传感器与检测技术课教案

1、 传感器与检测技术 课教案授课班级所在系授课班级授课班级所在系授课班级 传感器与检测技术 教案 章 节： 课题一 检测技术的基本知识 （一） 第一节 测量技术概论 第二节 测量数据的估算和处理 教学任务：使学生了解检测技术的含义，检测技术的发展方向。掌握测量误差的概念和通过误差要求如何选择测量装置的精度等级。掌握测量误差的处理方法和测量数据的处理方法。 重点及难点：根据误差要求合理选择检测装置的精度等级 测量数据的处理方法 教学内容提要： 1、检测技术的含义、作用和地位；2、检测系统的组成；3、误差的基本概念和仪表的精度等级4、随机误差和系统误差的处理方法5、测量数据的处理方法 复习思考题、作

2、业： 课后小结：传感器与检测技术 教案 章 节： 课题一 检测技术的基本知识 （二） 第三节 传感器的组成和分类 第四节 传感器的基本特性 教学任务：使学生了解传感器的定义、传感器的组成三部分：敏感元件、传感元件和检测线路以及传感器的分类方法。掌握传感器的静态特性线性度、灵敏度、回程误差、测量范围与量程和精度等级等的基本概念，了解传感器的动态特性的分析方法。 重点及难点：灵敏度的概念、灵敏度与量程、稳定性的关系 多环节系统的灵敏度 & 传感器的组成 教学内容提要： 1、传感器的组成：敏感元件、传感元件、检测线路及其作用2、传感器的分类：从输出的角度分、从输入的角度分3、传感器的静态特性

3、4、传感器的动态特性的分析方法 复习思考题、作业： 课后小结：传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题二 电阻式传感器 （一）第一节 电阻应变式传感器 教学任务：掌握电阻应变效应、电阻应变片的工作原理；电阻应变片的分类及其特点；电阻应变片的检测线路桥路的三种形式。了解检测线路的补偿方法。了解电阻应变式传感器的应用。实验验证三种桥路的灵敏度。 重点及难点：电阻应变效应 & 应变片的分类及其特点应变式传感器的检测线路 & 补偿方法 。 教学内容提要：1、 电阻应变效应和电阻应变式传感器的类型及特点2、 电阻应变片及检测线路桥路3、 检测线路的零点补偿和温度补偿4、

4、电阻应变式传感器的应用 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题二 电阻式传感器 (二)第二节 固态压阻式传感器第三节 热电阻式传感器 教学任务：了解压阻式传感器的工作原理及其应用掌握热电阻式传感器的工作原理及其分度方式。掌握热电阻传感器的测量线路三线制单桥臂桥路的工作原理及其优点。了解四线制的工作原理及热电阻传感器的应用。 重点及难点：三线制检测线路的温度补偿功能 热电阻传感器的应用 & 压阻式传感器的应用 教学内容提要： 1、压阻式传感器的原理及其应用2、热电阻传感器的工作原理3、适合制作热电阻的材料/热电阻传感器的分度4、热电阻传感

5、器的测量电路5、热电阻传感器的应用 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题二 电阻式传感器（三） 电阻应变式传感器检三种测量桥路的比较实验 教学任务：了解应变片在位移测量中的应用；掌握实验设备的的线路连接；学会规划实验步骤；通过实验数据的处理，验证应变式传感器的线性区域及三种检测线路单桥臂、双桥臂和全桥臂的灵敏度的比较。 重点及难点：实验设备的接线 & 实验步骤的规划 实验结果的分析 & 实验报告的整理 教学内容提要：1、 引导学生认识应变片以及粘贴方式2、 线路连接的方法及注意事项3、 按照实验线路接线4、 实验步骤及操作注意

6、事项5、 实验数据的记录及整理 复习思考题、作业：写实验报告 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题三 电容式传感器 （一）第一节 电容式传感器的工作原理第二节 电容式传感器的类型及特性 教学任务：掌握电容式传感器的工作原理；了解电容式传感器的类型及特性；掌握差动式电容传感器的灵敏度分析以及改善线性的分析。 重点及难点：电容式传感器的工作原理及其三种类型 电容式传感器为什么采用差动形式 教学内容提要：1、 电容式传感器的工作原理2、 电容式传感器的三种形式及灵敏度分析3、 差动式电容传感器的灵敏度的分析 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年

7、月 日 星期 章 节： 课题三 电容式传感器 （二） 第三节 电容式传感器的测量电路 第四节 电容式传感器的应用 教学任务：了解教材中介绍的7种测量线路；重点掌握（1）交流变压器电桥；（2）运算放大器式测量电路；（3）调频电路。了解电容式传感器的应用：重点介绍电容式压力传感器的结构、特点及其应用。 重点及难点：变压器电桥的电路分析 运算放大器式测量电路和调频电路的特点 教学内容提要：1、 变压器电桥的电路分析能把差动式电容传感器的非线性输出转化为线性输出；2、 运算放大器式测量电路及特点3、 调频电路及其特点4、 电容式传感器的应用位移、压力传感器的特点及应用 复习思考题、作业： 课后小结：

8、传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题三 电容式传感器（三） 电容式传感器的位移特性实验 教学任务：了解电容式传感器在位移测量中的应用；掌握实验设备的的线路连接；学会规划实验步骤；通过实验数据的处理，验证电容式传感器的线性区域及差动形式的灵敏度与单一形式的灵敏度的比较。 重点及难点：实验设备的接线 & 实验步骤的规划 实验结果的分析 & 实验报告的整理 教学内容提要：1、 导学生认识电容式传感器2、 实验线路连接的方法及注意事项3、 实验步骤及操作注意事项4、 实验数据的记录及整理 复习思考题、作业：写实验报告 课后小结：传感器与检测技术 教案 年 月 日 星

9、期 章 节： 课题四 电感式传感器 (一) 第一节 自感式电感传感器 教学任务：了解自感式电感传感器的工作原理，掌握变间隙自感式传感器的灵敏度差动式变间隙自感式传感器的优点检测线路交流变压器式电桥的工作原理及其特点。相敏检波电路的原理分析。 重点及难点：变间隙式电感传感器的工作原理差动式变间隙电感传感器的优点 教学内容提要：1、 电感传感器的工作原理2、 变间隙式自感传感器的原理及灵敏度的分析3、 差动式变间隙自感传感器的优点4、 螺杆式自感传感器的工作原理5、 检测线路-变压器式电桥以及相敏检波电路 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题四

10、电感式传感器 （二） 第二节 差动变压器 教学任务：介绍差动变压器的工作原理及其结构；零点残余电压的产生和解决方法。电感式传感器的应用。差动变压器零点残余电压补偿实验。 重点及难点：差动变压器的原理和应用 差动变压器零点残余电压补偿实验 教学内容提要：1、 差动变压器的工作原理2、 零点残余电压的产生和解决方法3、 电感式传感器的应用4、 差动变压器零点残余电压补偿实验 复习思考题、作业：p.662、4 分析实验结果，书写实验报告 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 第四章 电感式传感器 （三） 第三节 电涡流式传感器 教学任务：了解电涡流传感器的工作原理，掌握影响

11、电涡流传感器的因数以及电涡流传感器测量位移和温度的机理。掌握电涡流传感器的应用高频反射式电涡流传感器和低频透射式电涡流传感器的应用。 重点及难点：电涡流传感器的原理和影响电涡流传感器的因数 电涡流传感器的应用高频反射式和低频透射式 教学内容提要：1、 涡流传感器的工作原理2、 电涡流传感器的应用-位移及其金属表面温度的测量3、 高频反射式电涡流传感器的应用4、 低频透射式电涡流传感器的应用 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 第四章 电感式传感器 （四） 差动变压器的应用差动变压器的性能实验 教学任务：了解电感式传感器在位移测量中的应用；掌握实验

12、设备的的线路连接；学会规划实验步骤；通过实验数据的处理，验证电感式传感器的线性区域及差动形式的灵敏度与单一形式的灵敏度的比较。 重点及难点：实验设备的接线 & 实验步骤的规划 实验结果的分析 & 实验报告的整理 教学内容提要：1、 学生认识电感式传感器2、 验线路连接的方法及注意事项3、 实验步骤及操作注意事项4、 实验数据的记录及整理 复习思考题、作业：写实验报告 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题五 压电式传感器 （一）第一节 压电式传感器的工作原理第二节 压电材料及压电元件的结构 教学任务：掌握压电效应；了解石英晶体的压电效应石英晶体的三

13、轴；压电晶片的获得；纵向压电效应和横向压电效应。了解其他压电材料压电陶瓷、高分子压电材料等的压电机理；掌握压电元件串联和并联的特性。 重点及难点：关于压电效应石英晶体的压电效应 纵向压电效应和横向压电效应的相同和不同 教学内容提要：1、 压电效应的定义2、 石英晶体的压电效应分析- 石英晶体的三轴/石英晶片的的获得3、 其他压电材料的介绍4、 压电元件的串、并联 复习思考题、作业：p.- 课后小结：传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题五 压电传感器 （二）第三节 压电传感器的测量线路第四节 压电传感器的应用 教学任务：介绍压电传感器的两种检测线路电压放大器和 电荷放大器以及

14、他们的工作原理和各自的特点。通过检测线路的介绍使学生理解压电传感器为什么不能检测静压力。 重点及难点：电压放大器 & 电荷放大器线路的分析 压电传感器为什么不能检测静压力。 教学内容提要：1、 压电传感器的等效电路电荷源和电压源2、 压电传感器测量线路的作用3、 电压放大器线路分析4、 电荷放大器的线路分析5、 压电传感器为什么不能检测动态力 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题六 磁电式传感器 （一）第一节 磁电式传感器 教学任务：本章通过介绍法拉第电磁感应定律引出电磁式传感器的工作原理。了解磁电式传感器的结构；掌握磁电式传感器的应

15、用，重点介绍磁电式转速传感器的工作原理以及相关转速的计算。了解磁电式振动传感器的工作原理。 重点及难点：法拉第电磁感应定律及磁电式传感器的工作原理 变磁通式磁电传感器磁电式转速表的应用 教学内容提要：1 法拉第电磁感应定律2 磁电式传感器的工作原理3 磁电式转速表的工作原理及转速的计算4 恒磁通式传感器磁电式振动传感器的工作原理 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题六 磁电式传感器 （二） 第二节 霍尔传感器 教学任务：本章节的重点讲解霍尔效应，通过分析霍尔效应的形成过程使学生了解为什么只有半导体适合作霍尔元件。了解霍尔元件的参数，了解霍尔元

16、件的温度特性及其补偿方法。掌握霍尔传感器的几种应用。 重点及难点：霍尔效应为什么只有半导体适合制作霍尔元件 霍尔元件的温度特性及其补偿方法 教学内容提要：1 霍尔效应2 为什么导体和绝缘体不适合制作霍尔元件3 霍尔元件的温度特性及其补偿方法4 零位特性及补偿5 霍尔传感器的应用 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题七 热电偶传感器 （一） 第一节 热电偶传感器的工作原理 教学任务：本章节重点讲述热电效应两种形式：接触电势和温差电势的形成。介绍热电偶回路的总热电势的组成，进而使学生掌握热电偶的工作原理。掌握热电偶传感器的四个基本定律及其他们的实

17、用价值。 重点及难点：热电效应 & 温差电势/接触电势热电偶工作原理 & 热电偶的四定律 教学内容提要：1 介绍热电效应a) 接触电势b) 温差电势2 热电偶回路的热电势3 热电偶的工作原理4 热电偶的四定律及其实用价值 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题七 热电偶传感器（二）第二节 热电偶的材料、结构及分度表第三节 热电偶的测温线路 教学任务：本章节重点讲述适合制作热电偶的材料，以及目前我国生产的符合iec标准的六种热电偶。了解标准热电偶分结构和铠装热电偶的特点。重点掌握热电偶的分度表的使用。了解几种常用的热电偶的测量电路

18、及其特点。 重点及难点：适合制作热电偶的材料 & iec标准的热电偶 热电偶分度表的使用 & 热电偶的测温线路 教学内容提要：1 适合制作热电偶材料的特点2 标准热电偶的结构/铠装热电偶的特点3 iec标准热电偶的名称及分度号4 热电偶分度表的应用 5几种常用的热电偶的测温线路 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题七 热电偶传感器（三） 第三节 热电偶的冷端补偿 教学任务：本章节重点讲述热电偶传感器的冷端补偿法。首先使同学明白为什么要对热电偶的冷端进行补偿。重点讲述补偿导线法什么是补偿导线、补偿导线的作用及其实际应中的注意事项

19、和计算修正法。 重点及难点：为什么要对热电偶的冷端进行补偿 补偿导线法 & 计算修正法 教学内容提要：1 热电偶为什么要进行冷端补偿2 冷端补偿的几种方法a) 冷端恒温法b) 补偿导线法-什么是补偿导线、补偿导线的作用及其实际应中的注意事项c) 计算修正法 d) 电桥补偿法e) 显示仪表零位调整法 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题八 光电传感器 （一） 第一节 光电效应与光电元件 第二节 光电传感器与光电检测 教学任务：本章节重点讲述光电效应及其三种形式内光电效应；外光电效应；光生伏特效应以及相对应的光电元件；介绍光电传感器的两种

20、形式：模拟式和数字式。其中模拟式光电传感器的四种形式以及各自的应用实例；数字式主要介绍光电转速表和光电计数器。通过介绍光电比色高温计及工业用浊度计介绍光路及其光学元件。 重点及难点：光电效应及其三种形式以及相对应的光电元件 模拟式光电传感器的四种形式和各自的应用 教学内容提要：1 光电效应与光电元件：a)外光电效应：光电管、光电倍增管；b)内光电效应：光敏电阻、光敏晶体管；c）光生伏特效应：光电池2 光电元件的特性：光谱特性；光电特性；温度特性等。3光电传感器模拟式与数字式 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 课题八 光电传感器 （二） 第三节

21、光导纤维传感器 第四节 红外传感器 教学任务：本章节重点讲述光导纤维传感器和红外传感器的工作原理，介绍光导纤维传感器的两种形式传光型和功能型光纤传感器的原理及其应用。通过介绍红外辐射的产生及其性质，说明其工作原理重点介绍红外传感器在工业检测中的具体应用。 重点及难点：光纤传感器的两种类型传光型和功能型的原理 红外传感器的工作原理及其应用 教学内容提要：1 光导纤维传感器的工作原理及其应用1） 传光型光导纤维传感器的原理及其应用2） 功能型光导纤维传感器的原理及其应用2 红外传感器1） 红外辐射的产生及其性质2） 红外探测器 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星

22、期 章 节： 课题八 光电传感器 （三） 第五节 激光传感器 第六节 图像传感器 教学任务：通过介绍激光的本质、性质及其特点引入激光传感器的工作原理与应用；介绍电荷耦合器件传感器的工作原理及其ccd图像传感器的应用；介绍cmos传感器的工作原理及其在图像传感器中的应用。 重点及难点：激光的本质、性质及特点与激光光传感器的原理 关于图像传感器ccd与cmos型 教学内容提要：1 激光的本质、性质及其特点引入激光传感器的工作原及其应用。2 电荷耦合器件传感器的工作原理及其ccd图像传感器的应用3 cmos传感器的工作原理及其在图像传感器中的应用 复习思考题、作业： 课后小结： 传感器与检测技术 教案 年 月 日 星期 章 节： 第八章 光电传感器 （四） 光电转速表实验 教学任务：了解光电转速表的类型反射型与透射型两种。认识光电传感器的结构，掌握光电传感器的测速原理，本实验采用透射型光电转速测量。 重点及难点：认识光电传感器的结构 了解光电转速表的工作原理 教学内容提要：1 讲解光电转速表的工作原理2 认识光电传感器实验设备3 介绍实验步骤4 调节测速转盘并记录实验数据 复习思考题、作业：书写实验报告 课后小结：