传感器及检测技术教案全

1、北京理工大学珠海学院信息学院教案课程名称：传感器与检测技术课程性质：专业必修主讲教师：安玉磊联系电话：E-MAIL:课时分配表适用专业：测控技术与仪器班级：07级1班，2班早1标题分配课时备注1绪论，22绪论测量误差与数据处理23第二章电阻式传感器原理及应用 应变式传感器（A24第二章电阻式传感器原理及应用 应变式传感器（B）25第二章电阻式传感器原理及应用压阻式传感器26第三章变阻抗式传感器原理及应用 自感式传感器27第三章变阻抗式传感器原理及应用 差动变压器28第三章变阻抗式传感器原理及应用 电容传感器29第三章变阻抗式传感器原理及应用电涡流式传感器压磁式传感器210第四章光电式传感器原理

2、及应用光电效应和光电器件211第四章光电式传感器原理及应用光电码盘电荷耦合器件212第四章光电式传感器原理及应用光纤传感器光栅传感器213第五章电动式传感器原理及应用磁电式传感器霍尔传感器214第五章电动式传感器原理及应用 压电式传感器215第六章温度检测 概述热电阻式传感器216第六章温度检测 热电偶传感器217第九章自动检测的共性技术及新发展I218第九章自动检测的共性技术及新发展I219复习课程合计38第1课一.章节名称绪论，二.教学目的1、掌握内容：传感器的静态特性，动态特性；2、了解内容：传感器的定义，组成，自动检测技术的发展和应用；2 学时四.教学内容（知识点）1 自动检测系统的组

3、成；2传感器的定义，组成，传感器的分类3. 传感器的静态特性；4. 传感器的动态特性；5. 传感器的标定和校准五教学重点、难点1 传感器的静态特性和动态特性；2传感器的标定和校准；六选讲例题2 活塞压力计标定；3 压力传感器的动态标定；七作业要求7 什么是传感的静态特性有那些指标如何用公式表示8 什么是传感器的动态特性有那些分析方法八环境及教具要求多媒体教室、 PowerPoint九教学参考资料1 传感器与检测技术 ，徐科军；2 传感器原理与应用 ，程德福 ；第3课一章节名称测量误差和数据处理；二教学目的1、掌握内容：测量误差的表示方法，数据处理的基本方法；2、了解内容：误差的概念和分类，精度

4、；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 测量误差的概念和分类；2. 精度3. 误差的表示方法；4. 随机误差的处理方法；5. 系统误差的处理；6，粗大误差的处理；7数据处理的基本方法五教学重点、难点1 误差的处理方法；2 数据处理的基本方法；六选讲例题1 补偿法测量高频小电容；2 对照法消除系统误差；七作业要求2 正态分布的随机误差有什么特点3、什么是系统的引用相对误差它有什么意义八环境及教具要求多媒体教室、 PowerPoint九教学参考资料1 传感器与检测技术 ，徐科军第13课一章节名称应变式传感器；二教学目的1、掌握内容： 金属应变片的工作特性 ；2、了解内容：金属应变片的工作

5、原理；三安排课时： （ 2 学时）四教学内容（知识点）1. 金属的应变效益；2. 应变片的结构与种类；3. 应变片的灵敏系数；4. 横向效应；5. 温度误差及其补偿五教学重点、难点1 横向效益；2 温度误差及其补偿；六选讲例题1 热敏电阻补偿法；2双金属丝补偿法；七作业要求1、什么是应变效应，用金属的应变效应解释电阻应变片的工作原理。八环境及教具要求多媒体教室、 PowerPoint一章节名称应变式传感器；二教学目的1、掌握内容：传感器的测量电路，几种电桥的灵敏度与线性度的分析；2、了解内容：传感器的应用举例；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）2 电桥电路的工作原理；3 . 电桥电路的

6、非线性误差及其补偿；4 . 半桥差动和全桥差动；4柱式力传感器；5. 梁式力传感器；五教学重点、难点1 电桥电路的工作原理；2 电桥电路的非线性误差及其补偿；六选讲例题1 全桥差动 ；2等截面梁式应变传感器；七作业要求3、有一金属电阻应变片，其灵敏度K=, R=120欧姆，工作时应变为1200,则电阻变化多少如果电桥的工作电压为2V,那么输出是多少八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件一章节名称压阻式传感器；二教学目的1、掌握内容：传感器的测量电路，几种电桥的灵敏度与线性度的分析；2、了解内容：传感器的应用举例；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 半导体的压阻效益；

7、2. 体型半导体压阻应变片的结构和特点；3. 体型半导体压阻应变片的测量电路；4扩散式压阻应变片传感器的结构和特点；5. 测量电路及灵敏度温度补偿；6. 零点温度补偿五教学重点、难点1 测量电路和灵敏度温度补偿；2. 零点温度补偿；六选讲例题1 恒流源电桥；2温度漂移的补偿；七作业要求， ；交纸质档八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件一章节名称自感式式传感器；二教学目的1、掌握内容：自感式传感器的原理与测量电路；2、了解内容：传感器的应用举例，变面积式传感器和螺线管式传感器；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 自感式传感器的工作原理；2. 变气隙式传感器的灵敏度及

8、线性度分析；3. 差动变隙式电感传感器；4变面积式和螺线管式电感传感器的原理与分析；5. 自感式传感器的测量电路；6. 应用举例五教学重点、难点1 变气隙式自感传感器的灵敏度及线性度分析；2. 测量电路，相敏检波电路；六选讲例题1 变压器电桥；2相敏检波电路；七作业要求， ；交纸质档八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件一章节名称差动变压器；二教学目的1、掌握内容：差动变压器的的结构，工作原理和相敏检波电路；2、了解内容：差动变压器的工作原理；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 变隙式差动变压器的结构和工作原理以及其灵敏度，输入和输出的关系；2. 螺线管式差动变压器

9、的原理和工作特性， 以及其灵敏度， 线性度的分析；3. 零点残余电压及其消除方法；4转换电路：差动整流电路，相敏检波电路，直流差动变压器电路；5. 应用举例五教学重点、难点1 螺线管式差动变压器的灵敏度及线性度分析；2 . 转换电路，零点残余电压；六选讲例题2相敏检波电路；七作业要求试说明螺线管式差动变压器的灵敏度和线性度的特点八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件一章节名称电容式传感器；二教学目的1、掌握内容：电容式传感器的工作原理和主要性能，电容式传感器测量电路；2、了解内容：电容式传感器的设计特点和应用举例；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 工作原理和类型，

10、变极距型电容式传感器，便面积型电容式传感器以及变介电常数型电容式传感器；2. 电容式传感器的静态灵敏度和非线性；3. 电容式传感器的设计特点和设计要点；4电容式传感器的等效电路；5. 调频电路，运算放大器电路，双T型电桥电路，脉宽调制电路；6. 应用举例五教学重点、难点1 电容式传感器的等效电路，测量电路；六选讲例题2 双 T 型电桥电路，脉宽调制电路；七作业要求为什么电容式传感器容易受干扰，如何减小干扰八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件一章节名称电容式传感器；二教学目的1、掌握内容：电容式传感器的工作原理和主要性能，电容式传感器测量电路；2、了解内容：电容式传感器的设计特

11、点和应用举例；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）3 工作原理和类型，变极距型电容式传感器，便面积型电容式传感器以及变介电常数型电容式传感器；4 .电容式传感器的静态灵敏度和非线性；5 .电容式传感器的设计特点和设计要点；4电容式传感器的等效电路；5. 调频电路，运算放大器电路，双T型电桥电路，脉宽调制电路；6. 应用举例五教学重点、难点1 电容式传感器的等效电路，测量电路；六选讲例题1 双 T 型电桥电路，脉宽调制电路；七作业要求为什么电容式传感器容易受干扰，如何减小干扰八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件一章节名称电涡流式传感器压磁式传感器；二教学目的1、掌握内容：

12、电涡流传感器的工作原理，等效电路，测量电路，压磁式传感器的工作原理；2、了解内容：电涡流传感器的主要类型和应用举例；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 电涡流效应，电涡流传感器的工作原理；2. 电涡流传感器的等效电路；3. 电涡流传感器的测量电路；4高频反射式和低频透射式电涡流传感器5. 正负磁致伸缩，维捷曼效应；6. 应用举例五教学重点、难点1 电涡流传感器的等效电路；2、维杰曼效应；六选讲例题电涡流传感器的厚度测量和振幅测量七作业要求简要说明电涡流传感器测量厚度的主要原理。八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件九教学参考资料1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感

13、器原理与应用，程德福；第 15课一章节名称光电效应和光电器件二教学目的1、掌握内容：常见光电器件的工作原理和性能分析；2、了解内容：应用举例；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 外光电效应，内光电效应和阻挡层光电效应；2. 光电管，光电倍增管，光敏电阻，光电晶体管和光电二极管光电池的原理和性能分析；3. 光电式传感器的应用；五教学重点、难点1 各种光电效应；六选讲例题光敏晶体管的工作原理七作业要求简要说明如何利用光电传感器检测颜色。八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件一章节名称光电码盘电荷耦合器件二教学目的1、掌握内容：电荷耦合器件；2、了解内容：光电码盘；三安排

14、课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 光电码盘的基本原理和编码方式；2. 电荷耦合器件的基本原理和结构；3. CCD 图像传感器的种类，转移方式和结构等；4. CCD 图像传感器的应用举例五教学重点、难点1. CCDS像传感器的种类和工作原理；六选讲例题线阵CCD勺尺寸测量原理和结构；七作业要求什么叫CC阴井，论述CCD勺电荷转移过程；八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件九教学参考资料1 传感器与检测技术，徐科军；2. 传感器原理与应用，程德福；第19课一章节名称光纤传感器光栅传感器二教学目的1、掌握内容：光纤的结构和工作原理，光纤的主要参数，光纤传感器的结构原理，光栅传

15、感器的结构和原理；2、了解内容：光纤传感器的特点，光纤传感器的应用；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1 光导纤维的结构和导光原理；2. 数值孔径，光纤模式和传播损耗；3. 光纤传感器的结构原理；4. 光纤传感器的分类，特点和应用；5、光栅传感器的结构原理；6、莫尔条纹的形成机理；五教学重点、难点1 光导纤维的结构和导光原理；2 . 光栅传感器的放大作用；六选讲例题光导纤维的导光原理推导；七作业要求光栅传感器的基本原理莫尔条纹的形成机理有何特点八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件一章节名称磁电式传感器霍尔传感器二教学目的1、掌握内容：磁电式传感器的工作原理，动圈式磁电

16、传感器，磁阻式磁电传感器，霍尔传感器的工作原理，霍尔原件的误差补偿；2、了解内容：磁电式传感器的动态特性，霍尔原件的主要特性参数；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 磁电式传感器的工作原理，动圈式和磁阻式磁电传感器；2. 霍尔效应，金属，半导体对比；3. 霍尔效应的定量计算；4. 霍尔效应的误差补偿；5、霍尔效应的输入输出电阻，控制电流，不等位电势和不等位电阻；6、磁电式传感器的动态特性；五教学重点、难点1 霍尔效应的定量计算；2 . 霍尔效应的误差补偿；六选讲例题；七作业要求简述霍尔传感器的组成，画出霍尔传感器的输出电路图。八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件九

17、教学参考资料1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第1 5课一章节名称压电式传感器二教学目的1、掌握内容：压电式传感器的工作原理，压电式传感器的等效电路和信号变换电路；2、了解内容：压电式传感器的应用举例；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 压电晶体的压电效应，压电陶瓷的压电效应；2. 压电元件的等效电路：电荷源等效电路，电压源等效电路；3. 压电片的串并联；4. 电压放大器，电荷放大器；5、压电传感器的应用；五教学重点、难点1 压电效应；2 . 压电元件的等效电路；六选讲例题压电元件的电压放大器；七作业要求说明压电元件的等效电路及其特点，电荷放大器的特点。八

18、环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件九教学参考资料1 传感器与检测技术，徐科军；2. 传感器原理与应用，程德福；第17课一章节名称概述热电阻式传感器二教学目的1、掌握内容：温度的概念，和温度的测量方法，金属热电阻，半导体热电阻；2、了解内容：温标，热电阻的应用；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 温度的物理意义，接触式测温和非接触式测温常用的方法；2. 温标的建立，热力学温标，经验温标，国际温标；3. 金属热电阻材料的性能要求，铂热电阻，铜电阻的特性，金属热电阻的结构；4. 半导体热敏电阻的工作特性，以及主要参数；5、热敏电阻的线性化；6、热敏电阻应用举例；五教学重

19、点、难点1 半导体热敏电阻的主要特性；2 . 半导体热敏电阻的线性化；六选讲例题半导体热敏电阻的线性化；七作业要求半导体热敏电阻随温度变化的典型特性有哪些八环境及教具要求多媒体教室、 MS Office 软件九教学参考资料1 传感器与检测技术 ，徐科军 ；2. 传感器原理与应用 ，程德福；第17课一章节名称热电偶温度传感器二教学目的1、掌握内容：热电偶测温的基本原理，热电偶的基本特性，热电偶的冷处理和补偿；2、了解内容：标准热电偶和非标准热电偶，热电偶的应用；三安排课时： 2 学时四教学内容（知识点）1. 接触电势，温差电势，热电偶回路的总电势；2. 匀质导体定律，连接导体定律和中间导体定律；3. 金属热电阻材料的性能要求，铂热电阻，铜电阻的特性，金属热电阻的结构；4. 补偿导线法，冷端处理法，温度补偿法；5、标准化热电偶，非标准化热电偶；6、热敏电阻应用举例；五教学重点、难点1 热电偶的基本定律；2 . 热电