《傳感器原理及應(yīng)用2》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱傳感器原理及應(yīng)用SensorprincipleandApplication課程編碼SCC520521030開課院部理學(xué)院課程團隊傳感與智能檢測技術(shù)課程教學(xué)團隊學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時56講授32實驗24上機0實踐0課外學(xué)時0適用專業(yè)光電信息科學(xué)與工程授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、大學(xué)物理（2-1）、大學(xué)物理（2-2）、電路與模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)課程簡介（限選）傳感器技術(shù)是新技術(shù)革命和現(xiàn)代信息科學(xué)的重要基礎(chǔ)，其應(yīng)用已遍及社會各個領(lǐng)域。本課程是一門內(nèi)容涉及知識面廣，理論性、綜合性和實踐性強的專業(yè)選修課，課程主要內(nèi)容有傳感器技術(shù)基礎(chǔ)、電阻應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、磁電式傳感器、半導(dǎo)體傳感器、波與輻射式傳感器、數(shù)字式傳感器，以及傳感器原理及應(yīng)用實驗。通過理論與實驗相結(jié)合的課程教學(xué)，使學(xué)生掌握常用傳感器的工作原理和應(yīng)用技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用傳感器設(shè)計、組建測控系統(tǒng)的基本技能。在專業(yè)人才培養(yǎng)中具有提高學(xué)生相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)理論的認知能力、增強學(xué)生從事傳感與檢測技術(shù)研究與應(yīng)用工作的適應(yīng)能力和開發(fā)創(chuàng)新能力的作用。Sensortechnologyisanimportantfoundationforthenewtechnologicalrevolutionandmoderninformationscience,anditsapplicationhasspreadtoallfieldsofsociety.SensorprincipleandApplicationisatheoretical,comprehensiveandpracticalprofessionalelectivecourse,whichalsoinvolvesawiderangeofknowledge.Themaincontentsofthecourseincludesensortechnologyfoundation,resistancestrainsensor,capacitivesensor,inductivesensor,piezoelectricsensor,photoelectricsensor,thermoelectricsensor,magnetoelectricsensor,semiconductorsensor,waveandradiationsensor,digitalsensor,sensorprincipleandapplicationexperiment.Throughthecourseteachingcombiningtheoryandexperiment,studentscanmastertheworkingprincipleandapplicationtechnologyofcommonlyusedsensors,andcultivatestudents'basicskillsindesigningsensorsandconstructingmeasurementandcontrolsystems.Inthetrainingofprofessionals,ithasthefunctionofimprovingstudents'cognitiveabilityofrelevantprofessionalbasictheories,enhancingstudents'adaptabilityanddevelopmentandinnovationabilityintheresearchandapplicationofsensinganddetectiontechnology.負責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務(wù)自選1M1目標1：掌握常用傳感器的工作原理和應(yīng)用技術(shù)，培養(yǎng)設(shè)計和組建傳感檢測系統(tǒng)的基本能力。 是3.13.12M2目標2：通過分組課程實驗和傳感器應(yīng)用設(shè)計項目，培育創(chuàng)新實踐能力和應(yīng)用傳感器的技術(shù)開發(fā)能力，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識和合作共事的能力。 是3.33.3三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章傳感器技術(shù)基礎(chǔ) 本章重點難點：傳感器的基本功能與組成，傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。 /////21.1傳感器技術(shù)概述傳感器技術(shù)基本概念，傳感器的基本功能與組成，傳感器的分類，傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。 M11講授//31.2傳感器的基本特性傳感器的靜態(tài)特性，傳感器的動態(tài)特性。M14講授2作業(yè)41.3傳感器的標定與選用傳感器的標定，傳感器的選用。M11講授//5第2章電阻應(yīng)變式傳感器本章重點難點：金屬電阻應(yīng)變效應(yīng)，壓阻效應(yīng)；電阻應(yīng)變片的溫度補償；電阻應(yīng)變片的測量電路。 /////62.1電阻應(yīng)變片工作原理應(yīng)變式傳感器的基本概念，電阻應(yīng)變片工作原理。M20.5講授//72.2電阻應(yīng)變片的分類電阻應(yīng)變片的種類、材料及粘貼。M20.5講授//82.3電阻應(yīng)變片的基本特性彈性敏感元件的基本特性，電阻應(yīng)變片的靜態(tài)特性、動態(tài)特性，電阻應(yīng)變片的溫度特性M21講授//92.4電阻應(yīng)變片的測量電路電阻應(yīng)變片的直流電橋和交流電橋測量電路。M20.5講授2作業(yè)102.5應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用應(yīng)變式力傳感器，應(yīng)變式壓力傳感器，應(yīng)變式液體重量傳感器，應(yīng)變式加速度傳感器。M10.5講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)11第3章電容式傳感器本章重點難點：電容式傳感器的工作原理和測量電路。/////123.1電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)變極距型電容傳感器，變面積型電容傳感器，變介質(zhì)型電容傳感器。M20.5講授//133.2電容式傳感器的靈敏度及非線性電容式傳感器靈敏度，變極距式電容式傳感器的非線性M20.5講授//143.3電容式傳感器的等效電路電容式傳感器的等效電路M20.5講授//153.4電容式傳感器的測量電路電容式傳感器常用的轉(zhuǎn)換測量電路，包括調(diào)頻電路、運算放大器式電路、二極管雙T形交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路。M20.5講授2作業(yè)163.5電容式傳感器的應(yīng)用電容式壓力傳感器，電容式加速度傳感器，差動式電容測厚傳感器。M11講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)17第4章電感式傳感器本章重點難點：差動變壓器式傳感器的工作原理、基本特性和測量電路。/////184.1自感式電感傳感器自感式電感傳感器的工作原理、基本特性、測量電路。M20.5講授//194.2差動變壓器式傳感器差動變壓器式傳感器的工作原理、基本特性、測量電路。M20.5講授//204.3電渦流式傳感器電渦流式傳感器的工作原理、基本特性、測量電路。M10.5講授2作業(yè)214.4電感式傳感器的應(yīng)用自感式電感傳感器應(yīng)用，差動變壓器式傳感器應(yīng)用，電渦流式傳感器應(yīng)用。M10.5講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)22第5章壓電式傳感器本章重點難點：壓電式傳感器的工作原理和測量電路。/////235.1壓電效應(yīng)及壓電材料壓電效應(yīng)，石英晶體壓電材料，壓電陶瓷壓電材料，壓電式傳感器，壓電元件的連接方式。M20.5講授//245.2壓電式傳感器的測量電路壓電元件的等效電路，壓電式傳感器的測量電路。M20.5講授2作業(yè)255.3壓電式傳感器的應(yīng)用壓電式測力傳感器，壓電式加速度傳感器，壓電式報警傳感器。M11講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)26第6章光電式傳感器本章重點難點：光電器件的基本原理，光纖傳感器的工作原理，CCD的工作原理。/////276.1光電器件光電器件的基本原理，光敏電阻，光敏二極管和光敏晶體管，光電池，光電耦合器件，電荷耦合器件（CCD）。M22講授2作業(yè)286.2光纖傳感器光纖的基本結(jié)構(gòu)、傳光原理和基本特性，光纖傳感器的工作原理和基本組成。M21講授//296.3光電式傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用，光纖傳感器的應(yīng)用。M11講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)30第7章熱電式傳感器本章重點難點：熱電偶的基本工作原理，熱敏電阻的溫度特性，集成溫度傳感器的測溫電路。/////317.1熱電式傳感器概述熱電式傳感器的基本概念、主要種類、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展狀況。M20.5講授//327.2熱電偶傳感器熱電偶的測溫原理、測量電路和應(yīng)用。M20.5講授2作業(yè)337.3熱電阻傳感器熱電阻的工作原理、測溫電路和應(yīng)用。M20.5講授//347.4熱敏電阻傳感器熱敏電阻的溫度特性、測量電路和應(yīng)用。M20.5講授2作業(yè)357.5集成溫度傳感器集成溫度傳感器的工作原理、測溫電路和應(yīng)用。M11講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)36第8章磁電式傳感器本章重點難點：霍爾式傳感器的基本原理與霍爾元件的基本特性。/////378.1磁電感應(yīng)式傳感器磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理、基本特性、測量電路。M21講授//388.2霍爾式傳感器霍爾式傳感器的基本原理，霍爾元件的基本結(jié)構(gòu)和特性。M20.5講授2作業(yè)398.3磁電式傳感器的應(yīng)用磁電感應(yīng)式傳感器應(yīng)用，霍爾式傳感器應(yīng)用。M10.5講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)40第9章半導(dǎo)體傳感器本章重點難點：半導(dǎo)體傳感器的工作原理，半導(dǎo)體色敏傳感器的基本特征。/////419.1半導(dǎo)體氣敏傳感器半導(dǎo)體氣敏傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。M21講授2作業(yè)429.2半導(dǎo)體濕敏傳感器半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻的導(dǎo)電機理，典型半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件，半導(dǎo)體濕敏傳感器應(yīng)用。M10.5講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)439.3半導(dǎo)體色敏傳感器半導(dǎo)體色敏傳感器的基本原理與主要特征，半導(dǎo)體色敏傳感器應(yīng)用。M20.5講授//44第10章波與輻射式傳感器本章重和難點：微波傳感器的基本測量原理，熱釋電探測器的工作原理，核輻射探測器的工作原理。/////4510.1超聲波傳感器超聲波的基本特性，壓電式超聲波傳感器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，超聲波傳感器的典型應(yīng)用。M20.5講授2作業(yè)4610.2微波傳感器微波的基本特性，微波傳感器的基本測量原理和主要組成部分，微波傳感器的應(yīng)用。M10.5講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)4710.3紅外輻射傳感器紅外輻射的基本特性，紅外傳感器的基本結(jié)構(gòu)，紅外探測器的工作機理，紅外傳感器的應(yīng)用。M21講授2作業(yè)4810.4核輻射傳感器核輻射的基本性質(zhì)，核輻射傳感器的基本組成，核輻射探測器的工作原理，核輻射傳感器的應(yīng)用。M21講授//49第11章數(shù)字式傳感器本章的重點難點：光柵傳感器的原理和測量位移方法；辨向原理和細分電路；編碼器原理和測量角度的方法。/////5011.1光柵傳感器光柵與莫爾條紋；光柵傳感器的組成；辨向原理和細分電路。M21講授2作業(yè)5111.2編碼器光電式編碼器；磁編碼器；編碼器的應(yīng)用M10.5講授1應(yīng)用實例學(xué)習(xí)5211.3感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)原理；信號處理方法；感應(yīng)同步器位移測量系統(tǒng)M20.5講授//53第12章實驗課內(nèi)實驗/24///54實驗1晶體管溫度計的設(shè)計與制作了解半導(dǎo)體晶體管的溫度特性；了解晶體管溫度傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及響應(yīng)特性；掌握晶體管溫度傳感器電壓——溫度特性的測量方法；了解電子溫度計的電路結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法。M34實驗4報告55實驗2反射式光纖位移傳感器測距原理實驗了解光纖傳輸?shù)幕驹?；了解反射式光纖傳感器的一般原理結(jié)構(gòu)、性能；利用反射式光纖位移傳感器測量出光強隨位移變化的函數(shù)關(guān)系。M34實驗4報告56實驗3光敏電阻靜態(tài)特性研究了解光敏電阻的工作原理；掌握光敏電阻的光電特性，光譜響應(yīng)特性，頻率特性等基本特性；理解光敏電阻的一般應(yīng)用。M34實驗4報告57實驗4精度二極管檢波特性實驗了解精密二極管的工作原理與使用條件；比較精密二極管與普通二極管的檢波特性；學(xué)習(xí)信號發(fā)生器、交流毫伏表及數(shù)字電壓表的使用。M34實驗4報告58實驗12壓電傳感器的動態(tài)響應(yīng)及前置放大器綜合實驗掌握壓電式傳感器的原理、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用；掌握電壓放大器的原理和使用，研究引線電容對電壓放大器的影響；掌握電荷放大器的原理和使用。M34實驗4報告59實驗7光電耦合傳感器特性綜合實驗了解對射式光開關(guān)的工作原理及其特性；了解反射式光開關(guān)的工作原理及其特性；采用對射式光開關(guān)進行轉(zhuǎn)速測量；采用反射式光開關(guān)實現(xiàn)光音頻調(diào)制/解調(diào)。M34實驗4報告60實驗5霍爾傳感器特性研究及其應(yīng)用了解霍爾效應(yīng)原理以及研究霍爾傳感器的特性；學(xué)習(xí)用“對稱測量法”消除霍爾傳感器副效應(yīng)的影響；學(xué)會測定霍爾傳感器的導(dǎo)電類型，會計算載流子濃度和遷移率。M34實驗4報告61實驗6濾波器的頻率特性研究理解低通濾波器（LPF）、高通濾波器（HPF）和帶通濾波器（BPF）的信號傳輸特性（幅頻特性和相頻特性），學(xué)會計算濾波器的截止頻率；學(xué)習(xí)用雙蹤示波器測量相移的方法；學(xué)習(xí)交流毫伏表、數(shù)字電橋的使用。M34實驗4報告62實驗9電渦流傳感器的靜態(tài)特性測量及轉(zhuǎn)速測量應(yīng)用了解電渦流傳感器的原理及被測體材料對渦流傳感器的影響；學(xué)會用示波器觀察激振狀態(tài)下的調(diào)制波形；學(xué)會用頻率計、轉(zhuǎn)速表測量轉(zhuǎn)速。M34實驗4報告63實驗8壓控振蕩器的設(shè)計與應(yīng)用了解壓控振蕩器（VCF）的工作原理；學(xué)習(xí)函數(shù)信號發(fā)生器的使用；了解虛擬儀器的設(shè)計方法。M34實驗4報告64實驗11移相器與相敏檢波器理解移相器和相敏檢波器的工作原理；學(xué)習(xí)雙通道信號源使用；學(xué)習(xí)用雙蹤示波器測量相移的方法。M34實驗4報告65實驗10應(yīng)變片式電子秤的設(shè)計與制作掌握應(yīng)變片的特性和測試方法；學(xué)會用應(yīng)變片組成測量電橋，并測試電橋的檢測靈敏度。M34實驗4報告四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置2~3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學(xué)生對傳感器技術(shù)基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力題型主要有分析題和計算題。10%2實驗1.本課程24個學(xué)時實驗，共6次實驗。2.成績采用百分制，根據(jù)實驗情況評分。3.考核學(xué)生對傳感器知識技術(shù)掌握程度和傳感器應(yīng)用能力。30%3大作業(yè)1.本課程要求學(xué)生完成一個非電量測試系統(tǒng)設(shè)計的課程論文。2.根據(jù)論文完成的情況評分。10%4考勤隨機點名、刷卡點名等。5%5課堂表現(xiàn)隨機檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況。5%6期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。3.主要考核學(xué)生對傳感器技術(shù)基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、計算題和設(shè)計題等。40%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)15%A-按時提交作業(yè)，對半導(dǎo)體物理與器件等知識點理解無誤；B-按時提交作業(yè)，對上述知識點理解存在少量錯誤；C-按時提交作業(yè)，對上述知識點理解存在一定量錯誤；D-不按時提交作業(yè)，或?qū)ι鲜鲋R點理解存在大量錯誤。2M2實驗100%A-實驗有創(chuàng)新。B-實驗內(nèi)容比較完整，報告規(guī)范。C-實驗內(nèi)容尚可，報告規(guī)范。D-實驗內(nèi)容一般，報告欠規(guī)范。3M1大作業(yè)15%A-按時提交課程論文，選題先進，論文格式符合規(guī)范，調(diào)研充分；B-按時提交課程論文，選題較為先進，論文格式基本符合規(guī)范，調(diào)研比較充分；C-論文格式存在問題，調(diào)研不充分等；D-存在抄襲等現(xiàn)象。4/考勤50%A-全勤；B-缺勤1次；C-缺勤2次；D-缺勤3次及以上。5/課堂表現(xiàn)50%A-積極參與課堂互動；B-偶爾參與課堂互動；C-不參與課堂互動；D-破壞課堂教學(xué)秩序。6M1期末考試70%（見試卷評分標準）評分等級說明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細1圖書|《傳感器原理及工程應(yīng)用》（第四版）,