日