《传感器技术与应用》教学大纲.doc

《传感器技术与应用》教学大纲

一、课程的性质、地位与任务

该课程是建筑智能化工程技术专业基础必修课程，其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。

二、教学基本要求

1.通过本课程的学习，学生应了解以下知识：

（1）传感器的基本概念，本课程在专业中的作用和地位

（2）电阻式传感器的基本特性

（3）电感式传感器的设计

（4）电容式集成传感器的基本特点和应用范围

（5）霍尔式传感器的特性、工作原理及转换电路

（6）压电效应产生的原理及压电材料的常用结构形式

（7）光电传感器的基本工作原理、光电器件的基本特性

2.通过本课程的学习，学生应熟悉以下知识：

（1）传感器的技术指标

（2）电阻传感器的误差分析和灵敏度计算

（3）电感式传感器的零点残余电压的概念、分析及减小它的方法，电涡流式传感器和压磁式传感器的基本特性

（4）磁电感应式传感器的特性、类型、工作原理及转换电路

（5）压电材料的种类和性能

（6）光纤传感器的特点，光栅式传感器的特点、分类和工作原理

3.通过本课程的学习，学生应掌握以下知识：

（1）传感器的静特性和动特性

（2）电阻传感器的工作原理及等效电路

（3）自感与互感传感器的特性分析、转换电路、灵敏度分析

（4）电容式传感器的工作原理、转换电路、主要性能及其灵敏度分析

（5）压电式传感器的等效电路与测量电路及其分析方法

三、教学学时分配表

章

教学内容

教学

时数

教学方法

或手段

备注

一

传感器技术基础

4

讲授法、多媒体

二

电阻式传感器

4

讲授法、讨论法

三

电感式传感器

4

讲授法、提问法

四

电容式传感器

4

讲授法、多媒体

五

霍尔式传感器

4

讲授法、实验法

六

压电式传感器

4

讲授法、演示法

七

热电式传感器

4

讲授法、多媒体

八

光电式传感器

4

讲授法、讨论法

九

光纤传感器

4

讲授法

十

测量技术基础知识

6

讲授法、提问法

十一

温度与压力测量系统

4

讲授法、实验法

十二

位移与速度测量系统

4

讲授法、实验法

十三

物位与流量测量系统

4

讲授法、多媒体

实训一

差动变压器的性能实验

2

实训法、实验法

实训二

金属箔式应变片单臂电桥性能实验

4

实训法、实验法

实训三

反射式光电传感器的应用

4

实训法、实验法

总计

64

四、教学内容与学时安排

第一章传感器技术基础……4学时

本章教学目的和要求：明确“传感器技术”在专业培养计划中的地位，课程的性质、任务和大体内容，传感器在现代生产、生活中的作用。了解检测技术与传感器的定义、组成、作用和分类，了解传感器的静、动态特性，掌握传感器常用的技术指标。

重点和难点：传感器的定义、组成和作用；传感器的技术指标。

第一节传感器简介

一、传感器的定义

二、传感器的组成与作用

第二节传感器的分类

一、按工作原理分

二、按被测量分

三、按输出信号性质分

第三节传感器的特性及主要技术指标

一、静态特性和动态特性

二、主要技术指标

第二章?电阻式传感器……4学时

本章教学目的和要求：理解电阻式传感器的组成和基本原理，了解电阻式传感器的常用类型；掌握应变片式传感器的形式、特点、应用方法和转换电路。

重点和难点：电阻式传感器的组成和基本原理；电阻应变片的工作原理。

第一节电位器式传感器

一、电位器式传感器的基本工作原理

二、电位器式传感器的输出特性

三、电位器式传感器的特性

四、电位器式位移传感器

第二节应变式传感器

一、电阻应变片的结构和工作原理

二、电阻应变片的特性

三、测量电路

四、温度误差与补偿

第三节压阻式传感器

一、压阻效应

二、结构与特性

三、固态压阻传感器测量电路

四、温度补偿

第三章?变磁阻式传感器……4学时

本章教学目的和要求：掌握三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结构和工作原理，了解上述传感器将非电量信号转换成电信号的过程，了解三种变磁阻式传感器的特点、应用范围和应用情况。

重点和难点：三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结构和工作原理；电涡流式传感器。

第一节自感式传感器

一、自感式传感器的工作原理

二、自感式传感器的测量电路

第二节差分变压器式传感器

一、差分变压器式传感器工