《《电气测控技术》课程教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电气测控技术》课程教学大纲.docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电气测控技术教学大纲一、课程基本信息课程名称电气测控技术Electrical Measurement and Control Technology课程编码CNE310421020开课院部新能源学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时34讲授28实验6上机0实践0课外学时32适用专业电气工程及其自动化授课语言中文先修课程电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、电力电子技术课程简介 （限选）电气测控技术是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程的主要内容涉及测量的基本知识和误差理论分析、传感器测 量仪表的原理和使用、信号采集理论和调理电路设计、电气参数的数字化测量方法、微机控制技术和自动控制技
2、术等，是一门综合性和应 用性很强的专业选修课。通过本课程的学习，学生应该能够懂得电气测量和电气控制的一般理论，学会测量误差的分析方法，掌握电气测 量仪表和传感器的工作原理和测量方法，能够针对特定电气控制对象和系统设计需求进行数字化测控电路的设计和开发，并完成必要参数 的测量和控制，从而为将来科学研究和解决工程应用课题打下良好技术基础。Electrical Measurement and Control Technology is a professional elective course in the major of electrical engineering and automatio
3、n. The main content of this course involves the basic knowledge of measurement and error analysis theory, the principle and usage of sensor measuring instruments, the theory of signal acquisition and conditioning circuit design, the digital measurement methods of electrical parameters, microcomputer
4、 control technology and automatic control technology. Therefore, this course is a comprehensive and highly specialized professional elective course. Through this course, students should be able to understand the general theory of electrical measurement and electrical control, learn how to analyze th
5、e measurement error, master the working principle and measurement methods of electrical measuring instruments and sensors, design and develop digital measurement and control circuits for specific electrical control objects and system design requirements, finish the measurement and control of the nec
6、essary parameters. By learning this course, students can lay a good technical foundation for future scientific research and solving engineering applicat ion issues.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：能够根据不同电气测控对象的特征和系统要求设计合适的电气测控电路。是4.24.22M2目标2 ：能够通过实验验证所设计电气测控电路的有效性，并在实验过程中正确采集和测量各种电气 参
7、数。是4.34.3三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节11. 11.1测量的基本知 识测量的定义，测量结果的表示，测量三要素和测量过程三阶 段，测量手段，测量方法的分类Ml0.5讲授/讨论0/21.21.2测量单位及测 量基准单位的定义，基本单位和导出单位，单位制及国际单位制，量 具和基准的概念，电学自然基准，常用电学量具Ml0.5讲授/讨论0/31.31.3电气测控对象 及控制要求电气测控对象（包括电机和电力系统）的特点，测控电路的设 计要求Ml0.5讲授/讨论0/ /42. 12.1测量误差的基 本概念真值、约定真值、相对真值的概念，
8、绝对误差、相对误差、引 用误差和容许误差的定义及计算方法，测量仪表准确度等级， 数据的舍入规则及有效数字M21讲授/讨论1自学52.22.2系统误差的分 析及消除系统误差的定义及来源分析，系统误差的判断方法，马利科夫 判据和阿卑-赫梅特判据的使用方法，系统误差的消除方法M21讲授/讨论1自学62.32.3随机误差的分 析方法随机误差定义及来源分析，随机变量的特征参数，随机误差的 统计特性和概率分布，测量结果置信度与置信区间的估计M21讲授/讨论2作业/自学72.42.4粗大误差的剔 除粗大误差定义及来源分析，粗大误差的定性及定量判断方法， 拉依达准则和格罗布斯准则的应用方法，粗大误差的剔除步骤
9、M21讲授/讨论2作业/自学82.52. 5测量结果的误 差估计直接测量结果的误差估计，间接测量结果的误差估计，误差合 成公式及误差传递系数的确定，已定系统误差的合成，测量结 果的表示M21讲授/讨论1自学92.62. 6误差分配及最误差分配的概念，误差分配的步骤，误差预分配方法：自变量M21讲授/讨论2作业/自学佳测量方案的确定误差相等法、误差分量相等法和优势误差加权分配法，最佳测 量方案确定方法103. 13.1传感器的基本 概念传感器的定义，传感器的组成，传感器的分类，传感器的应用Ml1讲授/讨论1自学113.23. 2传感器的分类 介绍金属温度传感器、热电偶、热敏电阻、霍尔传感器、磁阻
10、传感 器、电涡流传感器、压电传感器、光电传感器、电容式传感 器、电感式传感器、测量电桥。Ml2讲授/讨论1自学124. 14.1信号调理电路 概述检测系统的构成、信号调理的基本概念、信号调理电路的设计 原则和设计方法Ml1讲授/讨论1自学134.24.2信号变换电路 的设计信号变换电路的作用，电压电流变换电路设计及常用集成芯片 介绍，电压频率变换电路设计及常用集成芯片介绍Ml, M21讲授/讨论1自学144.34.3放大电路的设 计信号放大电路的设计要求，仪用放大器原理及常用集成芯片介 绍，可编程增益放大器原理及常用集成芯片介绍，隔离放大器 原理及常用集成芯片介绍Ml, M21讲授/讨论1自学
11、154.44. 4模数与数模转 换电路的设计模数转换的概念，模数转换器的主要技术指标，模数转换器的 分类及常用集成芯片介绍，数模转换的概念，数模转换器的主 要技术指标，数模转换器的分类及常用集成芯片介绍M1,M21讲授/讨论1自学164.54.5滤波电路的设 计滤波电路的作用，滤波器的主要技术指标，滤波电路的分类及 设计电路，集成滤波器介绍Ml, M20.5讲授/讨论1自学175. 15. 1 MCS-51 单片 机结构和原理中央处理器及时序、存储器配置、并行I。介绍、复位电路、 定时器/计数器结构和工作原理，定时器/计数器的工作方式， 中断的概念，中断系统及其管理Ml, M21讲授/讨论1自
12、学185.25. 2 MCS-51 单片 机指令与编程MCS 51程序设计步骤和设计方法，顺序结构程序设计，分支结 构程序设计，循环结构程序设计，查表程序设计，子程序设 计，定时器/计数器的编程设计，中断程序设计Ml, M21讲授/讨论2作业/自学19实验1实验1定时计数器 与中断系统实验使用51单片机定时器0与定时器1进行定时，在P1. 0和P1.1 引脚上输出方波信号，通过示波器观察波形输出，测量并记录Ml, M22实验1撰写实验 报告方波周期。将定时/计数器1设定为计数器方式，每次计数到 10在P1. 0引脚上取反一次，观察发光二极管的状态变化；利 用51单片机定时器0和定时器1的定时中
13、断功能，编写实验程 序在P1. 0及PL 1引脚上输出方波信号，通过示波器观察实验 现象并测量波形周期。手动扩展外部中断INTO、INT1,当INTO 产生中断时，使LED灯8亮8灭闪烁4次；当INT1产生中断 时，使LED由右向左流水显示，一次亮两个，循环4次。205.35. 3 MCS-51 单片 机的系统扩展MCS-51单片机系统扩展的含义和分类，程序存储器的常见扩展 电路及编程，数据存储器的常见扩展电路及编程，可编程并行 接口芯片8155的内部结构和原理，8155芯片的扩展电路和编 程，键盘及显示接口扩展电路和编程使用方法，典型D/A转换 器芯片DAC0832的结构和工作原理，DAC0
14、832与MCS-51单片机 接口电路及编程方法，典型A/D转换器芯片ADC0809的结构和 工作原理，ADC0809与MCS-51单片机接口电路及编程方法Ml, M23讲授/讨论1自学21实验2实验2 A/D转换实 验编写实验程序，将ADC单元中提供的0V5V信号源作为 ADC0809的模拟输入量，进行A/D转换，转换结果通过变量进 行显示。Ml, M22实验1撰写实验 报告22实验3实验3 D/A转换实 验设计实验电路图实验线路并编写程序，实现D/A转换，要求产 生锯齿波、脉冲波，并用示波器观察电压波形Ml, M22实验1撰写实验 报告236. 16. 1电阻、电容、 电感的测量方法电阻的数
15、字化测量方法：比例运算法和积分运算法的测量原 理；电容的数字化测量方法：恒流法和比较法测量原理；电感 的数字化测量方法：时间常数法和同步分离法Ml1讲授/讨论1自学246.26.2频率、周期和 时间间隔的测量方 法频率、周期和时间间隔的定义，频率的计数法测量原理和误差 分析，周期的计数法测量原理和误差分析，时间间隔的计数法 测量原理Ml1讲授/讨论1自学256.36. 3相位的测量方 法相位频率转换器工作原理，鉴相器的作用，相位测量的误差分 析Ml0.5讲授/讨论1自学266.46.4电压、功率和交流电压平均值、有效值和峰值的数字化测量方法，时间分割Ml1讲授/讨论1自学电能的测量方法乘法器测
16、量功率的原理，采样计算法数字式瓦特计和电度表277. 17.1分布电容耦合 干扰及对策分布电容耦合模型的机理、典型分布电容干扰来源、抗干扰措 施Ml, M21讲授/讨论1自学287.27.2空间电感耦合 干扰及对策空间电感耦合干扰形成机理、抗干扰对策Ml, M21讲授/讨论1自学297.37. 3共模干扰的形 成及对策共模电压和共模电流的概念、常见共模电压信号、共模信号的 产生过程及抗干扰对策Ml, M20.5讲授/讨论1自学308. 18.1多路电压采集 系统系统设计要求，系统设计框图，硬件电路设计，软件程序设计Ml, M21讲授/讨论1自学318.28.2基于51单片 机的电机转速测控 系
17、统系统设计要求，系统设计框图，硬件电路设计，软件程序设计Ml, M21讲授/讨论1自学四、考核月式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .每周布置23道题目，平均每次课1道题以上。2 .成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .阶段性考核学生对不同章节内容的掌握程度，考核学生是否掌握电气测控系统不同功能模块的特征及设计方法，考核 学生是否掌握电气测控系统中常见电气和电路参数的采集测量方法。20%2实验1 .本课程6个学时实验，共三次实验。2 .成绩采用白分制，根据实验完成情况评分。3 .考核学生是否能够通过实验对所学电气测控电路功能进行验证，以及在实验过程中
18、能够正确操作各种仪器设备进行相 关电气和电路参数的采集和测量，考核学生能否对常见电气测控电路实验设计方案进行分析和实现，以及实验过程中电 气参数测量结果的分析和讨论情况。30%3期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。3.全面综合考核学生对电气测控电路设计知识的掌握情况，考核学生是否能够综合利用不同章节所学知识进行相关电气 测控电路的设计和实现，考核学生对电气测控电路实验设计方法和电气参数测量分析方法的掌握情况。40%4考勤随机点名、刷卡点名等5%序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业30%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案
19、准确。B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。c-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱。2Ml期末考试70%以试卷评分细则为准3M2平时作业10%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确。B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确。c-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确。D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规
20、范，解题思路混乱。4M2实验70%A-能够根据电气测控电路的设计方案正确开展实验，并准确和熟练地进行各种电气参数的采集和测量，报 告撰写规范，准确描述实验方案及过程，并对测量结果进行准确分析。B-能够较为正确地开展电气测控电路设计实验，并较为准确地采集各种电气和电路参数，撰写较为规范， 较为准确地描述实验方案，并且实验测量结果的分析较为准确。c-知道如何对已有的电气测控电路系统进行实验验证，知道如何操作仪器对实验数据采集和测量，报告撰 写尚可，能够简单描述实验设计方案过程和电气参数的测量步骤。D-无法对电气测控电路模块进行实验验证，不知如何对实验中的电气参数进行采集和测量，报告撰写不规 范，缺
21、少实验设计方案过程的描述和实验测量结果的分析。5M2期末考试20%以试卷评分细则为准评分等级说明：A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1电气测量技术，申忠如，科学出版社，2003, ISBN:9787030109712. （*主教材）2图书电气测试技术，万频,林德杰，机械工业出版社，2015, ISBN:9787111498117.5 |课堂表现 五、评分细则随机检查学生上课精神状态、回答问题情况5%3图书1测控电路及应用，史红梅，华中科技大学出版社，2011, ISBN:9787560966441.4图书1智能化测量控制仪表原理与设计，徐爱钧，徐阳，北京航空航天大学出版社，2012, ISBN:9787512403338.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1定时/计数器实验PLC与电气测控实验室基础B20922专业必做综合性否2A/D转换实验PLC与电气测控实验室基础B20922专业必做综合性否3D/A转换实验PLC与电气测控实验室基础B20922专业必做综合性否