授课信息

起止时间

讲授课程名称

学生人数

对象

授课学时数

课程类型

20172018学年第2学期

热能与动力测试技术

51

能动B51/B52

30

专业大类基础课

20172018学年第2学期

制冷与低温技术原理

17

能动B54

24

专业核心课

20172018学年第1学期

制冷压缩机

13

能动B42

32

专业课程

20162017学年第1学期

热能与动力测试技术

76

能动B41/B42

30

专业主干课程

20162017学年第1学期

制冷压缩机

25

能动B32

32

专业课程

20142015学年第1学期

热能与动力测试技术

70

能动B21/B22

20

专业主干课程

20142015学年第1学期

小型低温制冷机

15

能动B11/B12

16

专业课程

20132014学年第1学期

制冷与低温技术原理

38

能动B01/B02

14

专业基础课程

20132014学年第1学期

热能与动力测试技术

60

能动B01/B02

8

专业主干课程

20132014学年第1学期

热能与动力测试技术

68

能动E01

14

专业主干课程

20122013学年第1学期

现代低温技术进展

58

能动B91/B92

16

专业课程

20122013学年第1学期

制冷与低温原理

79

能动C91

24

专业基础课程

 

《热能与动力测试技术》学习要点

第一章 测量方法与误差分析

1.      什么是测量、测试与计量,它们之间的区别是什么?

2.      测量的基本方法有哪些?举例说明什么是动态和静态测量、直接和间接测量、接触和非接触测量、偏差式和零位测量、主动和被动测量。

3.      测量系统的组成要素有哪些?它与调节控制系统的区别是什么?

4.      了解现代测试技术的发展趋势。

5.      仪表的静态性能有哪些?动态性能有哪些?

6.      什么是仪表的基本误差、示值的绝对误差、示值的相对误差、示值的引用误差?

7.      了解仪表的重复性、仪表的变差。

8.      什么是仪表的灵敏度、什么是仪表的分辨力,他们有何区别?

9.      了解仪表的线性度、时漂和温漂是什么?

10.  仪表的动态特性:时间特性和频率响应特性。

11.  正确的选用仪表、选择精度、量程以及测量方法。

12.  请解释绝对误差、相对误差;系统误差、随机误差、粗大误差、综合误差。

13.  什么是精密度、精确度?什么是测量的不确定度?

14.  随机误差如何估计?(回顾数学期望、方差、标准偏差(均方根差)、置信概率、置信区间)

15.  均方根差的大小代表什么意义?

16.  异常数据的处理准则:什么是拉依达准则(准则)、格拉布斯(Grubbs)准则?如何应用?

17.  测某一介质温度15次,得到以下一列测定值数据(℃):

20.4220.4320.4020.4320.42

20.4320.3920.3020.4020.43

20.4220.4120.3920.3920.40

试判断其中有无含有粗大误差的坏值。

18.  系统误差有恒定系统误差和变值系统误差,它们分别是如何定义的?对两种系统误差如何处理?

19.  系统误差的消除方法有哪些?

20.  单次、多次直接测量结果的误差如何估计?

21.  间接测量的误差如何估计?误差传递公式是什么(绝对误差、相对误差)?

22.  如何选择最佳测量方案?

23.  简述测量结果的有效数字及表示方法?什么是“四舍六入五凑双”?

24.  什么是基于最小二乘法的数据结果处理?

 

第二章 力和压力测量

1.      应变电阻效应测力的基本原理是什么?

2.      导电材料的应变电阻效应是什么?导体和半导体的应变电阻效应有何不同?

3.      应变片的种类有哪些?

4.      应变片的测量电路(电桥电路)和三种接法(单臂、半桥和全桥接法)的灵敏度有何区别?推导采用半桥接法的应变片测量电路中,电桥输出电压。半桥和全桥接法的温度补偿作用是如何实现的?

5.      电阻应变片的温度误差有哪两个来源?如何表示?如何进行温度补偿(哪三种方法)?

6.      了解应变电阻传感器及其应用。

7.      什么是压电效应?正、逆压电效应有何不同?

8.      了解压电材料及其特性。

9.      压电元件的连接方式有哪两种?两个相同压电元件不同的连接其电荷总量、输出电压和总电容分别如何表示?对应地应采用何种测量仪器?其灵敏度分别是什么?

10.  电压放大器和电荷放大器的输出信号如何表示?压电元件能不能测静态信号?为什么?

11.  压电传感器应用中会遇到哪些问题?如何应对?

12.  压力传感器的标定:静态和动态标定分别用什么仪器,原理是什么?

13.  U型管压力计和斜管微压计的工作原理是什么?

14.  液柱式压力计的误差来源是什么?

15.  机械式压力计的工作原理是什么?弹性压力计的误差来源有哪些?如何应对?弹性压力计的使用过程中应注意哪些问题?

 

第三章 位移与液位测量

1.      何为有源传感器、无源传感器?

2.      常用的位移传感器:电位计式传感器、电感式传感器、电容式传感器、电涡流式传感器。

3.      电感式传感器的结构、工作原理、线圈电感的基本特性公式、工作方式(变间隙、变面积、螺管式)以及各自的灵敏度、差动式电感传感器的灵敏度及优点、差动变压器式位移传感器的构成、原理及输出特性。

4.      电涡流式传感器的结构、工作原理及应用。

5.      电涡流式传感器的工作方式:变间隙、变面积、双线圈串联、螺管型。

6.      电容式传感器的工作原理:电容量的表达式。

7.      电容式传感器的三种工作方式:变极板间距、变有效工作面积、变介电常数。

8.      电容式传感器变极板间距的相对灵敏度; 为什么差动式可使灵敏度提高一倍。

9.      改变极板间有效工作面积的电容式传感器:直线型、角位移型和圆筒型的灵敏度。

10.  变介电常数的电容式传感器工作原理(平板型、同心圆筒型)、电容量的表达式、灵敏度。

11.  浮子式液位计的工作原理、仪表的不灵敏区与浮子直径的关系。

12.  机械位移式、电感位移式、变浮力式液面计的工作原理。

13.  差压式液面计(敞口型、封闭容器)、汉普逊液面计的结构、工作原理。

14.  电阻式液位计(热线、碳电阻、超导式)。

第四章 温度测量

1.      什么是温度(宏观、微观定义)、温标?

2.      经验温度有哪些?它们的内涵都是什么?热力学温标是什么?理想气体温标是什么?建立这些温标所用的基准仪器是什么?固定点温度是什么?分度关系又是什么?

3.      什么是国际温标?其三个基本条件、三个要素分别是什么?

4.      什么是温标的传递?基准器、标准器和工作仪表有何不同?

5.      温度测量的原理都有哪些?温度测量的五种基本方法是什么?

6.      对温度测量方法的基本要求有——、——、——。

7.      温度测量的特点有哪些?了解常用温度计的使用范围。

8.      玻璃管温度计的结构、工作原理及影响其灵敏度的主要因素有哪些?

9.      简述玻璃管温度计的使用方法。部分浸没、全浸没、整体浸没有何区别?

10.  玻璃管式液体温度计的读数误差与修正。

11.  什么是接触电势、温差电势?热电偶回路热电势如何表示?热电偶测温基本原理是什么?如何查热电偶的分度表?

12.  热电偶的基本定律有哪些?它们各自的推论有什么?有什么应用?

13.  何为热电偶的参比端?参比端温度如何补偿?

14.  为什么补偿电桥法不能完全补偿?

15.  热电偶的基本结构是什么?

16.  标准热电偶都有哪些型号?它们的电极材料分别是什么?分别应用于什么温区?在室温下其灵敏度是多少?

17.  热电势的测量:动圈仪表、电位差计的工作原理,了解数字电压表的特点。

18.  直流电位差计和手动电位差计有何区别?操作的程序有何不同?

19.  热电偶测温技术有哪些?了解其优缺点。

20.  热电偶测温误差的来源以及应对方法。

21.  电阻温度计的工作原理是什么?

22.  金属材料和半导体材料电阻和温度的关系有何不同?表达式是什么?

23.  金属材料的热电阻有哪些?半导体材料的热电阻有哪些?

24.  金属电阻由理想电阻和剩余电阻组成,它们分别是由何原因引起?为什么可以用两个温度下的电阻值表示金属的纯度?

25.  了解铂电阻温度计、铜电阻温度计及其使用温区。

26.  热电阻测量的原理。其测量仪表有哪些?注意这些仪表使用时的特殊要求。

27.  热电阻测量所采用的二线制、三线制、四线制分别代表什么意思,它们分别用在哪些测量仪表的场合?

28.  为什么说三线制可以部分补偿由环境温度变化带来的测量误差,而四线制接法可完全补偿?

29.  电阻温度计测温误差的来源有哪些?

30.  温度计标定的基本方法有哪些?教学实验采用何种方法?

 

第五章 转速与功率测量

1.      转速测量的传感器有哪些?按接触测量和非接触测量进行分类。

2.      磁电式转速传感器的工作原理、变磁通和恒磁通结构有何不同?如何测量线速度和角速度。

3.      磁电式传感器测速时,一般被测轴上所安装齿轮的齿数为60,请解释原因?

4.      光电式传感器的工作原理,光电元件有哪些?它们如何工作?

5.      光敏电阻的特性:光照特性、光谱特性、伏安特性。

6.      光电池的光谱特性、光照特性。

7.      光敏三级管的光照特性、光谱特性、伏安特性。

8.      光电传感器测转速传感器结构:反射式和透射式。

9.      什么是霍尔效应?

10.  霍尔式转速传感器的工作原理及应用。

11.  磁电式或霍尔转速传感器所用的测速齿轮能用铝材制造吗?

12.  数字式频率计的工作原理示意图,什么是测频法和测周法?如何进行测频法和测周法的切换?

13.  什么是视觉暂留?什么是单定像、N重定像?

14.  如何根据频闪图像来确定转速?如何由频闪图像的转动方向来调节闪光频率,以准确测量?

15.  某些安装了旋转机械的厂房不允许使用日光灯照明,请解释原因?

16.  机械式转速表的工作原理及特点。

17.  发电式转速表的工作原理及特点。

 

第六章 振动与噪声测量

1.      振动测量指位移、速度和加速度的测量。

2.      振动位移传感器的要求,常用哪些传感器(电容式、电感式及涡流式),其工作原理?

3.      涡流式振动位移传感器的应用:轴位移的测量、相对轴膨胀的测量。

4.      磁电式振动速度传感器的工作原理。

5.      振动加速度传感器有:应变式、压阻式、压电式。

6.      加速度计安装方法。

7.      振动传感器的校准:绝对法和相对法。

8.      频谱分析仪的作用:时域分析、频域分析。

9.      动态特性测量系统的激励方式及激励装置(稳态正弦激励、随机激励和瞬态激励)。

10.  噪声的概念及特性。

11.  噪声测量的基础:声压、声压级;声强、声强级;声功率、声功率级。

12.  噪声的合成:计算法、工程简化法;

13.  背景噪声的扣除。

14.  噪声的频谱测量:最常用的频带宽度是倍频程和1/3倍频程,何为倍频程。

15.  噪声的主观评价:响度、响度级。

16.  等响度曲线(人耳感觉相同的曲线)。

17.  频率计权网络:ABC计权网络

18.  如果每一个网络读出声级的数值都相同,表明什么? 如果用A网络得到的读数较小,表明什么?

19.  噪声测量仪器:传声器、声级计、校准仪、频谱分析仪。

20.  声级计的组成。

21.  声级计的校准:活塞发声器法、声级校准器法。

22.  声功率的测量技术:自由场法、混响室法和现场测量法

 

第七章 流速和流量测量

1.      流速测量分为稳态和动态测量。测压管法,热线风速仪技术分别是何种测量?

2.      测压管法测速原理是什么?

3.      什么是流体的总压、流体的静压?如何测量?用什么仪器、方法?

4.      总压管有哪些类型?它们的特点、气流偏斜角灵敏度有多大?如何选用?

5.      影响总压测量的因素:可压缩性—M数的影响;粘性-雷诺数ReD影响。

6.      静压测量的方法有哪些?

7.      静压探针有哪些种类,其特点如何?

8.      影响静压测量因素:固有误差、压力孔引起误差、M数影响、速度梯度影响。

9.      何为毕托管?其工作原理是什么?

10.  毕托管有哪些类型?

11.  圆柱形复合测压管的结构如何?

12.  圆柱形复合测压管使用方法是什么?如何测得总压、静压、速度的大小和方向?它们的表达式如何?

13.  可压缩流体的流速如何测量?M数不同,如何取不同的可压缩性修正系数?

14.  测压的标定内容有哪些?如何标定?

15.  热线风速仪的工作原理是什么?

16.  什么是热线网速仪的恒流工作方式、恒温工作方式?它们的测量电路有何不同?

17.  什么是King公式?

18.  流量的概念:累积流量、平均流量、瞬时流量; 质量流量、重量流量、体积流量;不同流量间的转换。

19.  容积式、速度式、质量式流量计分别基本的工作原理及使用要求。

20.  容积式流量计的测量方法。其测量误差的来源有哪些?

21.  速度式流量计的工作原理:涡轮式、涡街式及其它类型的注量计的工作原理,及其使用注意事项。

22.  质量式流量计有哪三种类型?

23.  节流式流量测量装置的组成有哪些?

24.  标准孔板、标准喷嘴的使用范围:管径、d值、Re数等。

25.  标准孔板、标准喷嘴使用时的取压形式有哪些?

26.  标准节流装置的使用条件有哪些?

27.  标准节流装置流量公式如何推导?

28.  什么是流量系数、流出系数?可压缩流体的标准节流流量计的流量公式是什么?

29.  标准孔板、标准喷嘴的C值、e值计算公式、如何取值及相对不确定度如何表示?

30.  标准节流装置的设计方法。

31.  计算流量计的不确定度。 

32.  流量计的标定方法有哪些?