传感器技术-课程大纲-2022版

《传感器技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称(中文)传感器技术(英文)SensorTechnology课程代码TMP7263课程性质专业基础课(必修)开课院部物理与光电工程学院课程负责人课程团队授课学期第五学期学分/学时2学分/32学时课内学时32理论学时32实验学时实训（含上机）实习其他适用专业电子科学与技术,光电信息科学与工程授课语言中文对先修的要求先修《大学物理》、《半导体物理学》、《电路》，具备大学物理基本知识、熟悉半导体物理和电路知识。对后续的支撑为后续新型传感器技术、传感器检测技术等后续课程提供传感器的工作原理、组成与应用等方面知识，以及运用传感器解决问题的基础。课程简介（中文）本课程是电子科学与技术专业、测控技术与仪器、电气工程及自动化等专业的一门专业基础课程。它以各类传感器的工作机理为基础，详细介绍了各类传感器的工作原理、基本结构、相应的测量及检测电路和在各个领域中的应用，使学生掌握传感器工作原理、基本结构、使用方法和设计要点等基本技能。（英文）ThiscourseisanimportantbasictheorycourseforundergraduatestudentsofElectronicScienceandTechnology.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthebasicconceptsofthesensor,thestructureofthesensor,theprincipleofthesensor,theroleofthesensor,thesensorandthedevelopmenttrendofmoderndetectiontechnology.Throughthiscourse,tocultivatestudents'abilityofusingmodernelectronictechnology,sensortechnologyandcomputertechnologytosolvetheproblemofinformationacquisitionandprocessinginpracticalproduction,laythefoundationforthedesignanddevelopmentofindustrialcontrolsystem.二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1：使学生认知传感器系统的基本组成和工作原理；认知传感器的发展动向、分类，静态特性、动态特性。支撑指标点1.3能将自然科学基础理论和电子科学技术原理用于解决一些复杂电子工程问题，学会将复杂电子工程问题转化为数学模型并求解获得结论，达到学以致用的目的。毕业要求1.工程知识——掌握数学和自然科学基础、宽厚扎实的电子科学技术理论知识、实验方法和工程技能，并能用于解决一些复杂电子工程问题。2目标2：理解电阻式、电容式、磁电感应式、压电式、光电式以及热电式传感器的基本结构、工作原理以及应用；理解并能够设计各种传感器的误差补偿，调节与转换电路，以及根据实际需要设计各种传感器。支撑指标点2.1能够应用自然科学的基础理论分析一些电子工程中涉及的物理过程与机理，并推断其可能出现的结果。毕业要求3.设计/开发解决方案——有一定创新意识，能针对一些具体电子工程问题提出相应的解决方案或设计方法。三、教学内容及进度安排序号课内学时教学内容学生学习预期成果教学方式支撑课程目标14传感器的组成与分类，传感器的作用和地位；传感器的静态特性，传感器的动态特性。思政内容导入：通过阐述我国的传感器发展动态，使学生认识到传感器的重要性，激发学生的学习兴趣和爱国热情。使学生认知传感器系统的基本组成和工作原理；认知传感器的发展动向、分类，静态特性、动态特性。讲授、教学视频、实例分析、作业教学目标126电位器式电阻传感器，线性和非线性电位器；电阻应变片的工作原理，金属应变片的主要特性，温度误差及其补偿，应变片式电阻传感器的测量电路和应用举例。思政内容导入：通过讲述我国应变片式传感器的发展成就和在国民经济中的重要作用，增强学生的爱国自信心，意识到大力发展各式传感器对工业生产的重要意义。理解电位器式传感器的基本结构、工作原理以及应用；理解应变片式传感器的工作原理、组成、应用范围，能够理解并运用电桥式电路对应变片式传感器进行温度补偿，掌握电桥电路的输出特性。讲授、教学视频、实例分析、作业教学目标234电容式传感器的工作原理及类型，电容式传感器的特点及等效电路，电容式传感器的设计要点和转换电路，电容式传感器的应用举例。理解电容式传感器的工作原理、分类、特点和等效电路，掌握电容式传感器的设计要点，理解几种常见的电容式传感器的转换电路，能分析双T型充放电网络和脉冲调宽型电路两种脉冲型电路的工作原理、输出特性。讲授、教学视频、实例分析、作业教学目标244磁电感应式传感器的工作原理、结构类型、测量电路和应用举例；霍尔效应和霍尔元件材料，霍尔元件的结构和测量电路，霍尔元件的补偿电路，霍尔式传感器的应用举例。认知磁电感应式传感器的分类、工作原理以及应用；理解霍尔效应，霍尔式传感器的基本特性，测量原理。讲授、教学视频、实例分析、作业教学目标254压电材料的压电效应，压电传感器的等效电路，两种压电传感器的测量电路-电压放大器和电荷放大器，影响压电式传感器精度的因素分析，压电传感器的应用。理解压电效应、产生压电效应的微观机理，认知几种常见材料的压电性能，理解压电晶片的串并联的特点、等效电路和两种放大器，认知压电传感器的主要应用。讲授、教学视频、实例分析、作业教学目标264三种光电效应-外光电效应、内光电效应和光生伏特效应，三种光电效应所对应的光电器件及其光电特性，光电式传感器的测量电路及其应用。理解三种光电效应，认知几种主要的光电器件及光电特性，能综合运用光学知识和电路知识，设计各种光电式传感器。讲授、教学视频、实例分析、作业教学目标276热电阻的材料及工作原理，热电效应，热电偶基本定理，热电偶材料及常用热电偶，热电偶测温线路，热电偶参考端温度，热敏电阻的主要特性、特性线性化，热敏电阻的应用举例。理解热电阻、热电偶和热敏电阻的工作原理，理解热电偶的基本定理以及冷端补偿方法；能综合运用基本的电路知识对热敏电阻的特性进行线性化处理。讲授、教学视频、实例分析、作业教学目标2合计32课程考核序号课程目标（支撑毕业要求指标点）考核内容评价依据及成绩比例(%)成绩比例(%)小测验作业考试1目标1：使学生认知传感器系统的基本组成和工作原理；认知传感器的发展动向、分类，静态特性、动态特性。（支撑毕业要求指标点1.3）能够掌握传感器的组成与分类；了解传感器的发展动向（2）能够掌握传感器的静态特性，动态特性中的阶跃响应相关指标。5510202目标2：理解电阻式、电容式、磁电感应式、压电式、光电式以及热电式传感器的基本结构、工作原理以及应用；理解并能够设计各种传感器的误差补偿，调节与转换电路，以及根据实际需要设计各种传感器。（支撑毕业要求指标点2.1）（1）理解电位器式和应变片式传感器的基本结构、工作原理以及应用；能够理解并运用电桥式电路及输出特性。（2）理解电容式传感器的工作原理、分类、特点和等效电路；理解几种常见的电容式传感器的转换电路，(3)认知磁电感应式传感器的分类、工作原理以及应用；理解霍尔效应，霍尔式传感器的基本特性，测量原理。(4)理解压电效应，理解压电晶片的串并联的特点、等效电路和两种放大器，认知压电传感器的主要应用。（5）理解三种光电效应及对应光电器件（6）理解热电阻、热电偶和热敏电阻的工作原理，理解热电偶的基本定理。10155580合计152065100注：各类考核评价的具体评分标准见《附录：各类考核评分标准表》五、教材及参考资料1.教材《传感器及检测技术》，陈杰、黄鸿，北京：高等教育出版社，2002，第八版，9787117220262。2.主要参考书[1]彭军编，《传感器及检测技术》，西安电子科技大学出版社，2002年出版[2]程德福，王君等编《传感器原理及应用》机械工业出版社2009年出版六、教学条件多媒体教室大纲执笔人：审核人(专业负责人/系主任)：制定时间：2022年2月

附录：课程考核评分标准课程考核评分标准教学目标要求评分标准权重（%）90-10080-8960-790-59目标1：使学生认知传感器系统的基本组成和工作原理；认知传感器的发展动向、分类，静态特性、动态特性。正确理解传感器的组成与分类，掌握其动态静态特性，并了解其发展动向和应用领域。较好地掌握传感器的组成与分类，基本理解其动态静态特性，并了解其发展动向和应用领域。基本掌握传感器的组成与分类，初步理解其动态静态特性，并了解其发展动向和应用领域。还没系统掌握传感器的组成与分类，不理解其动态静态特性，不了解其发展动向和应用领域。20目标2：理解电阻式、电容式、磁电感应式、压电式、光电式以及热电式传感器的基本结构、工作原理以及应用；理解并能够设计各种传感器的误差补偿，