传感器及检测技术课程教学大纲和学习指导.docx

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传感器及检测技术课程教学大纲和学习指导

《传感器与检测技术》课程大纲

一.适用对象

适用于网络教育、成人教育学生

二.课程性质

《传感器与检测技术》课程是一门实践性非常强的专业课程。

它综合了物理学、微电子学、化学、材料科学、精密机械、微细加工等多方面的知识和技术，因而其课程特点集中体现了知识的密集性、内容的离散性、传感器品种的庞杂性、功能的智能性、工艺的复杂性和应用的广泛性。

其目标是使学生了解检测系统与传感器的静、动态特性和主要性能指标，掌握常用传感器的工作原理和常见非电量参数的检测方法、检测系统中常用的信号放大电路、信号处理电路与信号转换电路等。

其基本要求是通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。

前序课程：

电路分析基础、模拟电路、数字电路

三.教学目的

《传感器与检测技术》包括传感器基本概念、电阻式传感器、变磁阻式传感器、电容式传感器、霍尔式传感器、压电式传感器、热电式传感器、光电式传感器、光纤传感器以及各种非电量的测量系统等内容。

通过检测技术的基本概念，检测装置的基本特性，误差理论知识的介绍，学会误差分析与数据处理的方法。

通过应变式传感器、电容传式感器、电感式传感器、热电式传感器等其他形式传感器的原理，结构以及相关测量电路的介绍，学会非电量检测技术及相关检测方法。

四.教材及学时安排

教材：

《传感器与检测技术》（周乐挺编著，高等教育出版社，2005年）

学时安排：

序号

课程内容

学时

第一章传感器技术基础

第二章电阻式传感器

第三章变磁阻式传感器

第四章电容式传感器

第五章霍尔式传感器

第六章压电式传感器

第七章热电式传感器

第八章光电式传感器

第九章光纤传感器

第十章测量技术基础知识

第十一章温度与压力测试系统

第十二章位移与速度测量系统

第十三章物位与流速测量

习题

总复习

合计

五.教学要求（按章节详细阐述）；

第一章传感器技术基础

教学要求：

了解：

了解传感器以及测量系统的概念；了解传感器的分类；了解传感器的动态特性和传感器的技术指标。

掌握：

传感器的组成与作用，传感器的静态特性以及其主要指标，灵敏度、线性度等衡量传感器的主要技术参数。

内容要点：

1.1：

传感器简介

1.2：

传感器的分类

1.3：

传感器的特性及主要技术参数

第二章电阻式传感器

教学要求：

了解：

电位器式传感器、应变式传感器和压阻式传感其的基本定义和工作原理。

掌握：

电位器式传感器的结构和工作原理、输出特性；应变片式传感器的结构和工作原理、电阻应变片的特性、测量电路、温度补偿；压阻式传感器的结构和压电效应原理，固态压阻传感器的测量电路。

应用：

应用电阻式传感器进行非电量的测量。

内容要点：

2.1：

电位器式传感器

2.2：

应变式传感器

2.3：

压阻式传感器

第三章变磁阻式传感器

教学要求：

了解：

自感式电感传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器的定义以及工作原理。

。

掌握：

自感式电感传感器的分类、原理以及测量电路；差分变压器式传感器的工作原理以及测量电路；电涡流的产生原理以及电涡流式传感器的结构和测量电路。

应用：

应用变磁阻式传感器进行非电量的测量。

内容要点：

3.1：

自感式传感器

3.2：

差分变压器式传感器

3.3：

电涡流式传感器

第四章电容式传感器

教学要求：

了解：

电容式传感器的组成和工作原理。

掌握：

电容式传感器的分类和特点以及其输入和输出的关系，电容式传感器的测量电路。

应用：

应用电容式传感器进行非电量的测量。

内容要点：

4.1：

电容式传感器的结构工作原理

4.2：

测量电路

4.3：

保持电容式传感器特性稳定的方法

第五章霍尔式传感器

教学要求：

了解：

霍尔传感器的结构和工作原理。

掌握：

霍尔元件、霍尔效应的定义以及霍尔式传感器的工作过程、测量电路。

霍尔式传感器的误差与补偿。

应用：

应用霍尔式传感器进行被测量的测量。

内容要点：

5.1：

霍尔传感器的工作原理

5.2：

霍尔传感器的基本测量电路

5.3：

霍尔传感器的误差与补偿

第六章压电式传感器

教学要求：

了解：

压电效应的定义以及产生电压的原理，压电材料的分类以及其主要特性参数。

压电式传感器的结构和工作原理。

掌握：

压电式传感器的工作原理与内部结构；压电晶体和压电陶瓷的区别与联系；压电式传感器的两种等效电路和测量电路；压电式传感器的应用。

应用：

应用压电式传感器进行非电量的测量。

内容要点：

6.1：

压电效应与材料

6.2：

压电式传感器的工作原理

6.3：

压电式传感器的等效电路与测量电路

6.4：

电压式传感器的应用

第七章热电式传感器

教学要求：

了解：

热电偶传感器、金属热电阻传感器和热敏电阻的工作原理与结构。

掌握：

热电偶温度传感器、热敏电阻传感器、热电阻温度传感器将温度转换为电量变化的过程、结构和特点、以及在温度测量中的具体计算方法。

应用：

应用热电式传感器进行温度的测量。

内容要点：

7.1：

热电偶传感器

7.2：

金属热电阻传感器

7.3：

热敏电阻

第八章光电式传感器

教学要求：

了解：

光电效应以及光电器件的工作原理与结构。

掌握：

光电效应的具体分类以及各自的定义，光敏电阻、光电二极管和晶体管的工作原理以及测量电路，光电式传感器的工作原理。

光电器件的伏安特性、温度特性以及光谱特性。

应用：

应用光电式传感器进行非电量的测量。

内容要点：

8.1：

光电效应

8.2：

光电器件

8.3：

红外光传感器

第九章光纤传感器

教学要求：

了解：

光纤的结构和传光原理、光纤传感器的分类。

掌握：

光的调制与解调技术、功能型光纤传感器和非功能型传感器的原理与应用。

应用：

应用光纤传感器进行非电量的测量。

内容要点：

9.1：

光纤传感器基础

9.2：

功能型光纤传感器

9.3：

非功能型光纤传感器

9.4：

光纤传感器的应用

第一十章测量技术基础知识

教学要求：

了解：

测量的基本概念、测量方法与系统；测量的误差。

掌握：

测量的基本概念与分类，误差的分类与发现和校正方法。

内容要点：

10.1：

测量基础知识

10.2：

测量误差

第一十一章温度与压力测量系统

教学要求：

了解：

温度与压力测量的方法与种类。

掌握：

金属热电阻、热敏电阻、热电偶传感器测温系统的定义和工作原理，掌握辐射式测温原理，了解光导纤维测温系统的测温原理。

对于压力测量部分，要求掌握应变片、压电、电阻应变片、电容式的传感器测量方法。

应用：

能够运用所学的传感器进行温度与压力的测量。

内容要点：

11.1：

金属热电阻传感器测温

11.2：

热敏电阻传感器测温与温度控制

11.3：

热电偶测温系统

11.4：

辐射式测温系统

11.5：

光导纤维测温系统

11.6：

应变式力值测量

11.7：

压电式力值测量

11.8：

电阻应变片式力值测量

11.9：

电容式力值测量

11.10：

霍尔式力值测量

第一十二章位移与速度测量系统

教学要求：

了解：

位移测量系统和速度测量系统的测量原理。

掌握：

掌握电感式、电容式、霍尔式、电涡流式位移测量的工作过程，磁电式、光电式、测速发电机、电磁脉冲式、应变式、电容式速度与加速度测量系统的机构和组成。

应用：

能够运用所学的传感器进行位移与速度的测量。

内容要点：

12.1：

电感式位移测量

12.2：

电容式位移测量

12.3：

霍尔式位移测量

12.4：

磁电感应式速度测量

12.5：

光电式转速计

12.6：

测速发电机

12.7：

电磁脉冲式转速计

12.8：

应变片式加速度计

12.9：

压电式加速度计

12.10：

电容式加速度计

第一十三章物位与流量测量系统

教学要求：

了解：

物位测量和流量测量的基本方法。

掌握：

浮力式液位计、静压式物位测量、电容式物位测量、超声式物位测量；流量概述和测量方法、差压式流量计。

应用：

能够运用所学的传感器进行物位与流量的测量。

内容要点：

12.1：

浮力式液位计

12.2：

静压式物位测量

12.3：

电容式物位测量

12.4：

超声式物位测量

12.5：

流量概述和测量方法

12.6：

差压式流量计

12.7：

容积式流量计

12.8：

速度式流量计

12.9：

振动式流量计

12.10：

电磁流量计

12.11：

质量流量计

12.12：

光纤传感器测量流量

6.编制说明

本大纲由电子机械高等专科学校吕国皎耿玉茹编写。

吕国皎耿玉茹电子机械高等专科学校

2009-8-2

《传感器与检测技术》课程学习指导资料

本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《传感器与检测技术》（周乐挺编著，高等教育出版社，2005年），并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于工科电子类及相关专业学生。

第一部分课程学习目的及总体要求

一、课程的学习目的

《传感器与检测技术》课程是一门实践性非常强的专业课程。

二、课程的总体要求

通过检测技术的基本概念，检测装置的基本特性，误差理论知识的介绍，学会误差分析与数据处理的方法。

第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析

第一章传感器技术基础

本章学习传感器的基本概念和基本特性。

要求掌握传感器的定义、组成和作用，掌握传感器的静态特性，了解传感器的分类，了解传感器的动态特性和传感器的技术指标。

1、本章学习要求

（1）应熟悉的内容

了解传感器以及测量系统的概念；了解传感器的分类；了解传感器的动态特性和传感器的技术指标。

（2）应掌握的内容

传感器的组成与作用，传感器的静态特性以及其主要指标，灵敏度、线性度等衡量传感器的主要技术参数。

2、本章重点难点分析

（1）重点

本章主要介绍了传感器的基本概念和基本特性，以及传感器的分类，传感器的静态特性以及其主要指标。

（2）难点

本章的难点就在于传感器的静态特性以及其主要指标，灵敏度、线性度等衡量传感器的主要技术参数。

（1）传感器静态特性和动态特性的定义是什么？

（2）传感器静态特性有哪些技术指标？

（3）传感器动态特性有哪几种研究方法？

各有哪些技术指标？

第二章电阻式传感器

本章学习电阻式传感器的组成和工作原理及应用。

要求掌握电阻式传感器的结构和工作原理、测量电路、了解电阻式传感器的补偿方法和用途。

1、本章学习要求

（1）应熟悉的内容

电位器式

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