1、傳感器技術(shù)及應(yīng)用,上課時(shí)間：周二，3、4節(jié)，1-15周 （10:00-） 周四，10、11節(jié)，2-14周，雙周 （18:55-） 上課地點(diǎn)：主南210,特 別 通 知：,上課時(shí)間：周二，3、4節(jié)，1-15周 （10:00-） 周四，10、11節(jié)，2-14周，雙周 （18:55-） 上課地點(diǎn)：主南210,特 別 通 知：,1.3 課程的設(shè)置背景(重要性)：例子7,汽車(chē)電子系統(tǒng) 需要大量的傳感器,2008年報(bào)價(jià)2500萬(wàn)元的頂級(jí)車(chē),石油化工領(lǐng)域 ！,1.3 課程的設(shè)置背景(重要性)：例子8,需要大量的傳感器,1.3 課程的設(shè)置背景(重要性)：例子8,需要大量的傳感器,1.3 課程的設(shè)置背景(重要性

2、)：例子8,質(zhì)量流量傳感器 與 加氣機(jī)(加油機(jī)),探月首席科學(xué)家,1.3 課程的設(shè)置背景(重要性)：例子9,土衛(wèi)六，碳?xì)浠衔镞h(yuǎn)超地球油氣儲(chǔ)量,1.3 課程的設(shè)置背景(重要性)：例子10,NASA公布黑洞攻擊星系實(shí)景照片,1.3 課程的設(shè)置背景(重要性)：例子11,技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(總結(jié)),與信息技術(shù)、信息鏈，傳感器密切相關(guān),7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),1.3 課程的設(shè)置背景(重要性)：例子12,技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(結(jié)論),信息的處理、信息的傳輸相對(duì)超前,計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)發(fā)展迅猛,傳感器是信息技術(shù)的源頭。沒(méi)有傳感器對(duì)原始參數(shù)的準(zhǔn)確、可靠、實(shí)時(shí)的測(cè)量，信息處理與傳輸?shù)哪芰υ購(gòu)?qiáng)，都沒(méi)有任何實(shí)際意義。,信息獲取發(fā)

3、展相對(duì)緩慢,傳感器技術(shù)嚴(yán)重制約了IT 的發(fā)展,IT 中的摩爾定律,1.3 課程的設(shè)置背景(重要性),大力發(fā)展傳感器技術(shù)至關(guān)重要！,傳感器的重要作用,學(xué)科專(zhuān)業(yè)的 悠久發(fā)展歷史,1.2 課程的設(shè)置背景(重要性),本課程重要！,基于技術(shù)內(nèi)涵 的12個(gè)典型例子,從技術(shù)層面論述,廣義學(xué)習(xí)“傳感器”！,1.2 課程的設(shè)置背景(拓展),傳感器意識(shí)/觀念,信息社會(huì),1.2 課程的設(shè)置背景(拓展1),2008雪災(zāi),獲取第一手信息,“廣義信息獲取”原則,1.2 課程的設(shè)置背景(拓展2),1.2 課程的設(shè)置背景(拓展3),“廣義信息獲取”原則,“廣義信息獲取”原則,1.2 課程的設(shè)置背景(拓展4),1.2 課程的設(shè)

4、置背景(拓展4),推論： 從信息獲取的角度優(yōu)化表征信息的途徑，描述系統(tǒng)的本質(zhì)。 信息“交換”很重要 (理解萬(wàn)歲、避免誤解),“廣義信息獲取”原則信息解讀,“廣義信息獲取”原則學(xué)術(shù)定位(職業(yè)),1.2 課程的設(shè)置背景(拓展5),“廣義信息獲取”原則信息的不同尺度,1.2 課程的設(shè)置背景(拓展5),國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要 (2010-2020年) 國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要 (2010-2020年) 國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要 (2006-2020年),“廣義信息獲取”原則獲得成功之路,1.2 課程的設(shè)置背景(拓展6),當(dāng)遇到“問(wèn)題”時(shí)，怎么辦？ 以“信息獲取傳輸處理”為主線思考對(duì)

5、策 以“國(guó)家重大政策行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展趨勢(shì)國(guó)際政治經(jīng)濟(jì)形勢(shì)”為著眼點(diǎn)進(jìn)行決策 以“有所不為，有所為”為指導(dǎo)思想組織實(shí)踐,PASS=Problem+Analysis+Solution+Success,1.1 課程簡(jiǎn)要介紹 1.2 課程的設(shè)置背景(重要性) 1.3 課程的主要內(nèi)容 1.4 課程的教學(xué)方法與方式 1.5 課程教學(xué)的基本要求 1.6 課程的考核,第1講：緒 論,傳感器的定義,中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB76652005，對(duì)傳感器（Transducer/Sensor）的定義是：能感受被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件（Sensing e

6、lement）是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分；轉(zhuǎn)換元件（Transducing element）是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分。,1.3 課程的主要內(nèi)容,2. 工作機(jī)理敏感元件，傳感器技術(shù)的 核心，研究、設(shè)計(jì)、制作傳感器的關(guān)鍵；,1. 作用測(cè)量，應(yīng)用傳感器的目的；,3. 輸出信號(hào)適于測(cè)量的電信號(hào)。,從三個(gè)方面來(lái)理解與把握：,關(guān)鍵詞？,1.3 課程的主要內(nèi)容,傳感器的定義與理解,1.3 課程的主要內(nèi)容,按工作原理分類(lèi)：物理型、化學(xué)型和生物型,傳感器的分類(lèi),按被測(cè)參數(shù)分類(lèi)：溫度、壓力、流量、物位、加速度、速度、位移、轉(zhuǎn)速、力矩、濕度、粘度、濃度

7、等傳感器,1.3 課程的主要內(nèi)容,傳感器的定義與理解,涉及多學(xué)科與技術(shù) 品種繁多，個(gè)性化應(yīng)用 要求具有高的穩(wěn)定性、高的可靠性、高的重復(fù)性、低的遲滯和快的響應(yīng) 應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛 應(yīng)用要求千差萬(wàn)別 傳感器技術(shù)發(fā)展緩慢,傳感器的特點(diǎn),1.3 課程的主要內(nèi)容,傳感器的定義與理解,新材料、新功能的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 微機(jī)械加工工藝的發(fā)展 傳感器的多功能化發(fā)展 傳感器的智能化發(fā)展 傳感器模型及其仿真技術(shù),傳感器的發(fā)展,1.3 課程的主要內(nèi)容,傳感器的定義與理解,【生化傳感器】,【仿生傳感技術(shù)】,新材料、新功能的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 微機(jī)械加工工藝的發(fā)展 傳感器的多功能化發(fā)展 傳感器的智能化發(fā)展 傳感器模型及其仿真技術(shù),傳感

8、器的發(fā)展,1.3 課程的主要內(nèi)容,傳感器的定義與理解,【仿生傳感技術(shù)】,具有標(biāo)準(zhǔn)量值及單位輸出的測(cè)量裝置，有時(shí)對(duì)輸入也有一定約束,利用某種裝置對(duì)可觀測(cè)量(或稱(chēng)被測(cè)參數(shù))進(jìn)行定性或定量的過(guò)程,具有分析、處理功能的測(cè)量裝置,被測(cè)量(measurand)：,與傳感器相關(guān)的一些基本概念,測(cè)量(measurement)：,儀表(meter)：,儀器(instrument)：,變送器(transmitter)：,作為測(cè)量對(duì)象的特定量,具有目視輸出的測(cè)量裝置,1.3 課程的主要內(nèi)容,1.1 課程簡(jiǎn)要介紹 1.2 課程的設(shè)置背景(重要性) 1.3 課程的主要內(nèi)容 1.4 課程的教學(xué)方法與方式 1.5 課程教學(xué)

9、的基本要求 1.6 課程的考核,第1講：緒 論,1.4 課程的教學(xué)方法與方式,按課程內(nèi)容分為 7 “講”,第1講：緒 論 第2講：傳感器的輸入輸出特性 第3講：傳感器敏感結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性 第4講：幾種典型的模擬式傳感器 第5講：諧振式傳感器 第6講：發(fā)展中的傳感器新技術(shù) 第7講：總 結(jié),1.4 課程的教學(xué)方法與方式,按課程內(nèi)容分為 7“講”,第1講：緒 論 第2講：傳感器的輸入輸出特性 第3講：傳感器敏感結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性 第4講：幾種典型的模擬式傳感器 第5講：諧振式傳感器 第6講：發(fā)展中的傳感器新技術(shù) 第7講：總 結(jié),1.4 課程的教學(xué)方法與方式,按課程內(nèi)容分為 7“講”,課堂教學(xué)基本原則：一、

10、二、三、多,一：一條主線(信息獲取、測(cè)量),二：兩個(gè)基礎(chǔ)(傳感器的敏感機(jī)理，傳感器的特性),三：三個(gè)重點(diǎn)(物理效應(yīng)、變換原理、應(yīng)用特點(diǎn)),多：多個(gè)模塊(不同的傳感器模塊),一條主線，兩個(gè)基礎(chǔ)，三個(gè)重點(diǎn)，多個(gè)獨(dú)立模塊,1.4 課程的教學(xué)方法與方式,2個(gè)必做實(shí)驗(yàn)，2個(gè)自主選擇,查閱相關(guān)文獻(xiàn)，個(gè)性化學(xué)習(xí)， 分組提供一定科研環(huán)境,1.4 課程的教學(xué)方法與方式,1.1 課程簡(jiǎn)要介紹 1.2 課程的設(shè)置背景(重要性) 1.3 課程的主要內(nèi)容 1.4 課程的教學(xué)方法與方式 1.5 課程教學(xué)的基本要求 1.6 課程的考核,第1講：緒 論,傳感器的核心敏感機(jī)理(細(xì)),傳感器的敏感元件彈性敏感元件(會(huì)),幾種典型

11、的傳感器(熟),傳感器的設(shè)計(jì)(初),傳感器的評(píng)估、特點(diǎn)與應(yīng)用(綜),1.5 課程教學(xué)的基本要求,1.5 課程教學(xué)的基本要求,注重 產(chǎn)學(xué)研用 注重 與行業(yè)掛鉤，面向行業(yè) 注重 傳感器本身，特別是一次敏感機(jī)理 注重 與系統(tǒng)，自動(dòng)化、智能化系統(tǒng)相結(jié)合,如何學(xué)好傳感器 ？,要尊重科學(xué)、注意積累！,1.5 課程教學(xué)的基本要求,耐得住寂寞,電位計(jì)式壓力、空速傳感器,1970年，電位計(jì)式壓力、空速傳感器 在我校研制的飛機(jī)上使用。,注重 產(chǎn)學(xué)研用 注重 與行業(yè)掛鉤，面向行業(yè) 注重 傳感器本身，特別是一次敏感機(jī)理 注重 與系統(tǒng)，自動(dòng)化、智能化系統(tǒng)相結(jié)合,如何學(xué)好傳感器 ？,要尊重科學(xué)、注意積累！,廣義上學(xué)習(xí)“傳

12、感器”！,1.5 課程教學(xué)的基本要求,耐得住寂寞,注重向自然界學(xué)習(xí),新材料、新功能的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 微機(jī)械加工工藝的發(fā)展 傳感器的多功能化發(fā)展 傳感器的智能化發(fā)展 傳感器模型及其仿真技術(shù),傳感器的發(fā)展,1.3 課程的主要內(nèi)容,傳感器的定義與理解,【仿生傳感技術(shù)】,1.1 課程簡(jiǎn)要介紹 1.2 課程的設(shè)置背景(重要性) 1.3 課程的主要內(nèi)容 1.4 課程的教學(xué)方法與方式 1.5 課程教學(xué)的基本要求 1.6 課程的考核,第1講：緒 論,期末閉卷考試 平時(shí)作業(yè)情況 課堂及其討論,1.6 課程的考核,1.1 課程簡(jiǎn)要介紹 1.2 課程的設(shè)置背景(重要性) 1.3 課程的主要內(nèi)容 1.4 課程的教學(xué)方法與方式 1.5 課程教學(xué)的基本要求 1.6 課程的考核,第1講：緒 論(小結(jié)),第一講作業(yè)：所提出的思考題,思考題(第1講：緒 論),1. 如何理解傳感器? 2. 舉例說(shuō)明傳感器在信息技術(shù)中的重要性(3個(gè))。,第一講作業(yè)：所提出的思考題,思考： 1.畫(huà)出該傳感器的原理方框圖 2.彈簧起什么作用？,第一講作業(yè)：所提出的思考題,第1講：緒 論 第2講：傳感器的輸入輸出特性 第3講：傳感器敏感結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性 第4講：幾種典型的模擬式傳感器 第5講：諧振式傳感器 第6講：發(fā)展中的傳感器新技術(shù)