專題講座資料（2021-2022年）傳感器與檢測(cè)技術(shù)教學(xué)大綱

1、傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱課程編號(hào)：09151400 課程名稱：傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)/Sensors and detection technology experiment課程屬性：必修 實(shí)驗(yàn)屬性：獨(dú)立設(shè)課開課學(xué)期： 6 學(xué)時(shí)：18適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、自動(dòng)化 學(xué)分：0.5開課部門：理工學(xué)院 考核要求：考察 課程簡(jiǎn)介：通過本實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解機(jī)電結(jié)合的重要部件傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、工程測(cè)量方法；掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的收集、分析和處理方法，能正確選用傳感器、設(shè)計(jì)工程量的一般檢測(cè)方案。并使學(xué)生加深對(duì)“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程基本知識(shí)理解、培養(yǎng)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)能力與動(dòng)手能力、開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性

2、思維。學(xué)生應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，觀摩網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)課程示范教程，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，掌握?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法。能自主完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，與指導(dǎo)老師交流實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，解釋自己獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。要求掌握下列基本技能：1、組建傳感器原理性實(shí)驗(yàn)的基本測(cè)量系統(tǒng)，正確操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的非儀器故障，解釋一般實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置及學(xué)時(shí)分配項(xiàng)目編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)類型開出要求學(xué)時(shí)分配1箔式應(yīng)變片性能單臂電橋?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證必做32箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較實(shí)驗(yàn)綜合必做33應(yīng)變片的溫度效應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證選做34應(yīng)變電路的溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證選做35電子秤制

3、作設(shè)計(jì)必做66光纖位移傳感器性能測(cè)試驗(yàn)證選做37光纖傳感器應(yīng)用綜合選做38霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證選做39霍爾式傳感器的應(yīng)用驗(yàn)證選做310溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)演示選做311半導(dǎo)體擴(kuò)散硅壓力傳感器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證選做312電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證選做313電渦流式傳感器的應(yīng)用綜合選做3 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1：箔式應(yīng)變片性能單臂電橋?qū)嶒?yàn)1、教學(xué)內(nèi)容了解傳感器實(shí)驗(yàn)儀的整體結(jié)構(gòu)；金屬箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)與粘貼方法，單臂電橋的接法，金屬箔式應(yīng)變片的性能。2、教學(xué)目標(biāo)了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)和性能。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目2：箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較實(shí)驗(yàn)1、教學(xué)內(nèi)容：掌握三種直流金屬箔式應(yīng)變片電橋的組成測(cè)

4、量方法并計(jì)算精度。2、教學(xué)目標(biāo)：了解電橋測(cè)量電路及對(duì)比單臂、半橋、全橋3種電路的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目3：應(yīng)變片的溫度效應(yīng)實(shí)驗(yàn)1、教學(xué)內(nèi)容：溫度變化引起應(yīng)變片阻值發(fā)生變化的原因是應(yīng)變片電阻絲的溫度系數(shù)及電阻絲與測(cè)試件的膨脹系數(shù)不同。由此引起測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓發(fā)生變化一溫度誤差。2、教學(xué)目標(biāo)：掌握溫度變化對(duì)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的影響一溫度誤差； 明確溫度誤差的補(bǔ)償方法。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目4：應(yīng)變電路的溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)1、教學(xué)內(nèi)容：當(dāng)應(yīng)變片所處環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，由于其敏感柵本身的溫度系數(shù)，自身的標(biāo)稱電阻值發(fā)生變化，而貼應(yīng)變片的測(cè)試件與應(yīng)變片敏感柵的熱膨脹系數(shù)不同，也會(huì)引起附加形變，產(chǎn)生附加電阻。為避免溫度變化時(shí)引入的

5、測(cè)量誤差，在實(shí)用的測(cè)試電路中要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。本實(shí)驗(yàn)中采用的是電橋補(bǔ)償法2、教學(xué)目標(biāo)：了解溫度對(duì)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的影響，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目5：電子秤制作1、教學(xué)內(nèi)容：本實(shí)驗(yàn)可以用單臂、半橋、全橋測(cè)量電路、懸臂梁、振動(dòng)盤等彈性元件，實(shí)現(xiàn)g-v變換，通過用標(biāo)準(zhǔn)重量與電壓對(duì)應(yīng)值標(biāo)定，設(shè)計(jì)原始電子秤。2、教學(xué)目標(biāo)：能自主完成電子稱的設(shè)計(jì)與標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目6：光纖位移傳感器性能測(cè)試1、教學(xué)內(nèi)容標(biāo)定光纖傳感器的靜態(tài)特性。2、教學(xué)目標(biāo)了解光纖位移傳感器的原理結(jié)構(gòu)，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)了解光纖傳感器的特性。 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目7：光纖傳感器應(yīng)用1、教學(xué)內(nèi)容利用光纖位移傳感器的特性，正確測(cè)速、測(cè)位移、測(cè)重量。2、教學(xué)目標(biāo)光纖位移傳

6、感器的測(cè)速應(yīng)用.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目8：霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性實(shí)驗(yàn)1、教學(xué)內(nèi)容了解霍爾傳感器的原理，傳感器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，掌握霍爾傳感器電路的組成及測(cè)量方法并計(jì)算其精度2、教學(xué)目標(biāo)學(xué)會(huì)正確標(biāo)定霍爾傳感器特性，并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目9：霍爾式傳感器的應(yīng)用1、教學(xué)內(nèi)容利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UHKHIB，當(dāng)被測(cè)圓盤上裝上N只磁性體時(shí)，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周磁場(chǎng)變化N次，每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢(shì)就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢(shì)通過放大、整形和計(jì)數(shù)電路就可以測(cè)出被測(cè)旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。2、教學(xué)目標(biāo)了解霍爾組件的應(yīng)用測(cè)速。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目10：溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)1、教學(xué)內(nèi)容了解傳感器測(cè)溫原理和電路組成2、教學(xué)目標(biāo)能夠利用溫度傳感器正確測(cè)量溫度，分清原理及方法

7、。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目11：半導(dǎo)體擴(kuò)散硅壓力傳感器實(shí)驗(yàn)1、教學(xué)內(nèi)容了解壓阻效應(yīng)及測(cè)量電路，掌握半導(dǎo)體擴(kuò)散硅壓力傳感器的特性。2、教學(xué)目標(biāo)掌握擴(kuò)散硅壓阻壓力傳感器測(cè)量壓力的原理與方法，了解壓差的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目12：電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)1、教學(xué)內(nèi)容了解電渦流傳感器的工作原理和特性，并對(duì)電渦流傳感器靜態(tài)標(biāo)定。2、教學(xué)目標(biāo)掌握電渦流傳感器的工作原理和特性。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目13：電渦流式傳感器的應(yīng)用1、教學(xué)內(nèi)容加深對(duì)電渦流傳感器的工作原理和特性的了解，掌握用電渦流傳感器測(cè)量位移（靜態(tài)測(cè)量）的方法，并分別用3種不同材質(zhì)的導(dǎo)體進(jìn)行位移測(cè)量，進(jìn)行總結(jié)分析，并得出結(jié)論。2、教學(xué)目標(biāo)了解電渦流傳感器測(cè)量位移的工作原理和特

8、性。三、考核方式及要求為考核學(xué)生的動(dòng)手能力以及應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來分析、解決問題的能力，本實(shí)驗(yàn)課程的考核方式為考察，評(píng)分方法是實(shí)際操作占60%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%。四、主要儀器設(shè)備及實(shí)驗(yàn)材料項(xiàng)目編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱主要儀器設(shè)備及臺(tái)（套）數(shù)實(shí)驗(yàn)材料備注1箔式應(yīng)變片性能單臂電橋?qū)嶒?yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干2箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較實(shí)驗(yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干3應(yīng)變片的溫度效應(yīng)實(shí)驗(yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干，標(biāo)準(zhǔn)室溫測(cè)量?jī)x器1臺(tái)4應(yīng)變電路的溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干，標(biāo)準(zhǔn)室溫測(cè)量?jī)x器1臺(tái)5電子秤制作傳感器實(shí)驗(yàn)儀高精度計(jì)量天平1臺(tái)，接插線若干。6光纖位移傳感器性能測(cè)試傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干7光纖傳感器應(yīng)用傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干8霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性實(shí)驗(yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干9霍爾式傳感器的應(yīng)用傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干10溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干，標(biāo)準(zhǔn)室溫測(cè)量?jī)x器1臺(tái)11半導(dǎo)體擴(kuò)散硅壓力傳感器實(shí)驗(yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干12電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干13電渦流式傳感器的應(yīng)用傳感器實(shí)驗(yàn)儀接插線若干五、教材及參考書1、自編的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2、