《農(nóng)業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)》課程教學(xué)大綱

農(nóng)業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)（AgriculturalSensorsandMeasurementTechnology）課程基本信息課程編號(hào)：04021544h課程總學(xué)時(shí)：48實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：必修課程屬性:專業(yè)類開設(shè)學(xué)期：第7學(xué)期適用專業(yè)：電子信息工程；核心對(duì)先修的要求：本課程是一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，應(yīng)有相應(yīng)的先導(dǎo)教學(xué)環(huán)節(jié)與本課程配合。學(xué)習(xí)本課程前，需先修模擬電路技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、微處理器及接口技術(shù)等。對(duì)后續(xù)的支撐：為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)及畢業(yè)實(shí)習(xí)提供農(nóng)業(yè)傳感器的工作原理、測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用方面的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生工程思維意識(shí)和傳感器在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域工程實(shí)踐能力，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際工程問題的能力。一、課程的教學(xué)理念、性質(zhì)、目標(biāo)和任務(wù)本課程是電子信息工程專業(yè)必修課和專業(yè)核心課?！稗r(nóng)業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)”課程將架起電子信息工程專業(yè)知識(shí)與農(nóng)業(yè)實(shí)際應(yīng)用的橋梁。本課程講授的內(nèi)容主要包括：傳感器性能評(píng)價(jià)參數(shù)、典型傳感器工作原理及測(cè)試電路、農(nóng)業(yè)傳感器應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生將掌握農(nóng)業(yè)傳感器及測(cè)試技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，能夠針對(duì)智慧農(nóng)業(yè)、智慧畜牧、農(nóng)業(yè)信息化等特定需求選擇傳感器、設(shè)計(jì)傳感器前置放大電路、傳感器信號(hào)處理電路及傳感器輸出信號(hào)與微處理器接口等，能夠撰寫相應(yīng)的研究報(bào)告，并能應(yīng)用英文在跨文化背景下就本專業(yè)領(lǐng)域工程問題進(jìn)行溝通和交流。本課程采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方式。理論教學(xué)以課堂講授為主，采用實(shí)例教學(xué)：通過生活和農(nóng)業(yè)工程實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維意識(shí)和實(shí)踐能力。以虛擬仿真輔助教學(xué)，采用Multisim仿真軟件對(duì)重、難點(diǎn)電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真演示，使學(xué)生能夠從復(fù)雜問題中簡(jiǎn)化出電路模型進(jìn)行分析。同時(shí)采用多種信息化教學(xué)手段相融合的方法，如多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書、學(xué)習(xí)通、雨課堂等教學(xué)手段，提高教學(xué)信息量，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟悉常用設(shè)備，正確使用常用電子元器件，提高實(shí)驗(yàn)接線、查線、讀數(shù)、觀察記錄、分析故障及編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。二、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐序號(hào)課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1掌握本課程涉及的以下重要基礎(chǔ)知識(shí)：包括傳感器的性能評(píng)價(jià)參數(shù)、典型傳感器的工作原理、傳感器的測(cè)量技術(shù)、文獻(xiàn)檢索方法、及傳感器在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用政策、法規(guī)和規(guī)劃。指標(biāo)點(diǎn)2.422能夠針對(duì)智慧農(nóng)業(yè)、智慧畜牧、農(nóng)業(yè)信息化等特定需求選擇傳感器、傳感器的信號(hào)處理電路及信息的傳輸?shù)?，完成傳感器系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。指標(biāo)點(diǎn)3.233能夠根據(jù)農(nóng)業(yè)傳感器的應(yīng)用需求，以及信號(hào)獲取特征，設(shè)計(jì)前置放大電路、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、微處理接口電路，最終完成農(nóng)業(yè)傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)，撰寫研究報(bào)告，并學(xué)會(huì)以PPT的方式匯報(bào)農(nóng)業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)知識(shí)點(diǎn)。指標(biāo)點(diǎn)4.444掌握農(nóng)業(yè)傳感器及測(cè)試技術(shù)國(guó)際國(guó)內(nèi)發(fā)展情況、農(nóng)業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域常見的英語(yǔ)詞匯，能夠閱讀并理解相關(guān)的英文文獻(xiàn)，撰寫相應(yīng)的研究報(bào)告，同時(shí)了解電子信息工程專業(yè)涉及的農(nóng)業(yè)信息獲取的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，并能應(yīng)用英文在跨文化背景下就本專業(yè)領(lǐng)域工程問題進(jìn)行溝通和交流。指標(biāo)點(diǎn)10.210三、教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排（一）理論教學(xué)序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)1第一章：緒論第一節(jié)：一般概述系統(tǒng)講解農(nóng)業(yè)傳感器分類和多樣性，包括從傳統(tǒng)儀器到農(nóng)業(yè)傳感器與測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展過程、農(nóng)業(yè)傳感器在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重要性、基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)等。重點(diǎn)闡述推動(dòng)農(nóng)業(yè)傳感器發(fā)展的主要技術(shù)，如：現(xiàn)代傳感器技術(shù)、微處理器技術(shù)、A/D、DSP、ASIC、FPGA／CPLD等新器件和新技術(shù)的發(fā)展。重點(diǎn)：對(duì)傳感器在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀的了解，特別是隨著新的信息技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展，理解傳感器的發(fā)展方向。難點(diǎn)：對(duì)集成電路新技術(shù)對(duì)傳感器的作用的理解。（1）了解農(nóng)業(yè)工程學(xué)科農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化學(xué)科方向的發(fā)展現(xiàn)關(guān)；（2）了解農(nóng)業(yè)傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；（3）了解世界農(nóng)業(yè)傳感器的發(fā)展情況和發(fā)展方向。2通過課堂講授，介紹我國(guó)農(nóng)業(yè)傳感器與信息化現(xiàn)狀，使學(xué)生了解學(xué)科現(xiàn)狀、傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及發(fā)展方向。以課下作業(yè)形式，加深學(xué)生對(duì)傳感器的了解，并鍛煉學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)的能力。目標(biāo)1目標(biāo)42第一章：緒論第二節(jié)：農(nóng)業(yè)傳感器系統(tǒng)講述傳感器的作用和地位、傳感器現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)、傳感器測(cè)試系統(tǒng)的組成原理及構(gòu)成現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱：傳感器技術(shù)（信息采集）、通信技術(shù)（信息傳輸）、計(jì)算機(jī)技術(shù)（信息處理）。舉例介紹傳感器應(yīng)于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療診斷、軍事科研、航空航天、現(xiàn)代辦公設(shè)備、智能樓宇和家用電器等領(lǐng)域。重點(diǎn)：傳感器的定義和分類。難點(diǎn)：對(duì)傳感器應(yīng)用于解決農(nóng)業(yè)工程問題的深入理解。（1）要求學(xué)生掌握現(xiàn)代傳感器的概念、設(shè)計(jì)、選擇和應(yīng)用原則、相關(guān)術(shù)語(yǔ)及傳感器的分類等；（2）理解現(xiàn)代傳感器構(gòu)成理論，掌握傳感器的傳感機(jī)理；（3）緊密與結(jié)合實(shí)際并綜合應(yīng)用，能應(yīng)用傳感器理論分析解決實(shí)際應(yīng)用中的問題。2通過講授傳感器的定義和分類，使學(xué)生掌握傳感器相關(guān)概念及原理，并與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，是學(xué)生能夠利用傳感器理論分析解決實(shí)際應(yīng)用中的問題。并通過作業(yè)的形式，使學(xué)生熟練運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式，分析解決問題。目標(biāo)1目標(biāo)23第二章：傳感器特性第一節(jié)：靜態(tài)特性（1）介紹傳感器輸入輸出特性及其描述；（2）當(dāng)輸入量（X）為靜態(tài)（常量）或變化緩慢的信號(hào)時(shí)（如環(huán)境溫度、壓力），討論傳感器的靜態(tài)特性，輸入輸出關(guān)系稱靜態(tài)特性；（3）靜態(tài)特性包括：線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、穩(wěn)定性。重點(diǎn)：傳感器的靜態(tài)特性，包括：線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、穩(wěn)定性。難點(diǎn)：對(duì)靜態(tài)特性：線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、穩(wěn)定性的計(jì)算與分析。（1）正確理解傳感器的靜態(tài)特性，包括：線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、穩(wěn)定性；（2）正確使用最小二乘法求解線性度，求解傳感器在正、反行程期間輸入、輸出曲線不重合時(shí)產(chǎn)生的遲滯；（3）正確求解傳感器的分辨率、閾值和門檻靈敏度。3通過實(shí)例講解，令學(xué)生正確理解傳感器靜態(tài)特性；并通過課堂討論農(nóng)業(yè)傳感器的典型參數(shù)的求解方法，使學(xué)生鍛煉溝通交流的能力。目標(biāo)2目標(biāo)34第二章：傳感器特性第二節(jié)：動(dòng)態(tài)特性（1）傳感器的動(dòng)態(tài)特性定義，是指?jìng)鞲衅鬏敵鰧?duì)時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性；（2）傳感器輸出對(duì)時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)的動(dòng)態(tài)特性；（3）討論傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的描述。重點(diǎn)：傳感器的靜態(tài)特性，包括：線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、穩(wěn)定性。難點(diǎn)：對(duì)靜態(tài)特性：線性度、遲滯、重復(fù)性、靈敏度、穩(wěn)定性的計(jì)算與分析。理解慣性存在，輸出不能立刻達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，時(shí)間常數(shù)τ反映一階傳感器二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)（振動(dòng)系統(tǒng)）的重要參數(shù)；分析當(dāng)ξ<1(或ξ<0.707)，且ωn>>ω時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。3通過課堂講授，使學(xué)生理解傳感器的動(dòng)態(tài)特性；并通過課堂討論傳感器動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)的描述，鍛煉學(xué)生溝通交流的能力。目標(biāo)2目標(biāo)35第三章：典型傳感器第一節(jié)：應(yīng)力應(yīng)變式傳感器（1）介紹金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片概念；（2）金屬電阻應(yīng)變片的基本原理，即電阻應(yīng)變效應(yīng)：即導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械形變時(shí)它的電阻值發(fā)生變化；（3）應(yīng)力與應(yīng)變傳感器輸出信號(hào)測(cè)量電路。重點(diǎn)：應(yīng)力應(yīng)變傳感器的概念理解，應(yīng)變效應(yīng)分析和測(cè)量電路。難點(diǎn)：對(duì)橫向效應(yīng)的理解和消除溫度影響的方法。（1）理解應(yīng)力應(yīng)變傳感器電橋輸出電壓與應(yīng)變成線性關(guān)系；（2）若相鄰兩橋臂的應(yīng)變極性一致，輸出電壓為兩者之差；若相鄰兩橋臂的應(yīng)變極性不一致時(shí)，輸出電壓為兩者之和；（3）掌握應(yīng)力應(yīng)變傳感器的測(cè)量電路設(shè)計(jì)方法。2通過課堂講授，讓學(xué)生理解應(yīng)力應(yīng)變傳感器的概念；通過課堂討論如何提高應(yīng)力和應(yīng)變傳感器的測(cè)量靈敏度和獲得溫度補(bǔ)償?shù)?，加?qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)。目標(biāo)2目標(biāo)36第三章：典型傳感器第二節(jié)：電感式傳感器（1）電感式傳感器非電量（如位移、壓力、流量、振動(dòng)）轉(zhuǎn)換為電感或互感的變化機(jī)理；（2）自感式、互感式、電渦流式；（3）差動(dòng)變隙式傳感器；（4）電感式傳感器的測(cè)量電路。重點(diǎn)：電感傳感器的概念理解，幾種典型的電感傳感器和測(cè)量電路。難點(diǎn)：電渦流傳感器的原理理解和測(cè)量電路。（1）理解電感式傳感器原理、結(jié)構(gòu)；（2）幾種典型的電感傳感器的工作原理；（3）學(xué)會(huì)運(yùn)用電感傳感器的測(cè)量電路設(shè)計(jì)方法。3通過課堂講授，理解點(diǎn)傳感器概念；通過課堂討論電渦流式傳感器測(cè)量電路，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生溝通交流的能力。目標(biāo)2目標(biāo)37第三章：典型傳感器第三節(jié)：電容式傳感器（1）電容式傳感器非電量變化原理；（2）幾種電容傳感器的等效電路；（3）電容式傳感器測(cè)量電路設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：變介電常數(shù)電容傳感器的概念理解，電容傳感器的測(cè)量電路。難點(diǎn)：邊緣電場(chǎng)電容傳感器的原理和土壤水分測(cè)量電路。（1）掌握變極距，差動(dòng)結(jié)構(gòu)變面積式和變介電常數(shù)的電容傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)；（2）學(xué)會(huì)運(yùn)用電容傳感器測(cè)量土壤水分及測(cè)量電路設(shè)計(jì)。3通過課堂講授，令學(xué)生掌握電容傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)；通過課堂討論，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)差動(dòng)式電容傳感器原理及測(cè)量電路設(shè)計(jì)的理解，鍛煉學(xué)生溝通交流的能力。目標(biāo)2目標(biāo)38第三章：典型傳感器第四節(jié)：壓電式傳感器（1）壓電效應(yīng)理論；（2）“逆壓電效應(yīng)”；（3）壓電材料；（4）壓電傳感器的等效電路與測(cè)量電路。重點(diǎn)：壓電效應(yīng)的理解及壓電傳感器的等效測(cè)量電路。難點(diǎn)：壓電式傳感器測(cè)量電路設(shè)計(jì)。（1）掌握幾種典型的壓電式傳感器原理、結(jié)構(gòu)；（2）理解壓電傳感器的等效電路；（3）學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)壓電傳感器的測(cè)量電路。3通過課堂講授，令學(xué)生掌握幾種典型的壓電式傳感器原理、結(jié)構(gòu)；利用課堂討論，加深壓電式傳感器的等效電路與測(cè)量電路的認(rèn)識(shí)，鍛煉學(xué)生溝通交流的能力。目標(biāo)2目標(biāo)39第三章：典型傳感器第五節(jié)：磁電和光電傳感器（1）磁電傳感器的構(gòu)成機(jī)理；（2）光電效應(yīng)；（3）光電器件：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光電晶體管、光電池、其他光電器件；（4）CCD電荷耦合器件；（5）光纖傳感器；（6）光柵式傳感器。重點(diǎn)：霍爾效應(yīng)和光電效應(yīng)的理解及他們的測(cè)量電路。難點(diǎn)：光電倍增管和結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和測(cè)量電路設(shè)計(jì)。（1）掌握霍爾效應(yīng)原理和霍爾傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的工作方式；（2）理解光電效應(yīng)；（3）了解典型的光電器件；（4）學(xué)會(huì)使用光電傳感器解決典型農(nóng)業(yè)工程中的問題。6通過課堂講授，令學(xué)生掌握光電傳感器的設(shè)計(jì)；通過課堂討論，加深學(xué)生對(duì)霍爾效應(yīng)和光電效應(yīng)的理解。目標(biāo)2目標(biāo)310第三章：典型傳感器第六節(jié)溫度傳感器（1）熱電效應(yīng)原理；（2）熱敏電阻；（3）集成溫度傳感器；（4）電流型溫度傳感器的測(cè)量電路。重點(diǎn)：熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)溫理解及測(cè)量電路。難點(diǎn)：集成溫度傳感器的數(shù)據(jù)處理及輸出。（1）掌握幾種典型的溫度傳感器的溫度傳感原理；（2）集成溫度傳感器的數(shù)據(jù)輸出協(xié)議；（3）溫度傳感器的電路設(shè)計(jì)。3通過課堂講授集成溫度傳感器的研發(fā)的緊迫性，令學(xué)生掌握幾種典型的溫度傳感器的溫度傳感原理；通過課后作業(yè)的方式，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)測(cè)溫理解及測(cè)量電路設(shè)計(jì)。目標(biāo)2目標(biāo)311第四章：信號(hào)采集與處理第一節(jié)：傳感器信號(hào)采集方式及結(jié)構(gòu)（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)；（2）模擬信號(hào)調(diào)理；（3）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（4）前置放大器。重點(diǎn)：傳感器采集系統(tǒng)的前置放大電路的理解。難點(diǎn)：運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)。（1）掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的組成與結(jié)構(gòu)；（2）典型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的放大器電路設(shè)計(jì)。3通過課堂講授信號(hào)采集方式與結(jié)構(gòu)，令學(xué)生掌握數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)和典型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的放大電路設(shè)計(jì)；通過課后作業(yè)方式，加深學(xué)生對(duì)傳感器采集方式和結(jié)構(gòu)的理解。目標(biāo)3目標(biāo)412第四章：信號(hào)采集與處理第二節(jié)：數(shù)值濾波算法（1）克服隨機(jī)誤差的數(shù)字濾波算法；（2）復(fù)合濾波法；（3）儀器零位誤差和增益誤差的校正方法；（4）系統(tǒng)非線性校正。重點(diǎn)：隨機(jī)誤差的處理方法及消除隨機(jī)誤差的算法理解。難點(diǎn)：中值濾波算法及系統(tǒng)誤差校正方法。（1）隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的處理算法；（2）幾種典型數(shù)字濾波算法；（3）系統(tǒng)誤差的校正算法。3通過課堂授課，令學(xué)生學(xué)習(xí)隨機(jī)誤差的處理方法及消除隨機(jī)誤差的算法；通過課堂討論傳感器的非線性校正，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解。目標(biāo)3目標(biāo)413第五章：抗干擾技術(shù)（1）干擾與噪聲及其分類；（2）噪聲形成干擾作用的三要素與耦合方式；（3）抑制電磁干擾的主要技術(shù)及應(yīng)用。重點(diǎn)：抑制電磁干擾的主要技術(shù)及應(yīng)用。難點(diǎn)：抑制電磁干擾的基本方法。（1）掌握干擾與噪聲及耦合方式；（2）抑制電磁干擾的方法和措施。2通過課堂講授令學(xué)生掌握抗干擾技術(shù)；通過課堂討論，加深學(xué)生對(duì)抑制電磁干擾的方法和措施的理解。目標(biāo)3目標(biāo)414第六章：傳感器測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法（1）傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及研制步驟；（2）傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求；（3）應(yīng)用舉例。重點(diǎn)：傳感器系統(tǒng)的構(gòu)建方法。難點(diǎn)：傳感器的選擇與優(yōu)化。（1）傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則和智能儀器的研制步驟；（2）理解網(wǎng)絡(luò)接口技術(shù)的應(yīng)用和儀器智能化水平的體現(xiàn)。2通過課堂講授令學(xué)生了解傳感器測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法；通過課下作業(yè)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)傳感器系統(tǒng)的構(gòu)建方法、傳感器的選擇和優(yōu)化的學(xué)習(xí)。目標(biāo)3目標(biāo)4實(shí)驗(yàn)教學(xué)序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)要求支撐課程目標(biāo)1金屬箔應(yīng)變片測(cè)量力的性能研究-應(yīng)力應(yīng)變效應(yīng)2（1）首先掌握應(yīng)力應(yīng)變片的力的測(cè)量電橋電路；（2）正確按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書連接應(yīng)變傳感器；（3）記錄不同載荷下的電壓輸出值，然后進(jìn)行分析（1）理解應(yīng)力應(yīng)變傳感器原理和結(jié)構(gòu)；（2）熟悉應(yīng)力應(yīng)變傳感器的使用方法。目標(biāo)2目標(biāo)32霍爾傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)-霍爾效應(yīng)2（1）掌握霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量原理及測(cè)量裝置；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求安裝霍爾傳感器；（3）記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果并分析（1）理解霍爾傳感器傳感器原理和結(jié)構(gòu)；（2）熟悉霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量的使用方法。目標(biāo)2目標(biāo)33壓電式傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)-壓電效應(yīng)2（1）掌握壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)和原理；（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書連接壓電傳感器及電路器件；（3）用示波器顯示壓電傳器的輸出信號(hào)。（1）理解壓電式傳感器原理和結(jié)構(gòu)；（2）熟悉壓電式傳感器的信號(hào)采集方法和使用電路設(shè)計(jì)。目標(biāo)2目標(biāo)34硅光電傳感器實(shí)驗(yàn)-光電效應(yīng)2（1）掌握光電傳感器的結(jié)構(gòu)和原理；（2）正確按照實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書連接器件；（3）調(diào)節(jié)光強(qiáng)觀察電壓表數(shù)字變化。（1）理解應(yīng)力應(yīng)變傳感器原理和結(jié)構(gòu)；（2）熟悉應(yīng)力應(yīng)變傳感器的使用方法。目標(biāo)2目標(biāo)3四、課程思政序號(hào)課程思政素材對(duì)應(yīng)章節(jié)教學(xué)方法1結(jié)合實(shí)際，介紹我國(guó)農(nóng)業(yè)傳感器研究開始及應(yīng)用現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生們對(duì)科研強(qiáng)國(guó)的責(zé)任。第一章：緒論第一節(jié)：一般概述采用課堂分享我們農(nóng)業(yè)傳感器的現(xiàn)狀，引導(dǎo)學(xué)生樹立不畏困難、勇于探索的科學(xué)意識(shí)和科學(xué)家精神。2農(nóng)業(yè)傳感器是實(shí)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的關(guān)鍵。第一章：緒論第二節(jié)：農(nóng)業(yè)傳感器黨的十二大報(bào)告“加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)”解讀，引導(dǎo)學(xué)生了解國(guó)家的重大戰(zhàn)略。3高性能傳感器是我國(guó)十四五科技發(fā)展的主題方向。第二章：傳感器特性第一節(jié)：靜態(tài)特性通過介紹我國(guó)科技部對(duì)農(nóng)業(yè)傳感器的布局，培養(yǎng)學(xué)生為國(guó)家重大戰(zhàn)略需求貢獻(xiàn)的精神。4介紹我國(guó)航空航天和微精細(xì)加工中高精度力的傳感和檢測(cè)，高性能的力的傳感器展示國(guó)家科技綜合實(shí)力。第三章：典型傳感器第一節(jié)：應(yīng)力應(yīng)變式傳感器通過介紹我國(guó)航空航天和微精細(xì)加工中高精度力的傳感器，培養(yǎng)學(xué)生努力學(xué)習(xí)傳感器的知識(shí)動(dòng)力。5土壤水分傳感器在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的重要性和緊迫性。第三章：典型傳感器第三節(jié)：電容式傳感器以實(shí)際的例子，告訴學(xué)生們，我們有能力為農(nóng)業(yè)傳感器作出貢獻(xiàn)。6壓電效應(yīng)材料研究對(duì)應(yīng)用現(xiàn)狀展望，以超聲探測(cè)為例。第三章：典型傳感器第四節(jié)：壓電式傳感器通過介紹我國(guó)海洋探測(cè)中的聲納傳感器的例子，激發(fā)學(xué)生們努力學(xué)習(xí)動(dòng)力。7介紹出生在我省的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者及獲獎(jiǎng)的科研，激發(fā)同學(xué)生探索知識(shí)的興趣第三章：典型傳感器第五節(jié)：磁電和光電傳感器以河南寶峰諾貝爾獎(jiǎng)獲得者崔奇的故事，激發(fā)同學(xué)生探索知識(shí)的興趣。五、教材及參考資料1.選用教材：（1）理論課教材：《傳感器原理及應(yīng)用》，王化祥，崔自強(qiáng)編著，天津大學(xué)出版社，2021年，第五版，9787561869857（2）實(shí)驗(yàn)課教材：《農(nóng)業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)指導(dǎo)書》，自編（3）實(shí)習(xí)指導(dǎo)書：《農(nóng)業(yè)傳感器與測(cè)試技術(shù)指導(dǎo)書》，自編2.參考書：（1）《傳感器技術(shù)及應(yīng)用》，付華，電子工業(yè)出版社，2017年（2）《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》，葉湘濱、邱曉天、胡佳飛，機(jī)械工業(yè)出版社，2022年（3）《INSTRUMENTATIONFORENGINEERINGMEASUREMENTS》（SecondEdition）,JAMESW,DALLYJOHNWILEY&SONS,INC.，2011（4）《現(xiàn)代傳感器技術(shù)——面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用》（第2版），劉少?gòu)?qiáng)，電子工業(yè)出版社，2016年（5）《傳感器原理及工程應(yīng)用》（第4版），郁有文，常建，電子科技大學(xué)出版社，2015年（6）《傳感器原理與實(shí)驗(yàn)教程》，何光宏編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2014年3.推薦網(wǎng)站（線上資源）：（1）中國(guó)大學(xué)MOOC，/course/WHU-1001549001?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_（2）中國(guó)大學(xué)MOOC，/course/UESTC-1449238161?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_六、教學(xué)條件本課程教學(xué)條件優(yōu)越，在師資方面，課程團(tuán)隊(duì)成員梯隊(duì)合理，課程團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，常年工作在科研一線，跟蹤學(xué)科發(fā)展，為教學(xué)積累了豐富的新知識(shí)；課程團(tuán)隊(duì)成員包括國(guó)家一流本科課程主講老師為課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)，且有海外留學(xué)背景的新進(jìn)年輕老師為課程團(tuán)隊(duì)提供新鮮血液。教室、實(shí)驗(yàn)室及設(shè)備在數(shù)量和功能上滿足教學(xué)需要。有良好的管理、維護(hù)和更新機(jī)制，使學(xué)生能夠方便地使用。實(shí)驗(yàn)中心設(shè)備齊全，能夠滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求，課程團(tuán)隊(duì)老師將采用教師講授和學(xué)生動(dòng)手操作的方法，有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。七、課程考核、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定序號(hào)課程目標(biāo)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)）考核內(nèi)容評(píng)價(jià)依據(jù)及成績(jī)比例(%)成績(jī)比例(%)平時(shí)表現(xiàn)作業(yè)實(shí)驗(yàn)課程考試1目標(biāo)1：（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.4）電子信息工程領(lǐng)域信息獲取與處理方面的基本原理和方法的掌握情況。26210202目標(biāo)2：（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3.2）現(xiàn)代傳感器開發(fā)等電子信息領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)的掌握情況，是否能夠針對(duì)智慧農(nóng)業(yè)、智慧畜牧、傳感測(cè)試等特定需求，包括信息采集、存儲(chǔ)和處理等，完成系統(tǒng)單元(部件)的方案設(shè)計(jì)。48420363目標(biāo)3：（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.4）農(nóng)業(yè)傳感器電路和信息處理系統(tǒng)等信息獲取與處理方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。24220284目標(biāo)4：（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.2）考查對(duì)國(guó)際農(nóng)業(yè)傳感器的了解情況和傳感器及測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。2221016合計(jì)10201060100（1）作業(yè)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)課程目標(biāo)優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標(biāo)1（6%）按時(shí)上交，書寫規(guī)范工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟完整，計(jì)算結(jié)果正確。按時(shí)上交，書寫工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟較完整，計(jì)算結(jié)果正確。按時(shí)上交，書寫較工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟較完整，計(jì)算結(jié)果基本正確。按時(shí)上交，書寫潦草；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式基本正確，計(jì)算步驟簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果基本正確。不按時(shí)上交書寫潦草；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式不正確，計(jì)算步驟較少，計(jì)算結(jié)果不正確。課程目標(biāo)2（8%）按時(shí)上交，書寫規(guī)范工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟完整，計(jì)算結(jié)果正確，能準(zhǔn)確畫出傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。按時(shí)上交，書寫工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟較完整，計(jì)算結(jié)果正確，較準(zhǔn)確畫出傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。按時(shí)上交，書寫較工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟較完整，計(jì)算結(jié)果基本正確，基本準(zhǔn)確畫出傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。按時(shí)上交，書寫潦草；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式基本正確，計(jì)算步驟簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果基本正確，基本準(zhǔn)確畫出傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。不按時(shí)上交書寫潦草；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式不正確，計(jì)算步驟較少，計(jì)算結(jié)果不正確，不能準(zhǔn)確畫出傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。課程目標(biāo)3（4%）按時(shí)上交，書寫規(guī)范工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟完整，計(jì)算結(jié)果正確，能準(zhǔn)確設(shè)計(jì)傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。按時(shí)上交，書寫工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟較完整，計(jì)算結(jié)果正確，較準(zhǔn)確設(shè)計(jì)傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。按時(shí)上交，書寫較工整；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式正確，計(jì)算步驟較完整，計(jì)算結(jié)果基本正確，基本準(zhǔn)確設(shè)計(jì)傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。按時(shí)上交，書寫潦草；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式基本正確，計(jì)算步驟簡(jiǎn)單，計(jì)算結(jié)果基本正確，基本準(zhǔn)確設(shè)計(jì)傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。不按時(shí)上交書寫潦草；運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和公式不正確，計(jì)算步驟較少，計(jì)算結(jié)果不正確，不能準(zhǔn)確設(shè)計(jì)傳感器原理圖和測(cè)試電路圖。課程目標(biāo)4（2%）具備一定的國(guó)際視野，準(zhǔn)確反映傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨。具備一定的國(guó)際視野，較準(zhǔn)確反映傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨。具備一定的國(guó)際視野，基本準(zhǔn)確反映傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨。不具備的國(guó)際視野，基本反映傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨。不具備的國(guó)際視野，不能很好地反映傳感器領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨。每次作業(yè)按百分制評(píng)分，以所有作業(yè)的平均成績(jī)計(jì)入總成績(jī)。（2）實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)成績(jī)課程目標(biāo)優(yōu)秀（90-100分）良好（80-89分）中等（70-79分）及格（60-69分）不及格（<60分）課程目標(biāo)1（2%）實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能準(zhǔn)確地回答全部問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范、整潔、全面。實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能基本準(zhǔn)確地回答全部問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范整潔。實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能準(zhǔn)確地回答主要問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。實(shí)驗(yàn)態(tài)度較端正；實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確；考核中能準(zhǔn)確地回答部分問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。實(shí)驗(yàn)態(tài)度不端正；無(wú)法獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不正確；考核中不能準(zhǔn)確地回答主要問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫不規(guī)范。課程目標(biāo)2（4%）實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能準(zhǔn)確地回答全部問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范、整潔、全面。實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能基本準(zhǔn)確地回答全部問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范整潔。實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能準(zhǔn)確地回答主要問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。實(shí)驗(yàn)態(tài)度較端正；實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確；考核中能準(zhǔn)確地回答部分問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。實(shí)驗(yàn)態(tài)度不端正；無(wú)法獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不正確；考核中不能準(zhǔn)確地回答主要問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫不規(guī)范。課程目標(biāo)3（2%）實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能準(zhǔn)確地回答全部問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范、整潔、全面。實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能基本準(zhǔn)確地回答全部問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范整潔。實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能準(zhǔn)確地回答主要問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。實(shí)驗(yàn)態(tài)度較端正；實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確；考核中能準(zhǔn)確地回答部分問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。實(shí)驗(yàn)態(tài)度不端正；無(wú)法獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不正確；考核中不能準(zhǔn)確地回答主要問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫不規(guī)范。課程目標(biāo)4（2%）實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能準(zhǔn)確地回答全部問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范、整潔、全面。實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能基本準(zhǔn)確地回答全部問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫規(guī)范整潔。實(shí)驗(yàn)態(tài)度端正；實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確；考核中能準(zhǔn)確地回答主要問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。實(shí)驗(yàn)態(tài)度較端正；實(shí)驗(yàn)操作基本規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本正確；考核中能準(zhǔn)確地回答部分問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫基本規(guī)范。實(shí)驗(yàn)態(tài)度不端正；無(wú)法獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不正確；考核中不能準(zhǔn)確地回答主要問題；實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫不規(guī)范。（3）平時(shí)表現(xiàn)與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)考核內(nèi)容評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)90-100分80-89分70-79分60-69分<60分課程目標(biāo)1（2%）考核學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、課堂參與情況。遵守課堂紀(jì)律，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%；或能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于90%。遵守課堂紀(jì)律，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于80%；或能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于80%。遵守課堂紀(jì)律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于70%。遵守課堂紀(jì)律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于60%。遵守課堂紀(jì)律，但不能正常參與課堂教學(xué)活動(dòng)，不能回答老師提出的問題。課程目標(biāo)2（4%）考核學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、課堂參與情況。遵守課堂紀(jì)律，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%；或能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于90%。遵守課堂紀(jì)律，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于80%；或能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于80%。遵守課堂紀(jì)律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于70%。遵守課堂紀(jì)律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于60%。遵守課堂紀(jì)律，但不能正常參與課堂教學(xué)活動(dòng)，不能回答老師提出的問題。課程目標(biāo)3（2%）考核學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、課堂參與情況。遵守課堂紀(jì)律，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%；或能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于90%。遵守課堂紀(jì)律，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于80%；或能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于80%。遵守課堂紀(jì)律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于70%。遵守課堂紀(jì)律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于60%。遵守課堂紀(jì)律，但不能正常參與課堂教學(xué)活動(dòng)，不能回答老師提出的問題。課程目標(biāo)4（2%）考核學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、課堂參與情況。遵守課堂紀(jì)律，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%；或能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于90%。遵守課堂紀(jì)律，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于80%；或能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于80%。遵守課堂紀(jì)律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題，準(zhǔn)確率大于70%。遵守課堂紀(jì)律，上課狀態(tài)一般，能回答老師提出的問題