感器技术及应用教学大纲.docx
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感器技术及应用教学大纲
感器技术及应用教学大纲
目录
传感器技术及应用教学大纲1
单片机原理及应用教学大纲8
电子测量原理教学大纲13
电子设计教学大纲21
电子设计教学大纲（自动）26
光电技术教学大纲31
可编程控制器原理及应用教学大纲37
微型计算机原理与应用教学大纲43
虚拟仪器教学大纲47
智能仪器原理及应用理论教学大纲53
专业外语阅读教学大纲（专业英语、测控）58
过程检测技术及仪表教学大纲63
误差理论与数据处理教学大纲69
硬件课程设计大纲73
单片机原理及应用实验教学大纲76
微机原理与汇编语言实验教学大纲79
智能仪器实验教学大纲83
测控专业生产实习教学大纲85
测控专业综合设计教学大纲89
毕业设计（论文）教学大纲（测控）93
传感器技术及应用教学大纲
课程编号：
21050511
课程名称：
传感器技术及应用
英文名称：
SensorTechnologyandApplication
学时：
48（其中理论学时：
40；实验学时：
8）
学分：
3
适用专业：
测控技术与仪器
课程性质：
专业方向限选
授课对象：
测控技术与仪器专业本科学生
执笔人：
王影
先修课程：
电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、微型计算机原理与应用
编写日期：
2005年8月
修订日期：
2007年1月
2008年3月
2010年3月
传感器技术及应用教学大纲
一、课程教学目标
传感器技术及应用是一门专业性较强的学科，通过系统讲解敏感材料及传感技术的基本理论，使学生了解各种敏感材料的基本特性及其在传感器中的应用，掌握各种传感器的基本结构、基本特性及各种传感器的基本原理与应用情况。
二、教学内容及基本要求
第一章传感器技术的现状及发展
1、传感器的定义、组成与分类
2、传感器的作用与地位
3、传感器技术的发展动向
使学生了解传感器及传感技术应用及发展；基本掌握传感技术的特点及其组成分类；重点掌握传感器与传感技术的概念、基本要求。
第二章传感器的一般特性
1、传感器的静态特性
2、传感器的动态特性
使学生了解传感器的静态特性和动态特性的基本概念；基本掌握传感器的动态特性指标及响应分析的基本方法；重点掌握线性系统的传递函数及传感器的线性度、迟滞、重复性、灵敏度、灵敏度误差、分辨率、阈值、稳定性、抗干扰能力等静态参数。
第三章电阻式传感器
1、电位器式电阻传感器
2、应变片式电阻传感器
使学生了解电阻式传感器的用途；基本掌握负载特性、负载误差、温度误差及补偿等知识点；重点掌握电位器式电阻传感器的及应变片式电阻传感器的工作原理及应用。
第四章电感式传感器
1、自感式传感器
2、变压器式传感器
3、涡流式传感器
4、压磁式传感器
5、感应同步器
使学生了解电感式传感器的种类；基本掌握电阻应变式力学量传感器及压电式力学量传感器的应用；重点掌握自感式传感器、变压器式传感器、涡流式传感器的工作原理及应用。
第五章电容式传感器
1、电容式传感器的工作原理及类型
2、电容式传感器的灵敏度及非线性
3、电容式传感器的特点及等效电路
4、电容式传感器的设计要点
5、电容式传感器的转换电路
6、电容式传感器的应用
使学生了解电容式传感器的种类；基本掌握电容式传感器的结构及性能分析；重点掌握电容式传感器的工作原理及应用。
第六章磁电式传感器
1、磁电感应式传感器
2、霍尔式传感器
使学生了解磁电式传感器的种类，应用；基本掌握磁电式传感器的结构、特点；重点掌握磁电式传感器的工作原理及应用。
第七章压电式传感器
1、压电效应
2、压电材料
3、等效电路
4、测量电路
5、压电式传感器的应用举例
6、影响压电式传感器精度的因素分析
使学生了解压电效应等基础知识；基本掌握压电式传感器的结构、特性；重点掌握压电式传感器的工作原理及应用。
第八章光电式传感器
1、光电效应
2、光电器件及其特征
3、光电式传感器的测量电路
4、光电传感器及其应用
5、光纤传感器
6、电荷耦合器件
7、光栅式传感器
8、激光式传感器
使学生了解光电效应等光学基础知识；基本掌握光电式传感器的结构、特点；重点掌握各种各种光电式传感器的工作原理及应用。
第九章热电式传感器
1、热电阻
2、热电偶
3、热敏电阻
使学生了解热电式传感器的种类；基本掌握热电式传感器的结构、特点；重点掌握各种热电式传感器的工作原理及应用。
第十章核辐射传感器
1、核辐射的基本特性
2、核辐射传感器
3、核辐射传感器的应用举例
4、放射性核辐射的防护
使学生了解核辐射的基知识；核辐射传感器的结构、特点及工作原理。
第十一章智能传感器
1、概述
2、智能传感器实现的途径
3、传感器输出信号的预处理
4、数据采集
5、智能传感器的数据处理技术
使学生了解智能传感器的结构、特点及工作原理。
第十二章传感器的标定
1、传感器的静态特性标定
2、传感器的动态特性标定
3、测振传感器的标定
4、压力传感器的标定
使学生了解传感器标定的概念及原因；基本掌握传感器的静态特性及动态特性标定；重点掌握测振传感器、压力传感器、湿度传感器的标定过程。
第十三章传感器可靠性技术
1、可靠性技术基础概述
2、可靠性设计
3、可靠性管理
4、可靠性试验
5、敏感元件及传感器的失效分析
使学生了解传感器可靠性技术的基础概念、设计及传感器的失效分析。
三、教学安排及方式
传感器技术及应用的教学为理论和实验教学。
课程开设的时间在第五学期，课内讲授40学时，实验为8学时，理论学时和实验学时为5：
1。
章次
课程主要内容
学时
课内外
学时比
讲授
上机
实验
合计
一
传感器技术的现状及发展
2
11
二
传感器的一般特性
4
11
三
电阻式传感器
4
11
四
电感式传感器
4
11
五
电容式传感器
4
11
六
磁电式传感器
4
11
七
压电式传感器
2
11
八
光电式传感器
4
11
九
热电式传感器
4
11
十
核辐射传感器
2
11
十一
智能传感器
2
11
十二
传感器的标定
2
11
十三
传感器可靠性技术
2
11
合计
40
8
48
四、考核方式
《传感器技术及应用》是一门理论性和实践性都较强的专业方向课，其考核为理论考试和实验考核。
理论考试形式由任课教师自定。
成绩核定=出勤20%＋实验20%＋理论考试60%。
五、推荐教材
《传感器与检测技术》，陈杰、黄鸿，高等教育出版社，2007
六、参考资料
1、《敏感元器件及材料》，吴兴惠，电子工业出版社，1992
2、《现代新型传感器原理与应用》，刘迎春、叶湘滨，国防工业出版社，2000
3、《传感器及传感技术应用》，丁镇生，电子工业出版社，1998
4、《新型传感器技术及应用》，刘广玉、陈明，北京航空大学出版社，1995
5、《传感器与检测技术》，陈杰、黄鸿，高等教育出版社，2007
七实验教学
1、实验目的和基本要求
实验目的：
通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的理解，掌握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习兴趣。
其目的是使学生掌握非电量检测的基本方法和选用传感器的原则，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。
基本要求：
实验前作好充分准备，包括电路原理图、实验器材、程序框图、调试步骤、测试方法、对运行结果的分析等。
实验时要遵守实验室的规章制度，爱护实验设备。
实验完成后，须由实验辅导教师检查实验情况和结果，认真撰写实验报告。
2、实验项目汇总
序号
实验项目名称
学时
实验类型
实验要求
每组学生
1
箔式应变电桥测力实验
2
综合
必修
2
2
P-N结温度传感器
2
验证
必修
2
3
压力加速度测加速度实验
2
综合
选修
2
4
光敏电阻实验
2
验证
选修
2
5
光纤位移传感器――位移测量
2
验证
选修
2
6
气敏传感器特性
2
验证
选修
2
7
电涡流式传感器的静态标定
2
验证
选修
2
3、实验内容摘要
序号
实验项目名称
实验内容摘要
1
箔式应变电桥测力实验
了解箔式应变片的结构、原理、工作特性；掌握箔式应变片电桥测力的方法，并能对测量结果的放大、处理、显示等功能的自行设计。
2
P-N结温度传感器
调整电压表使其输出为室温的绝对温度值；P-N结温度传感器的温度效应及标定。
3
压力加速度测加速度实验
了解压电式传感器的机构、原理、工作特性；了解压电加速度传感器的工作原理；掌握压电加速度传感器对加速度的测量方法。
4
光敏电阻实验
了解光敏电阻的结构、原理、工作特性；掌握光敏电阻经信号变换器后，其输出电压随输入光线多少的变化规律。
5
光纤位移传感器――位移测量
观察光纤结构；通过测微仪作出光纤传感器的V-X曲线；通过振荡观察光纤传感器的输出波形，读出振动频率。
6
气敏传感器特性
了解气敏传感器的初始稳定态；气敏传感器的浓度响应的标定；了解气敏传感器的复原特性。
7
电涡流式传感器的静态标定
了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性；掌握对电涡流式传感器的静态标定的方法，并能准确求出其线性范围及灵敏度的值。
4、实验报告与考核方式
要求学生每人独立完成实验，实验结束后一周内提交实验报告。
按照学院教务处对学生实验考核有关文件精神以及实验过程考勤、操作技能、程序运行结果进行综合考核。
实验成绩占该课程成绩的20%计入总成绩。
5、实验教材、参考资料
教材：
传感器技术及应用实验讲义。
单片机原理及应用教学大纲
课程编号：
21050503
课程名称：
单片机原理及应用
英文名称：
Single-ChipMicrocomputerPrincipleandApplication
学时：
32
学分：
2
适用专业：
自动化、计算机科学与技术、电子信息工程、测控技术与仪器、电气工程及其自动化
课程性质：
学科基础必修
授课对象：
自动化、计算机科学与技术、电子信息工程、测控技术与仪器、电气工程及其自动化专业本科学生
执笔人：
艾学忠
先修课程：
高等数学（含工程数学）、电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、微型计算机原理与应用
编写日期：
1995年7月
修订日期：
2002年9月
2003年7月
2005年6月
2007年1月
2008年3月
2010年3月
单片机原理及应用教学大纲
一、课程教学目标
单片机原理及应用是自动化、计算机科学与技术、电子信息工程、测控技术与仪器、电气工程及其自动化专业本科学生的一门专业主干基础课。
本课程在讲授MCS-51单片机原理的基础之上，介绍单片机汇编语言程序设计的方法、MCS-51单片机的中断系统、定时器/计数器、串行口、存储器扩展等内容，使学生熟练掌握A/D、D/A、键盘、LED、I/O等典型的单片机外围接口方法。
通过对该课程的学习，使学生了解和掌握单片机在嵌入式应用中的地位，了解本学科的发展动向。
同时注重培养学生综合设计和解决工程实际问题的能力。
二、课程内容及基本要求
第一章绪论
本章介绍单片机的常识，使学生熟悉MCS-51系列单片机以及常用的增强型兼容MCS-51指令系统的单片机。
1．单片机的发展概况
2．单片机的发展趋势
3．单片机的应用
第二章MCS-51单片机的硬件结构
本章对MCS-51单片机的硬件结构进行学习，重点掌握内部存储器结构特点，特殊功能寄存器使用，内部I/O特点。
1．MCS-51单片机的硬件结构性能特点
2．MCS-51单片机内部结构及引脚描述
3．MCS-51单片机的CPU
4．MCS-51单片机的存储器结构
5．并行I/O端口
6．时钟及复位电路
第三章MCS-51单片机的汇编语言程序设计
本章介绍MCS-51单片机的指令系统以及汇编语言程序设计基础知识，重点掌握单片机的寻址方式、基本指令、伪指令、典型汇编语言编程方法和模块化程序设计的编程思想。
1．MCS-51单片机指令系统概述
2．MCS-51单片机的寻址方式
3．MCS-51单片机指令系统
4．MCS-51单片机汇编语言程序设计概述
5．MCS-51单片机汇编语言编译
6．MCS-51单片机典型模块化程序设计实例
第四章MCS-51单片机的中断系统
本章介绍MCS-51单片机的硬件中断系统的结构。
重点掌握MCS-51单片机的硬件中断系统的中断源、中断标志、与中断相关特殊功能寄存器的初始化方法以及中断的典型应用实例。
1．中断的概念及中断系统结构
2．中断控制及响应过程
3．中断程序设计
第五章MCS-51单片机的定时/计数器
本章介绍MCS-51单片机的定时/计数器的基本结构和定时/计数器的使用方法。
重点掌握与定时/计数器相关特殊功能寄存器的初始化方法以及定时/计数器四种工作方式的典型应用。
1．MCS-51单片机的定时/计数器结构
2．MCS-51单片机的定时/计数器工作方式
3．MCS-51单片机的定时/计数器对信号的要求
4．MCS-51单片机的定时/计数器的应用
第六章MCS-51单片机的串行口
本章介绍MCS-51单片机串行口的结构。
重点掌握串行口的工作方式和串行口的应用。
1．串口通信的基础知识（物理协议、波特率、接口方式（485、232））
2．MCS-51单片机串行口的结构
3．MCS-51单片机串行口工作方式
4．MCS-51单片机串行口波特率设置
5．MCS-51单片机串行口应用实例
第七章MCS-51单片机的存储器扩展
了解单片机系统的四种总线接口方式：
1-Wire总线接口、I2C/SMBUS总线接口、SPI总线接口、并行总线接口。
介绍MCS-51单片机系统基于并行总线的存储器扩展方法。
重点掌握单片机总线结构及扩展存储器的地址分配。
1．系统扩展总线、译码器译码与线译码
2．程序存储器与数据存储器的扩展
3．特殊存储器的扩展
第八章MCS-51单片机的I/O扩展
本章介绍MCS-51单片机I/O扩展方法和常用I/O扩展芯片。
重点掌握MCS-51单片机I/O扩展的典型应用。
1．I/O扩展概述（8255和8155略）
2．TTL芯片做扩展I/O
3．串—并扩展
第九章MCS-51单片机的外围接口扩展设计
本章介绍MCS-51单片机的外围接口扩展设计，重点掌握MCS-51单片机与键盘、LED、A/D、D/A的接口方法及应用实例。
1．人机接口扩展简介（LED、键盘，LCD和打印机简要介绍）
2．A/D与D/A接口简介
3．通讯接口扩展简介（实用的RS485和RS232接口电路）
4．MCS-51应用系统的可靠性设计简介
5．MCS-51应用系统的设计开发与调试
三、教学安排及方式
单片机原理及应用是一门实践性较强的学科基础课，课程开设的时间在第五学期，总学时为32学时，其中理论讲授32学时。
学生课内与课外所用时间之比为11。
章次
课程主要内容
学时
课内外
学时比
讲授
上机
实验
合计
一
绪论
1
11
二
MCS-51单片机的硬件结构
3
11
三
汇编语言程序设计
8
11
四
中断系统
2
11
五
定时/计数器
3
11
六
串行口
3
11
七
存储器扩展
4
11
八
I/O扩展
2
11
九
外围接口扩展设计
6
11
合计
32
32
四、考核方式
考核方式为理论考试（70％～80%）＋平时成绩、作业等（30%～20％），具体比例由任课教师确定。
理论考试采用闭卷笔试。
五、推荐教材
《单片机原理及应用》，张毅刚，高等教育出版社，2004
六、参考资料
1、《单片机的C语言应用程序设计》，马忠梅，北京航空学院出版社，1997
2、《单片机原理及应用》李建忠，西安电子科技大学出版社，2002
电子测量原理教学大纲
课程编号：
21050505
课程名称：
电子测量原理
英文名称：
ElectronicMeasuringPrinciple
学时：
56（其中理论学时：
48；实验学时：
8）
学分：
3.5
适用专业：
测控技术与仪器
课程性质：
学科基础必修
授课对象：
测控技术与仪器专业本科学生
执笔人：
刘伟
先修课程：
电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、概率论、信号与系统、微型计算机原理与应用、误差理论与数据处理
编写日期：
2005年8月
修订日期：
2007年1月
2008年3月
2010年3月
电子测量原理教学大纲
一、课程教学目标
《电子测量原理》是测控技术及仪器专业的重要技术基础课程，包括电子测量的基本原理、测量误差分析和实际应用，主要电子仪器的工作原理、性能指标、电参数的测试方法，该领域的最新发展等。
电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。
通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。
二、教学内容及基本要求
第一章测量的基本原理
1、内容
本章主要介绍测量的基本概念、基本要素，测量误差的基本概念和计算方法；计量的基本概念，单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则；测量的基本原理，信息获取原理和量值比较原理；电子测量的实现原理、变换、比较、处理、显示技术。
2、要求
本章要求对一些基本概念有所了解，掌握测量误差的基本概念和计算方法、测量的基本原理、量值比较原理
3、重点
测量误差的基本概念和计算方法、测量的基本原理、量值比较原理。
4、难点
测量的基本原理、量值比较原理。
第二章测量方法与测量系统
1、内容
本章主要介绍电子测量的意义、特点、内容；电子测量的基本对象——信号和系统的概念、分类；电子测量方法分类；测量系统的基本特性。
2、要求
本章要求对一些基本概念有所了解，测量系统的基本特性。
3、重点
测量系统的基本特性—静态特性和动态特性。
4、难点
测量系统的基本特性—静态特性和动态特性。
第三章时间与频率的测量
1、内容
本章主要介绍时间、频率的基本概念、时间与频率标准；频率和时间的数字测量原理和模拟测量原理，电子计数器的组成原理，误差分析；高分辨时间和频率测量技术，闸门同步测量技术、内插法、游标法；微波频率测量技术，变频法、置换法。
2、要求
了解时间、频率的基本概念、时间与频率标准，微波频率测量技术，变频法、置换法；掌握频率和时间的数字测量原理和模拟测量原理，误差分析；高分辨时间和频率测量技术，闸门同步测量技术
3、重点
误差分析；高分辨时间和频率测量技术，闸门同步测量技术。
4、难点
误差分析；高分辨时间和频率测量技术。
第四章电压测量
1、内容
本章主要介绍电压测量的基本原理、方法和分类，电压标准；交流电压的基本参数；交流电流（AC—DC）转换原理；电流、电压、阻抗（AVO）变换技术，A/D转换原理，数字多用表的组成，数字电压表测量的不确定度及自动校准、自动量程技术；串模干扰和共模干扰的概念和抑制措施。
2、要求
掌握交流电流（AC—DC）转换原理；数字电压表测量的不确定度及自动校准、串模干扰和共模干扰的概念和抑制措施。
3、重点
掌握交流电流（AC—DC）转换原理、DVM的组成原理，自动校准，串模干扰和共模干扰的概念和抑制措施。
4、难点
自动校准，串模干扰和共模干扰的概念和抑制措施。
第五章阻抗测量
1、内容
本章主要介绍电阻器、电容器、电感器参数的测量原理和方法；阻抗的模拟测量法：
电压电流法、电桥法、谐振法、Q值测量；阻抗的数字测量法原理，数字LCR测量仪。
2、要求
掌握LCR参数测量原理和方法；电压电流法、电桥法；阻抗的数字测量原理。
3、重点
电压电流法、电桥法；阻抗的数字测量原理。
4、难点
电压电流法、电桥法；阻抗的数字测量原理
第六章信号波形测量
1、内容
本章主要介绍模拟示波器的组成，垂直系统和水平系统电路原理；实时取样和等效取样原理；数字存储示波器组成和工作原理；测量脉冲和正弦信号参数，测量晶体管特性曲线；时域测试方法和应用。
2、要求
了解模拟示波器的组成,数字存储示波器组成和工作原理，实时取样和等效取样原理，掌握测量脉冲和正弦信号参数，实时取样和等效取样原理。
3、重点
模拟示波器的组成,数字存储示波器组成和工作原理。
4、难点
测量脉冲和正弦信号参数、实时取样和等效取样原理。
第七章信号的产生
1、内容
本章主要介绍正弦、脉冲及函数发生器的组成、原理；频率合成原理，锁相环（PLL）的基本工作原理及性能（分辨力和频率范围）；小数分频技术；直接数字合成（DDS）基本原理。
2、要求
了解正弦、脉冲及函数发生器的组成、原理；掌握频率合成原理：
锁相环（PLL）、直接数字合成（DDS）基本原理。
3、重点
锁相环（PLL）、直接数字合成（DDS）基本原理。
4、难点
锁相环（PLL）、直接数字合成（DDS）基本原理。
第八章．信号分析和频域特性测量
1、内容
本章主要介绍周期信号、非周期信号和离散时间信号的频谱；付里叶分析仪（FFT分析议）的原理；扫频外差式频谱仪基本工作原理；谐波失真度测量方法。
2、要求
了解周期信号、非周期信号和离散时间信号的频谱；掌握付里叶分析仪（FFT分析议）的原理，扫频外差式频谱仪基本工作原理。
3、重点
付里叶分析仪（FFT分析议）的原理；扫频外差式频谱仪基本工作原理；谐波失真度测量方法。
4、难点
付里叶分析仪（FFT分析议）的原理；扫频外差式频谱仪基本工作原理
三、教学安排及方式
电子测量原理是一门理论性较强的学科专业基础课，课程开设的时间在第五学期，总学时为56学时，其中理论讲授48学时，实验8学时。
学生课内与课外所用时间之比为11。
章次
课程主要内容
学时
课内外
学时比
讲授
上机
实验
合计
一
测量的基本原理
6
11
二
测量方法与测量系统
4
11
三
时间与频率的测量
8
11
四
电压测量
8
11
五
阻抗测量
6
11
六
信号波形测量
6
11
七
信号的产生
6
11
八
信号分析和频域特性测量
4
11
合计
48
8
56
四、考核方式
电子测量原理是一门理论性和实践性都较强的专业基础理论课，必修、考试。
成绩核定=平时成绩30%＋理论考试70%。
五、推荐教材
《电子测量原理》古天祥
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