第一篇:《传感器原理》实验教学大纲
《传感器原理》课程实验教学大纲
一、适用专业: 自动化
二、教学目标:通过实验验证和巩固所学的理论知识,能够运用所学的理论知识掌握分析和处理问题的方法。训练实验技能,掌握传感器的应用方法与技巧。认真观察现象,正确检查和判断。正确地书写实验报告,分析实验结果。培养实际动手能力和严谨、实事求是的科学态度。
要求:
1.熟悉传感器的基本原理,掌握应用的领域与和范围,能够正确组成控制系统
2.掌握基本实验技能,能够正确使用实验仪并对实验现象加以分析和判断。
3.能正确连接实验电路,合理布线和安排仪器,分析并排除故障。
4.正确地书写实验报告,分析实验结果
三、实验教学学时数:6学时
四、实验内容:
实验一三种桥路性能比较(验证性)(2学时)
1、实验目的:熟悉实验设备,掌握箔式应变片式传感器及组桥原理。
2、基本技能训练内容:熟悉实验设备及应片式传感器的工作原理及应用软件的使用方法,观察金属箔式应变片的结构、贴片方式以及接桥方式;测试应变梁变形的应变输出;比较应变片不同接桥方式对电桥输出结果的影响,。
3、主要仪器设备和药品:CSY2000传感器与检测技术实验台,应变式传感器实验模板、数显表、万用表、计算机。
4、实验方法:根据测量原理,将应片式传感器桥路与实验台连接,并运行软件进行主要测试。
5、实验报告要求:写出应片式传感器和桥路测量的工作原理、运行分析和说明。
实验二差动变压器性能实验(验证性)(2学时)
1、实验目的:熟悉实验设备,掌握差动变压器原理和特性。
2、基本技能训练内容:熟悉实验设备及差动变压器的工作原理及应用软件的使用方法。
3、主要仪器设备和药品:CSY2000传感器与检测技术实验台,差动变压器模板,测微头,示波器,差动变压器,音频信号源、万用表、计算机。
4、实验方法:根据测量原理,将差动变压器与差动变压器模板及实验台连接,并运行软件进行主要测试。
5、实验报告要求:写出差动变压器的工作原理、运行分析和说明。
实验三压力传感器的压力测量实验(验证性)(2学时)
1、实验目的:熟悉实验设备,掌握扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
2、基本技能训练内容:熟悉实验设备及压力传感器的工作原理及应用软件的使用方法。
3、主要仪器设备和药品:CSY2000传感器与检测技术实验台,压力源,压力表,压力传感器及实验模板,流量计,数显单元,计算机。
4、实验方法:根据测量原理,将压力传感器模板与实验台连接,并运行软件进行主要测试。
5、实验报告要求:写出压力传感器测量的工作原理、运行分析和说明
实验四电容式传感器的特性实验(综合性)(2学时)
1、实验目的:熟悉实验设备,掌握掌握电容式传感器的工作原理和测量方法。
2、基本技能训练内容:熟悉实验设备及电容式传感器的工作原理及应用软件的使用方法。
3、主要仪器设备和药品:CSY2000传感器与检测技术实验台,低通滤波模板,示波器,数显单元,计算机。
4、实验方法:根据测量原理,将传感器安装在模板上并与实验台连接,并运行软件进行主要测试。
5、实验报告要求:写出电容式传感器测量的工作原理、运行分析和说明。
五、考核方式:
根据实验报告、实验中的动手能力和解决实际问题的能力以及实验报告进行综合考核。实验教学部分成绩占课程总成绩的10%。
六、实验教科书、参考书:
《CSY2000传感器与检测技术实验台实验指南》杭州赛特传感技术有限公司 说明:大纲中列举的4个实验题目每学期可根据实际情况选择3个题目做为实验题目,教师根据实际情况选择实验题目。
第二篇:传感器原理
传感器原理 第一章
1、测量方法:①根据获得测量值的方法,为直接测量、间接测量、组合测量。
②根据测量方式,偏差式测量、零位式测量与微差式测量。
③根据测量条件,等精度测量、不等精度测量
④根据被测量变化快慢,静态测量、动态测量
⑤根据测量敏感原件是否与被测介质接触,接触式测量、非接触式测量
⑥根据测量系统是否向被测量施加能量,主动式测量、被动式测量
2、直接测量:测得值直接与标准量进行比较
间接测量:首先对与被测量有确定函数关系的几个量进行直接测量,将直接测的值带入函数关系式,经过计算得到所需要的结果。
组合测量:被测量必须经过求解联立方程组求的偏差式测量:用仪表指针的位移决定被测量的量值。
零位式测量:用指零仪表的零位反映测量系统的平衡状态,在测量系统平衡时用已知的标准量决定被测量的量值。
微差式测量:将被测量与已知的标准量相比较,获得差值后,再用偏差法测得此差值。
等精度测量:在整个测量过程中,若影响和决定误差大小的全部因素始终保持不变,对同一被测量进行多次重复测量。
不等精度测量:在不同的测量条件下,用不同精度的仪表,不同的测量方法,不同的测量次数以及不同的测量者进行测量和对比。
3、测量误差:测量值与被测量的真值之差。
①绝对误差:测量结果与真值之差。
②相对误差:绝对误差与被测量之比。
③引用误差:绝对误差与量程之比。
④随机误差:在同一测量条件下,多次测量被测量时,绝对值和符号以不可预定方式变化的误差。通过增加测量次数减小随机误差对测量结果的影响。
⑤粗大误差:超出规定条件下预期的误差,又称疏忽误差。第二章
1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
2、传感器由敏感元件和转换元件组成。
敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。
转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。
3、传感器的基本特性:静态特性和动态特性。
静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的输出与输入的关系。包括灵敏度,迟滞,线性度,重复性,漂移。
灵敏度:输出量增量与引起输出量增量的相应输入量增量之比。
线性度:传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度。
迟滞:传感器在相同工作条件下输入量由小到大及输入量由大到小变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象。
重复性:传感器在相同工作条件下,输入量按同一方向做全量程连续多次变化时,所得特性曲线不一致的程度。
漂移:输入量不变的情况下,传感器输出量会随时间变化。第三章
应变式传感器
1.金属电阻应变片的工作原理:基于电阻应变效应。
2.电阻应变效应:导体在外界作用下产生机械变形(拉伸或压缩)时,其电阻值相应发生变化的现象。
3.半导体电阻应变片的工作原理:基于半导体材料的压阻效应。
4.压阻效应:半导体材料的电阻率ρ随作用应力的变化而发生变化的现象。5.金属电阻应变片的灵敏度推导及半导体电阻应变片的灵敏度推倒。6.金属电阻应变片的结构:由敏感栅,基片,覆盖层和引线等部分组成。
敏感栅是应变片的核心部分,它粘贴在绝缘的基片上,其上再粘贴起保护作用的覆盖层,两端焊接引出导线。
7.金属电阻应变片的材料要求:
①灵敏系数大②ρ值大③电阻温度系数小④与铜线的焊接性能好⑤机械强度高 8.电阻应变片的温度误差:由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差,称为应变片的温度误差。
产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面: ①电阻温度系数的影响
②试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响
9.电阻应变片的温度补偿方法:线路补偿和应变片自补偿
应变片的自补偿法是利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿的。
10.电阻应变片的测量电路:电压灵敏度的计算,相互关系公式推导。
第四章
电感式传感器
1.变气隙式电感传感器:特点,工作原理灵敏度的公式推导 特点:灵敏度高,非线性严重
2.零点残余电压:把传感器在零位移时的输出电压称为零点残余电压,记作 3.产生零点残余电压的原因: ①由于由于两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称,因此在两电感线圈上的电压幅值和相位不同,从而形成了零点残余电压的基波分量。②由于传感器导磁材料磁化曲线的非线性(如铁磁饱和,磁滞损耗)使得激励电流与磁通波形不一致,从而形成了零点残余电压的高次谐波分量。4.为了减小电感式传感器的零点残余电压的采取措施。
①在设计和工艺上,力求做到磁路对称,铁芯材料均匀。要经过热处理以除去机械应力和改善磁性。两线圈绕制要均匀,力求几何尺寸与电气特性保持一致。②在电路上进行补偿。
5.电涡流式传感器工作原理:当传感器线圈通以交变电流
时,由于电流的变化在线圈周围产生交变磁场,使置于此磁场中的被测导体产生感应电涡流,电涡流
又产生新的交变磁场。
与
方向相反,因而抵消部分原磁场,从而导致传感器线圈的电感量,阻抗和品质因数发生变化,即线圈的等效阻抗发生变化。这些变化与被测导体的电阻率
磁导率
以及几何形状有关,也与线圈几何参数,激磁电流频率
有关,还与线圈与被测导体间的距离
有关,因此可写为
式中,为线圈与被测导体的尺寸因子。
第五章
1、电容式传感器结构简单、体积小、分辨率高,可非接触式测量,并能在高温、辐射、强烈震动等恶劣条件下工作。
2、电容式传感器可分为变极距型(测量位移)、变面积型(测量直线位移、角位移、尺寸)、变介电常数型(测量液体液位、材料厚度)。
3、变极距型平板电容式传感器的灵敏度推导
为了提高灵敏度,减小非线性误差,大都采用差动式结构。
4、电容式传感器的应用:电容式压力传感器,电容式加速度传感器,差动式电容测厚传感器。
第六章
压电式传感器
1.压电式传感器的定义:其工作原理是基于某些介质材料的压电效应,是一种典型的有源传感器。它通过材料受力作用变形时,其表面会有电荷产生而实现非电量测量。2.压电式传感器的特点:体积小,重量轻,工作频带宽。
3.压电效应:某些电介质,当沿这一定方向对其施力而使它变形时,内部就产生极化现象,同时。在它的两个表面上产生符号相反的电荷。到外力去掉后,又重新恢复到不带电的状态,这种现象称为压电效应。
4.把这种机械能转化为电能的现象称为正压电效应。
5.当在电介质极化方向施加电场时,这些电介质也会产生几何变形,这种现象称为逆压电效应(电致伸缩效应)。
6.压电材料的主要特性参数: 压电常数:压电常数是衡量材料压电效应强弱的参数,它直接关系到压电输出灵敏度。7.沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应。沿机械轴 y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为横向压电效应。沿光轴方向的力作用时不产生压电效应。8.压电式传感器的等效电路的特点
9.压电式传感器的测量电路的特点
10.压电式传感器的应用:
①压电式测力传感器②压电式加速度传感器
③压电式金属加工切削力测量④压电式玻璃破碎报警器 第七章
1、磁电感应式传感器:变磁通式、恒磁通式。
变磁通式传感器工作原理:产生磁场的永久磁铁和线圈都固定不动,通过磁通Φ的变化产生感应电动势e。又称为磁阻式,常用于角速度的测量。
恒磁通式传感器工作原理:气隙磁通保持不变,感应线圈与磁铁作相对运动,线圈切割磁力线产生感应电势。
2、磁电感应式传感器的误差主要有非线性误差和温度误差
⑴非线性误差的主要原因:当磁电式传感器在进行测量时,传感器线圈会有电流流过,这时线圈会产生一定的交变磁通,此交变磁通会叠加在永久磁铁所产生的工作磁通上,使恒定的气隙磁通变化。
补偿非线性误差的方法:在传感器中加入补偿线圈,补偿线圈被通以一定的电流,适当选择补偿线圈的参数,产生的交变补偿磁通可以与传感器线圈本身产生的交变附加磁通相互抵消。
⑵温度误差产生的主要原因:受温度变化的影响。
温度误差补偿的方法:在结构允许的情况下,在传感器的磁铁下设置热磁分路。
3、霍尔效应:置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上垂直于电流和磁场的方向上产生电动势。
霍尔电势的影响因素:霍尔电动势正比于激励电流及磁感应强度,其灵敏度与霍尔系数成正比,而与霍尔片厚度d成反比,为了提高灵敏度,霍尔元件常制成薄片形状。
4、霍尔原件的符号
5、霍尔传感器的应用:霍尔式微位移传感器,霍尔式转速传感器,霍尔计数装置。第八章
光电式传感器 1.光电效应
光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。
在光线作用下物体内的电子溢出物体表面向外发射的现象称为外光电效应。
在光线作用下物体的导电性能发生变化或产生光生电动势的效应称为内光电效应。2.光敏电阻的主要参数: ①暗电阻与暗电流
光敏电阻在不受光照射时的阻值称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流。②亮电阻与亮电流
光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流。③光电流
亮电流与暗电流之差称为光电流。3.光敏电阻的基本特性
①伏安特性
在一定照度下流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。光敏电阻在一定的电压范围内,其
曲线为直线,说明其阻值与入射光量有关,而与电压,电流无关。
②光照特性
光敏电阻的光照特性是描述光电流
和光照强度之间的关系的,不同材料的光照特性是不同的,绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。
③光谱特性
光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用,即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光敏电阻的光谱特性,亦称为光谱响应。对应于不同波长,光敏电阻的灵敏度是不同的,而且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。④频率特性 ⑤温度特性
4.光敏二极管的工作原理
光敏二极管儿电路中一般是处于反向工作状态,在没有光照时,反向电阻很大,反向电流很小,该反向电流称为暗电流。当光照射在结上,光子打在结附近,使
结产生光生电子和光生空穴对,它们在结处的内电场作用下作定向运动,形成光电流。光的照度越大,光电流越大,因此光敏二极管在不受光照射时处于截止状态,受光照射时处于导通状态。5.光敏晶体管的工作原理
大多数光敏晶体管的基极无引出线,当集电极加上相对于发射极为正的电压而不接基极时,集电结就是反向偏压,当光照射在集电结时,就会在结附近产生电子--空穴对,光生电子被拉到集电极,基区留下空穴,基极与发射极间的电压升高,这样便会有大量的电子流向集电极,形成输出电流,且集电极电流为光电流的倍,所以光敏晶体管有放大作用。6.光电池的工作原理
基于光生伏特效应,光电池是因为有较大面积的PN结,当光照射在PN结上时,在结的两端出现电动势,从而成为电源。
第三篇:传感器原理
1.Electrochemical(toxic)检测有毒气体
电化学式传感器,用于检测有毒气体。电化学式包括定电位电解式和伽伐尼电池式氧气传感器。这里主要指的是定电位电解式传感器。
定电位电解式传感器原理:
筒状塑料池体内,装有电极,电极间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜在顶部封装。电极间加电位且与前置放大器连接。气体与电解质内的工作电极发生氧化还原反应,电极平衡电位发生变化,变化的值与气体浓度成正比。
2.Catalytic combustion or Infrared 检测可燃气体
催化燃烧式传感器或红外式传感器。这两种传感器主要用于检测可燃气体。催化燃烧式传感器原理:
气体扩散到传感器的催化燃烧室。燃烧室中两只传感器元件上的催化剂使可燃性气体进行无焰燃烧,产生热量。温度使感应电阻阻值发生变化,打破电桥平衡,产生微小的电压差信号,此信号与可燃气体浓度是成正比的的,从而达到检测可燃气体浓度的目的。
红外式传感器原理:
红外式传感器,是通过一个红外发生器产生红外光,穿过充有样气的气室,然后被各种气体的专用接收器接收。是利用不同元素对某个特定波长的吸收原理。
3.Diffusion fuel cell 检测氧气
扩散燃烧单元(燃料电池)。即通常所说的伽伐尼电池式氧气传感器。用于氧气的检测。
伽伐尼电池式氧气传感器原理:
塑料容器内一面装有对氧气透过性良好的聚四氟乙烯透气膜,在其容器内侧紧粘着贵金属(铂,黄金,银等)阴电极,在容器另一面内侧或容器的空余部分形成阳极(用铅,镉等离子化倾向大的金属)。氧气在通过电解质时阴阳极发生氧化还原反应,使阳极金属离子化,释放出电子,产生电流。电流的大小与氧气的多少成正比。
半导体式气体传感器是依据金属氧化物半导体材料,在空气中,在遇到当空气的氧化还原状态发生变化时,半导体才料的电导率会发生相应的变化,比如:当空气中弥漫一定浓度的酒精蒸汽时,二氧化锡半导体材料的电导率会升高,电阻下降;而这种变化的幅度与气体的浓度直接相关,这就是半导体式气体传感器!我们家庭排油烟机下面的电子鼻就是使用的这种传感器。
电化学式气体传感器是依据气体的电化学氧化和还原的原理制备的,他的原理是与我们的电池几乎相同。比如,我们检测一氧化碳,CO在电解池的阳极被氧化成二氧化碳,而电解电流与CO的浓度有关。
电化学传感器准确而灵敏,但是,由于大量使用贵金属,另外制作工艺复杂,因此价格较高。
我国敏感元件与传感器行业现状与差距
我国电子信息业在上世纪八十年代第一次腾飞后,随着国民经济信息化进程的加快,之后又进入持续快速发展的新时期。这个时期电子信息产业的主要特征表现为:一是正在从单一的制造业转变为物质生产与知识生产,装备制造与系统集成,硬件制造与软件制造,工业生产与信息服务相结合的现代信息产业;二是产业结构,产品结构,企业结构,运行机制,管理模式等方面发生了深刻变化;三是我国信息产业成为国民经济的支柱产业和先导产业,是新世纪的战略产业,为国民经济和社会信息化建设提供主要技术和物质支撑。
传感器技术及其产业的特点是:基础、应用两头依附;技术、投资两个密集;产品、产业两大分散。基础、应用两头依附,是指传感器技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计测技术这四块基石。敏感机理千差万别,敏感材料多种多样,工艺设备各不相同,计测技术大相径庭,没有上述四块基石的支撑,传感器技术难以为继。
应用依附是指传感器技术基本上属于应用技术,其市场开发多依赖于检测装置和自动控制系统的应用,才能真正体现出它的高附加效益并形成现实市场。也即发展传感器技术要以市场为导向,实行需求牵引。技术、投资两个密集技术密集是指传感器在研制和制造过程中技术的多样性、边缘性、综合性和技艺性。它是多种高技术的集合产物。由于技术密集也自然要求人才密集。投资密集是指研究开发和生产某一种传感器产品要求一定的投资强度,尤其是在工程化研究以及建立规模经济生产线时,更要求较大的投资。增加投资和正确的投资方向是提高传感器产业水平的主要条件之一,也是企事业决策者谋求最佳经济效益的重要手段。产品、产业两大分散,产品结构和产业结构的两大分散是指传感器产品门类品种繁多,生产、研究单位分布在除地方外有12个部委(电子、机械、科学院、航空航天、教委、冶金、船舶、铁道、轻工、化工、煤炭等),其应用渗透到各个产业部门,它的发展既是各产业发展的推动力。只有按照市场需求,不断调整产业结构和产品结构,才能实现传感器产业的全面、协调、持续发展。
在国家的支持下,“八五”以来,我国的传感器技术及其产业取得了长足进步。
在学术交流方面,1989年10月由敏感元器件与传感器分会发起主办的“STC〃89 首届全国敏感元件与传感器学术会议”已延续至今,固定每两年召开一次,每逢活动不但国内学者、企业家云集且有不少其它国家的人士参加。目前,其论值组织机构为:“全国敏感元件与传感器学术团体联合组织委员会”。
在原电子工业部的努力及敏感元器件与传感器分会的积极组织下,实施的“双加工程”即:加快力度加快发展,的方针指导下,建立了我国敏感元器件与传感器生产基地。这三大基地分别为:
“安徽基地”,主要是建立力、光敏规模经济。
“陕西基地”,1990年2月成立了“陕西省敏感技术产业集团公司”主要是建立电压敏、热敏、汽车电子规模经济为主要目标。
“黑龙江基地”主要建立气、湿敏规模经济为主要目标。
多年来,三大基地在发展过程中虽然兴衰不一,历史地看,它对我国敏感元件与传感器行业的建设起到了一定的推动作用。
“九五”期间传感器技术研究国家重点科技攻关项目取得了51个品种86个规格的新产品。初步建立了敏感元件与传感器产业。
产品已进入到亿万人民的家庭生活中,并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。
近年来,在研发主力军的建设方面,主要表现在:(1)建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地。
全国已有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用,其中从事MEMS研制生产的已有50多家。目前全行业正在执行“十五”规划,MEMS等5项新型传感器已列入研究开发的重点;国家计委决定从2002年开始组织实施的新型电子元器件产业化专项中有5项新型敏感元件与传感器已经启动;一些省、市新建立的“传感器产业基地”、“MEMS科技股份有限公司”,呈现出良好的发展态势。我的博客
zhanggehao2003@163.com是我的信箱QQ158458067是我的QQ号徐静蕾新浪博客http://blog.sina.com.cn/m/xujinglei 要找的东东全在我上面的网址里的,如果找不到,请和我留言要不写信,谢谢
回答者:zhanggehao-秀才 二级 4-5 23:45
第四篇:传感器原理
《传感器原理》期中课程设计题目
1. 电子秤是日常生活中常见的称重仪器,试用电阻应变式传感器自行设计一个满足如下要
求的电子秤:
1)称重范围0~10公斤;
2)能够输入商品单价;
3)能够显示商品重量及价格;
4)能够打印和存储;
5)能够进行远程数据传输。
请给出选择的传感器的选型和常见的信号调理电路,给出系统硬件结构框图和软件结构框图,并说明框图中各部分的作用。
2. 霍尔元件常用于转速的测量,请用霍尔元件设计一个满足如下要求的直流电机的转速测
控系统:
1)能够实现转速测量和显示;
2)能够实现直流电机转速增加和降低;
3)能够记录直流电机的转速变化过程。
请给出体现霍尔元件工作的原理示意图,给出直流电机的转速测控系统的硬件结构框图和软件结构框图,并说明框图中各部分的作用。
3. 在现代校园中,学生开水问题被自动热水器解决,它能够控制温度并完成水的自动注入。
试根据如下要求,选择适当的传感器设计一个自动热水器,给出系统硬件结构框图,并说明框图中各部分的作用:
1)能够显示和控制温度;
2)当水位高度不足低限时,自动注入,水位高度到高限时,停止注入。
4. 当代道路照明能够达到根据环境的光线情况来控制照明,试设计一个能完成此功能的路
灯控制系统,说明选择的传感器的类型及传感器的工作原理,说明路灯控制系统的工作原理,给出系统的硬件结构框图,并说明框图中各部分的作用。
5. 工程应用中常见加速度的测量问题,多种传感器可以用于加速度的测量,试选择适当的传感器设计一个加速度测量系统,说明选择传感器的类型及工作原理,简述该加速度测量系统的工作原理,给出系统的硬件结构框图和软件框图,并说明框图中各部分的作用。
第五篇:化工原理实验(专)教学大纲
化工原理实验(专)教学大纲
英文译名:Experiments of Chemical Engineering Principles
课程性质:必修课程
学分数:2
要求先修课程:高等数学、物理、物理化学
参考书:
1.《化工原理》(上)(下)(第三版),陈敏恒、丛德滋、方图南、齐鸣斋编,北京 化学工业出版社,2006。
2.化工原理实验,史贤林、田恒水、张平主编,上海 华东理工大学出版社,2005。
一、本课程的性质、目的和任务
化工原理实验是一门以化工单元操作过程原理和设备为主要内容、以处理工程问题的实验研究方法为特色的实践性课程。它在培养学生的工程能力,创新思维和创新能力方面起着重要的作用。通过本课程的学习,学生应掌握应用化工原理和有关先修课程之所学知识,正确地处理工程问题的综合能力,在下列几个方面的能力上得到较好的培养和锻炼:(1)掌握处理工程问题的基本实验研究方法,即数学模型法和因次论指导下的实验研究方法,灵活地应用这些方法研究处理各种化工工程问题的能力;(2)分析和解决化工工程问题的综合能力:包括合理地规划实验的能力;正确地选择设备和设计流程的能力;正确地选择和使用工程测试仪表的能力;实验动手能力;化工单元过程和设备的操作及分析能力;正确处理实验数据的能力;
(3)对实验结果进行正确分析、讨论和总结并用简明的文字和适当的图表撰写实验研究报告的能力;(4)工程创新能力。
二、实验基本要求
(1).了解化工原理实验的特点、工程实验所具有的基本特点,以及与基础学科实验之间的区别,并能够应用到今后的实际工作中。
(2).了解和掌握实验方法论、数据处理、工程测试技术、典型的化工单元操作过程和设备的操作及分析、特性参数的实验测定。
(3).了解和掌握使用测量流体压力、温度和流量的工程技术和常用仪表。熟练掌握压力计(液柱式压力计:U型(倒U型)液柱压力计、单管液柱压力计;弹簧式压力计:弹簧管压力计、膜式微压计;应变片式压力传感器)的选择、测压点的选择、压力计的安装和使用;温度计(玻璃液体温度计、热电偶、热电阻)的选择、标定和校正,以及温度计的安装和使用;流量计(速度式流量计:孔板和文丘利流量计、转子流量计、涡轮流量计;体积式流量计:湿式气体流量计、皂膜流量计;质量式流量计:质量流量计)的选择、校正、安装和使用等。
(4).通过实验预习(实验理论)、实验操作、计算机处理实验数据、撰写实验报告这个过程的培训,初步达到一个实际实验动手能力和实验设计能力的锻炼和提高。
化工原理实验课分成实验理论和实验操作两部分教学内容。其中实验操作包括远程模拟实验和本地实验室现场实验。
三、实验内容
1.流体流动阻力的测定实验
2.离心泵特性曲线的测定实验
3.对流给热系数的测定实验
4.吸收塔的操作和吸收传质系数的测定实验
5.精馏塔的操作和全塔效率的测定实验
6.干燥速率曲线的测定实验
四、考核方式
完成每个实验后都需填写并提交实验平台中的实验报告,否则不计分。六个实验成绩的算术平均分作为化工原理实验(专)课程的实验成绩,按60%计入课程总成绩。本地实验室现场实验部分由各教育中心根据实际情况进行,学生现场所做的实验数量应不少于2个,同样,该部分成绩按40%计入课程总成绩。