第一章

教学目的与要求：

掌握计量、测量的区别；

理解我国的测量体系以及溯源方式与国际主要市场上通行测量体系以及溯源方式的同异、可能存在的分歧

教学重点：

量、测量的的概念、测量的特点、测量的分类

计量的概念、计量的特点

测量标准

溯源与传递的区别

教学难点：

测量的前提；

理解测量基础

理解实际生产过程中什么时候用可以用测量，什么时候必须用计量；

教学内容：

基本概念—、量、测量、计量、测试、计量的特点

国际单位制、测量标准

测量结果的溯源性

精密测量技术及仪器发展的若干趋势

教学思政元素：

测试---中国特色的测量

我国对19年千克ISO重新定义的贡献

量值溯源对我国社会主义市场经济新体制的作用

精密测量技术及仪器发展的若干趋势以及对我国经济、国防、民生等方面的影响

学时分配[示例1] ：

课堂教学2学时

支撑毕业要求[示例2] [HW3] （选填）：

测控专业1.1H，测控专业7.1L,

第二章

教学目的与要求：

掌握测量系统的基本概念；

掌握评价测量系统的静态特性和动态特性指标

知道如何标定和校准测量系统

教学重点：

·            测量系统的静态特性和动态特性指标、灵敏度、分辨力

·            测量系统的数学模型。

·            输入与输出的标定、阶跃信号响应法

教学难点：

示值误差、最大允许误差、引用误差的区别

不失真的条件

阶跃信号响应法测定动态系统特性；

教学内容：

}  2.1 概述

}  测量系统的组成： 三大块：传感器、信号调理单元、分析处理单元、

}  测量方式的分类：按原理分，按类别叙述的实现被测量和标准量相比较的策略或方法：

}  接触测量和非接触测量

}  直接测量和间接测量

}  绝对测量与相对测量

}  在线测量和离线测量

}  原位测量和离位测量

}  静态测量和动态测量

}   

}  2.2测量系统的特性

}  静态特性、测量范围、量程、灵敏度、分辨力、线性度、回程误差、示值误差、仪器的测量不确定度、准确度等级

}  动态特性、时域响应、频域响应

}  响应时间（response time、静态灵敏度、超调量、阻尼系数

}  测量系统的数学模型、定常系统模型、传递函数、串联系统、并联系统、反馈系统

}  动态特性分析：瞬态响应法和频域响应法

响应时间（response time、静态灵敏度、超调量、阻尼系数

测量系统的数学模型、定常系统模型、传递函数、串联系统、并联系统、反馈系统

}  动态特性分析：瞬态响应法和频域响应法

 2.3 测量系统的标定

   通过试验确定实验确定测量仪器或系统静态、动态特性指标

教学思政元素：

无

学时分配[示例4] ：

课堂教学2学时

支撑毕业要求[示例5] （选填）：

测控专业1.1H，测控专业2.1L，测控专业3.2H

第三章

教学目的与要求：

掌握能量信号vs功率信号的区别

掌握确定信号的时域和频域分析方法

掌握如何利用白噪声确定线性时不变系统的随机信号响应

教学重点：

•       能量信号vs功率信号

•       确定信号的时域和频域分析

•       随机信号的表征、功率谱、以及线性时不变系统中的输入输出对应关系

教学难点：

•       能量信号与功率信号的区别

•       积分变换的适用范围

•       广义稳态随机信号、遍历信号的特点、随机信号的功率密度谱与自相关函数之间的关系

•       如何利用白噪声确定线性时不变系统的随机信号响应；

教学内容：

3.1测量系统中信号和信号的分类

•          信号的定义

•          信号的分类：模电vs 数电、周期信号vs 非周期信号、能量信号vs 功率信号、确定信号vs随机信号

3.2确定信号的时域和频域分析

•          信号的频域、信号的时域、连续信号、离散信号的频域

•          积分变换

3.3 随机信号的时域和频域分析

教学思政元素：

格物致知—噪声也可以作为测量系统的传递信号：约翰逊噪声温度计

学时分配[示例6] ：

课堂教学4学时

支撑毕业要求[示例7] （选填）：

测控专业3.2H，测控专业3.3M。

第四章

教学目的与要求：

掌握误差类型与能力表征以及能力表征方法的量化表达方式之间的关系

掌握随机变量的特征值评估方法

掌握如何发现系统误差

教学重点：

•       准确度、精密度、正确度的定义与区别

•       实验标准偏差、实验标准偏差的其它估计方法、合并样本标准偏差、协方差、相关系数的定义

•       系统误差的发现方法

教学难点：

•       误差类型之间的区别、能力表征以及能力表征方法的量化表达方式之间的关系

•       实验标准偏差的估计方法以及选用原则

•       系统误差组间效应与组内效应的区别

教学内容：

第一节 测量误差的基本概念

• 随机误差＋系统误差

• 两类误差之间的关系

• 准确度、精密度、正确度

• 误差类型与能力表征以及能力表征方法的量化表达方式之间的关系

• 测量结果的表征

第二节 随机误差的概率统计特性

• 随机变量的概率密度函数

• 随机变量的特征值：实验标准偏差、实验标准偏差的其它估计方法、合并样本标准偏差、协方差、相关系数

• 概率密度函数的性质与形式

• 均匀分布、三角分布、梯形分布、反正弦分布、学生分布、正态分布、标准偏差与置信因子的关系

第三节 系统误差的发现与修正

系统误差的分析

系统误差（效应）的发现：

}发现测量列组内的系统效应

}实验对比法：改变产生系统误差的条件，进行不同条件的测量

}残余误差观察法

}残余误差校核法

}不同公式计算标准差比较法

}发现各组测量之间的系统效应

}计算数据比较法

}秩和检验法

教学思政元素：

科技推动社会生产力的发展：学生分布的来源与工业成本控制

学时分配[示例8] ：

课堂教学2.5学时+课堂演示实验0.5学时

支撑毕业要求[示例9] （选填）：

测控专业1.1M，测控专业3.3M

第五章

教学目的与要求：

• 掌握测量结果中有效数字的意义、运算与取舍；

• 了解判别异常值的原因

• 掌握随机误差分布判断和剔除异常值的方法、

• 掌握以最小二乘法求解间接方程以及处理组合数据的方法；

• 了解并掌握计算机软件在误差提出中的实际运用方法

教学重点：

• 有效数字的意义与取舍

• 异常值的剔出方法与随机信号分布对其的影响

• 最小二乘法求解间接方程以及处理组合数据的方法

• 最小二乘法模型背后的假设、求解方差

教学难点：

• 间接测量方程的最小二乘法求解实验标准偏差的估计方法以及选用原则

• 系组合测量数据的最小二乘法处理

教学内容：

第一节 有效数字的取舍与运算

• 保留原则

• 舍入规则

• 运算规则

• 误差类型与能力表征以及能力表征方法的量化表达方式之间的关系

• 测量结果的表征

第二节 随机误差的概率统计特性

• 异常值产生的原因

• 异常值的判别准则：莱以特准则、罗曼诺夫斯基准则、格拉布斯准则、狄克松准则

• 概率密度函数的性质与形式

• 均匀分布、三角分布、梯形分布、反正弦分布、学生分布、正态分布、标准偏差与置信因子的关系

第三节 间接测量方程的最小二乘法求解

最小二乘法原理

正规方程求解：

第四节 组合测量数据的最小二乘法处理

组合测量的基本概念

最小二乘法求解

标准差的计算

教学思政元素：无

学时分配[示例10] ：

课堂教学4学时

支撑毕业要求[示例11] （选填）：

测控专业3.4H，测控专业3.3M

第六章

教学目的与要求：

掌握不确定评定方法和不确定报告的表示以及解读

教学重点：

•       测量不确定度的来源以及评定步骤

•       掌握测量不确定度的评定步骤以及计算方法

•       理解测量不确定度与合格评定、检定、校准、量值比较之间的关系

教学难点：

•       如何确定主要分量

•       自由度的确定、

•       不确定度传播律、高阶项在测量不确定度评定中的计算步骤

•       检定、校准、量值比对与测量不确定度之间的关系

教学内容：

第一节 风险评估(Risk Analysis)

•       测量不确定度的发展历史

•       测量不确定度、不确定度基本术语

•       标准不确定度、不确定度的A类评定、不确定度的B类评定、合成标准不确定度、扩展不确定度、包含因子、相对标准不确定度（relative standard uncertainty）、  定义不确定度（definitional uncertainty）、目标不确定度（definitional uncertainty）、仪器的测量不确定（instrumental uncertainty）、仪器的不确定度通过对测量仪器或系统校准得到，其有关信息可在仪器说明书中给出

•       仪器的不确定度通常按B类测量不确定评

•       测量不确定度的来源

•       测量不确定度评定与表示的应用范围

•       测量不确定度评定步骤

第二节 不确定度评定

•       建立数学模型及其基本要求

•       标准不确定度A类评定、A类评定标准不确定度的自由度、注意事项

•       标准不确定度B类评定、B类评定的自由度、被测量分布情况的估计、包含因子k的选择、不确定度A类和B类评定的比较

•       合成标准不确定度：占优势分量、不确定度传播律、线性数学模型的合成标准不确定度、另一种形式的线性数学模型、相关系数及其确定方法、非线性数学模型的合成标准不确定度、有效自由度

•       扩展不确定度、包含因子、扩展不确定度的两种表示方法、被测量Y可能值分布的三种可能性、被测量Y可能值的分布的判定

第三节 不确定度评定实例与应用

•       不确定度报告及其基本内容、表示方法、适用范围

•       示例

•       测量不确定度与合格评定

•       检定与测量不确定度

•       检定、校准、量值比对与测量不确定度

•       科研项目方案论证时不确定的预估

教学思政元素：

结合蒙特卡洛风险分析的B类评定对太空探索的重要性

学时分配[示例12] ：

课堂教学4.5学时+课堂演示数值实验0.5学时

支撑毕业要求[示例13] （选填）：

测控专业3.2M，测控专业3.3M，测控专业3.4M，测控专业6.2L

第七章

教学目的与要求：

了解温度测量的标准，现代温标系统，以及温度测量工具

教学重点：

从误差传递的角度分析量子化温标与传统冰水混合物在不确定度与适用范围上的同异

教学难点：

蒙特卡洛法评估红外测温方法的不确定度

教学内容：

第一节 温标

第二节 温度测量方法

第三节 蒙特卡洛法评估红外测温方法的不确定度

教学思政元素：

不要谈辐射色变—人体红外辐射也是辐射

学时分配[示例14] ：

课堂教学2.5学时+课堂演示实验0.5学时

支撑毕业要求[示例15] （选填）：

测控指标2.1M, 测控指标2.3M,测控指标8.1L。

第八章--长度测量

教学目的与要求：

掌握基于视觉尺寸测量的基本原理和相机标定准则，了解长度量值传递系统

教学重点：

双目测量与三角法测量的即便原理

教学难点：

相机的空间投影关系

教学内容：

长度测量的基本概念、长度量值传递系统、长度测量的标准量。

长度尺寸、坐标、形位误差、表面粗糙度及微纳尺度的测量

厚度测量

教学思政元素：

无

学时分配[示例16] ：

课堂教学6学时

支撑毕业要求[示例17] （选填）：测控指标2.1M, 测控指标2.3M,测控指标8.1L。

第九章---角度测量

教学目的与要求：

掌握常用角度测量仪器和方法，了解角度的量值传递

教学重点：

绝对编码器与相对编码器的区别以及各自的工程应用范围

教学难点：

莫尔编码器

教学内容：

·        角度的单位、基准、量值传递系统。

·        角度尺寸、自由度、圆分度误差的测量。

教学思政元素：

无

学时分配[示例18] ：

课堂教学2学时

支撑毕业要求[示例19] （选填）

测控指标2.1M,测控指标2.3M,测控指标8.1L。

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。

 [HW3]选填内容为什么必须要填？

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。

课堂教学8学时

工科专业须根据工程教育专业认证标准规定的具体毕业要求项，明确说明本课程能够支撑的毕业要求（或其内涵观测点，如有），并用H、M、L作为后缀，分别表示其强、中、弱支撑关系；其它专业可参照相关本科专业培养方案中的“培养目标-毕业要求”，明确各门课程与所支撑的相关专业的毕业要求内涵观测点的对应关系。

示例1：

机械专业1.2H、车辆专业1.2H

示例2：

对课程目标1（建模分析）的贡献：能对反应系统反应组分的速率、选择性和收率等进行建模，并进行分析计算；

对课程目标2（反应器选型)的贡献：能根据化学反应的类型，对反应器的操作方式、加料方式、原料浓度及温度和湿度等进行反应器选型。