传感器原理与检测技术-电科-考试教学大纲

【传感器原理与检测技术】【Sensoranddetectiontechnology】一、基本信息课程代码：【2080355】课程学分：【3.0】面向专业：【电子科学与技术】课程性质：【系级专业限选课◎】开课院系：机电学院电子工程系使用教材：教材【魏学业传感器技术与应用武汉：华中科技大学出版社2013第1版】参考书目【胡向东传感器与检测技术北京：机械工业出版社2018第3版】、【钱爱玲等传感器原理与检测技术北京：机械工业出版社2015第2版】、【周真等传感器原理与应用北京：清华大学出版社2011第1版】课程网站网址：/course/NJTU-1002550001先修课程：【模拟电子技术2080188（3）】、【数字逻辑电路2080187（3）】二、课程简介随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段一一传感器技术得到了长足的进步，其应用领域越来越广泛，对其需求也越来越迫切，传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。传感器原理与检测技术课程是电子科学与技术专业的学科基础课。传感器是获取信息的主要途径和手段，在测控系统中，传感器处于连接被测控对象和测控系统的接口位置，传感器是自动检系统的核心部件，是自动测控系统的重要环节，一切科学实验和生产过程要获取的信息，都是通过传感器转换为容易传输与处理的信号，检测技术是实现自动控制的前提条件和必要设备。通过本课程的学习，要求学生能够说出传感器的工作原理、分析测量电路及各种应用，会应用非电量测量的基本知识，会进行误差处理，能够对传感器的模块进行正确的选择，同时也需要及时关注传感器的发展趋势及在工业生产和科学技术方面的广泛应用，提高信息素养。三、选课建议本课程需要先修电子类的专业基础课，因此适合电子科学与技术专业三年级同学选修。四、课程与专业毕业要求的关联性专业毕业要求关联LO11：理解他人的观点，尊重他人的价值观，能在不同场合用书面或口头形式进行有效沟通。LO21：能根据需要确定学习目标，并通过搜集信息、分析信息、讨论、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。LO31：能够应用本专业知识进行设计计算。LO32：能够应用计算机辅助工具进行智能电子产品及系统的设计、仿真和调试LO33具备本专业工程问题的逻辑分析能力●LO34嵌入式系统应用及控制能力LO35：能够综合本专业知识，进行系统级智能设备和网络的测试，常见问题分析和维护●LO41遵守纪律、守信守责；具有耐挫折、抗压力的能力。LO51：同群体保持良好的合作关系，做集体中的积极成员；勇于从不同角度思考问题，勇于提出新设想。●LO61能在学习、工作中应用信息技术解决问题。LO71愿意服务他人、服务企业、服务社会；为人热忱，富于爱心，懂得感恩LO81具有基本的外语表达沟通能力与跨文化理解能力。五、课程目标/课程预期学习成果序号课程预期学习成果课程目标教与学方式评价方式1LO331能在电子电路原理和实际调试等方面进行合理的逻辑分析1、能根据各种传感器的工作原理对传感器的输出特性进行分析，并能分析不同传感器的应用电路；2、能根据参数和性能要求对传感器进行查找、选择和使用。课堂授课+课外自学回答问题，作业，实验2LO351分析常见智能产品及设备基本组成部分及功能。能分析常用传感器的工作原理，能说出常用检测系统的构成与应用，能进行一般的工程测量。课堂讲授+课外练习+课内实验回答问题，练习、实验3LO514了解行业前沿知识技术。能够及时关注传感器行业前沿知识技术，并借助基本原理加深对新兴传感器的理解。撰写相关课题报告。老师给分与同学给分相结合六、课程内容单元知识点能力要求教学难点传感器基本概念、性能指标及测量结果的误差分析（理论4课时）1.知道与工程检测相关的传感器基本概念。L12.根据传感器性能指标，来分析测量的具体指标数据。L43．分析测量误差及特点。L44．可利用测量数据对测量中包含的误差进行分析和评价。L41、能选择合适的测量电路，并能针对测量误差进行一定电路处理；2、具备测量结果的分析能力测量数据的误差处理需具备一定的数学基础。电阻类传感器（理论8课时，实验4课时）1、分析应变式传感器、压阻式传感器、热电阻式传感器、气敏电阻、湿敏电阻的工作原理；L42、综合各种电阻传感器的输出特性，对各种传感器进行明确的区分，同时对各种传感器进行有效的应用。L51、能说出各种传感器的原理、区别2、能读懂各种传感器的输出电路3、能在不同的场合，正确的选择传感器对相关传感器的应用电路的分析，并根据使用条件对相关传感器进行型号的选择电容、电感式传感器（理论6课时，实验2课时）1、分析电容式、电感式传感器的工作原理与特性参数；2、综合两种传感器的传感特性与其本身作为电容器与电感器的相同点与不同点；L53、分析指纹传感器、加速度计、陀螺仪、电感接近开关等传感器的应用特点以及参数选择.L41、能对各种电容式和电感式的传感器应用产品进行参数选择2、能对由各种传感器构成的应用电路进行功能分析对各种具体的传感器进行细致的案例分析热电、压电式传感器（理论4课时，实验2课时）1、分析热电效应与压电效应带来的检测窗口与检测特性；L42、综合热敏电阻、热电阻、热电偶的不同特性，灵活运用于不同的场合；L53、分析压电传感器的应用场合与应用电路。L41、能说出两种传感器的输出信号特点；2、能在不同的热测试场合选择正确的温度传感器；3、能根据压电效应产生的传感器应用于不同场合，并选择合适的参数。根据两种传感器的输出信号特点将其应用于特定的场合光电式、超声波传感器（理论6课时，实验2课时）1、分析可见光、红外线以及超声波等不同波长的电磁波的特性，并分析对应波段传感器的应用领域；L42、综合各种传感器的输出特点，对不同场合的传感器的进行有效运用；L53、分析各传感器的应用电路。L41、能区分不同波段的电磁波；2、能说出不同电磁波的使用条件以及限制条件；3、能分析和设计相关类型传感器的应用电路分析不同传感器在测试相同参数时的不同效果，从而针对不同条件的参数进行传感器的选择磁敏、光纤传感器（理论4课时，实验2课时）1、分析磁阻效应和磁电现象带来的测试机理；L42、分析光纤传光的特点与要求，并对其进行分类应用；L43、分析磁敏类的传感器与光纤类的传感器的应用领域。L41、能说出磁敏和光纤类传感器的测试机理；2、能说出光束在光纤中的传播特点与属性；3、能分析相关传感器的应用案例磁敏和光纤类传感器的测试机理，并由此延伸出应用过程中的限制条件。集成式的温度传感器、智能式的传感器（理论2课时）1、分析各集成的温度传感器的输出特点；2、在各种测温场合正确运用集成温度传感器；3、理解智能传感器的构成与电路设计特点。L21、能将特定的温度传感器芯片结合单片机进行温度数据的采集2、能及时关注传感器行业前沿的最新信息，实时了解行业动态传感器的输出数据与单片机接口的有效结合七、课内实验名称及基本要求列出课程实验的名称、学时数、实验类型（演示型、验证型、设计型、综合型）及每个实验的内容简述。序号实验名称主要内容实验时数实验类型备注1应变片测量电路实验了解应变片测量电桥的结构以及桥路调试的基本方法2演示型实验采用仿真软件进行实验2热电阻、热电偶测温系统实验；化学传感器实验了解热电阻、热电偶测温系统的组成和系统调试的基本方法2演示型实验采用仿真软件进行实验3电容传感器特性实验差动变压器实验电涡流传感器实验了解电容式传感器和电感式传感器的结