《传感器技术》课程教学大纲

1、传感器技术教学大纲一、课程基本信息中文名称传感器技术英文名称Sensor Technology适用专业信息工程先修课程高等数学、电子技术、电路分析等课程类别专业课修读性质必修学分/学时2.5学分/34学时（实践18学时）考核方式考查二、教学目标通过传感器原理课程的教学，使学生传感器的基本概念、基本理论、基本结构和传感器测量方法有比较系统的认识和正确的理解，并逐步培养学生熟练的电路分析能力、综合设计能力、整体思维能力、相互协作能力和自学能力；为学生学习后继专业课程，进一步学习新理论、新知识以及新技术打下扎实的基础。三、教学内容及基本要求绪 论（理论1学时）（一）教学目标初步了解传感器的概念和结构

2、方式及传感器技术的作用和前景。（二）重点、难点传感器的概念与组成传感器的组成（三）教学内容1.传感器的作用2.传感器及传感技术3.传感器的组成4.传感器的分类5.传感器的发展新趋势第一章 传感器一般特性（理论2学时/实践2学时）（一）教学目标初步初步了解传感器的静态特性和动态特性，掌握基本概念（二）重点、难点传感器的动、静态特性传感器的动态特性（三）教学内容1.传感器的静态特性线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、重复性、零点漂移、温漂2.传感器的动态特性动态特性的一般数学模型、传递函数、传感器的动态响应及其动态特性指标第二章 应变式传感器（理论4学时/实践2学时）（一）教学目标掌握应变

3、式传感器的工作原理，了解压阻传感器的基本工作原理（二）重点、难点应变式传感器的基本工作原理、测量电路、温度误差及其补偿，压阻效应应变式传感器的测量电路，结晶体的晶向和晶面的表示方法及压阻系数的概念，固态压阻器件（三）教学内容1.金属应变片式传感器金属丝式应变片、金属箔式应变片、测量电路、应变式传感器2.压阻式传感器压阻效应、晶向和晶面的表示方法、压阻系数及固态压阻器件第三章 电容式传感器（理论3学时/实践2学时）（一）教学目标掌握电容式传感器的分类、结构和工作原理、测量电路，电容式传感器的应用（二）重点、难点电容式传感器的原理、各种测量电路和应用掌握几种测量电路，电容式传感器的误差分析和电容式

4、传感器的应用（三）教学内容1.电容式传感器的工作原理变面积型、变介质型、变极距型2.电容式传感器测量电路等效电路、测量电路3.电容式传感器的误差分析温度对结构尺寸的影响、电容电场的边缘效应、寄生与分布电容的影响4.电容式传感器的应用电容式差压变送器、电容式测微仪、电容式液位计第四章 电感式传感器（理论4学时/实践2学时）（一）教学目标掌握气隙型电感传感器的工作原理和电感线圈的等效电路、测量电路，互感式传感器的结构原理和等效电路，电涡流传感器的结构和工作原理、等效电路、测量电路及其应用，了解螺管型传感器、互感式传感器的变换特征、误差因素分析。（二）重点、难点气隙型电感传感器的工作原理和电感线圈的

5、等效电路，互感式传感器的结构原理，电涡流传感器的结构和工作原理。自感式、互感式、电涡流式、传感器的原理和测量电路及其误差。（三）教学内容1.自感式传感器气隙型电感传感器的工作原理和特性分析、螺管型传感器、电感线圈的等效电路、测量电路2.互感式传感器（差动变压器）结构原理和等效电路、变换特征、误差因素分析、测量电路及其应用3.电涡流式传感器结构和工作原理、等效电路、线圈形状、尺寸对性能的影响、测量电路及其应用第五章 压电式传感器（理论4学时/实践2学时）（一）教学目标掌握压电效应、压电材料，了解其测量电路和几种应用。（二）重点、难点压电效应、压电材料熟练掌握压电效应和压电材料，压电传感器的等效电

6、路和测量电路（三）教学内容1.压电效应石英晶体压电效应、压电陶瓷的压电效应2.压电材料石英晶片、压电陶瓷3.压电式传感器的测量电路等效电路、测量电路4.压电式传感器的应用压电式加速度传感器、压电式压力传感器、压电式流量计第六章 数字式传感器（理论4学时/实践2学时）（一）教学目标掌握光栅传感器的结构原理，了解马盘式传感器的工作原理和莫尔条纹的原理特点，辨向原理和细分技术。（二）重点、难点光栅传感器的结构原理马盘式传感器工作原理、码制和马盘、二进制码与循环码的转换，莫尔条纹形成的原理和特点、光栅常用的电路、辨向原理、细分技术（三）教学内容1.马盘式传感器工作原理、码制和马盘、二进制码与循环码的转

7、换、应用2.光栅传感器光栅传感器的结构原理、莫尔条纹形成的原理和特点、光栅常用的电路、辨向原理、细分技术第七章 热电式传感器（理论4学时/实践2学时）（一）教学目标掌握热电效应，热电偶基本定律，常用的热电阻，热敏电阻的结构和材料、基本参数、主要特性和应用。了解热电阻测温线路，集成温度传感器和热敏电阻的测温电路（二）重点、难点热电效应，热电偶基本定律，常用的热电阻，热敏电阻的结构和材料、基本参数、主要特性和应用热电效应，热电偶基本定律，集成温度传感器（三）教学内容1.热电偶热电效应，热电偶基本定律，常用热电偶及结构，热电偶冷端温度补偿2.热电阻常用热电阻，热电阻测温线路，热电阻特点3.集成温度传

8、感器4.热敏电阻热敏电阻的结构和材料、基本参数、主要特性、热敏电阻的测温电路、热敏电阻的应用第八章 固态式传感器（理论4学时/实践2学时）（一）教学目标掌握霍尔效应、光电效应、光敏电阻、光电池的基本原理和电荷耦合器件的结构与工作原理，了解几种气体传感器和湿度传感器的原理和应用，CCD图像传感器、CCD图像传感器的特性参数、光电阵列器件在检测中的应用（二）重点、难点霍尔效应、光电效应、光敏电阻、光电池的基本原理霍尔效应、光电效应、光电池的基本原理，电荷耦合器件的结构与工作原理、CCD图像传感器、CCD图像传感器的特性参数，几种气体传感器和湿度传感器的原理（三）教学内容1.磁敏传感器霍尔元件、磁敏

9、二极管和磁敏三极管2.光敏传感器光电效应、光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管、光电传感器的类型和应用3.电荷耦合器件电荷耦合器件的结构与工作原理、CCD图像传感器、CCD图像传感器的特性参数、光电阵列器件在检测中的应用4.气体传感器接触燃烧式气体传感器、半导体气体传感器、氧化锆氧气传感器、其他传感器的应用5.湿度传感器湿度表示方法、湿度传感器的主要参数、电解质湿度传感器、陶瓷湿度传感器、高分子湿度传感器第九章 光导纤维传感器（理论3学时）（一）教学目标掌握光导纤维导光的基本原理，光纤传感器结构原理和分类，光纤传感器的主要元器件，了解光纤传感器的应用（二）重点、难点光导纤维导光的基本原理，

10、光纤传感器结构原理和分类理解光纤传感器结构原理，光纤传感器对温度的检、压力的检测和液位流量流速的检测（三）教学内容1.光导纤维导光的基本原理斯乃尔定理，光纤结构2.光纤传感器结构原理和分类光纤传感器结构原理，光纤传感器分类3.光纤传感器的主要元器件光纤、光源、检测器4.光纤传感器的应用温度的检测，压力的检测，液位流量流速的检测四、考核形式及成绩评定（一）考核形式：期末考试为开卷考试，命题根据大纲要求，考查各章节重点掌握知识点。（二）成绩评定：课程考核由听课情况及期中测试成绩和期末考试成绩两部分组成，分别占课程总成绩的30%和70%。五、教材与参考书教 材：王化祥.传感器原理及应用.（第3版）.出版地：天津大学出版社，2007参考书：1高燕.传感器原理及应用.（第1版）.出版地：西安电子科技大学出版社，20092王雪文.传感器原理及应用.（第1版）.出版地：北京航空航天大学出版社，2004六、课程学时分配表序号教学内容（章、节或篇名）学时分配作业、考查理论实践1绪 论102第1章 传感器的一般特性321-6 1-123第2章 应变式传感器4