《传感器原理及应用》教学大纲.docx
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《传感器原理及应用》教学大纲
《传感器原理及应用》理论课教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
传感器原理及应用
英文名称
PrincipleandapplicationofSensor
课程代码
XX10037
先修课程
课程性质
专业课
《电路分析基础B》、《模拟电子技术B》、《数字电路与逻辑设计A》、《单片机原理及应用A》
修读性质
必修
学时/学分
48(32+16)/2.5(2.0+0.5)
考核方式
考试
开课学院
信息科学与工程学院
适应专业
物联网工程
编制时间
2015.11.20
课程教材与学习资源
参考教材
[1].陈杰黄鸿编著,《传感器与检测技术》,高等教育出版社,2010
教学参考资料
[1]王化祥、张淑英编.传感器原理及应用.天津大学出版社
[2]王其生编.传感器例题与习题集.机械工业出版社
[3]黄继昌编.传感器原理及应用实例.人民邮电出版社。
二、课程目标与任务
本课程的目的是采用传感器的工作机理为线索,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。
本课程的任务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。
其作用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。
三、课程主要内容、要求及学时分配
序号
主要内容
基本要求
学时分配
1
传感器与检测技术概念
(1)知识点
Ø传感器的组成与分类
Ø传感器的作用与地位
Ø传感器技术的发展动向
Ø检测技术的定义
Ø检测技术的作用
Ø传感器的静态特性
Ø传感器的动态特性
Ø动态特性的数学描述
Ø线性系统的传递函数
Ø传感器的动态特性指标
Ø动态响应分析的基本方法
Ø典型环节的动态响应特性
(2)教学重点
Ø传感器的组成与分类
Ø传感器的作用与地位
Ø传感器的静态特性
Ø传感器的动态特性指标
(3)教学难点
Ø传感器的组成与分类
Ø传感器的作用与地位
Ø传感器的静态特性
Ø传感器的动态特性指标
(1)了解在各领域中的传感器的作用,
(2)掌握传感器的定义、组成、分类和发展动向。
(3)掌握传感器的静特性、动特性和技术指标。
4
2
电阻式传感器
(1)知识点
Ø电位器式电阻传感器线性电位
Ø器非线性电位器
Ø负载特性与负载误差
Ø电位器的结构与材料
Ø电位器式传感器应用举例
Ø应变片式电阻传感器
Ø电阻应变片的工作原理
Ø金属电阻应变片主要特性
Ø温度误差及其补偿
Ø应变片式电阻传感器的测量电路
Ø应变片式电阻传感器的应用举例
(2)教学重点
Ø电位器式电阻传感器线性电位
Ø电阻应变片的工作原理
Ø温度误差及其补偿
(3)教学难点
Ø电位器式电阻传感器线性电位
Ø电阻应变片的工作原理
Ø温度误差及其补偿;
(1)掌握应变效应、压阻效应、金属丝灵敏系数和应变片灵敏系数、电阻式传感器的工作原理及应用。
(2)了解电感式传感器的电感计算、特性分析及设计方法
(3)掌握其工作原理、灵敏度定义及零残电压产生的原因和减小措施;
(4)了解电涡流和压磁传感器及感应同步器。
(5)掌握电容传感器的工作原理、类型、特点、设计要点及应用。
(6)掌握压电式传感器的压电效应、等效电路、测量电路及其应用
4
3
电感式传感器
(1)知识点
Ø自感式传感器
Ø变压器式传感器
Ø涡流式传感器
Ø压磁式传感器
(2)教学重点
Ø自感式传感器
Ø变压器式传感器
Ø涡流式传感器
(3)教学难点
Ø自感式传感器
Ø变压器式传感器
(1)掌握自感式传感器
(2)掌握变压器式传感器。
(3了解涡流式传感器
(4)了解压磁式传感器
4
4
物联网通信技术典型应用
(1)知识点
Ø电容式传感器
Ø电容式传感器的工作原理及类型
Ø电容式传感器的灵敏度及非线性
Ø电容式传感器的特点及等效电路
Ø电容式传感器的设计要点
Ø电容式传感器的转换电路
Ø电容式传感器的应用举例
Ø电容式位移传感器
(2)教学重点
Ø电容式传感器
Ø电容式传感器的工作原理及类型
Ø电容式传感器的灵敏度及非线性
Ø电容式传感器的特点及等效电路
(3)教学难点
Ø 电容式传感器的工作原理及类型
Ø电容式传感器的灵敏度及非线性
Ø电容式传感器的特点及等效电路
(1)掌握电容式传感器的基本概念。
(2)掌握电容式传感器的特点及等效电路。
(3)掌握电容式传感器的转换电路
(4)了解电容式位移传感
2
5
磁电式传感器
(1)知识点
Ø磁电感应式传感器
Ø工作原理和结构类型
Ø动态特性分析
Ø测量电路
Ø磁电感应式传感器应用举例
Ø霍尔式传感器
Ø霍尔效应和霍尔元件材料
Ø霍尔元件构造及测量电路
Ø霍尔元件的主要技术指标
Ø霍尔元件的补偿电路
Ø霍尔式传感器的应用举例
(2)教学重点
Ø磁电感应式传感器
Ø工作原理和结构类型
Ø霍尔式传感器
Ø霍尔效应和霍尔元件材料
Ø霍尔元件构造及测量电路
(3)教学难点
Ø磁电感应式传感器
Ø霍尔元件构造及测量电路
(1)掌握磁电感应式传感器的基本概念。
(2)掌握测量电路。
(3)掌握霍尔式传感器
2
6
压电式传感器、热电式传感器、光电式传感器
(1)知识点
Ø压电效应
Ø压电材料等效电路测量
Ø电路电压放大器
Ø电荷放大器
Ø压电式传感器的应用举例
Ø影响压电式传感器精度的因素分析
Ø光电器件及其特性
Ø光电式传感器的测量电路
Ø光电传感器及其应用
Ø光纤传感器
Ø电荷耦合器件(CCD)
Ø光栅式传感器
Ø激光式传感器
Ø热电阻
Ø热电阻的材料及工作原理
Ø测量电路
Ø热电偶
Ø热敏电阻
(2)教学重点
Ø压电效应
Ø电荷放大器
Ø光电器件及其特性
Ø热电阻
(3)教学难点
Ø压电效应
Ø电荷放大器
Ø光电器件及其特性
Ø热电阻
(1)掌握磁敏传感器的种类、霍尔传感器的工作原理、误差和补偿方法及应用,
(2)掌握各种光电效应定义及所对应的光电传感器、掌握光电管、光电倍增管、光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管等光电器件的工作原理、特点和应用场合。
(3)了解光纤传感器、湿敏传感器和气敏传感器的工作原理、特点和类型及应用。
10
7
集成智能传感器、传感器的标定传感器可靠性技术、检测技术基础
(1)知识点
(4)单片集成化智能传感器
(5)网络化智能压力传感器
(6)单片指纹传感器
(7)特种集成传感器
(8)传感器的静态特性标定
(9)传感器的动态特性标定
(10)测振传感器的标定
(11)可靠性技术基础概述
(12)可靠性设计
(13)可靠性管理
(14)可靠性试验
(15)敏感元件及传感器的失效分析
(16)检测技术概述
(17)测量方法
(18)测量系统
(19)测量系统的构成
(20)测量数据处理方法
1)掌握常用传感器检测电路种类、各自特点及应用场合。
2)掌握现代传感器检测系统的组成框图及各部分的作用,了解各种总线技术特点、虚拟仪器和网络化检测仪器的概念及发展趋势。
3)掌握可靠性设计
4)了解检测技术
6
四、主要教学组织形式与方法手段
1.组织形式
采用突出学生主体性的课堂教学组织形式,促进学生积极主动学习。
2.教学方法
采用讲解、分析、讨论相结合的课堂教学,并与试验并重的方式实现有效调动学生的学习积极性。
3.教学手段
采用多媒体及网络讨论加论坛方式,以达到有效提高教学质量的目的。
五、课程考核和成绩评定
平时考核(30%)
考核方式
考勤(含课堂表现)
试验
所占比例(%)
10%
20%
结业考核(70%)
考核方式
卷面考试(闭卷)
所占比例(%)
70%
《传感器原理及应用》实验课教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
传感器原理及应用
英文名称
PrincipleandApplicationofSensor
课程代码
XX10037
课程性质
专业课
修读性质
必修
学时学分
16/0.5
开课学院
信息科学与工程学院
开课实验室
现代电子实验室
适应专业
物联网工程
编制时间
2015.11.20
课程教材与学习资料
参考教材
陈杰黄鸿编著,《传感器与检测技术》,高等教育出版社,2010
教学参考资料
网络学习资源
大纲编制人及责任人信息
姓名
职称
学历学位
课程负责人
郑博仁
副教授
研究生/博士
审核负责人
蓝章礼
教授
研究生/博士
审定负责人
杨建喜
教授
研究生/博士
大纲编制人员
郑博仁、蓝章礼、梁宗保,刘君、赵玲
二、课程目标与任务
本课程是《传感器原理及应用》课程的实践教学环节,是在实际实验室完成的动手试验,学生通过该实践课程的学习可以掌握相关传感器的使用常识,深入理解相关传感器原理,如温度传感器、光电传感器等,同时掌握相关传感器测试电路原理。
通过实验,帮助学生深刻理解课堂教学的理论知识,使学生能通过具体实验掌握常用传感器的使用特点和操作方式,培养学生动手和传感器电路设计调试的能力,以满足实际工作中物联网人才对传感器类知识的基本要求。
三、实验教学的组织和安排(见附表)
四、教学方法和手段
1.教学方法
采用小组合作、问题解决、交流与分享的教学方式来有效调动学生的学习积极性。
2.教学手段
根据场地和设备情况,运用多媒体与人机交互方式,以即一对一教授方式,达到有效提高教学质量的目的。
五、实验考核和成绩评定
实验课成绩评定方式
考核方式
考勤
实做
技能
实验
报告
作品
所占比例(%)
10%
50%
10%
30%
要求:
(1)考核方式:
采用的考核方式应包括考勤、实做技能、实验报告、作品、考试等,选择其中3个以上作为实验课成绩评定标准。
(2)实验成绩评定:
明确各种考核方式在实验总成绩中所占的比例;课内实验课成绩不合格者,本门课程不予通过;
(3)实验室应提供格式统一的实验报告,并在相关教学文件中明确成绩评分标准;独立设课的实验按五级制打分,课内实验按照百分制打分。
附表实验项目及教学组织实施情况表
序号
实验项目
实验教学内容
学时
实验类型
必做/选做
学生分组
(人/组)
教师配备
开课周次
主要仪器设备(含软件)规格型号及台套数
主要耗材及数量
备注
1
温度传感器试验
铂热电阻试验、温度变送试验、热电偶试验、热电偶标定试验、PN结温敏二极管试验、半导体热敏电阻试验、集成温度传感器
8
验证性+设计性
必做
2
1
8
铂热电阻(pt100),加热炉、温度传感试验模块、万用表、温控器、2DH10-D,2CW72,温敏二极管、
2DH10-D
(2),2CW72
(2),
铂热电阻(pt100)
(2)
导线、焊锡等
采用半开放试验,一半验证一半设计
2
光电传感器试验
光敏电阻试验、光敏二极管特性试验、光敏三极管试验、光电开关试验、红外光敏管应用、光纤传感器
8
验证性+设计性
必做
2
1
12
光敏电阻
(2)、光敏二极管
(2)、光敏三极管
(2)、光纤传感器
(2)、光电开关
(2)、
万用表
(1)、光解调器
(1)
光敏电阻
(2)、光敏二极管
(2)、光敏三极管
(2)、光纤传感器
(2)、
采用半开放试验,一半验证一半设计
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- 传感器原理及应用 传感器 原理 应用 教学大纲