《传感器与检测技术》课程教学大纲

《传感器与检测技术》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称传感器与检测技术课程英文名称SensorandMeasurementTechnology课程编号33122101课程模块£思想政治理论课£通识教育课√专业基础课£专业课课程性质√必修£限选£专业任选£任选总学时32讲授学时24实验（专题辅导）学时8总学分2开课单位电子与信息工程学院开课系（室）自动化系授课对象自动化专业大三学生适用专业自动化先修课程《高等数学》，《大学物理》，《电路分析》，《模拟电子技术》，《数字电子技术》等课程。二、课程简介和教学目标1．课程简介本课程是一门专业基础课，主要适用于自动化专业的大三学生。本课程在自动化专业中处于基础地位，与《自动控制》、《继电保护》及《电气控制及PLC》等课程紧密相关。通过本课程的学习，使学生掌握常用传感器检测原理和测量电路，能够根据工程实际选用合适的传感器，并能够对测试系统的性能进行分析，对测得的数据进行处理，培养和锻炼学生组建非电测量检测控制系统的实际能力，为后续的《过程控制》、《电气控制》等课程及系统设计工作奠定基础。2.教学目标教学目标1：使学生掌握传感与检测技术的基本概念，检测系统的基本特性，信号分析及其在检测技术中的应用，各种常用传感器的工作原理、测量电路以及应用，掌握信号调理技术，测量误差分析和测量数据的基本处理算法，系统抗干扰技术，了解现代检测技术的初步知识，并掌握各种常见物理量的测量和应用方法。教学目标2：要求掌握传感器原理和测量数据处理技术，根据系统的要求和性能指标，能够设计、开发检测系统，并进行仿真验证或者实际验证。教学目标3：学生能够设计实验方案，完成实验，并能分析实验中出现的问题并解决；根据实验数据得出结论，具有撰写报告的能力。教学目标4：通过课程的案例设计与分析教学环节，增强学生自主学习意识，提高解决复杂工程应用问题的思维能力、创新意识，为国家的发展、社会的进步做好专业知识与技能的储备。教学目标5：通过要求学生能够自主学习、合作学习和探究学习；要求学生具有责任、担当及团队协作精神，讲科学，讲诚信，严谨治学态度。教学目标6：了解新材料、新工艺、新技术在传感器与测量技术领域的应用，及时了解传感与检测技术的发展动态，促进学生的探索知识行为，同时鼓励学生树立绿色生态理念。教学目标7（课程思政）：培养学生遵纪守法，树立正确的价值观，良好的素质；讲授检测技术的历史发展，厚植学生家国情怀；介绍检测系统在我国的应用，培养学生工匠精神；举例检测技术应用不端，引导学生树立正确的价值观；分析检测技术国内外发展现状，激发学生社会责任感；借助榜样案例向学生传递创新创业精神。教学目标与毕业要求指标点的支撑关系教学目标支撑毕业要求对应指标点教学目标11.1能够将数学、自然科学、工程科学的语言工具用于工程问题的表述。教学目标21.2能针对具体的对象建立数学模型并求解；2.1能够识别和判断工程问题的关键环节和参数，并能正确表达工程问题.3.1了解影响设计目标和技术方案的各种因素。教学目标34.2能够根据对象特征，设计实验方案，安全地开展实验。5.2能够选择和使用恰当的仪器和模拟软件对工程问题进行分析、计算。教学目标48.2理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范；9.1能够在团队中有效沟通，合作共事。10.1能够就复杂的自动化工程问题，有效沟通。教学目标57.2能够站在环境保护和可持续发展的角度思考工程实践的可持续性教学目标68.1有正确的价值观，了解国情；12.1认识到自主和终身学习的必要性，能够跟踪社会与技术发展的趋势。三、理论教学表1理论教学安排序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他1第1章传感器与检测技术概论（1）1.检测技术概论2.测量数据的估计和处理重点：误差的分类及处理难点：误差的处理线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,6,72第2章传感器概述（2）1.传感器的组成和分类；2.传感器的基本特性重点：传感器的静态特性和动态特性难点：传感器的动态特性线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,5,73第3章应变式传感器（3）电阻应变片的工作原理；电阻应变片的结构、材料和粘贴；电阻应变片的特性；电阻应变片的测量电路；应变式传感器的应用。重点：电阻应变片的工作原理和测量电路难点：电阻应变片测量电路线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,3,4,54第4章电感式传感器（4）自感式传感器；差动变压器式传感器；电涡流式传感器；重点：三种传感器的特点及应用难点：零点残余电压及其补偿线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,3,4,55第5章电容式传感器（3）电容传感器的工作原理和结构；电容传感器的灵敏度及非线性；电容传感器的等效电路及测量电路；电容传感器的应用。重点：三种电容传感器的特点及典型应用难点：电容传感器的测量电路线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,3,4,56第6章压电式传感器（2）压电效应及压电材料；压电式传感器的测量电路；压电式传感器的应用。重点：压电传感器特点及应用难点：压电效应的物理解释、电荷放大器与电压放大器的对比线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,4,57第7章磁电式传感器（2）磁电式传感器的原理及应用；霍尔式传感器的原理及应用。重点：霍尔传感器的工作原理，误差及补偿难点：磁电式传感器的设计线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,3,4,58第8章光电式传感器（2）各种光电器件的工作原理；光纤传感器的工作原理及应用。重点：光电效应的分类及典型光电器件难点：光纤传感器工作原理线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,3,4,5,69第9章半导体传感器（1）气敏传感器的工作原理；湿敏传感器的工作原理；色敏传感器工作原理；半导体传感器的应用。重点：各种半导体传感器的工作原理难点：气敏传感器及湿敏传感器的应用线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,3,4,510第10章超声波传感器（1）超声波及其物理性质；超声波传感器原理及应用。重点：超声波传感器的原理及应用难点：超声波传感器的应用线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,3,4,511第11章微波传感器（0）微波传感器的概述及应用重点：微波传感器的原理及应用难点：微波传感器的原理及应用线上自学，同时结合讨论、测试等教学方法。1,2,512第12章辐射式传感器（0）红外传感器的工作原理及应用；辐射式传感器的工作原理及应用。重点：辐射传感器的工作原理及应用难点：辐射传感器的工作原理及应用线上自学，同时结合讨论、测试等教学方法。1,2,513第13章数字式传感器（0）数字式传感器的工作原理及应用。重点：数字式传感器的工作原理及应用。难点：数字式传感器设计线上自学，同时结合讨论、测试等教学方法。1,2,5,6,714第14章智能式传感器（1）传感器的智能化。重点：传感器智能化方法难点：传感器智能化设计线上自学，同时结合讨论、测试等教学方法。1,2,5,6,715第15章传感器在工程检测中的应用（2）温度测量压力测量流量测量物位测量气体成分测量振动测量重点：各种物理量的测量方法难点：各种物理量的多种测量方法线上教学+课堂讲授＋项目式教学。同时结合讨论、测试、自学等教学方法1,2,3,4,5四、实验教学表2实验教学安排序号实验项目名称（学时）实验内容实验类型支撑教学目标其他1电阻应变传感器实验（2）金属箔式应变计全桥电子秤测试验证性1,2,3,4,52差动变面积电容传感器实验（2） 差动变面积电容传感器测量位移验证性1,2,3,43电涡流式传感器实验（2）被测体材料对传感器特性的影响；验证性1,2,3,44转速测量实验（2）用光电传感器和霍尔传感器测量转速验证性1,2,3,4,5五、考核与成绩评定方法表3课程考核及评价细则成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则支撑教学目标线上自学章节测试10根据学生线上测试情况，按10%计入课程总成绩1,6,7平时成绩出勤情况10根据学生平时上课的出勤率，视其对课程学习的态度及积极程度，按10%计入课程总成绩1,,2,3,5,6,7作业情况10根据作业完成情况评分，按10%计入课程总成绩1,2,4,5,6,7实验10根据实验完成情况给分，按10%计入课程总成绩1,2,3,4,5,6,7期末考试期末笔试60以笔试成绩60%1,2,4,5,6六、建议教材及相关教学资源[1]胡向东，传感器与检测技术[M].北京：机械工业