《傳感器技術(shù)》教學(xué)大綱

《傳感器技術(shù)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05147061課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：3學(xué)分學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)（理論40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)）先修課程：大學(xué)物理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等后續(xù)課程：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用適用專業(yè)：測控技術(shù)與儀器開課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說明《傳感器技術(shù)》是儀器類專業(yè)必修的一門專業(yè)必修課。本課程主要傳授傳感器的基本原理和應(yīng)用方法，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。本課程注重基本理論知識(shí)的深入學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)際中問題的能力，兼顧新技術(shù)、新工藝及其發(fā)展方向的介紹，培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強(qiáng)能力”的人才。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：掌握各種傳感器的基本原理，能夠合理地根據(jù)使用場景和技術(shù)要求選擇合適的傳感器。課程目標(biāo)2：能正確運(yùn)用所學(xué)傳感器的知識(shí)分析工程需求，選擇或設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臏y控系統(tǒng)。課程目標(biāo)3：能夠理解并自覺遵守行業(yè)的工程職業(yè)規(guī)范和技術(shù)規(guī)范，樹立正確的勞動(dòng)觀念和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，基于科學(xué)原理和測控技術(shù)與儀器專業(yè)知識(shí)，調(diào)研、分析和設(shè)計(jì)測控類復(fù)雜工程問題的解決方案；并能夠根據(jù)設(shè)計(jì)的解決方案，結(jié)合工程實(shí)際，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備，構(gòu)建測控系統(tǒng)。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《傳感器技術(shù)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)測控技術(shù)與儀器專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.4能夠適應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展，融會(huì)貫通工程數(shù)理基本知識(shí)和測控專業(yè)專業(yè)知識(shí)，通過對(duì)擬定方案的交流、比較和優(yōu)化，解決測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)1：掌握各種傳感器的基本原理，能夠合理地根據(jù)使用場景和技術(shù)要求選擇合適的傳感器。H3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.1掌握測控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)全流程的基本設(shè)計(jì)方法，根據(jù)工程需求明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，確定總體及各環(huán)節(jié)技術(shù)方案。課程目標(biāo)2：能正確運(yùn)用所學(xué)傳感器的知識(shí)分析工程需求，選擇或設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臏y控系統(tǒng)。M4.研究4.2能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)單一或復(fù)雜測控系統(tǒng)等選擇研究路線、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。課程目標(biāo)3：能夠理解并自覺遵守行業(yè)的工程職業(yè)規(guī)范和技術(shù)規(guī)范，樹立正確的勞動(dòng)觀念和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，基于科學(xué)原理和測控技術(shù)與儀器專業(yè)知識(shí)，調(diào)研、分析和設(shè)計(jì)測控類復(fù)雜工程問題的解決方案；并能夠根據(jù)設(shè)計(jì)的解決方案，結(jié)合工程實(shí)際，設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)備，構(gòu)建測控系統(tǒng)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.傳感器基本概念和一般特性1.1傳感器的基本概念1.2傳感器的靜態(tài)特性1.3傳感器的動(dòng)態(tài)特性1.4傳感器的技術(shù)指標(biāo)教學(xué)要求：使學(xué)生掌握傳感器的基本概念、組成結(jié)構(gòu)和基本靜、動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)及其意義。。重點(diǎn)：傳感器概念、組成結(jié)構(gòu)、特性指標(biāo)。難點(diǎn)：動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)。412.結(jié)構(gòu)型傳感器2.1電阻傳感器2.2電容傳感器2.3電感傳感器教學(xué)要求：使學(xué)生了解常見結(jié)構(gòu)型傳感器的基本原理與結(jié)構(gòu)組成、測量電路和應(yīng)用。重點(diǎn)：傳感器原理、組成結(jié)構(gòu)、特性、測量電路。難點(diǎn)：測量電路。1641、2、33.物性傳感器3.1磁電傳感器3.2光電傳感器3.3壓電傳感器3.4熱電傳感器教學(xué)要求：使學(xué)生了解物性型傳感器的原理、特性、測量電路和使用方法。重點(diǎn)：霍爾傳感器、光電傳感器、壓電傳感器、熱電偶、熱電阻。難點(diǎn)：等效電路、測量電路、參數(shù)補(bǔ)償。1441、2、34.其它傳感器4.1數(shù)字傳感器4.2半導(dǎo)體傳感器4.3傳感器的標(biāo)定與校準(zhǔn)教學(xué)要求：使學(xué)生了解新型傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和應(yīng)用。重點(diǎn)：數(shù)字傳感器、擴(kuò)散硅傳感器。601、2、3合計(jì)4082.實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表3。表3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.鉑電阻溫度特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：初步標(biāo)定熱電阻特性曲線。實(shí)驗(yàn)要求：掌握熱電阻使用方法、性能特點(diǎn)以及相關(guān)儀表的使用。222.金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：研究不同工作方式下應(yīng)變式傳感器的性能。實(shí)驗(yàn)要求：掌握不同工作方式應(yīng)變傳感器的接線和線性校正。223.差動(dòng)變壓器測位移實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：研究差動(dòng)變壓器的工作特性和零點(diǎn)校正方法。實(shí)驗(yàn)要求：掌握差動(dòng)變壓器的工作方法及其零殘電壓的校正方法。224.霍爾測速實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用霍爾傳感器測量電機(jī)轉(zhuǎn)速。實(shí)驗(yàn)要求：掌握測量轉(zhuǎn)速的基本方法和精度計(jì)算方法。22合計(jì)8五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例、視頻資源共享、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生比較全面地理解各種傳感器的原理與特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上，具備合理選擇相應(yīng)傳感器解決實(shí)際問題的初步能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重講授如何用科學(xué)的手段來完成理論的驗(yàn)證；如何組織實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；介紹常用設(shè)備和儀器的原理、構(gòu)造和使用維護(hù)方法以及綜合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的思路和方案設(shè)計(jì)等。采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法；在實(shí)驗(yàn)前學(xué)生應(yīng)復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容、認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按操作規(guī)程使用儀器；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按規(guī)定對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；每完成一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，要認(rèn)真完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告。六、課程資源1.推薦教材：郭天太，傳感器技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2019.2.參考書：（1）李林功，傳感器技術(shù)及應(yīng)用，\o"機(jī)械工業(yè)出版社"科學(xué)出版社，2018.（2）何道清，傳感器與傳感器技術(shù)，\o"國防工業(yè)出版社"科學(xué)出版社，2019.（3）徐宏偉，常用傳感器技術(shù)及應(yīng)用（第三版），\o"電子工業(yè)出版社"電子工業(yè)出版社，2017.3.期刊：（1）儀器儀表學(xué)報(bào)，中國儀器儀表學(xué)會(huì)主辦．（2）電子測量與儀器學(xué)報(bào)，中國電子學(xué)會(huì)與中國儀器儀表學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦．（3）電子學(xué)報(bào)，中國電子學(xué)會(huì)主辦（4）儀表技術(shù)與傳感器，沈陽儀器儀表工藝研究所主辦．（5）Measurement，Elsevier主辦（6）IEEETransactionsonInstrumentationandMeasurement，IEEE主辦4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）億萬論壇，/Boards.asp（2）中國工控網(wǎng)，/（3）中國傳感器在線，/七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂測驗(yàn)8（1）根據(jù)課堂測驗(yàn)情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?24實(shí)驗(yàn)24（1）根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作完成情況和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量單獨(dú)評(píng)分，滿分100分；（2）每次實(shí)驗(yàn)單獨(dú)評(píng)分，取各次實(shí)驗(yàn)成績的總值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以實(shí)驗(yàn)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績。√24作業(yè)8（1）主要考核學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績?！獭獭?24期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評(píng)成績中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績。（2）主要考核傳感器基本原理、特性、測量電路、應(yīng)用等內(nèi)容。（3）考試題型為：名詞解釋題、填空題、簡答題、論述題和分析計(jì)算題等。√√√252015合計(jì)：100分294823八、考核與成績?cè)u(píng)定1.考核方式及成績?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)、期末考試等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡答題、計(jì)算題和分析題等類型，試卷中基本知識(shí)、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表5。表5過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂測驗(yàn)20準(zhǔn)確率大于90%。準(zhǔn)確率大于80%。準(zhǔn)確率大于70%。準(zhǔn)確率大于60%。準(zhǔn)確率小于60%。作業(yè)20作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準(zhǔn)確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于70%.不交作業(yè)4次以內(nèi)，準(zhǔn)確率大于60%.準(zhǔn)確率小于60%。實(shí)驗(yàn)60實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)認(rèn)真，能夠熟練掌握方法與步驟，實(shí)驗(yàn)操作過程熟練、規(guī)范，遵規(guī)守紀(jì)、團(tuán)結(jié)