課程簡介
Course Introduction
教學(xué)大綱
Teaching Syllabus
傳感器原理與應(yīng)用
The principle and application of sensor
一、課程基本信息
學(xué) 時:40（其中上機(jī)實(shí)驗(yàn)8學(xué)時）
學(xué) 分:2.5
考核方式:考試,，考試成績占70%,，平時成績占30%
中文簡介:
《傳感器原理與技術(shù)》是一門信息技術(shù)類基礎(chǔ)課程,。通過課堂講授,、研討、案例分析和課后作業(yè),，讓學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)和了解傳感器工作的原理,、技術(shù)和應(yīng)用，并能綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行測試系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計,。課程內(nèi)容包括電阻式傳感器,、電感式傳感器、電容式傳感器,、磁電式傳感器,、壓電式傳感器、光電式傳感器,、熱電式傳感器類型的傳感器的工作原理,、傳感器的結(jié)構(gòu)、主要參數(shù),、檢測電路,、典型應(yīng)用及檢測技術(shù)等。
二,、教學(xué)目的與要求
本課程是高等院校類機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè),、物聯(lián)網(wǎng)工程教學(xué)計劃中一門專業(yè)選修課。本課程主要研究各類傳感器的機(jī)理,、結(jié)構(gòu),、測量電路和應(yīng)用方法,，主要包括常用傳感器、近代新型傳感技術(shù)及信號調(diào)理電路等,。 本課程內(nèi)容包括概述,、電阻式傳感器、電感式傳感器,、電容式傳感器,、磁電式傳感器、壓電式傳感器,、光電式傳感器,、熱電式傳感器類型的傳感器以及檢測技術(shù)等基礎(chǔ)知識。本課程的目的和任務(wù)是使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí),，掌握常用傳感器的基本原理,、應(yīng)用基礎(chǔ)，并初步具有檢測,、控制系統(tǒng)設(shè)計的能力,。 本課程在培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才的全局中，具有提高學(xué)生對相關(guān)專業(yè)理論的認(rèn)知能力,、增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)技術(shù)工作適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)新能力的作用,。
第一章 傳感器與測試技術(shù)的概念
（一）目的與要求
要求理解與掌握傳感器的基本知識；傳感器的作用與發(fā)展,；測試技術(shù)的定義與傳感器的技術(shù)應(yīng)用,。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 傳感器的基本知識
1．主要內(nèi)容
敏感元件、變換器,、檢測技術(shù),、測系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)；
2．基本概念和知識點(diǎn)
敏感元件,、變換器,、檢測技術(shù)、測系統(tǒng)的組成及特點(diǎn),；
3．問題與應(yīng)用（能力要求）
了解敏感元件,、變換器、檢測技術(shù),、測系統(tǒng)的組成及特點(diǎn),；
第二節(jié) 傳感器的作用與發(fā)展
1．主要內(nèi)容
傳感器的作用與發(fā)展
2．基本概念和知識點(diǎn)
傳感器的作用與發(fā)展
3．問題與應(yīng)用（能力要求）
了解發(fā)展過程
第三節(jié) 測試技術(shù)的定義與傳感器的技術(shù)應(yīng)用
1．主要內(nèi)容
測試技術(shù)的定義與傳感器的技術(shù)應(yīng)用
2．基本概念和知識點(diǎn)
測試技術(shù)的定義與傳感器的技術(shù)應(yīng)用
3．問題與應(yīng)用（能力要求）
了解測試技術(shù)的定義與傳感器的技術(shù)應(yīng)用
(三) 課后練習(xí)
1.1 綜述你所理解的傳感器概念
1.2 何謂結(jié)構(gòu)型傳感器?何謂物性型傳感器?試述兩者的應(yīng)用特點(diǎn)。
1.3 一個可供實(shí)用的傳感器有哪幾部分構(gòu)成?各部分的功用是什么?試用框圖標(biāo)示出你所理解的傳感器系統(tǒng),。
第二章 傳感器的特性和標(biāo)定
（一）目的與要求
要求深刻理解與熟練掌握傳感器的靜態(tài)特性:包括線性度,、遲滯、重復(fù)性、靈敏度和靈敏度誤差,、分辨率與閾值,、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性,、抗干擾能力,、靜態(tài)誤差；傳感器的動態(tài)特性:包括動態(tài)特性的概念,、線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù),、傳感器的動態(tài)特性指標(biāo)、動態(tài)響應(yīng)分析的基本方法,；傳感器的標(biāo)定,。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 傳感器的靜態(tài)特性
1. 主要內(nèi)容
線性度、遲滯,、重復(fù)性,、靈敏度和靈敏度誤差、分辨率與閾值,、穩(wěn)定性,、溫度穩(wěn)定性、抗干擾能力,、靜態(tài)誤差,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
線性度、遲滯,、重復(fù)性,、靈敏度和靈敏度誤差、分辨率與閾值,、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性,、抗干擾能力,、靜態(tài)誤差。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解靜態(tài)性能,。
第二節(jié) 傳感器的動態(tài)特性
1. 主要內(nèi)容
動態(tài)特性的概念,、線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、傳感器的動態(tài)特性指標(biāo),、動態(tài)響應(yīng)分析的基本方法,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
動態(tài)特性的概念、線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù),、傳感器的動態(tài)特性指標(biāo),、動態(tài)響應(yīng)分析的基本方法。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解靜態(tài)性能。
第三節(jié) 傳感器的標(biāo)定
1. 主要內(nèi)容
傳感器的標(biāo)定
2. 基本概念和知識點(diǎn)
傳感器的標(biāo)定
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解傳感器的標(biāo)定,。
(三)課后練習(xí)
2.1 衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有哪些?說明它們的含義,。
2.2 計算傳感器線性度的方法有哪幾種?差別何在?
2.3什么是傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性?差別何在?
2.4 怎么評價傳感器的綜合靜態(tài)性能和動態(tài)性能?
2.5 為什么要對傳感器進(jìn)行標(biāo)定和校準(zhǔn)?舉例說明傳感器靜態(tài)標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定的方法。
第三章 電阻式傳感器
（一）目的與要求
要求理解與掌握的內(nèi)容有:線性電阻電位器傳感器,、負(fù)載特性與負(fù)載誤差,、電位器的結(jié)構(gòu)與材料；應(yīng)變片式傳感器的工作原理,、特性,、溫度誤差及其補(bǔ)償。一般掌握和了解的內(nèi)容有:非線性電阻電位器和電阻式傳感器的應(yīng)用實(shí)例,。
本章難點(diǎn):應(yīng)變片式傳感器的工作原理,。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 線性電阻電位器傳感器
1. 主要內(nèi)容
線性電阻電位器傳感器、負(fù)載特性與負(fù)載誤差,、電位器的結(jié)構(gòu)與材料
2. 基本概念和知識點(diǎn)
線性電阻電位器傳感器,、負(fù)載特性與負(fù)載誤差、電位器的結(jié)構(gòu)與材料
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解線性電阻電位器,。
第二節(jié) 應(yīng)變片式傳感器
1. 主要內(nèi)容
應(yīng)變片式傳感器的工作原理,、特性、溫度誤差及其補(bǔ)償
2. 基本概念和知識點(diǎn)
應(yīng)變片式傳感器的工作原理,、特性,、溫度誤差及其補(bǔ)償
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解應(yīng)變片式傳感器。
(三) 課后練習(xí)
3.1 試述電阻應(yīng)變計產(chǎn)生熱輸出（溫度誤差）的原因及其補(bǔ)償方法,。
3.2 試述應(yīng)變電橋產(chǎn)生非線性的原因及削減非線性誤差的措施,。
3.3 如何用電阻應(yīng)變計構(gòu)成應(yīng)變式傳感器?對其各組成部分有何要求?
3.4 現(xiàn)有柵長為3mm和5mm兩種絲式應(yīng)變計，其橫向效應(yīng)系數(shù)分別為5%和3%,，欲用來測量泊松比μ=0.33的鋁合金構(gòu)件在單向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力分布（其應(yīng)力分布梯度較大）,。試問:應(yīng)選用哪一種應(yīng)變計?為什么?
第四章 電感式傳感器
（一）目的與要求
要求理解與掌握的內(nèi)容有:自感式傳感器；變壓器式傳感器,；渦流式傳感器,；感應(yīng)同步器。一般掌握和了解的內(nèi)容有:壓磁式傳感器,。本章難點(diǎn):渦流式傳感器,、感應(yīng)同步器。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 自感式傳感器
1. 主要內(nèi)容
自感式傳感器分類,、氣隙型自感傳感器,、差動型自感傳感器及其測量電路
2. 基本概念和知識點(diǎn)
自感式傳感器分類、氣隙型自感傳感器,、差動型自感傳感器及其測量電路
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解自感式傳感器,。
第二節(jié) 變壓器式傳感器
1. 主要內(nèi)容
變壓器式電感傳感器的基本工作原理,、工作特性、測量電路,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
變壓器式電感傳感器的基本工作原理,、工作特性、測量電路,。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解應(yīng)變壓器式傳感器,。
第三節(jié) 電渦流式電感傳感器
1. 主要內(nèi)容
高頻反射式電渦流傳感器、低頻透射式電渦流傳感器,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
高頻反射式電渦流傳感器,、低頻透射式電渦流傳感器。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解電渦流式電感傳感器,。
(三) 課后練習(xí)
4.1 比較差動式自感傳感器和差動變壓器在結(jié)構(gòu)上及工作原理上的異同之處,。
4.2 為什么設(shè)計電感傳感器時應(yīng)盡量減少鐵損?試述減小鐵損的方法。
4.3 用變磁阻式傳感器進(jìn)行測量時,，在什么情況下應(yīng)采用與校正時相同的電纜?為什么?
4.4 變間隙式,、變截面式和螺管式三種電感式傳感器各適用于什么場合?它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
4.5 螺管式電感傳感器做成細(xì)長形有什么好處?欲擴(kuò)大螺管式電感傳感器的線性范圍，可以采取哪些措施?
4.6 差動式電感傳感器測量電路為什么經(jīng)常采用相敏檢波（或差動整流）電路?試分析其原理,。
第五章 電容式傳感器
（一）目的與要求
要求理解與掌握電容式傳感器的工作原理,；電容式傳感器的測量電路；主要性能分析及應(yīng)用舉例,。一般掌握和了解的內(nèi)容有:電容式傳感器的設(shè)計要點(diǎn)和應(yīng)用實(shí)例,。本章難點(diǎn):電容式傳感器的測量電路。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 電容式傳感器的工作原理
1. 主要內(nèi)容
工作原理:變面積型,、變介質(zhì)的介電常數(shù)型,、變極間距離型、差動電容型,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
工作原理:變面積型,、變介質(zhì)的介電常數(shù)型、變極間距離型,、差動電容型,。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解電容式傳感器的工作原理。
第二節(jié) 電容式傳感器的測量電路
1. 主要內(nèi)容
測量電橋,、差動脈沖調(diào)寬電路、電容調(diào)頻電路,、運(yùn)放測量電路,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
測量電橋、差動脈沖調(diào)寬電路,、電容調(diào)頻電路,、運(yùn)放測量電路,。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解電容式傳感器的測量電路。
第三節(jié) 主要性能分析及應(yīng)用舉例
1. 主要內(nèi)容
誤差分析,、靈敏度的提高,、應(yīng)用舉例。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
誤差分析,、靈敏度的提高,、應(yīng)用舉例。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
電容式傳感器的應(yīng)用,。
(三) 課后練習(xí)
5.1 電容式傳感器可分為哪幾類?各自的主要用途是什么?
5.2 試述變極距型電容傳感器產(chǎn)生非線性誤差的原因及在設(shè)計中如何減少這一誤差,。
5.3 為什么電容式傳感器的絕緣、屏蔽和電纜問題特別重要?設(shè)計和應(yīng)用中如何解決這些問題?
5.4 電容式傳感器的測量電路主要有哪幾種?各自的目的及特點(diǎn)是什么?使用這些測量電路時應(yīng)注意哪些問題?
5.5 為什么高頻工作的電容式傳感器連接電纜的長度不能任意變動?
5.6 簡述電容測厚儀的工作原理及測試步驟,。
第六章 磁電式傳感器
（一）目的與要求
要求理解與掌握磁電感應(yīng)式傳感器,；霍爾式傳感器。本章難點(diǎn):霍爾式傳感器,。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 磁電感應(yīng)式傳感器
1. 主要內(nèi)容
磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理,。
第二節(jié) 霍爾式傳感器
1. 主要內(nèi)容
霍爾效應(yīng),、霍爾元件的基本特性、霍爾元件連接方式和測量電路,、測量誤差及補(bǔ)償方法,、霍爾傳感器的應(yīng)用。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
霍爾效應(yīng),、霍爾元件的基本特性,、霍爾元件連接方式和測量電路、測量誤差及補(bǔ)償方法,、霍爾傳感器的應(yīng)用,。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解霍爾式傳感器。
(三) 課后練習(xí)
6.1 闡明磁電式振動速度傳感器的工作原理,，并說明引起其輸出特性非線形的原因,。
6.2 機(jī)械阻抗是什么?用機(jī)械阻抗來分析作簡諧運(yùn)動的線形機(jī)械系統(tǒng)有什么好處?
6.3 什么是位移阻抗、速度阻抗,、加速度阻抗,、位移導(dǎo)納、速度導(dǎo)納和加速度導(dǎo)納?
6.4 試述相對測振傳感器的工作原理和工作頻率范圍,。
第七章 壓電式傳感器
（一）目的與要求
要求理解與掌握的內(nèi)容有:壓電效應(yīng),；壓電材料；等效電路,；測量電路,；壓電式傳感器應(yīng)用,。一般掌握和了解的內(nèi)容有:影響壓電式傳感器工作精度的因素。本章難點(diǎn):壓電效應(yīng),。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 壓電式傳感器工作原理
1. 主要內(nèi)容
正壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng),、石英晶體的壓電特性、壓電陶瓷的壓電現(xiàn)象,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
正壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng),、石英晶體的壓電特性、壓電陶瓷的壓電現(xiàn)象,。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解壓電式傳感器的工作原理,。
第二節(jié) 壓電傳感器等效電路和測量電路
1. 主要內(nèi)容
壓電晶片的連接方式、壓電傳感器的等效電路,、壓電傳感器的測量電路,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
壓電晶片的連接方式、壓電傳感器的等效電路,、壓電傳感器的測量電路,。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解壓電傳感器等效電路和測量電路。
第三節(jié) 壓電傳感器的應(yīng)用舉例
1. 主要內(nèi)容
壓電式力傳感器,、壓電式壓力傳感器,、壓電式加速度傳感器。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
壓電式力傳感器,、壓電式壓力傳感器,、壓電式加速度傳感器。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
壓電傳感器的應(yīng)用,。
(三) 課后練習(xí)
7.1 何謂壓電效應(yīng)?何謂縱向壓電效應(yīng)和橫向壓電效應(yīng)?
7.2 壓電材料的主要特性參數(shù)有哪些?試比較三類壓電材料的應(yīng)用特點(diǎn),。
7.3 試述石英晶片切型(yxlt +50o/45o)的含意。
7.4 為了提高壓電式傳感器的靈敏度,設(shè)計中常采用雙晶片組合,試說明其組合的方式和適用場合,。
7.5 欲設(shè)計圖6-21所示三向壓電加速度傳感器,用來測量x?y?z三正交方向的加速度,擬選用三組雙晶片組合BaTiO3壓電陶瓷作壓電組件,。試問:應(yīng)選用何種切型的晶片?又如何合理組合?并用圖示意。
第八章 光電式傳感器
（一）目的與要求
要求理解與掌握的內(nèi)容有:光電效應(yīng),；光電器件及其特性,；光柵式傳感器；光纖傳感器,；光電式傳感器的測量電路,；光電式傳感器的應(yīng)用。一般掌握和了解的內(nèi)容有:固體CCD,、激光式傳感器,。本章難點(diǎn):光柵式傳感器、固體CCD,。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 光電效應(yīng)
1. 主要內(nèi)容
外光電效應(yīng),、內(nèi)光電效應(yīng)。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
外光電效應(yīng),、內(nèi)光電效應(yīng),。。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解光電效應(yīng),。
第二節(jié) 光電器件及其特性
1. 主要內(nèi)容
光電管及其基本特性,、光敏電阻、光電池,、光敏二極管和光敏三極管,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
光電管及其基本特性、光敏電阻,、光電池,、光敏二極管和光敏三極管,。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解光電器件及其特性,。
第三節(jié) 光電式傳感器
1. 主要內(nèi)容
光柵式傳感器,；光纖傳感器,；
2. 基本概念和知識點(diǎn)
光柵式傳感器,；光纖傳感器,；
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
光電傳感器的原理
第四節(jié) 光電式傳感器的應(yīng)用
1. 主要內(nèi)容
光電式傳感器的應(yīng)用
2. 基本概念和知識點(diǎn)
光電式傳感器的應(yīng)用
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
光電式傳感器的應(yīng)用
(三) 課后練習(xí)
8.1 簡述光電式傳感器的特點(diǎn)和應(yīng)用場合,用方框圖表示光電式傳感器的組成,。
8.2 何謂外光電效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)?
8.3 試比較光電池光敏晶體管光敏電阻及光電倍增管在使用性能上的差別,。
8.4 通常用哪些主要特性來表征光電器件的性能?它們對正確選用器件有什么作用?
8.5 怎樣根據(jù)光照特性和光譜特性來選擇光敏元件?試舉例說明,。
第九章 熱電式傳感器
（一）目的與要求
要求理解與掌握熱電阻,；熱電偶；熱敏電阻,。本章難點(diǎn):熱電偶,。
（二）教學(xué)內(nèi)容
第一節(jié) 熱電偶
1. 主要內(nèi)容
熱電效應(yīng)、熱電偶基本定律,、熱電偶實(shí)用測量電路,、熱電偶冷端溫度誤差及補(bǔ)償方法、熱電偶的應(yīng)用
2. 基本概念和知識點(diǎn)
熱電效應(yīng),、熱電偶基本定律,、熱電偶實(shí)用測量電路、熱電偶冷端溫度誤差及補(bǔ)償方法,、熱電偶的應(yīng)用
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解熱電偶,。
第二節(jié) 電阻溫度傳感器
1. 主要內(nèi)容
常用的金屬熱電阻、常用的半導(dǎo)體熱敏電阻,。
2. 基本概念和知識點(diǎn)
常用的金屬熱電阻,、常用的半導(dǎo)體熱敏電阻。
3. 問題與應(yīng)用（能力要求）
了解電阻溫度傳感器,。
(三) 課后練習(xí)
9.1 熱電式傳感器有哪幾類?它們各有什么特點(diǎn)?
9.2 常用的熱電阻有哪幾種?適用范圍如何?
9.3 熱敏電阻與熱電阻相比較有什么優(yōu)缺點(diǎn)?用熱敏電阻進(jìn)行線形溫度測量時必須注意什么問題?
9.4 利用熱電偶測溫必須具備哪兩個條件?
9.5 什么是中間導(dǎo)體定律和連接導(dǎo)體定律?它們在利用熱電偶測溫時有什么實(shí)際意義?
9.6 什么是中間溫度定律和參考電極定律?它們各有什么實(shí)際意義?
9.7 用鎳鉻-鎳硅熱電偶測得介質(zhì)溫度為800oC,若參考溫度為25oC,問介質(zhì)的實(shí)際溫度為多少?
第十章 智能化網(wǎng)絡(luò)化傳感器技術(shù)
（一）目的與要求
要求理解與掌握基本智能傳感器,。本章難點(diǎn):智能傳感器和模糊傳感器,。
（二）教學(xué)內(nèi)容
1．主要內(nèi)容
第一節(jié) 智能傳感器
第二節(jié) 模糊傳感器
2．基本概念和知識點(diǎn)
基本型智能傳感器的含義與功能；
基本型智能傳感器的軟件算法,；
模糊傳感器的概念,、性能及其認(rèn)識；
3．問題與應(yīng)用（能力要求）
了解智能傳感器/模糊傳感器的含義及其功能特點(diǎn),；
了解相應(yīng)的傳感器在現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用實(shí)例,。
(三) 課后練習(xí)
10.1 經(jīng)典傳感器與微處理器結(jié)合形成的基本型智能傳感器，增加了哪些新功能?
10.2 試總結(jié)模糊傳感器和精確的數(shù)值傳感器的異同點(diǎn),。
（四）實(shí)踐環(huán)節(jié)與課后練習(xí)
本課程安排3個實(shí)驗(yàn),，實(shí)驗(yàn)總學(xué)時為9學(xué)時，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和學(xué)時分配見《傳
感器應(yīng)用技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱,。
（五）教學(xué)方法與手段
本課程宜采用講授與討論相結(jié)合的形式,。一部分內(nèi)容由教師"精講",在此基礎(chǔ)上，部分內(nèi)容由學(xué)生自學(xué),，然后由學(xué)生在課堂上講解,，討論，最后由教師補(bǔ)充,概括和總結(jié),。在自學(xué)中,，指導(dǎo)學(xué)生多方面收集資料，開闊視野,，不局限于教材的內(nèi)容,。目的在于調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，既掌握知識,，又培養(yǎng)能力,。
采用實(shí)物、圖片,、幻燈,錄象片,演示實(shí)驗(yàn)等手段,加大課堂信息量,提高課堂教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,。
三、教學(xué)方法與手段
本課程采用課堂教學(xué)的方式,，條件具備時,，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)工具和聯(lián)網(wǎng)教學(xué)方式相結(jié)合，課堂教學(xué)采用傳統(tǒng)教學(xué)和多媒體教學(xué)相結(jié)合,，理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,，通過全面而豐富的實(shí)例（多媒體演示）學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備設(shè)計智能家居系統(tǒng)的能力,，理解智能家居系統(tǒng)設(shè)計的基本原理,、相關(guān)的協(xié)議及關(guān)鍵技術(shù)知識。通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手能力和程序設(shè)計的能力,，掌握智能家居的基本搭建方法,，達(dá)到學(xué)以致用目的。
四,、教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)
理論學(xué)時:32學(xué)時
教學(xué)內(nèi)容 | 教學(xué)目標(biāo) | 學(xué)時 分配 |
第一章 緒論 | 2 | |
第一節(jié) 傳感器的基本知識 | 掌握 | |
第二節(jié) 傳感器的作用與發(fā)展 | 了解 | |
第三節(jié) 測試技術(shù)的定義與傳感器的技術(shù)應(yīng)用 | 了解 | |
重點(diǎn)與難點(diǎn): 了解敏感元件,、變換器、檢測技術(shù),、測系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)；了解發(fā)展過程 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)(每章最后): 了解測試技術(shù)的定義與傳感器的技術(shù)應(yīng)用 | ||
第二章 傳感器的特性和標(biāo)定 | 4 | |
第一節(jié) 傳感器的靜態(tài)特性 | 掌握 | |
第二節(jié) 傳感器的動態(tài)特性 | 掌握 | |
第三節(jié) 傳感器的標(biāo)定 | 了解 | |
重點(diǎn)與難點(diǎn): 掌握傳感器的動態(tài),、靜態(tài)特性及標(biāo)定方法 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 衡量傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有哪些及它們的含義 | ||
第三章 電阻式傳感器 | 4 | |
第一節(jié) 線性電阻電位器傳感器 | 了解 | |
第二節(jié) 應(yīng)變片式傳感器 | 了解 | |
重點(diǎn)與難點(diǎn): 要求理解與掌握的內(nèi)容有:線性電阻電位器傳感器,、負(fù)載特性與負(fù)載誤差、電位器的結(jié)構(gòu)與材料,；應(yīng)變片式傳感器的工作原理,、特性、溫度誤差及其補(bǔ)償,。一般掌握和了解的內(nèi)容有:非線性電阻電位器和電阻式傳感器的應(yīng)用實(shí)例,。 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 掌握應(yīng)變片式傳感器的工作原理。 | ||
第四章 電感式傳感器 | 4 | |
第一節(jié) 自感式傳感器 | 了解 | |
第二節(jié) 變壓器式傳感器 | 掌握 | |
第三節(jié) 電渦流式電感傳感器 | 掌握 | |
重點(diǎn)與難點(diǎn): 要求理解與掌握的內(nèi)容有:自感式傳感器,；變壓器式傳感器,；渦流式傳感器；感應(yīng)同步器,。一般掌握和了解的內(nèi)容有:壓磁式傳感器,。本章難點(diǎn):渦流式傳感器、感應(yīng)同步器,。 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 差動式自感傳感器和差動變壓器在結(jié)構(gòu)上及工作原理上的異同之處,。 | ||
第五章 電容式傳感器 | 4 | |
第一節(jié) 電容式傳感器的工作原理 | 了解 | |
第二節(jié) 電容式傳感器的測量電路 | 掌握 | |
第三節(jié) 主要性能分析及應(yīng)用舉例 | 掌握 | |
重點(diǎn)與難點(diǎn): 要求理解與掌握電容式傳感器的工作原理；電容式傳感器的測量電路,；主要性能分析及應(yīng)用舉例,。一般掌握和了解的內(nèi)容有:電容式傳感器的設(shè)計要點(diǎn)和應(yīng)用實(shí)例。本章難點(diǎn):電容式傳感器的測量電路,。 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 電容式傳感器可分為哪幾類?各自的主要用途是什么? | ||
第六章 磁電式傳感器 | 4 | |
第一節(jié) 磁電感應(yīng)式傳感器 | 了解 | |
第二節(jié) 霍爾式傳感器 | 掌握 | |
重點(diǎn)與難點(diǎn): 要求理解與掌握磁電感應(yīng)式傳感器,；霍爾式傳感器。本章難點(diǎn):霍爾式傳感器,。 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): | ||
第七章 壓電式傳感器 | 4 | |
第一節(jié) 壓電式傳感器工作原理 | 了解 | |
第二節(jié) 壓電傳感器等效電路和測量電路 | 掌握 | |
第三節(jié) 壓電傳感器的應(yīng)用舉例 | 掌握 | |
…… | ||
重點(diǎn)與難點(diǎn): 要求理解與掌握的內(nèi)容有:壓電效應(yīng),；壓電材料；等效電路,；測量電路,；壓電式傳感器應(yīng)用。一般掌握和了解的內(nèi)容有:影響壓電式傳感器工作精度的因素。本章難點(diǎn):壓電效應(yīng),。 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 何謂壓電效應(yīng)?何謂縱向壓電效應(yīng)和橫向壓電效應(yīng)? | ||
第八章 光電式傳感器 | 4 | |
第一節(jié) 光電效應(yīng) | 了解 | |
第二節(jié) 光電器件及其特性 | 掌握 | |
第三節(jié) 光電式傳感器 | 掌握 | |
第四節(jié) 光電式傳感器的應(yīng)用 | 掌握 | |
…… | ||
重點(diǎn)與難點(diǎn): 要求理解與掌握的內(nèi)容有:光電效應(yīng),；光電器件及其特性；光柵式傳感器,；光纖傳感器,；光電式傳感器的測量電路；光電式傳感器的應(yīng)用,。一般掌握和了解的內(nèi)容有:固體CCD,、激光式傳感器。本章難點(diǎn):光柵式傳感器,、固體CCD,。 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 何謂外光電效應(yīng)光電導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)? | ||
第九章 熱電式傳感器 | 2 | |
第一節(jié) 熱電偶 | 了解 | |
第二節(jié) 電阻溫度傳感器 | 掌握 | |
…… | ||
重點(diǎn)與難點(diǎn): 要求理解與掌握熱電阻；熱電偶,；熱敏電阻,。本章難點(diǎn):熱電偶。 | ||
衡量學(xué)習(xí)是否達(dá)到目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn): 熱電式傳感器有哪幾類?它們各有什么特點(diǎn)? |
五,、推薦教材和教學(xué)參考資源
1．程德福,，王君.《傳感器原理及應(yīng)用》.機(jī)械工業(yè)出版社，2008年
2. 郁有文.《傳感器原理及工程應(yīng)用》（第三版）.西安電子科技大學(xué)出版社,2006年
3. 何希才.《傳感器及其應(yīng)用電路》.電子工業(yè)出版社,2002年
4. 丁鎮(zhèn)生.《傳感器及傳感技術(shù)應(yīng)用》.電子工業(yè)出版社,1998年
六,、其他說明
大綱修訂人: 韓潔瓊 修訂日期:2014年10月
大綱審定人: 審定日期:
《傳感器原理與應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)課教學(xué)大綱
一,、 基本信息
課程名稱:傳感器原理與應(yīng)用
英文名稱:Sensor Application Technology
學(xué) 時:40（理論32學(xué)時，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時）
學(xué) 分:2.5
適用對象: 電子信息工程,、電子信息科學(xué)與技術(shù),；計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)
二,、 實(shí)驗(yàn)課程的性質(zhì)與任務(wù)
本課程具有較強(qiáng)的綜合性,、實(shí)踐性。本課程將對傳感器的基本原理,、傳感器的實(shí)用技術(shù)及其應(yīng)用予以介紹,，力爭使學(xué)生掌握傳感器技術(shù)的基本原理和基本分析設(shè)計方法，對傳感器技術(shù)這門現(xiàn)代高科技在各個領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀有較全面的了解,，對現(xiàn)代電子電路在傳感器的檢測與轉(zhuǎn)換電路中的應(yīng)用有較深入的了解并有將強(qiáng)的分析能力,。
本課程特別注意訓(xùn)練學(xué)生有一定的傳感器測量轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計制作能力。
三,、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與要求
傳感器技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識,、認(rèn)知、掌握使用傳統(tǒng)型傳感器和一些新式傳感器,。這對于學(xué)生掌握課堂所學(xué),，消化課堂知識是很有裨益的。同時也為今后從事相關(guān)傳感器技術(shù)工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
基本教學(xué)要求:
1．掌握常用傳感器技術(shù)的基本原理,，掌握常用傳感器基本結(jié)構(gòu),；
2．理解傳感器特性指標(biāo)，掌握傳感器性能的基本分析方法及改善性能的基本思想和方法,；
3．熟悉并掌握傳感器常用的實(shí)用電路的分析,、計算和設(shè)計；
4．了解各種傳感器應(yīng)用范圍,、場合以及應(yīng)用條件,，傳感器的選用原則和方法。
四,、 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,、內(nèi)容提要與要求
序 號 | 實(shí) 驗(yàn) 名 稱 | 實(shí) 驗(yàn) 類 型 | 實(shí) 驗(yàn) 時 數(shù) | 實(shí) 驗(yàn) 者 類 別 | 實(shí) 驗(yàn) 目 的 | 每 組 人 數(shù) | 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要 | 教 學(xué) 方 法 | 教 學(xué) 要 求 | 備
注 |
實(shí)驗(yàn)一 | 力傳感器 | 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) | 2 | 本科生 | 了解壓電式 傳感器的工 作原理 | 1 | 壓電式傳感 器振動實(shí)驗(yàn) | 講 練 結(jié) 合 | ||
實(shí)驗(yàn)二 | 光感傳器 | 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) | 3 | 本科生 | 通過本實(shí)驗(yàn) 了解和掌握 采用光電傳 感器測量的 原理和方法 通過本實(shí)驗(yàn) 了解和掌握 轉(zhuǎn)速測量的 基本方法。 | 1 | 光電式傳感器轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn) | 講 練 結(jié) 合 | ||
實(shí)驗(yàn)三 | 溫度傳感器 | 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) | 3 | 本科生 | 了解熱電偶, 熱電阻的原 理,種類應(yīng)用 | 1 | 熱電偶溫度傳感器熱敏電阻式溫度傳感器 | 講 練 結(jié) 合 |
注:實(shí)驗(yàn)類型在“認(rèn)識實(shí)驗(yàn),、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、基本操作,、綜合性實(shí)驗(yàn),、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)” 等中選擇
五、考核辦法和成績評定標(biāo)準(zhǔn)
1,、實(shí)驗(yàn)報告
簡明,、扼要的反映實(shí)驗(yàn)過程的基本情況，并對實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行合理的分析和歸納,，有選擇性的對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理論改進(jìn)和實(shí)踐發(fā)揮,，加深對所學(xué)理論知識的理解。
實(shí)驗(yàn)報告一般應(yīng)包含:
（1）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告 （2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?（3）實(shí)驗(yàn)原理簡述 （4）實(shí)驗(yàn)儀器 （5）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) （6） 實(shí)驗(yàn)步驟 （7） 數(shù)據(jù)處理 （8）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表達(dá) （9）實(shí)驗(yàn)總結(jié)和討論,。
實(shí)驗(yàn)課成績占本課程總成績10%,。對無故缺實(shí)驗(yàn)者，本門課程實(shí)驗(yàn)成績以零分計,。
根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)動手能力及實(shí)驗(yàn)報告結(jié)果進(jìn)行綜合評定,，給出A,、B、C,。對缺實(shí)驗(yàn)成績者,，本課程不予通過。
六,、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
自行編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（電子版）
七,、其他說明
無
大綱修訂人:韓潔瓊 修訂日期:2014年10月
大綱審定人: 審定日期:
