动力测试技术教学大纲

理论教学大纲

《热能与动力机械测试技术》教学大纲

课程编号：

课程名称：热能与动力机械测试技术

Thermal energies & Power mechanisms Measurement and Experiment Technology

学时/学分：40/2.5（其中含实验4学时）

先修课程：电工与电子技术基础、汽车构造、发动机原理A

适用专业：热能与动力工程

开课学院（部）、系(教研室)：汽车工程学院、车用动力系

一、课程的性质与任务

本课程是热能与动力工程专业大学本科生的主要专业课，它系统完整地阐述了热能与动力机械工程领域主要参数的测量方法、测试系统和测量仪器的工作原理、测量误差分析和数据处理等内容。其中第一部分主要介绍了测量仪器的基础知识、误差分析理论和传感器原理等；第二部分分别叙述了热能与动力机械工程领域的主要参数，如温度、压力、转速和功率、流速和流量、液位、气体成分分析、振动和噪声等的测量方法、测试系统、所用仪表原理、测试结果分析，以及一些现代测试技术和相应的测试系统。

通过本课程的学习，达到以下教学目的：

1.掌握测量设计的基本知识，测量结果的数据处理及分析方法；

2.掌握热能与动力机械工程领域的主要参数的测量技术。

二、课程的教学内容、基本要求及学时分配

（一）教学内容

1. 概述

本部分讲述内容包括：热能与动力机械测试技术发展概况、测量的基本概念、测量仪器的组成和分类、测量仪器的主要性能指标、仪器在瞬变参数测量中的动态特性、测量仪器的动态标定和工程中的测量系统简述。

2. 误差理论及应用

本部分讲述内容包括：误差的来源与分类、系统误差和随机误差的概念及处理手段、可疑测量数据的剔除、随机误差的计算、传递误差。

3. 试验设计与数据整理

本部分讲述内容包括：正交试验设计与分析、有效数字及其计算方法、试验数据的图示法、回归分析与经验公式、计算机数据处理系统简述。

4. 传感器的基本类型及其工作原理

本部分讲述内容包括：电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、光电式传感器、霍耳传感器、数字式传感器的工作原理。

5. 温度测量

本部分讲述内容包括：接触式温度计、非接触式温度计、气体式温度计和蒸气压温度计的工作原理及使用要求。

6. 压力测量

本部分讲述内容包括：常用测压仪表、气缸动态压力的测量方法、气流压力测量方法、测压仪表的标定、安装和使用。

7. 流速测量

本部分讲述内容包括：皮托管、热线流速仪及激光多普勒流速仪测速的原理及使用要求。

8. 流量测量

本部分讲述内容包括：常用流量测量仪表的工作原理，包括流速法测量、差压式流量计、转子流量计、涡轮流量计、冲量式固体粉粒流量计、光纤流量计及超声波流量计。

9. 液位测量

本部分讲述内容包括：差压式液位测量法、电容式液位测量法、电阻式液位测量法和光纤传感技术在液位测量中的应用。

10. 流速和功率测量

本部分讲述内容包括：常用转速测量方法、功率测量方法及转矩仪。

11. 气体成分分析

本部分讲述内容包括：氧含量和烟度的测量方法，色谱法、红外光谱法、化学发光法测量气体成分。

12. 振动测量

本部分讲述内容包括：振动测量的基本原理、测振系统及其分类、典型测振仪与激振器简介、内燃机振动测量、测振系统的校验、振动分析和数据处理。

13. 噪声测量

本部分讲述内容包括：噪声测量中的声学概念、噪声评定方法、噪声测量仪器、噪声测量方法与测量环境简介。

（二）基本要求

通过课堂讲授、实验锻炼和课后复习等教学环节的紧密配合，使学生初步掌握现代热能与动力机械试验研究、检验和监测等方面的基础理论，并且在热能与动力机械试验方案的设计、测量仪器的选择及正确使用、数据结果的处理分析等方面具有一定的解决问题的能力。

（三）学时分配

本课程的教学时数为40学时，其中包含实验4学时，课内学时分配如下表：

（四）课程内容的重点、难点

1. 概述部分

重点：测量的基本概念、测量仪器的组成和分类、测量仪器的主要性能指标。

2. 误差理论及应用

重点：系统误差和随机误差的概念及处理手段、可疑测量数据的剔除、随机误差的计算、传递误差。

难点：随机误差和传递误差的计算。

3. 试验设计与数据整理

重点：正交试验设计与分析、有效数字及其计算方法、回归分析与经验公式。难点：随机误差和传递误差的计算。

4. 传感器的基本类型及其工作原理

重点：应变式传感器、热电式传感器。

5. 压力测量

重点：气缸动态压力的测量方法。

6. 流速测量

重点：热线流速仪。

7. 转速和功率测量

重点：转速测量方法、功率测量方法。

8. 气体成分分析

重点：氧含量和烟度的测量方法，色谱法、红外光谱法、化学发光法测量气体成分。

三、课程改革与特色

本门课程使用了多媒体教学，开设实验课。通过理论与实验教学，培养学生掌握和运用汽车发动机测试的基本理论与基本技能。