传感器与检测技术课程教学大纲及学习指导.docx
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传感器与检测技术课程教学大纲及学习指导
《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、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,2005年)
学时安排:
序号
课程容
学时
1
第一章传感器技术基础
2
2
第二章电阻式传感器
2
3
第三章变磁阻式传感器
2
4
第四章电容式传感器
3
5
第五章霍尔式传感器
2
6
第六章压电式传感器
3
7
第七章热电式传感器
2
8
第八章光电式传感器
2
9
第九章光纤传感器
2
10
第十章测量技术基础知识
2
11
第十一章温度与压力测试系统
3
12
第十二章位移与速度测量系统
4
13
第十三章物位与流速测量
3
14
习题
12
15
总复习
4
合计
48
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。
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。
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。
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。
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。
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部结构;压电晶体和压电瓷的区别与联系;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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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,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。
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、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。
二、课程的总体要求
《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。
第二部分课程学习的基本要求及重点难点容分析
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)应熟悉的容
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。
(2)应掌握的容
电位器式传感器的结构和工作原理、输
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