《传感器与检测技术》教学大纲

1、传感器与检测技术课程教学大纲（总学时数：40，学分数：2.5）一、课程的性质、任务和目的本课程是新能源科学与工程专业的一门专业基础课。传感器是感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号（通常为电信号）的器件或装置，信号的检测与处理是组成先进的自动测试系统和过程控制系统必不可少的技术手段，所以传感器是发展仪器仪表、自动控制、机电一体化产品和广泛应用计算机的前提条件。本课程主要研究各类传感器的工作原理、简单结构以及实际的应用，并结合实践环节使学生加深对上述知识的理解，为后续课程、毕业设计服务。通过本课程的学习，使学生能了解传感器与检测技术在科技领域中的地位与作用，能掌握各类传感器的工作原理及其

2、在工业控制和自动测试技术中的应用，了解新型传感器在自动测试系统及智能化仪表中的作用。二、课程基本内容和要求（一）绪论及传感器的基本概念1教学内容传感器的定义与组成、传感器的分类、传感器的基本特性（静态特性、动态特性）、传感器的发展展望、测量误差及不确定度2教学要求理解传感器的定义、基本特性，掌握传感器的数学模型，了解传感器的分类及发展展望，了解检测系统的误差及其分类，误差及系统不确定度的分析方法，掌握最小二乘法及其应用重点：传感器的定义、基本特性难点：误差及系统不确定度的分析方法、最小二乘法及其应用（二）电阻式传感器1教学内容应变效应、电阻应变片的结构和种类、电阻应变片的主要特性（静态、动态）

3、、电阻应变片的测量电路的特性分析及其补偿、电阻式传感器应用举例、压阻式传感器工作原理及结构2教学要求理解应变效应、电阻应变片工作原理及特性，掌握测量电路特性分析及补偿方法，了解电阻式传感器的结构、应用及压阻式传感器基本知识重点：应变效应、电阻应变片工作原理难点：测量电路特性分析（三）电感式传感器 1教学内容自感式传感器的结构和工作原理、转换电路、输出特性，互感式传感器的结构和工作原理、等效电路、测量电路，电涡流传感器的基本原理、等效电路、测量电路，电感式传感器的应用举例2教学要求理解自感式传感器、互感式传感器、电涡流传感器工作原理及工作方式；掌握自感传感器、互感传感器、电涡流传感器工作原理的等

4、效电路、测量电路；掌握零残误差产生的原因及补偿方法；了解电感式传感器的应用重点：自感式传感器、互感式传感器、电涡流传感器工作原理及工作方式难点：各传感器的测量电路，零残误差产生的原因及补偿方法（四）电容式传感器1教学内容电容式传感器的基本工作原理、电容式传感器的输出特性、电容式传感器的测量电路（电容式传感器的等效电路、谐振式测量电路、运算放大电路、电桥电路）、电容式传感的应用2教学要求理解电容式传感器的基本工作原理、电容式传感器的输出特性；掌握电容式传感器的测量电路及特性分析；了解电容式传感的应用重点：电容式传感器的基本工作原理难点：电容式传感器的测量电路及特性分析（五）磁电式传感器1教学内容

5、霍尔效应和霍尔传感器工作原理、霍尔元件的主要技术参数、霍尔元件连接方式和输出电路、测量误差和补偿方法、霍尔传感器应用举例、磁电感应式、磁栅式传感器2教学要求理解霍尔效应和霍尔传感器工作原理；掌握霍尔元件的主要技术参数、霍尔元件连接方式和输出电路、测量误差和补偿方法；了解霍尔传感器应用、磁电感应式、磁栅式传感器基本原理重点：霍尔效应难点：霍尔元件连接方式、测量误差和补偿方法 （六）压电式传感器1教学内容压电效应、压电材料、石英晶体的压电特性、压电陶瓷的压电现象、压电晶片的连接方式、压电传感器的等效电路、测量电路、压电传感器的应用举例2教学要求理解压电效应、压电材料、石英晶体的压电特性、压电陶瓷的

6、压电现象等知识；掌握压电晶片的连接方式、压电传感器的等效电路、测量电路；了解压电传感器的应用重点：压电效应、压电晶片的连接方式难点：压电传感器的等效电路、测量电路（七）光电式传感器1教学内容光电效应、光电器件、光栅式传感器特点、计量光栅、莫尔条纹、光纤式传感器工作原理及方法2教学要求理解光电效应的概念、光纤式、光栅式传感器工作原理；掌握光电器件的基本特性、结构、光纤式、光栅式传感器工作方式；了解光电传感器应用重点：光电效应、光电器件的基本特性难点：光栅式传感器工作原理（八）热电式传感器1教学内容热电偶（热电效应、热电偶基本定理、热电偶结构和种类、热电偶测量电路、热电偶冷端补偿方式），热电阻（常

7、用热电阻特点、热电阻测量电路、应用实例），热敏电阻(热敏电阻的结构形式、热敏电阻的温度特性) 2教学要求理解热电偶的热电效应及测温原理、热电阻的特点、热敏电阻的特点、热电阻的测温；.掌握热电偶基本定律及应用、热电偶测量电路及冷端补偿、热电阻测量电路、热敏电阻的温度特性；了解常用热电偶、热电阻、热敏电阻的结构形式及实际应用重点：热电效应、热电偶基本定律及应用难点：热电偶测量电路及冷端补偿、热电阻测量电路（九）智能传感器1教学内容智能传感器原理及组成、智能传感器的硬件及软件实现2教学要求理解智能传感器原理及组成、了解智能传感器的硬件及软件实现方法重点：智能传感器原理及组成（十）新型传感器1教学内容

8、气敏、湿敏传感器，仿生传感器，机器人传感器简介 2教学要求了解气敏、湿敏传感器，仿生传感器（十一）现代检测技术与测试系统设计1教学内容现代测试系统的组成、传感器与测试系统的信号调理技术、数据采集与处理、现代测试系统设计实例2教学要求理解现代测试系统的设计原理及基本方法；掌握现代测试系统信号的调理技术（信号放大、线性化、变换、滤波等）；掌握信号数字化及与微机的接口技术重点：现代测试系统信号的调理技术三、学时分配序号内容授课实验小计1绪论及传感器的基本概念442电阻式传感器4263电感式传感器4264电容式传感器4265磁电式传感器446压电式传感器447光电式传感器448热电式传感器229智能传

9、感器及系统集成2210新型传感器22小 计34640四、实验项目表实验项目实验名称实验内容及实验要求实验学时1应变片式传感器实验（1）理解金属箔式应变片工作原理及性能特点（2）掌握单臂、双臂、四臂电桥的工作原理22差动变压器实验（1）理解差动变压器的工作原理及特性（2）掌握差动变压器零点补偿的方法及相关测量电路23电容式传感器实验（1）理解电容传感器的工作原理和特性（2）掌握电容传感器的静态特性的测量原理和相关测量电路2小 计6五、考核方式及成绩评定标准（参考）1.考核方式：闭卷或半开卷；2.成绩评定标准：总评成绩=平时30实验30期考40六、有关说明：（一）先修课程本课程要求学生主修完高等数学、电工电子、模拟电路、数字电路、信号分