《传感器原理及应用》教学大纲.doc

传感器原理及应用教学大纲学时：51 学分：3 适用专业：电子信息工程一、课程的性质、目的和任务传感器原理及应用是电子信息工程专业的必修课。其目的和任务是：掌握一般通用的力学、热学、声学、光学等传感器原理及应用，并能设计一般的应用电路；掌握常见非电参数的检测方法；初步了解现代检测技术。二、课程教学的基本要求（1）了解：微波传感器；计算机检测技术；虚拟仪器；（2）理解：检测系统的特性与性能指标；测量基本知识；电涡流式传感器；磁电式传感器；光纤传感器；霍尔式传感器；转矩的测量；加速度和振动的测量；转速的测量；流量的测量；成分量的测量；检测系统抗干扰技术；（3）掌握：感测技术基本知识；电阻式传感器；电容式传感器；电感式传感器；压电式传感器；热电式传感器；光电式传感器；超声波传感器；力、压力的测量；速度的测量；位移、物位和厚度的测量；温度的测量；简单光控及温控电路。三、课程教学内容（一）感测技术基本知识1检测系统的特性与性能指标 检测系统的组成 检测系统的静态特性与性能指标 检测系统的动态特性与性能指标 2测量基本知识 测量误差的基本概念 随机误差及其处理 系统误差的处理3常见测控电路电桥电路及相敏检波 差动放大与仪用放大器 电压的数字化测量 相位差的数字化测量频率测量 简单控制电路说明：本章的重点是：检测系统的特性与性能指标；常见测控电路。难点是常见测控电路原理、应用和简单测控电路计算（二）常用传感器工作原理1传感器基本概念传感器定义 传感器的基本组成 传感器的分类 传感器的性能参数及要求2电阻式传感器金属电阻应变片 半导体应变片 电阻应变传感器的应用 3电容式传感器基本工作原理及分类 电容式传感器常用的转换电路 电容式传感器的应用 4电感式传感器自感式传感器 互感型变压器式电感传感器 电感传感器的应用5电涡流式传感器基本工作原理 高频反射式电涡流传感器的基本结构 涡流式传感器的应用6压电式传感器压电效应 压电式传感器等效电路 压电式传感器的测量电路7磁电式传感器动圈式磁电传感器；磁阻式磁电传感器；磁电式传感器的测量电路8热电式传感器热电偶 热电阻和热敏电阻9光电式传感器光电效应及器件 光电器件的特性 光电式传感器 CCD图像传感器10光纤传感器光纤的结构和导光原理 光纤类传感器基本原理及分类 光纤传感器的调制 光纤传感器的应用11霍尔式传感器霍尔效应 霍尔传感器的测量电路 测量误差补偿12超声波传感器超声检测的物理基础 超声传感器的原理与结构 超声传感器基本应用13微波传感器微波的基本知识 微波传感器及其分类 微波传感器的应用说明：本章的重点是：传感器基本概念；电阻式传感器；电容式传感器；电感式传感器；热电式传感器；光电式传感器。难点是：热电耦、压电式传感器、光电式传感器、光纤传感器、超声波传感器等牵涉知识面广，应用较为复杂，讲解及学生理解较难。（三）常见非电参数的检测方法1力、压力和转矩的测量力的测量 压力的测量 转矩的测量 2位移、物位和厚度的测量 位移测量 物位测量 厚度测量 3速度、加速度和振动的测量速度的测量 振动与加速度的测量 4转速的测量磁电式传感器测转速 霍尔转速传感测转速 光电式数字转速测量5温度的测量温度的概念和测量方法 接触式温度测量 非接触式温度测量 6流量的测量流量的概述和测量方法 速度式流量计 差压法测流量 7成分量的测量湿度及其测量 气体成分测量 浓度的测量 说明：本章的重点是传感器基本概念；电阻式传感器；电容式传感器；电感式传感器；热电式传感器；光电式传感器。特别在日常生活中常用的热电式传感器，光电式传感器的原理及基本应用作为重点中的核心内容。难点是力、压力和转矩的测量；速度、加速度和振动的测量；流量的测量等牵涉力学、机械、流体力学、材料力学等多方面知识。（四）检测系统抗干扰技术1干扰的分类外部干扰 内部干扰2干扰的引入串模干扰 共模干扰3干扰的抑制方法接地的类型 隔离与耦合 布线抗干扰措施 软件抗干扰措施说明：本章的重点是干扰的分类，干扰的抑制方法；难点是信号通道干扰，电源干扰，数字电路引起的干扰，串模干扰，共模干扰等产生的原因及抑制方法。（五）现代检测技术简介1计算机检测技术2虚拟仪器说明：本章为非重点内容，以基本概念介绍为重点。四、课内实践教学要求本课程无课内实践要求。五、考核形式考试（闭卷）六、学时分配章节内容学时（一）感测技术基本知识7（二）常用传感器工作原理22（三）常见非电参数的检测方法16（四）检测系统抗干扰技术4（五）现代检测技术简介2合计51七、本课程与其它课程的联系先修课程：普通物理、电子技术基础。 后续课程：应用与设计课程。 八、建议教材