传感器原理及应用课程教学大纲

PAGEPAGE6传感器原理及应用课程教学大纲课程编码：AL042400课程性质：专业核心课程适用专业：电子信息工程学时学分：40学时2.5学分所需先修课：大学物理、电路原理、模拟电子技术编写单位：机电工程学院一、课程说明1.课程简介本课程是电子信息工程专业的一门专业核心课程，通过本课程的学习，使学生掌握测量及误差的有关知识，各种传感器的原理、结构和应用。该课程的先修课是“大学物理”、“电路原理”、“模拟电子技术”等。本课程为学习“计算机控制技术”后续课程及专业课程综合实习及毕业设计等实践教学打下基础。2.教学目标要求本课程以各类传感器为研究对象，学完本课程应达到以下基本要求：（1）掌握各类传感器的基本理论和工作原理、主要性能及其应用。（2）能够根据被测参量合理选择传感器。（3）掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法。（4）了解传感器的发展动向。（5）掌握传感器原理的基础上解决工程检测中的具体问题。3.教学重点难点（1）误差理论与测量数据的处理；（2）测试系统的静态特性、动态特性；（3）电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、光电式传感器、热电式传感器的原理及应用；（4）数字传感器的原理及应用；（5）工程中应用的新型传感器。4.学时分配表次序教学内容理论课学时数第一部分工程测试基础和传感器技术概述10第二部分几种常用传感器的原理及应用18第三部分数字式传感器6第四部分新型传感器6总计405.主要教法、学法本课程以课堂讲授为主、自学为辅的方式开展教学，着重对学生的分析问题能力、理论综合能力以及实验研究能力等方面的培养。研发并采用多媒体教学方式。6.考核方式及标准（1）考核目的：考核学生对测量和误差的基本知识、各类传感器的原理及应用的理解和掌握程度，促进学生提高分析和解决实际问题的能力。（2）考核形式：本课程为考查课，考核方法为大作业，考核教学大纲规定的应知应会的内容，考核学生对本课程的基本知识、基本理论等重点内容的理解和掌握程度。课程期末成绩构成：大作业成绩占60%，平时成绩（包括考勤、作业、讨论等）占40%。（3）考核内容：测试的基础知识，各类传感器的工作原理、测量电路和应用。（4）考核题型：填空，选择，判断、计算。（5）成绩评定：期末成绩占总成绩的60%，其他（包括考勤、作业、讨论等）成绩占总成绩的40%。二、各部分教学纲要第一部分工程测试基础和传感器技术概述（10学时）教学目标通过该部分内容的学习，了解测试的基本概念、测量误差的分类、测量不确定度的概念和标定；学会对测量数据的处理；了解测试系统的静态特性和动态特性；熟悉传感器技术的基本概念；了解常见的几种弹性敏感元件的基本特性和材料、结构型式。本部分重点测量数据的处理，测试系统的动态特性，弹性敏感元件。本部分难点测量不确定度的标定。教学内容1测试的基本概念2测量误差及其不确定度3测试系统的静态特性和动态特性4传感器的定义、分类和技术性能指标5弹性敏感元件第二部分常用传感器的原理及应用（18学时）教学目标掌握电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、光电式传感器、热电式传感器、湿度传感器、气体传感器等传感器的工作原理、测量电路及应用。本部分重点电阻应变式传感器，热电式传感器。本部分难点电阻应变片的工作原理，互感式电感传感器工作原理，电涡流式传感器的工作原理，霍尔传感器，热电偶。教学内容1电阻应变式传感器1.1工作原理及结构参数1.2测量电路及温度补偿1.3电阻应变式传感器的应用2电感式传感器2.1自感式电感传感器2.2互感式传感器2.3电涡流式传感器2.4电感式传感器的应用3电容式传感器3.1工作原理与特性3.2测量电路3.3电容式传感器的应用4压电式传感器4.1压电效应的定义及分类4.2测量电路4.3应用5磁敏式传感器5.1霍尔传感器5.2磁敏电阻5.3磁敏二极管和磁敏三极管6光电式传感器6.1光电效应6.2光电管及光电倍增管6.3光敏电阻及光电池6.4光电二极管和光电三极管7热电式传感器7.1热电阻7.2热电偶7.3新型热电式传感器8气体传感器9湿敏传感器第三部分数字式传感器（6学时）教学目标掌握光栅数字传感器、感应同步器、光电编码器、容栅传感器的基本结构、工作原理、测量电路及应用。本部分重点光栅的类型和结构，感应同步器的工作原理。本部分难点感应同步器的工作原理，绝对编码器。教学内容1光栅数字传感器2感应同步器3光电编码器4容栅传感器第四部分新型传感器（6学时）教学目标熟练掌握光纤的结构和传光原理，光纤传感器的工作原理及应用；固态图像传感器工作原理及应用；了解红外辐射的物理基础及红外辐射传感器的应用；掌握超声波传感器的原理及应用。本部分重点光纤传感器，超声波传感器。本部分难点光的调制技术，超声波检测的物理基础。教学内容1光纤传感器2固态图像传感器3辐射式传感器3.1红外辐射传感器3.2超声波传感器三、教材及教学资源使用教材：李晓莹.传感器与测试技术(第一版).北京:高等教育出版社,2004.参考书：[1]郁有文,常健,程继红