《傳感器與檢測技術(shù)》教學(xué)大綱

1、傳感器與檢測技術(shù)課程教學(xué)大綱（總學(xué)時數(shù)：40，學(xué)分?jǐn)?shù)：2.5）一、課程的性質(zhì)、任務(wù)和目的本課程是新能源科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。傳感器是感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號（通常為電信號）的器件或裝置，信號的檢測與處理是組成先進(jìn)的自動測試系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)必不可少的技術(shù)手段，所以傳感器是發(fā)展儀器儀表、自動控制、機電一體化產(chǎn)品和廣泛應(yīng)用計算機的前提條件。本課程主要研究各類傳感器的工作原理、簡單結(jié)構(gòu)以及實際的應(yīng)用，并結(jié)合實踐環(huán)節(jié)使學(xué)生加深對上述知識的理解，為后續(xù)課程、畢業(yè)設(shè)計服務(wù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能了解傳感器與檢測技術(shù)在科技領(lǐng)域中的地位與作用，能掌握各類傳感器的工作原理及其

2、在工業(yè)控制和自動測試技術(shù)中的應(yīng)用，了解新型傳感器在自動測試系統(tǒng)及智能化儀表中的作用。二、課程基本內(nèi)容和要求（一）緒論及傳感器的基本概念1教學(xué)內(nèi)容傳感器的定義與組成、傳感器的分類、傳感器的基本特性（靜態(tài)特性、動態(tài)特性）、傳感器的發(fā)展展望、測量誤差及不確定度2教學(xué)要求理解傳感器的定義、基本特性，掌握傳感器的數(shù)學(xué)模型，了解傳感器的分類及發(fā)展展望，了解檢測系統(tǒng)的誤差及其分類，誤差及系統(tǒng)不確定度的分析方法，掌握最小二乘法及其應(yīng)用重點：傳感器的定義、基本特性難點：誤差及系統(tǒng)不確定度的分析方法、最小二乘法及其應(yīng)用（二）電阻式傳感器1教學(xué)內(nèi)容應(yīng)變效應(yīng)、電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)和種類、電阻應(yīng)變片的主要特性（靜態(tài)、動態(tài)）

3、、電阻應(yīng)變片的測量電路的特性分析及其補償、電阻式傳感器應(yīng)用舉例、壓阻式傳感器工作原理及結(jié)構(gòu)2教學(xué)要求理解應(yīng)變效應(yīng)、電阻應(yīng)變片工作原理及特性，掌握測量電路特性分析及補償方法，了解電阻式傳感器的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及壓阻式傳感器基本知識重點：應(yīng)變效應(yīng)、電阻應(yīng)變片工作原理難點：測量電路特性分析（三）電感式傳感器 1教學(xué)內(nèi)容自感式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理、轉(zhuǎn)換電路、輸出特性，互感式傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理、等效電路、測量電路，電渦流傳感器的基本原理、等效電路、測量電路，電感式傳感器的應(yīng)用舉例2教學(xué)要求理解自感式傳感器、互感式傳感器、電渦流傳感器工作原理及工作方式；掌握自感傳感器、互感傳感器、電渦流傳感器工作原理的等

4、效電路、測量電路；掌握零殘誤差產(chǎn)生的原因及補償方法；了解電感式傳感器的應(yīng)用重點：自感式傳感器、互感式傳感器、電渦流傳感器工作原理及工作方式難點：各傳感器的測量電路，零殘誤差產(chǎn)生的原因及補償方法（四）電容式傳感器1教學(xué)內(nèi)容電容式傳感器的基本工作原理、電容式傳感器的輸出特性、電容式傳感器的測量電路（電容式傳感器的等效電路、諧振式測量電路、運算放大電路、電橋電路）、電容式傳感的應(yīng)用2教學(xué)要求理解電容式傳感器的基本工作原理、電容式傳感器的輸出特性；掌握電容式傳感器的測量電路及特性分析；了解電容式傳感的應(yīng)用重點：電容式傳感器的基本工作原理難點：電容式傳感器的測量電路及特性分析（五）磁電式傳感器1教學(xué)內(nèi)容

5、霍爾效應(yīng)和霍爾傳感器工作原理、霍爾元件的主要技術(shù)參數(shù)、霍爾元件連接方式和輸出電路、測量誤差和補償方法、霍爾傳感器應(yīng)用舉例、磁電感應(yīng)式、磁柵式傳感器2教學(xué)要求理解霍爾效應(yīng)和霍爾傳感器工作原理；掌握霍爾元件的主要技術(shù)參數(shù)、霍爾元件連接方式和輸出電路、測量誤差和補償方法；了解霍爾傳感器應(yīng)用、磁電感應(yīng)式、磁柵式傳感器基本原理重點：霍爾效應(yīng)難點：霍爾元件連接方式、測量誤差和補償方法 （六）壓電式傳感器1教學(xué)內(nèi)容壓電效應(yīng)、壓電材料、石英晶體的壓電特性、壓電陶瓷的壓電現(xiàn)象、壓電晶片的連接方式、壓電傳感器的等效電路、測量電路、壓電傳感器的應(yīng)用舉例2教學(xué)要求理解壓電效應(yīng)、壓電材料、石英晶體的壓電特性、壓電陶瓷的

6、壓電現(xiàn)象等知識；掌握壓電晶片的連接方式、壓電傳感器的等效電路、測量電路；了解壓電傳感器的應(yīng)用重點：壓電效應(yīng)、壓電晶片的連接方式難點：壓電傳感器的等效電路、測量電路（七）光電式傳感器1教學(xué)內(nèi)容光電效應(yīng)、光電器件、光柵式傳感器特點、計量光柵、莫爾條紋、光纖式傳感器工作原理及方法2教學(xué)要求理解光電效應(yīng)的概念、光纖式、光柵式傳感器工作原理；掌握光電器件的基本特性、結(jié)構(gòu)、光纖式、光柵式傳感器工作方式；了解光電傳感器應(yīng)用重點：光電效應(yīng)、光電器件的基本特性難點：光柵式傳感器工作原理（八）熱電式傳感器1教學(xué)內(nèi)容熱電偶（熱電效應(yīng)、熱電偶基本定理、熱電偶結(jié)構(gòu)和種類、熱電偶測量電路、熱電偶冷端補償方式），熱電阻（常

7、用熱電阻特點、熱電阻測量電路、應(yīng)用實例），熱敏電阻(熱敏電阻的結(jié)構(gòu)形式、熱敏電阻的溫度特性) 2教學(xué)要求理解熱電偶的熱電效應(yīng)及測溫原理、熱電阻的特點、熱敏電阻的特點、熱電阻的測溫；.掌握熱電偶基本定律及應(yīng)用、熱電偶測量電路及冷端補償、熱電阻測量電路、熱敏電阻的溫度特性；了解常用熱電偶、熱電阻、熱敏電阻的結(jié)構(gòu)形式及實際應(yīng)用重點：熱電效應(yīng)、熱電偶基本定律及應(yīng)用難點：熱電偶測量電路及冷端補償、熱電阻測量電路（九）智能傳感器1教學(xué)內(nèi)容智能傳感器原理及組成、智能傳感器的硬件及軟件實現(xiàn)2教學(xué)要求理解智能傳感器原理及組成、了解智能傳感器的硬件及軟件實現(xiàn)方法重點：智能傳感器原理及組成（十）新型傳感器1教學(xué)內(nèi)容

8、氣敏、濕敏傳感器，仿生傳感器，機器人傳感器簡介 2教學(xué)要求了解氣敏、濕敏傳感器，仿生傳感器（十一）現(xiàn)代檢測技術(shù)與測試系統(tǒng)設(shè)計1教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代測試系統(tǒng)的組成、傳感器與測試系統(tǒng)的信號調(diào)理技術(shù)、數(shù)據(jù)采集與處理、現(xiàn)代測試系統(tǒng)設(shè)計實例2教學(xué)要求理解現(xiàn)代測試系統(tǒng)的設(shè)計原理及基本方法；掌握現(xiàn)代測試系統(tǒng)信號的調(diào)理技術(shù)（信號放大、線性化、變換、濾波等）；掌握信號數(shù)字化及與微機的接口技術(shù)重點：現(xiàn)代測試系統(tǒng)信號的調(diào)理技術(shù)三、學(xué)時分配序號內(nèi)容授課實驗小計1緒論及傳感器的基本概念442電阻式傳感器4263電感式傳感器4264電容式傳感器4265磁電式傳感器446壓電式傳感器447光電式傳感器448熱電式傳感器229智能傳

9、感器及系統(tǒng)集成2210新型傳感器22小 計34640四、實驗項目表實驗項目實驗名稱實驗內(nèi)容及實驗要求實驗學(xué)時1應(yīng)變片式傳感器實驗（1）理解金屬箔式應(yīng)變片工作原理及性能特點（2）掌握單臂、雙臂、四臂電橋的工作原理22差動變壓器實驗（1）理解差動變壓器的工作原理及特性（2）掌握差動變壓器零點補償?shù)姆椒跋嚓P(guān)測量電路23電容式傳感器實驗（1）理解電容傳感器的工作原理和特性（2）掌握電容傳感器的靜態(tài)特性的測量原理和相關(guān)測量電路2小 計6五、考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)（參考）1.考核方式：閉卷或半開卷；2.成績評定標(biāo)準(zhǔn)：總評成績=平時30實驗30期考40六、有關(guān)說明：（一）先修課程本課程要求學(xué)生主修完高等數(shù)學(xué)、電工電子、模擬電路、數(shù)字電路、信號分