《传感器原理及应用》教学大纲

第页《传感器原理及应用》教学大纲课程编号：10140099英文名称：ProgrammableLogicDeviceandApplications学分：3学时：总学时56学时，其中理论40学时，实践16学时先修课程：物理学、电路基础、数字电子技术、低频电子线路课程类别：专业基础课程授课对象：电子信息工程专业学生教学单位：数理信息学院修读学期：第5学期一、课程描述和目标掌握各类传感器的基本理论，掌握各种传感器的工作原理、主要性能及其特点；使学生能合理地选择和使用传感器，在传感器应用方面有所启发；使学生掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法；了解传感器的发展动向以及获取信息的新方法。本课程拟达到的课程目标:课程目标1．通过课程学习，掌握专业核心技术，树立科技强国，敢于创新的信念。课程目标2：要求学生熟练掌握各类常用传感器的基本工作原理、主要性能及其特点、基本的测量电路和相关的一些典型的应用。课程目标3：在熟练掌握常用的传感器的工作原理、分析方法的基础上，掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法，熟练地使用各类传感器。课程目标4：在熟练掌握课程内各类传感器的基础上，了解传感器的发展动向以及获取信息的新方法，具备学习和分析其它各种传感器的基本原理和应用。在遇到实际的工程检测任务时，能根据需要正确选择合适的传感器，设计相应的测量电路，完成实际检测系统的研发。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重2.4能够运用基本原理，分析过程的影响因素，证明方案的有效性。课程目标10.4课程目标20.64.1能够运用电子信息专业理论和技术手段就某个工程问题进行分析性研究。课程目标30.6课程目标40.45.1能够利用图书馆和计算机，通过网络进行文献检索和资料查询。课程目标30.6课程目标40.412.2具备终身学习的知识基础，掌握自主学习的方法，了解拓展知识和能力的途径。能针对个人或职业发展的需求，采用合适的方法，自主学习，适应发展。课程目标30.6课程目标40.4三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1传感器技术概论：传感器技术的作用和地，传感器技术的发展现状和趋势，传感器的定义、组成和分类。使学生了解传感器技术在现实社会中的作用和地位，了解一些利用传感器设计检测系统的事例。2集中讲授课程目标42传感器的一般特性：传感器的静态特性，传感器的动态特性使学生了解在接触、选择传感器时需要通过传感器的哪些指标来了解传感器的具体的性能，进而选择合适的传感器。2集中讲授课程目标1、43应变式传感器：介绍应变式传感器的工作原理，应变片的种类、材料，电阻应变片的特性，电阻应变片的测量电路，电阻应变式传感器的应用。使学生了解应变式传感器的工作原理，掌握相应的测量电路和了解应变式传感器的一些具体用途。4集中讲授+演示课程目标1、2、3、44电感式传感器：变磁阻式传感器工作原理、测量电路，差动变压器式传感器工作原理、测量电路，电涡流传感器工作原理、测量电路，电感式传感器的应用。使学生对电感式传感器的工作原理有全面基本的了解，了解其适用的场合，掌握利用相敏检波电路输出电压的极性判断电感式传感器中衔铁运动方向的原理，了解电感式传感器的一些使用实例，特别是电涡流式传感器的一些典型应用。6集中讲授+演示课程目标1、2、3、45电容式传感器：电容式传感器的工作原理和结构，电容式传感器的灵敏度及非线性，电容式传感器的测量电路，电容式传感器的应用。使学生了解电容式传感器的工作原理和转换电路及使用的范围和方法4集中讲授+演示课程目标1、2、3、46压电式传感器：压电效应及压电材料，压电式传感器的测量电路，压电式传感器的应用。使学生了解压电效应产生机理及其的应用价值和适用场合，了解压电式传感器的独特的转换电路，了解压电效应一些典型应用。3集中讲授+演示课程目标1、2、3、47磁电式传感器：磁电感应式传感器原理、测量电路和应用，霍尔传感器原理，霍尔传感器基本特性，霍尔传感器的应用。使学生了解磁电感应式传感器的原理及其的应用价值和适用场合，了解霍尔效应的产生机理和使用的场合，重点了解利用霍尔传感器测量电磁特性的典型实例。4集中讲授+演示课程目标1、2、3、48光电式传感器：外光电效应和内光电效应及各类光电器件使学生了解基于内外光电效应的各类光电器件的工作机理及各适用的范围和较典型的应用。4集中讲授+演示课程目标1、2、3、49超声波传感器：超声波及其物理特性，超声波传感器，超声波传感器的应用使学生了解利用超声波进行检测的原理，了解超声波传感器的一些典型应用。3集中讲授+演示课程目标1、2、3、410辐射式传感器：红外传感器使学生了解利用红外传感器进行检测的原理，了解红外传感器的一些典型应用（如家庭红外防盗报警器）。3集中讲授+演示课程目标1、2、3、411温度传感器：温度的概述，热电偶传感器，热电阻传感器。使学生了解如何利用热电偶分度表进行测温的方法及热电偶测温的适用范围，了解热电偶的选型；了解温度跟电阻的关系及相应的热电阻传感器的适用范围。5集中讲授+演示课程目标1、2、3、412智能传感器：集成压力智能传感器、多路光谱分析传感器使学生了解认识现代单片智能传感器是如何将传感器、前级信号处理电路、微处理器和后端接口电路集成在一个芯片上的；了解智能传感器的基本发展趋势。0自主学习课程目标1、2、3、413半导体传感器：气敏传感器原理的理解使学生了解气敏传感器原理及其的应用价值和适用场合，了解几种典型的气敏和传感器。0自主学习课程目标1、2、3、4合计40实验部分序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1电阻应变片特性实验内容：按应变片在直流电桥中的几种接法连接电路，并测量不同接法的输入输出特性，分析应变式传感器和应变片的灵敏度及线性度实验要求：必修3验证课程目标1、22差动变压器式传感器特性实验内容：实验研究该传感器的输出特性，并对交、直流输出特性进行比较。实验观察零点残余电压对传感器输出特性的影响，并掌握减小零点残余电压的一种方法。实验要求：必修3验证课程目标1、23电容式传感器特性实验内容：观察差动变面积式电容传感器的静态及动态特性。了解S参数对测量的影响，以及如何提高传感器灵敏度的方法。实验要求：必修3验证课程目标1、24半导体霍尔传感器特性实验内容：观察霍尔传感器的静态及动态特性，了解霍尔式传感器的原理与特性。了解交流激励时霍尔式传感器的特性。了解霍尔式传感器在振动测量中的应用。实验要求：必修3验证课程目标2、45热电偶温度传感器测温实验内容：观察热电偶传感器结构，热电偶测温实验；设计并调试用热电偶组成的测温电路。了解热电偶温度传感器的特性及工作情况。利用热电偶进行温度测量的原理。利用热电偶进行温度测试。实验要求：必修4综合课程目标4合计16注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法以集中讲授为主，结合讨论、演示、实训练习等教学方式为辅的教学方法。五、学业评价和课程考核过程考核与结果性考核相结合：平时占20%，实验占20%，期末占60%。成绩按百分制记分。在遵循《绍兴文理学院课程考核管理条例》基础上，实施如下细则：考核依据建议分值考核/评价细则对应课程目标平时成绩40%出勤0%缺课根据课程课时按比例扣分；若缺课累计超过课程本学期学时数三分之一及以上，取消考试资格。课程目标1作业10%缺交作业根据课程作业次数按比例扣分；若缺交作业达三分之一及以上，取消考试资格。课程目标2实验成绩20%实验操作50%；实验报告50%课程目标1、2、3、4期中考核10%根据期中考核成绩按百分制计分课程目标2期末考核60%根据期末考核成绩按百分制计分课程目标1、2、3、4六、教材与参考书（一）推荐教材1.《传感器原理及工程应用》(第三版)，郁