傳感器原理及應用課程教學大綱

PAGEPAGE6傳感器原理及應用課程教學大綱課程編碼：AL042400課程性質(zhì)：專業(yè)核心課程適用專業(yè)：電子信息工程學時學分：40學時2.5學分所需先修課：大學物理、電路原理、模擬電子技術編寫單位：機電工程學院一、課程說明1.課程簡介本課程是電子信息工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，通過本課程的學習，使學生掌握測量及誤差的有關知識，各種傳感器的原理、結構和應用。該課程的先修課是“大學物理”、“電路原理”、“模擬電子技術”等。本課程為學習“計算機控制技術”后續(xù)課程及專業(yè)課程綜合實習及畢業(yè)設計等實踐教學打下基礎。2.教學目標要求本課程以各類傳感器為研究對象，學完本課程應達到以下基本要求：（1）掌握各類傳感器的基本理論和工作原理、主要性能及其應用。（2）能夠根據(jù)被測參量合理選擇傳感器。（3）掌握常用傳感器的工程設計方法和實驗研究方法。（4）了解傳感器的發(fā)展動向。（5）掌握傳感器原理的基礎上解決工程檢測中的具體問題。3.教學重點難點（1）誤差理論與測量數(shù)據(jù)的處理；（2）測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(tài)特性；（3）電阻應變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁敏式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器的原理及應用；（4）數(shù)字傳感器的原理及應用；（5）工程中應用的新型傳感器。4.學時分配表次序教學內(nèi)容理論課學時數(shù)第一部分工程測試基礎和傳感器技術概述10第二部分幾種常用傳感器的原理及應用18第三部分數(shù)字式傳感器6第四部分新型傳感器6總計405.主要教法、學法本課程以課堂講授為主、自學為輔的方式開展教學，著重對學生的分析問題能力、理論綜合能力以及實驗研究能力等方面的培養(yǎng)。研發(fā)并采用多媒體教學方式。6.考核方式及標準（1）考核目的：考核學生對測量和誤差的基本知識、各類傳感器的原理及應用的理解和掌握程度，促進學生提高分析和解決實際問題的能力。（2）考核形式：本課程為考查課，考核方法為大作業(yè)，考核教學大綱規(guī)定的應知應會的內(nèi)容，考核學生對本課程的基本知識、基本理論等重點內(nèi)容的理解和掌握程度。課程期末成績構成：大作業(yè)成績占60%，平時成績（包括考勤、作業(yè)、討論等）占40%。（3）考核內(nèi)容：測試的基礎知識，各類傳感器的工作原理、測量電路和應用。（4）考核題型：填空，選擇，判斷、計算。（5）成績評定：期末成績占總成績的60%，其他（包括考勤、作業(yè)、討論等）成績占總成績的40%。二、各部分教學綱要第一部分工程測試基礎和傳感器技術概述（10學時）教學目標通過該部分內(nèi)容的學習，了解測試的基本概念、測量誤差的分類、測量不確定度的概念和標定；學會對測量數(shù)據(jù)的處理；了解測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性；熟悉傳感器技術的基本概念；了解常見的幾種彈性敏感元件的基本特性和材料、結構型式。本部分重點測量數(shù)據(jù)的處理，測試系統(tǒng)的動態(tài)特性，彈性敏感元件。本部分難點測量不確定度的標定。教學內(nèi)容1測試的基本概念2測量誤差及其不確定度3測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性4傳感器的定義、分類和技術性能指標5彈性敏感元件第二部分常用傳感器的原理及應用（18學時）教學目標掌握電阻應變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁敏式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、濕度傳感器、氣體傳感器等傳感器的工作原理、測量電路及應用。本部分重點電阻應變式傳感器，熱電式傳感器。本部分難點電阻應變片的工作原理，互感式電感傳感器工作原理，電渦流式傳感器的工作原理，霍爾傳感器，熱電偶。教學內(nèi)容1電阻應變式傳感器1.1工作原理及結構參數(shù)1.2測量電路及溫度補償1.3電阻應變式傳感器的應用2電感式傳感器2.1自感式電感傳感器2.2互感式傳感器2.3電渦流式傳感器2.4電感式傳感器的應用3電容式傳感器3.1工作原理與特性3.2測量電路3.3電容式傳感器的應用4壓電式傳感器4.1壓電效應的定義及分類4.2測量電路4.3應用5磁敏式傳感器5.1霍爾傳感器5.2磁敏電阻5.3磁敏二極管和磁敏三極管6光電式傳感器6.1光電效應6.2光電管及光電倍增管6.3光敏電阻及光電池6.4光電二極管和光電三極管7熱電式傳感器7.1熱電阻7.2熱電偶7.3新型熱電式傳感器8氣體傳感器9濕敏傳感器第三部分數(shù)字式傳感器（6學時）教學目標掌握光柵數(shù)字傳感器、感應同步器、光電編碼器、容柵傳感器的基本結構、工作原理、測量電路及應用。本部分重點光柵的類型和結構，感應同步器的工作原理。本部分難點感應同步器的工作原理，絕對編碼器。教學內(nèi)容1光柵數(shù)字傳感器2感應同步器3光電編碼器4容柵傳感器第四部分新型傳感器（6學時）教學目標熟練掌握光纖的結構和傳光原理，光纖傳感器的工作原理及應用；固態(tài)圖像傳感器工作原理及應用；了解紅外輻射的物理基礎及紅外輻射傳感器的應用；掌握超聲波傳感器的原理及應用。本部分重點光纖傳感器，超聲波傳感器。本部分難點光的調(diào)制技術，超聲波檢測的物理基礎。教學內(nèi)容1光纖傳感器2固態(tài)圖像傳感器3輻射式傳感器3.1紅外輻射傳感器3.2超聲波傳感器三、教材及教學資源使用教材：李曉瑩.傳感器與測試技術(第一版).北京:高等教育出版社,2004.參考書：[1]郁有文,常健,程繼紅