《傳感器技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、傳感器技術(shù)教學(xué)大綱一、課程基本信息中文名稱傳感器技術(shù)英文名稱Sensor Technology適用專業(yè)信息工程先修課程高等數(shù)學(xué)、電子技術(shù)、電路分析等課程類別專業(yè)課修讀性質(zhì)必修學(xué)分/學(xué)時(shí)2.5學(xué)分/34學(xué)時(shí)（實(shí)踐18學(xué)時(shí)）考核方式考查二、教學(xué)目標(biāo)通過傳感器原理課程的教學(xué)，使學(xué)生傳感器的基本概念、基本理論、基本結(jié)構(gòu)和傳感器測量方法有比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和正確的理解，并逐步培養(yǎng)學(xué)生熟練的電路分析能力、綜合設(shè)計(jì)能力、整體思維能力、相互協(xié)作能力和自學(xué)能力；為學(xué)生學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新知識(shí)以及新技術(shù)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。三、教學(xué)內(nèi)容及基本要求緒 論（理論1學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)初步了解傳感器的概念和結(jié)構(gòu)

2、方式及傳感器技術(shù)的作用和前景。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)傳感器的概念與組成傳感器的組成（三）教學(xué)內(nèi)容1.傳感器的作用2.傳感器及傳感技術(shù)3.傳感器的組成4.傳感器的分類5.傳感器的發(fā)展新趨勢第一章 傳感器一般特性（理論2學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)初步初步了解傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，掌握基本概念（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)傳感器的動(dòng)、靜態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性（三）教學(xué)內(nèi)容1.傳感器的靜態(tài)特性線性度、靈敏度、精確度、最小檢測量和分辨力、重復(fù)性、零點(diǎn)漂移、溫漂2.傳感器的動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性的一般數(shù)學(xué)模型、傳遞函數(shù)、傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及其動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)第二章 應(yīng)變式傳感器（理論4學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)掌握應(yīng)變

3、式傳感器的工作原理，了解壓阻傳感器的基本工作原理（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)應(yīng)變式傳感器的基本工作原理、測量電路、溫度誤差及其補(bǔ)償，壓阻效應(yīng)應(yīng)變式傳感器的測量電路，結(jié)晶體的晶向和晶面的表示方法及壓阻系數(shù)的概念，固態(tài)壓阻器件（三）教學(xué)內(nèi)容1.金屬應(yīng)變片式傳感器金屬絲式應(yīng)變片、金屬箔式應(yīng)變片、測量電路、應(yīng)變式傳感器2.壓阻式傳感器壓阻效應(yīng)、晶向和晶面的表示方法、壓阻系數(shù)及固態(tài)壓阻器件第三章 電容式傳感器（理論3學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)掌握電容式傳感器的分類、結(jié)構(gòu)和工作原理、測量電路，電容式傳感器的應(yīng)用（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)電容式傳感器的原理、各種測量電路和應(yīng)用掌握幾種測量電路，電容式傳感器的誤差分析和電容式

4、傳感器的應(yīng)用（三）教學(xué)內(nèi)容1.電容式傳感器的工作原理變面積型、變介質(zhì)型、變極距型2.電容式傳感器測量電路等效電路、測量電路3.電容式傳感器的誤差分析溫度對結(jié)構(gòu)尺寸的影響、電容電場的邊緣效應(yīng)、寄生與分布電容的影響4.電容式傳感器的應(yīng)用電容式差壓變送器、電容式測微儀、電容式液位計(jì)第四章 電感式傳感器（理論4學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)掌握氣隙型電感傳感器的工作原理和電感線圈的等效電路、測量電路，互感式傳感器的結(jié)構(gòu)原理和等效電路，電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理、等效電路、測量電路及其應(yīng)用，了解螺管型傳感器、互感式傳感器的變換特征、誤差因素分析。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)氣隙型電感傳感器的工作原理和電感線圈的

5、等效電路，互感式傳感器的結(jié)構(gòu)原理，電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。自感式、互感式、電渦流式、傳感器的原理和測量電路及其誤差。（三）教學(xué)內(nèi)容1.自感式傳感器氣隙型電感傳感器的工作原理和特性分析、螺管型傳感器、電感線圈的等效電路、測量電路2.互感式傳感器（差動(dòng)變壓器）結(jié)構(gòu)原理和等效電路、變換特征、誤差因素分析、測量電路及其應(yīng)用3.電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)和工作原理、等效電路、線圈形狀、尺寸對性能的影響、測量電路及其應(yīng)用第五章 壓電式傳感器（理論4學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)掌握壓電效應(yīng)、壓電材料，了解其測量電路和幾種應(yīng)用。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)壓電效應(yīng)、壓電材料熟練掌握壓電效應(yīng)和壓電材料，壓電傳感器的等效電

6、路和測量電路（三）教學(xué)內(nèi)容1.壓電效應(yīng)石英晶體壓電效應(yīng)、壓電陶瓷的壓電效應(yīng)2.壓電材料石英晶片、壓電陶瓷3.壓電式傳感器的測量電路等效電路、測量電路4.壓電式傳感器的應(yīng)用壓電式加速度傳感器、壓電式壓力傳感器、壓電式流量計(jì)第六章 數(shù)字式傳感器（理論4學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)掌握光柵傳感器的結(jié)構(gòu)原理，了解馬盤式傳感器的工作原理和莫爾條紋的原理特點(diǎn)，辨向原理和細(xì)分技術(shù)。（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)光柵傳感器的結(jié)構(gòu)原理馬盤式傳感器工作原理、碼制和馬盤、二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)換，莫爾條紋形成的原理和特點(diǎn)、光柵常用的電路、辨向原理、細(xì)分技術(shù)（三）教學(xué)內(nèi)容1.馬盤式傳感器工作原理、碼制和馬盤、二進(jìn)制碼與循環(huán)碼的轉(zhuǎn)

7、換、應(yīng)用2.光柵傳感器光柵傳感器的結(jié)構(gòu)原理、莫爾條紋形成的原理和特點(diǎn)、光柵常用的電路、辨向原理、細(xì)分技術(shù)第七章 熱電式傳感器（理論4學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)掌握熱電效應(yīng)，熱電偶基本定律，常用的熱電阻，熱敏電阻的結(jié)構(gòu)和材料、基本參數(shù)、主要特性和應(yīng)用。了解熱電阻測溫線路，集成溫度傳感器和熱敏電阻的測溫電路（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)熱電效應(yīng)，熱電偶基本定律，常用的熱電阻，熱敏電阻的結(jié)構(gòu)和材料、基本參數(shù)、主要特性和應(yīng)用熱電效應(yīng)，熱電偶基本定律，集成溫度傳感器（三）教學(xué)內(nèi)容1.熱電偶熱電效應(yīng)，熱電偶基本定律，常用熱電偶及結(jié)構(gòu)，熱電偶冷端溫度補(bǔ)償2.熱電阻常用熱電阻，熱電阻測溫線路，熱電阻特點(diǎn)3.集成溫度傳

8、感器4.熱敏電阻熱敏電阻的結(jié)構(gòu)和材料、基本參數(shù)、主要特性、熱敏電阻的測溫電路、熱敏電阻的應(yīng)用第八章 固態(tài)式傳感器（理論4學(xué)時(shí)/實(shí)踐2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)掌握霍爾效應(yīng)、光電效應(yīng)、光敏電阻、光電池的基本原理和電荷耦合器件的結(jié)構(gòu)與工作原理，了解幾種氣體傳感器和濕度傳感器的原理和應(yīng)用，CCD圖像傳感器、CCD圖像傳感器的特性參數(shù)、光電陣列器件在檢測中的應(yīng)用（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)霍爾效應(yīng)、光電效應(yīng)、光敏電阻、光電池的基本原理霍爾效應(yīng)、光電效應(yīng)、光電池的基本原理，電荷耦合器件的結(jié)構(gòu)與工作原理、CCD圖像傳感器、CCD圖像傳感器的特性參數(shù)，幾種氣體傳感器和濕度傳感器的原理（三）教學(xué)內(nèi)容1.磁敏傳感器霍爾元件、磁敏

9、二極管和磁敏三極管2.光敏傳感器光電效應(yīng)、光敏電阻、光電池、光敏二極管和光敏三極管、光電傳感器的類型和應(yīng)用3.電荷耦合器件電荷耦合器件的結(jié)構(gòu)與工作原理、CCD圖像傳感器、CCD圖像傳感器的特性參數(shù)、光電陣列器件在檢測中的應(yīng)用4.氣體傳感器接觸燃燒式氣體傳感器、半導(dǎo)體氣體傳感器、氧化鋯氧氣傳感器、其他傳感器的應(yīng)用5.濕度傳感器濕度表示方法、濕度傳感器的主要參數(shù)、電解質(zhì)濕度傳感器、陶瓷濕度傳感器、高分子濕度傳感器第九章 光導(dǎo)纖維傳感器（理論3學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)目標(biāo)掌握光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的基本原理，光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理和分類，光纖傳感器的主要元器件，了解光纖傳感器的應(yīng)用（二）重點(diǎn)、難點(diǎn)光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的基本原理，

10、光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理和分類理解光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理，光纖傳感器對溫度的檢、壓力的檢測和液位流量流速的檢測（三）教學(xué)內(nèi)容1.光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的基本原理斯乃爾定理，光纖結(jié)構(gòu)2.光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理和分類光纖傳感器結(jié)構(gòu)原理，光纖傳感器分類3.光纖傳感器的主要元器件光纖、光源、檢測器4.光纖傳感器的應(yīng)用溫度的檢測，壓力的檢測，液位流量流速的檢測四、考核形式及成績評定（一）考核形式：期末考試為開卷考試，命題根據(jù)大綱要求，考查各章節(jié)重點(diǎn)掌握知識(shí)點(diǎn)。（二）成績評定：課程考核由聽課情況及期中測試成績和期末考試成績兩部分組成，分別占課程總成績的30%和70%。五、教材與參考書教 材：王化祥.傳感器原理及應(yīng)用.（第3版）.出版地：天津大學(xué)出版社，2007參考書：1高燕.傳感器原理及應(yīng)用.（第1版）.出版地：西安電子科技大學(xué)出版社，20092王雪文.傳感器原理及應(yīng)用.（第1版）.出版地：北京航空航天大學(xué)出版社，2004六、課程學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容（章、節(jié)或篇名）學(xué)時(shí)分配作業(yè)、考查理論實(shí)踐1緒 論102第1章 傳感器的一般特性321-6 1-123第2章 應(yīng)變式傳感器4