《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》教學(xué)大綱

西安電子科技大學(xué)出版社張佑春、王海榮主編《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》資源課教材配套資料《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》教學(xué)大綱一、課程性質(zhì)與任務(wù)《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》是電子信息工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的主干課，是一門(mén)學(xué)習(xí)非電測(cè)量與傳感器技術(shù)為主的課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能熟悉非電檢測(cè)與測(cè)量方面的基本知識(shí)與基本方法；掌握傳感器的基本知識(shí)與基本理論，了解各種常用傳感器的結(jié)構(gòu)，理解傳感器的工作原理、參數(shù)及工作特性；認(rèn)識(shí)傳感器在各種控制電路中的重要作用；掌握傳感器的一般特性、分析方法；了解多傳感器技術(shù)，運(yùn)用LabVIEW軟件搭建測(cè)試測(cè)量平臺(tái)；同時(shí)學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際需要正確的選擇與使用各種傳感器，從而為使用與設(shè)計(jì)各種智能化電子產(chǎn)品打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程的前導(dǎo)課程是《電工技術(shù)》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》等，后續(xù)課程是《單片機(jī)原理及應(yīng)用》、《PCB設(shè)計(jì)》、《智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)》等。二、課程目標(biāo)根據(jù)電子信息工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的崗位職業(yè)要求，通過(guò)本課程的教學(xué)和培養(yǎng)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo)：1．知識(shí)目標(biāo)（1）了解非電檢測(cè)與測(cè)量的意義與重要性；（2）掌握非電檢測(cè)與測(cè)量的基本方法與手段；（3）熟悉傳感器的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用；（4）掌握常用各種傳感器的工作原理、工作特性及性能參數(shù)；（5）學(xué)會(huì)根據(jù)電子線(xiàn)路使用與設(shè)計(jì)需要，合理的選用傳感器；（6）了解多傳感器技術(shù)及應(yīng)用；（7）熟悉LabVIEW軟件功能及應(yīng)用。2．能力目標(biāo)（1）能夠認(rèn)識(shí)與識(shí)別常用的各種傳感器；（2）能正確利用儀表及儀器判斷傳感器性能的好壞；（3）能根據(jù)需要合理的選擇傳感器構(gòu)成各種控制與檢測(cè)電子電路；（4）能正確分析各種應(yīng)用電路中傳感器的作用及工作原理；（5）學(xué)會(huì)排除傳感器控制線(xiàn)路基本故障的方法與技能；（6）學(xué)會(huì)運(yùn)用LabVIEW軟件搭建測(cè)試測(cè)量平臺(tái)。3．素質(zhì)目標(biāo)（1）具備一定的辯證思維能力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和良好的職業(yè)道德；（2）具有獨(dú)立學(xué)習(xí)及獲取新知識(shí)、新技能、新方法的能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力；（3）具有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，具備精益求精、一絲不茍的工匠精神。三、教學(xué)內(nèi)容第1章緒論（一）教學(xué)目標(biāo)1．理解傳感器的含義及種類(lèi)；2．認(rèn)識(shí)傳感器的組成、作用及特性；3．了解檢測(cè)系統(tǒng)的組成和檢測(cè)方法的分類(lèi)；4.掌握誤差定義、誤差分類(lèi)和誤差的處理方法；5．熟悉現(xiàn)代檢測(cè)與測(cè)量的基本知識(shí)。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1.傳感器的組成、含義與種類(lèi)；2.檢測(cè)的基本知識(shí)。難點(diǎn)：1.傳感器的特性參數(shù)；2.測(cè)量誤差的分類(lèi)和處理。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)檢測(cè)技術(shù)概述1.檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)2.檢測(cè)系統(tǒng)的組成3.測(cè)量方法4.測(cè)量誤差第二節(jié)傳感器技術(shù)概述1.傳感器的作用和地位2.傳感器的定義、組成和分類(lèi)3.傳感器的命名和代號(hào)4.傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)5.傳感器的特性第2章電阻式傳感器與力的檢測(cè)（一）教學(xué)目標(biāo)1．掌握電位器式傳感器的基本工作原理；2.熟悉電阻應(yīng)變效應(yīng)的基本概念；3.掌握電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理和測(cè)量電路；4.了解電阻式傳感器的結(jié)構(gòu)和特性；5．學(xué)會(huì)合理選用電阻式傳感器構(gòu)成檢測(cè)電路。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1．電位器式傳感器的工作原理；2.應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路。難點(diǎn)：1.電阻式傳感器的檢測(cè)機(jī)理；2.應(yīng)變式傳感器的典型應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)電位器式傳感器1.電位器式傳感器的結(jié)構(gòu)2.電位器式傳感器的工作原理3.電位器式傳感器的典型應(yīng)用第二節(jié)電阻應(yīng)變式傳感器1.應(yīng)變效應(yīng)2.金屬電阻應(yīng)變片3.半導(dǎo)體應(yīng)變片4.電阻應(yīng)變片的主要特性和性能指標(biāo)5.應(yīng)變式傳感器的溫度誤差和補(bǔ)償6.應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路7.應(yīng)變式傳感器的典型應(yīng)用（四）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片性能測(cè)試——單臂電橋型實(shí)驗(yàn)二金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋比較實(shí)驗(yàn)三應(yīng)變片的溫度效應(yīng)實(shí)驗(yàn)四直流全橋的應(yīng)用——電子秤第3章電容式傳感器與液位檢測(cè)（一）教學(xué)目標(biāo)1．熟悉電容式傳感器的工作原理；2.了解電容式傳感器的結(jié)構(gòu)；3.掌握電容式傳感器的測(cè)量電路；4.熟悉電容式傳感器的應(yīng)用。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1．電容式傳感器的工作原理；2.電容式傳感器的測(cè)量電路。難點(diǎn)：1.電容式傳感器的檢測(cè)機(jī)理；2.電容式傳感器典型應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)電容傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理1.變面積型電容傳感器2.變極距型電容傳感器3.變介質(zhì)型電容傳感器4.差動(dòng)結(jié)構(gòu)的電容傳感器第二節(jié)電容傳感器的測(cè)量電路1.交流電橋電路2.運(yùn)算放大器電路3.調(diào)頻電路第三節(jié)電容傳感器的典型應(yīng)用1.電容傳感器的應(yīng)用特點(diǎn)2.電容傳感器的應(yīng)用舉例（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)五差動(dòng)變面積式電容傳感器的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)特性第4章電感式傳感器與振動(dòng)檢測(cè)（一）教學(xué)目標(biāo)1．熟悉電感式傳感器的結(jié)構(gòu)及種類(lèi)；2．掌握電感式傳感器的測(cè)量原理及應(yīng)用；3．了解電感式傳感器的特性與技術(shù)參數(shù)；4．學(xué)會(huì)合理選用電感式傳感器構(gòu)成檢測(cè)電路。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1.電感式傳感器的結(jié)構(gòu)及特性；2.電感式傳感器的工作原理。難點(diǎn)：1.電感式傳感器的檢測(cè)機(jī)理；2.電感式傳感器的典型應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)自感式傳感器1.自感傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.自感傳感器的測(cè)量電路3.自感傳感器的典型應(yīng)用第二節(jié)互感式傳感器1.互感傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理2.互感傳感器的測(cè)量電路3.互感傳感器的典型應(yīng)用第三節(jié)電渦流式傳感器1.電渦流傳感器的工作原理2.電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)3.電渦流傳感器的測(cè)量電路4.電渦流傳感器的典型應(yīng)用（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)六差動(dòng)變壓器的應(yīng)用——振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)七電渦流式傳感器的應(yīng)用——振幅測(cè)量第5章霍爾傳感器與位移檢測(cè)（一）教學(xué)目標(biāo)1．熟悉霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)及種類(lèi)；2．掌握霍爾傳感器的測(cè)量原理及應(yīng)用；3．了解霍爾傳感器的特性與技術(shù)參數(shù)；4．學(xué)會(huì)合理選用霍爾傳感器構(gòu)成檢測(cè)電路。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1．霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)及特性；2.壓電霍爾傳感器的工作原理。難點(diǎn)：1.霍爾傳感器的檢測(cè)機(jī)理；2.霍爾傳感器的典型應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)霍爾傳感器的工作原理1.霍爾效應(yīng)2.霍爾元件的基本原理3.霍爾元件的基本結(jié)構(gòu)及特性參數(shù)4.霍爾元件的基本誤差及其補(bǔ)償?shù)诙?jié)集成霍爾傳感器1.開(kāi)關(guān)型集成霍爾傳感器2.線(xiàn)性型集成霍爾傳感器第三節(jié)霍爾傳感器的應(yīng)用1.霍爾式位移傳感器2.霍爾式電流傳感器3.霍爾式壓力傳感器4.霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器5.霍爾式功率傳感器（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)八霍爾式位移傳感器檢測(cè)第6章壓電式傳感器與動(dòng)態(tài)檢測(cè)（一）教學(xué)目標(biāo)1．熟悉壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)及種類(lèi)；2．熟悉壓電式傳感器的測(cè)量原理及應(yīng)用；3．了解壓電式傳感器的特性與技術(shù)參數(shù)；4．學(xué)會(huì)合理選用壓電式傳感器構(gòu)成檢測(cè)電路。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1．壓電式傳感器測(cè)量電路；2.壓電式傳感器測(cè)試應(yīng)用。難點(diǎn)：1.壓電式傳感器的檢測(cè)機(jī)理；2.壓電式傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)換電路。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)壓電效應(yīng)1.正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)2.石英晶體的壓電效應(yīng)3.壓電陶瓷的壓電效應(yīng)第二節(jié)壓電材料及其特性1.石英晶體2.壓電陶瓷3.新型壓電材料第三節(jié)壓電傳感器的測(cè)量電路1.壓電傳感器等效電路2.壓電元件的串聯(lián)和并聯(lián)3.基本測(cè)量電路第四節(jié)壓電傳感器的應(yīng)用1.壓電式動(dòng)態(tài)力傳感器2.壓電式加速度傳感器3.壓電式壓力傳感器4.壓電式傳感器的其他應(yīng)用（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)九壓電式傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)第7章熱電式傳感器與溫度檢測(cè)（一）教學(xué)目標(biāo)1．熟悉熱電式傳感器的結(jié)構(gòu)及種類(lèi)；2．掌握熱電式傳感器的測(cè)量原理及應(yīng)用；3．了解熱電式傳感器的特性與技術(shù)參數(shù)；4．學(xué)會(huì)合理選用熱電式傳感器構(gòu)成測(cè)溫電路。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1.熱電式傳感器的結(jié)構(gòu)及特性；2.熱電式傳感器的工作原理。難點(diǎn)：1.熱電式傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)換電路；2.熱電式傳感器測(cè)試應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)熱電偶傳感器1.熱電偶的工作原理2.熱電偶的材料及特性3.熱電偶的冷端補(bǔ)償4.熱電偶的測(cè)量電路第二節(jié)熱電阻傳感器1.熱電阻的工作原理及分類(lèi)2.金屬熱電阻及其特性3.半導(dǎo)體熱敏電阻及其特性第三節(jié)集成溫度傳感器1.集成溫度傳感器的工作原理2.集成溫度傳感器的應(yīng)用實(shí)例（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)十熱電偶傳感器測(cè)試實(shí)驗(yàn)十一PN結(jié)溫度傳感器測(cè)試第8章光電式傳感器與轉(zhuǎn)速檢測(cè)（一）教學(xué)目標(biāo)1．熟悉光電式傳感器的結(jié)構(gòu)及種類(lèi)；2．掌握光電式傳感器的測(cè)量原理及應(yīng)用；3．了解光電式傳感器的特性與技術(shù)參數(shù)；4．學(xué)會(huì)合理選用光電式傳感器構(gòu)成測(cè)光檢光電路。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1.光電式傳感器的結(jié)構(gòu)及特性；2.光電式傳感器的工作原理。難點(diǎn)：1.光電式傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)換電路；2.光電式傳感器測(cè)試應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)光電效應(yīng)1.外光電效應(yīng)2.內(nèi)光電效應(yīng)3.光伏效應(yīng)第二節(jié)光電器件1.光電管2.光電倍增管3.光敏電阻4.光電池5.光敏二極管和光敏晶體管第三節(jié)光電式傳感器的應(yīng)用1.光電式傳感器的類(lèi)型2.光電式轉(zhuǎn)速表3.光電式濁度儀4.帶材跑偏檢測(cè)儀5.聲、光、觸摸三控自動(dòng)燈（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)十二光電二極管、三極管特性檢測(cè)第9章半導(dǎo)體傳感器與濕度、氣體檢測(cè)（一）教學(xué)目標(biāo)1．熟悉濕敏傳感器的測(cè)量原理；2．熟悉氣敏傳感器的測(cè)量原理；3．掌握濕敏傳感器的測(cè)試應(yīng)用；4．掌握氣敏傳感器的測(cè)試應(yīng)用。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1.濕敏傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路；2.氣敏傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路。難點(diǎn)：1.濕敏傳感器的測(cè)量應(yīng)用；2.氣敏傳感器的測(cè)量應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)濕敏傳感器與濕度檢測(cè)1.濕度檢測(cè)的物理基礎(chǔ)2.濕敏傳感器的分類(lèi)和測(cè)量原理3.濕敏傳感器的應(yīng)用第二節(jié)氣敏傳感器與氣體檢測(cè)1.氣體檢測(cè)的方法分類(lèi)2.半導(dǎo)體電阻型氣敏傳感器3.氣敏傳感器的應(yīng)用（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)十三濕敏電阻傳感器測(cè)試第10章新型傳感器及應(yīng)用（一）教學(xué)目標(biāo)1.了解超聲波、磁敏、光纖傳感器工作原理2.熟悉超聲波、磁敏、光纖傳感器應(yīng)用3.掌握光纖位移傳感器的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)試方法（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1.超聲波傳感器的測(cè)試電路2.光纖位移傳感器的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)測(cè)試難點(diǎn)：超聲波、磁敏、光纖傳感器測(cè)試應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)超聲波傳感器及應(yīng)用超聲波及其物理特性2.超聲波探頭及耦合技術(shù)3.超聲波傳感器的應(yīng)用第二節(jié)磁敏傳感器及應(yīng)用1.磁敏電阻2.磁敏二極管3.磁敏三極管4.磁敏式傳感器的應(yīng)用第三節(jié)光纖傳感器及應(yīng)用1.光纖的結(jié)構(gòu)2.光纖傳感器的原理及分類(lèi)3.光纖傳感器的應(yīng)用（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)十四光纖位移傳感器的靜態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)十五光纖位移傳感器的動(dòng)態(tài)測(cè)試第11章現(xiàn)代傳感器與虛擬儀器技術(shù)（一）教學(xué)目標(biāo)1.了解現(xiàn)代傳感器技術(shù)發(fā)展；2.熟悉智能傳感器、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)；3.掌握運(yùn)用LabVIEW進(jìn)行測(cè)試測(cè)量。（二）教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：1.智能傳感器、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)；2.LabVIEW測(cè)試平臺(tái)搭建難點(diǎn)：1.多傳感器數(shù)據(jù)融合；2.虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用。（三）理論教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)現(xiàn)代傳感器技術(shù)1.多傳感器數(shù)據(jù)融合2.智能傳感器3.無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)第二節(jié)虛擬儀器技術(shù)1.虛擬儀器概述2.LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境3.傳感器與虛擬儀器應(yīng)用案例（四）實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)十六了解LabVIEW軟件實(shí)驗(yàn)十七虛擬波形發(fā)生器與示波器的使用四、課時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容理論學(xué)時(shí)實(shí)踐學(xué)時(shí)小計(jì)1第1章緒論4042第2章電阻式傳感器與力的檢測(cè)68143第3章電容式傳感器與液位檢測(cè)2244第4章電感式傳感器與振動(dòng)檢測(cè)4485第5章霍爾傳感器與位移檢測(cè)2246第6章壓電式傳感器與動(dòng)態(tài)檢測(cè)4267第7章熱電式傳感器與溫度檢測(cè)4268第8章光電式傳感器與轉(zhuǎn)速檢測(cè)4269第9章半導(dǎo)體傳感器與濕度、氣體檢測(cè)42610第10章新型傳感器及應(yīng)用62811第11章現(xiàn)代傳感器與虛擬儀器技術(shù)246總計(jì)423072五、實(shí)施建議1．教學(xué)模式和方法選用本課程在教學(xué)中采用理論聯(lián)系實(shí)際，鼓勵(lì)學(xué)生參與的教學(xué)形式。將職業(yè)技能鑒定考核內(nèi)容納入到課程當(dāng)中。在教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，主要采用講授法、討論法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、示范法等多種教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，在教學(xué)中要突出重點(diǎn)，精講多練，要啟發(fā)和鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自己探索，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。2．教學(xué)環(huán)境與教學(xué)條件要求本課程分為理論講授與實(shí)踐教學(xué)兩部分，理論授課一般在教學(xué)室進(jìn)行，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容可適當(dāng)選擇多媒體教室，通過(guò)視聽(tīng)媒體加強(qiáng)教學(xué)效果；實(shí)踐課教學(xué)在傳感器技術(shù)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，要求配備實(shí)踐所需的各種實(shí)驗(yàn)裝置、電子儀表、儀器、元器件及相應(yīng)的實(shí)踐設(shè)備。3．課程資源課程資源包括各種形式的教材、參考書(shū)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)方面的科技圖書(shū)，多媒體課件、實(shí)訓(xùn)室等。（1）圖書(shū)文字信息資源選用教材：張佑春，王海榮主編，傳感器與檢測(cè)技術(shù)，西安電子科技大學(xué)出版社，ISBN：978-7-5606-6206-0，安徽省高水平高職教材，2021年12月。參考教材：牛百齊，董銘主編，傳感器與檢測(cè)技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，ISBN：9787111663256，2021年1月；俞志根主編，傳感器與檢測(cè)技術(shù)，科