传感器原理及应用教学大纲

《传感器原理及应用》教学大纲一、课程性质、地位和作用本课程是测控技术与仪器、电气工程及其自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、机械工程及其自动化、核工程与核技术等本科专业的核心专业基础课。本课程理论严谨、系统性强。其任务是阐述传感器的基本原理、结构、性能、参数、特点以及传感器的转换、检测电路和传感器技术应用，为学生毕业后从事和逐步适应日新月异发展的自动化控制及检测、光电传感及光电检测科学提供一定的适应能力与基础。二、课程教学对象、目的和要求本课程适用于电子信息工程、自动化、测控技术与仪器、电子科学与技术等本科专业。课程教学目的、要求：（一）从内容上，应使学生牢固掌握传感器与检测技术所必要的基本理论，传感器的基本特性，各种传感器尤其是光电传感器的基本原理，结构、性能和实际应用。（二）从能力方面，培养学生理论与实际相结合，让学生在光电传感器应用方面有所启发。（三）从教学方法上，注意教学内容的系统性，重视基本概念、基本理论和基本技能的培养，加强理论联系实际，强调具体问题具体分析，提高综合分析与评价各种主要问题的素质和能力，尤其是创新能力。三、相关课程及关系本课程的先修课程包括“高等数学”、“大学物理”、“电路分析基础”等，本课程的学习应在学生掌握一定数理、电子知识的基础上进行。与此同时，本课程为后续的“光电检测”、“通信原理”、“自动控制”等课程打下了必要的理论基础。四、课程内容及学时分配总学时：32学时（一）传感与检测技术的理论基础：2学时1、测量概论2、测量数据的估计和处理要求学生掌握检测技术的基础理论，测量的概念，常用测量方法，测量系统的构成。测量误差的表示及性质，及误差的处理等。（二）传感器概述：2学时1、

传感器的组成和分类2、

传感器的基本特性要求学生了解传感器现状和发展趋势，传感器的作用，传感器定义、组成和分类；理解传感器的静态特性和动态特性；了解传感器特性指标，传感器输出输入之间的关系，掌握分析传感器静特性和动特性的基本方法，在给定条件下熟悉计算稳定时间和工作频率的方法。（三）应变式传感器：4学时1、工作原理2、应变片的种类、材料及粘贴3、电阻应变片的特性4、电阻应变片的测量电路5、应变式传感器的应用要求学生掌握电阻式传感器的基本原理，了解不同电阻式传感器的结构、性能、灵敏度差别，分别使用在哪些场合，如何通过电阻式传感器测量力、压力、位移、应变、加速度等非电量参数。转换电路与不同形式传感器的应用。要求正确使用梁式力传感器。（四）电感式传感器：4学时1、

变磁阻式传感器2、

差动变压器式传感器3、

电涡流式传感器要求学生了解自感式传感器工作原理、转换电路与使用方法；掌握差动变压器式传感器的工作原理、转换电路，掌握电涡流式传感器的工作原理和实际应用方法。（五）电容式传感器：4学时1、

电容式传感器的工作原理和结构2、

电容式传感器的灵敏度及非线性3、

电容式传感器的等效电路4、

电容式传感器的测量电路5、

电容式传感器的应用要求学生掌握电容式传感器的种类、结构形式、工作原理与转换电路，了解电容传感器的应用范围和使用方法。（六）压电式传感器：2学时1、

压电效应及压电材料2、

压电式传感器的测量电路3、

压电式传感器的应用掌握压电式传感器工作原理，电荷放大器和电压放大器作用、特征。了解压电传感器的使用方法，压电加速度传感器的结构特点及性能。（七）磁电式传感器：2学时 1、磁电感应式传感器 2、霍尔式传感器了解磁电感应式传感器工作原理、结构特征。掌握霍尔传感器工作原理和特性参数，了解集成霍尔元件和磁敏元件的特性，掌握其使用方法。（八）光电式传感器：8学时 1、光电器件 2、光纤传感器本章内容包括：基于外光电效应的光电管、光电倍增管；基于光电导效应的光敏电阻；基于光生伏特效应的光电池、光敏二极管和光敏晶体管、光电耦合器件；电荷耦合器件(CCD)；光纤传感器；光栅式传感器等。介绍光电器件和光电传感器的结构特征、主要参数、基本特性、光谱特性，光电传感器的应用。要求学生掌握光电传感器的基本特性、工作原理和应用范围。了解光电器件的使用方