《現(xiàn)代傳感與檢測技術(shù)》教學(xué)大綱課程英文名Modernsensoranddetectiontechnology課程代碼03M0282學(xué)分2總學(xué)時32理論學(xué)時24實驗學(xué)時8上機學(xué)時0實踐學(xué)時0課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)任選先修課程模擬電子線路分析、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)適用專業(yè)人工智能開課學(xué)院信息工程學(xué)院注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)教育課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標（一）課程地位本課程是人工智能專業(yè)本科生的學(xué)科基礎(chǔ)選修課程。傳感器作為數(shù)據(jù)采集的入口，既是自動控制系統(tǒng)的重要組成部分，物聯(lián)網(wǎng)、智能工業(yè)、智能設(shè)備、無人駕駛等領(lǐng)域的“心臟”，也是智能感知時代下最基礎(chǔ)的硬件之一。作為信息技術(shù)的三大支柱之一，各行各業(yè)都離不開傳感與檢測技術(shù)。本課程應(yīng)用電子器件、電磁感應(yīng)、光電、半導(dǎo)體材料、壓電、超聲等知識以及模擬電子線路分析、數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)等電子電路知識，圍繞實際應(yīng)用系統(tǒng)，研究從自然信源獲取信息，并對之進行處理和檢測的一門多學(xué)科交叉的現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握常用的傳感與檢測技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)，熟悉傳感器工作原理、特性及檢測方法，具備解決智能感知方面實際問題的能力，并對現(xiàn)代、先進傳感與檢測技術(shù)的科學(xué)發(fā)展有總體把握。（二）課程目標該課程應(yīng)達到的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果（ILO，IntendedLearningOutcomes）如下所示：1、ILO-1：理解傳感器的基本概念及基本組成，了解傳感器及其檢測系統(tǒng)的設(shè)計流程，熟悉常用的電路設(shè)計、仿真工具。2、ILO-2：熟練掌握應(yīng)變式、電感式、電容式、壓電式、熱電式及光電式傳感器的工作原理與檢測電路設(shè)計方法，理解區(qū)分各種物理量傳感器的基本特性及典型人工智能應(yīng)用。通過介紹新冠肺炎疫情防控中智能機器人的應(yīng)用，讓學(xué)生對溫度、壓力、光電傳感器有了更直觀的認識，對智能感知系統(tǒng)中的傳感器和測量系統(tǒng)復(fù)雜工程問題進行分析和求解。3、ILO-3：了解化學(xué)量與生物量傳感器的測量原理與檢測技術(shù)，了解傳感器技術(shù)在智能感知系統(tǒng)中的應(yīng)用，具備相關(guān)行業(yè)發(fā)展的國際視野。思政教育目標：1.通過介紹現(xiàn)代醫(yī)學(xué)傳感器技術(shù)在信息技術(shù)中的重要支撐作用，引領(lǐng)學(xué)生認識了解傳感器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，拓展學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生創(chuàng)新開拓的精神。2.課程在介紹與新冠肺炎疫情防治技術(shù)相關(guān)的生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)的同時，結(jié)合我國新冠肺炎疫情防治成效，幫助了解我國醫(yī)療設(shè)備水平現(xiàn)狀，潛移默化地影響學(xué)生，增強學(xué)生的民族自豪感與愛國主義情懷。二、課程目標達成的途徑與方法課程目標教學(xué)環(huán)節(jié)對應(yīng)內(nèi)容ILO-1講授第1章及作業(yè)1.傳感與檢測技術(shù)基礎(chǔ)ILO-2講授第2~6及作業(yè)實驗一、實驗二、實驗三、實驗四2.力學(xué)量傳感器及其應(yīng)用3.幾何量傳感器及其應(yīng)用4.溫度傳感器及其應(yīng)用5.磁學(xué)量傳感器及其應(yīng)用6.光電傳感器及其應(yīng)用ILO-3講授第8~9、12章及作業(yè)8.氣體及生物傳感器9.智能傳感器及其應(yīng)用12.現(xiàn)代檢測系統(tǒng)三、課程目標與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求1：工程知識：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、人工智能專業(yè)知識用于解決人工智能相關(guān)的復(fù)雜工程問題。畢業(yè)要求1-3：能夠?qū)⑷斯ぶ悄芑A(chǔ)知識應(yīng)用于智能系統(tǒng)的設(shè)計、分析、實現(xiàn)。畢業(yè)要求3：設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對人工智能復(fù)雜問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的智能系統(tǒng)，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。畢業(yè)要求3-2：能夠針對特定需求獨立進行智能系統(tǒng)設(shè)計，并通過仿真或?qū)嶒灥仁侄悟炞C可行性。畢業(yè)要求4：研究：能夠基于人工智能科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。畢業(yè)要求4-1：能夠基于人工智能相關(guān)原理，對人工智能領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進行測試并獲得有效數(shù)據(jù)。課程目標課程目標對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1-3畢業(yè)要求3-2畢業(yè)要求4-1ILO-1HHHILO-2MHHILO-3HMM注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求1、傳感與檢測技術(shù)基礎(chǔ)了解傳感器與檢測技術(shù)的基本概念及基礎(chǔ)，了解檢測傳感與檢測技術(shù)的主要特點及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。通過介紹現(xiàn)代醫(yī)學(xué)傳感器技術(shù)在信息技術(shù)中的重要支撐作用，引領(lǐng)學(xué)生認識了解傳感器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，拓展學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生創(chuàng)新開拓的精神。2、力學(xué)量傳感器及其應(yīng)用了解力學(xué)量傳感器的特點及其分類，熟悉彈性敏感元件的特性及結(jié)構(gòu)，熟練掌握應(yīng)變式、壓電式傳感器的基本工作原理、測量轉(zhuǎn)換電路以及典型的檢測實驗案例。3、幾何量傳感器及其應(yīng)用了解幾何量傳感器的特點及其分類，熟練掌握電阻式、電容式、電感式傳感器的基本工作原理、測量轉(zhuǎn)換電路以及典型的檢測實驗案例。4、溫度傳感器及其應(yīng)用了解溫度傳感器的特點及其分類，熟練掌握熱電偶、熱電阻溫度傳感器的基本工作原理、測量轉(zhuǎn)換電路及典型的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計案例，了解數(shù)字式集成溫度傳感器構(gòu)造的典型測溫系統(tǒng)應(yīng)用。5、磁學(xué)量傳感器及其應(yīng)用了解磁學(xué)量傳感器的特點及其分類，熟練掌握霍爾傳感器的基本工作原理、測量轉(zhuǎn)換電路以及典型的檢測實驗案例，了解磁敏二極管、磁敏三極管的結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用。6、光電傳感器及其應(yīng)用理解光電材料光電效應(yīng)的含義和光纖的結(jié)構(gòu)、傳光原理，熟練掌握光電器件的工作原理、特性、測量電路及應(yīng)用方法，熟練掌握光纖傳感器的工作原理、特性、測量及應(yīng)用方法。8、氣體及生物傳感器了解氣體傳感器的原理及分類，掌握其應(yīng)用方法，了解生物傳感器的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及發(fā)展趨勢。DNA/RNA傳感器在新冠肺炎病毒檢測中的重要作用。9、智能傳感器及其應(yīng)用了解智能傳感器的基本原理與實現(xiàn)方法，了解智能傳感器應(yīng)用實例。選取軍用或者國產(chǎn)先進傳感器，如光電、位移傳感器時讓學(xué)生觀看巨浪-2、東風(fēng)-41、東風(fēng)-17、等國產(chǎn)新型高精尖武器裝備，介紹其性能特點的同時，強調(diào)紅外成像、激光、雷達等傳感器在其中制導(dǎo)、定位等方面所起的重要作用，讓學(xué)生體會傳感器在現(xiàn)代科技中的作用及重要性，同時引領(lǐng)學(xué)生感受我國懾戰(zhàn)并舉的強大戰(zhàn)略制衡能力。因此，我們在學(xué)習(xí)傳感器的過程中，同時培養(yǎng)了學(xué)生的愛國主義精神和創(chuàng)新精神。12、現(xiàn)代檢測系統(tǒng)掌握現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的組成及發(fā)展，對于現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢有總體的把握。工匠精神一直流淌于中華民族的血脈之中。在學(xué)習(xí)傳感器的過程中，我們了解到傳感器在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，一旦出現(xiàn)故障，可能會導(dǎo)致生產(chǎn)線停工，造成巨大的經(jīng)濟損失。今天，中國衛(wèi)星、中國高鐵、中國蛟龍、中國住建等世界領(lǐng)先的中國制造領(lǐng)域中廣泛使用著各類傳感器，它們對行業(yè)中的精準管理和生產(chǎn)起著重要作用。五、課程學(xué)時安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標1傳感與檢測技術(shù)基礎(chǔ)2自學(xué)、查找測量不確定度相關(guān)資料并完成課外作業(yè)。ILO-12力學(xué)量傳感器及其應(yīng)用8完成作業(yè)4-5項，查找傳感器相關(guān)應(yīng)用。ILO-1、23幾何量傳感器及其應(yīng)用8完成作業(yè)4-5項，查找傳感器相關(guān)應(yīng)用。ILO-1、24溫度傳感器及其應(yīng)用4完成作業(yè)1-2項，查找傳感器相關(guān)應(yīng)用。ILO-1、25磁學(xué)量傳感器及其應(yīng)用2完成作業(yè)1-2項，查找傳感器相關(guān)應(yīng)用.ILO-1、26光電傳感器及其應(yīng)用2完成作業(yè)1-2項，查找傳感器相關(guān)應(yīng)用。ILO-1、28氣體及生物傳感器2完成作業(yè)1-2項，查找傳感器相關(guān)應(yīng)用。ILO-39智能傳感器及其應(yīng)用2查找傳感器相關(guān)應(yīng)用。ILO-1、312現(xiàn)代檢測系統(tǒng)2查找傳感器相關(guān)應(yīng)用。ILO-1、3六、實踐環(huán)節(jié)及基本要求序號實驗項目名稱學(xué)時基本要求學(xué)生任務(wù)實驗性質(zhì)實驗類別1直流全橋的應(yīng)用－電子稱實驗2掌握應(yīng)變式傳感器的原理以及應(yīng)用方法，并驗證應(yīng)變傳感器在電子秤中的應(yīng)用。利用實驗室所提供的元器件以及器具，設(shè)計并制作電子秤，記錄相關(guān)實驗結(jié)果，并能對實驗結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，撰寫實驗報告。驗證性必做2差動變壓器的性能實驗2掌握電感式傳感器的原理性能和測量方法。利用三段式螺管型差動變壓器設(shè)計位移與感應(yīng)電勢關(guān)聯(lián)互動的實驗。利用實驗室所提供的元器件以及器具，設(shè)計實驗方案，并能對實驗結(jié)果有預(yù)期的正確判斷。撰寫實驗報告。驗證性必做3熱電阻測溫實驗4掌握鉑三線式熱電阻傳感器的原理性能及檢測電路設(shè)計方法，設(shè)計一定精度的溫度檢測裝置，并進行標定。利用實驗室所提供的元器件以及器具，設(shè)計并制作電子秤，記錄相關(guān)實驗結(jié)果，并能對實驗結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，撰寫實驗報告。綜合性必做4電容式傳感器的位移實驗2掌握電容式傳感器的原理性能和測量方法。參照實驗指導(dǎo)書的操作步驟進行實驗，記錄相關(guān)實驗結(jié)果，并能對實驗結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，撰寫實驗報告。驗證性選做5直流激勵時霍爾式傳感器位移特性實驗2掌握霍爾式傳感器的原理性能和測量方法。參照實驗指導(dǎo)書的操作步驟進行實驗，記錄相關(guān)實驗結(jié)果，并能對實驗結(jié)果有預(yù)期的正確判斷，撰寫實驗報告。驗證性選做注：1.實驗性質(zhì)指演示性、驗證性、設(shè)計性、綜合性等；2.實驗類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標準（依據(jù)）占總成績比例支撐課程目標過程考核含到課率、作業(yè)等考勤記錄作業(yè)批改成績10%ILO-1、2、3實驗考核操作及實驗報告操作成績實驗報告成績20%ILO-2、3期末考核閉卷卷面成績70%ILO-1、2、3考核類別考查成績登記方式百