传感器与检测技术课程教学大纲
《传感器课程设计》课程教学大纲
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M4
平时表现
20%
A-遵守纪律,全勤;工作态度认真,积极主动;B-遵守纪律,全勤;工作态度比较认真,有积极性;C-遵守纪律,缺勤不到20%;工作态度端正,有一定主动性;D-纪律性差,缺勤超过30%;工作态度不端正,不积极不主动;
11
M4
实验和口头报告
50%
A-传感器设计完整,性能符合要求,实验结果正确。答辩过程语言表达流畅,内容表述清晰准确,回答问题正确。B-传感器设计较为完整,性能比较符合要求,实验结果较为正确。答辩过程语言表达较为流畅,内容表述较为清晰准确,回答问题较为正确。C-传感器设计基本完整,性能基本符合要求,实验结果基本正确。答辩过程语言表达基本流畅,内容表述基本清晰准确,回答问题基本正确。D-传感器设计不完整,性能不符合要求,实验结果不正确。答辩过程语言表达不流畅,内容表述不清晰准确,回答问题不正确。
4
M2
平时表现
20%
A-遵守纪律,全勤;工作态度认真,积极主动;B-遵守纪律,全勤;工作态度比较认真,有积极性;C-遵守纪律,缺勤不到20%;工作态度端正,有一定主动性;D-纪律性差,缺勤超过30%;工作态度不端正,不积极不主动;
5
M2
实验和口头报告
50%
A-传感器设计完整,性能符合要求,实验结果正确。答辩过程语言表达流畅,内容表述清晰准确,回答问题正确。B-传感器设计较为完整,性能比较符合要求,实验结果较为正确。答辩过程语言表达较为流畅,内容表述较为清晰准确,回答问题较为正确。C-传感器设计基本完整,性能基本符合要求,实验结果基本正确。答辩过程语言表达基本流畅,内容表述基本清晰准确,回答问题基本正确。D-传感器设计不完整,性能不符合要求,实验结果不正确。答辩过程语言表达不流畅,内容表述不清晰准确,回答问题不正确。
《传感器与检测技术》教学大纲
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线上教学:优学院
根据疫情发展灵活调整
讲授
教材课后习题
课程思政作业:要求学生每人阅读传感器的一般特性及标定方法有关的文章或书籍
2
电阻式压阻式传感器原理与应用
林明灶副教授
3
重点:应变式压阻式传感器的工作原理及应用
授课地点:实216
授课对象:2018自动化1班
开课学院:粤台产业科技学院
任课教师姓名/职称:林明灶/副教授
答疑时间、地点与方式:
1.每次课的课前、课间和课后,采用一对一的问答方式;
2.每次习题课,采用集中讲解方式
课程考核方式:开卷(✔)闭卷()课程论文()其它(✔)
使用教材:
《传感器应用技巧141例》,科学出版社,松井邦彦着;梁瑞林译, 2020年05月, ISBN:9787030165114
项目类型(验证/综合/设计)
教学
手段
8
常用电子测量仪器的使用
林明灶副教授
3
万用表、*数字存储示波器、电子计数器、程控电源、LCR测试仪等的使用
课程思政融入点:介绍数字系统与二进制数,培养实事求是的科学态度和职业道德。
实验
线上教学:优学院根据疫情发展灵活调整
10
电阻式传感器
林明灶副教授
3
金属箔式应变传感器-单臂、半桥、全桥的性能
线上教学课堂表现
1.评价标准:参与优学院学习参与成绩,课堂程度及随堂测验。
2.要求:参与课堂程度高。
平时作业
1.评价标准:按照作业完成情况评分。
2.要求:按时作业,作业工整规范。
40%
期中考试
传感器与检测技术教学大纲
![传感器与检测技术教学大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/1d26b070c950ad02de80d4d8d15abe23482f0390.png)
传感器与检测技术教学大纲一、课程简介传感器与检测技术是现代电子信息技术中非常重要的一个领域。
它涉及到了物理学、电子学、计算机科学等多个学科的知识,在现代物联网、智能家居、智能制造和智能交通等领域得到广泛应用。
本课程旨在介绍传感器和检测技术的原理、分类、特点和应用,并通过实验课程让学生了解传感器的选择、使用和调试。
二、课程大纲1. 传感器原理•传感器定义及分类;•传感器的工作原理和特点;•传感器与信号处理的关系。
2. 传感器技术•压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光电传感器、气体传感器、生物传感器、加速度传感器等类型;•传感器选择和应用的技术;3. 检测技术•检测技术定义、分类及特点;•电子测量技术、物理量测量技术、化学分析检测技术等;•数据采集、处理、传输的技术。
4. 实验教学•基础性实验:传感器和检测技术的工作原理、检测线路的选择、传感器传输出信号的处理等;•应用性实验:使用传感器实现对温度、湿度、气体、光线等检测数据的采集和处理;•创新性实验:根据自己的兴趣和特长,选取传感器和检测技术进行创新性研究。
三、教学方式本课程采用讲授、实验、讨论和创新性研究等教学方法相结合。
讲授环节主要介绍传感器原理、分类和应用、检测技术的方法和特点等基础知识;实验教学环节通过实验,让学生了解传感器的选择、使用和调试,培养学生工程实践能力和应用能力;讨论和互动环节通过提问、回答、讨论等方式,加深学生对传感器和检测技术的理解和掌握;创新性研究环节让学生自主选题,进行独立研究,把所学的知识转化为创新成果。
四、考核方式本课程的考核方式包括期中考试、实验报告、论文、课堂表现等几个方面。
期中考试主要考察学生对课程内容的掌握情况;实验报告要求学生在每个实验完成后,按要求撰写实验报告并提交;最后要求学生按指定格式撰写一篇课程论文,介绍所选传感器或检测技术的研究成果。
课堂表现包括出勤率、提问、回答、互动等方面的表现。
五、参考资料1.《传感器技术及应用》等;2.《检测技术基础》等;3.《智能检测与传感器实验》等。
生物医学传感器和检测技术》课程教学大纲
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《生物医学传感器和检测技术》课程教学大纲杨玉星、李鹏程、刘谦、张斌一、课程名称:生物医学传感器和检测技术BIOMEDICAL SENSOR PRINCIPLE AND DETECTING TECHNIQUES二、课程编码:0702821三、学时与学分:32/2四、先修课程:电子技术基础五、课程教学目标1.深入学习生物医学传感器和生物医学电子测量原理;2.提高设计生物医学传感器及其相应测量电路的能力提高生物医学工程基本素养。
六、适用学科专业生物医学工程七、基本教学内容与学时安排●生物医学信号测量的基本特点 (2学时)生物医学测量仪器的组成人体测量的特点人体系统的控制模式人体生理信息测量条件电流的生理效应和损伤防护生物医学测量方法和测量模型●生物电信号特征(2学时)细胞和组织的电学特性细胞静息电位细胞的动作电位动作电位测定及临床作用生物组织电阻抗细胞膜电阻抗定义生物组织的电阻抗皮肤的电阻抗●生物医学仪器传感器基础 (2学时)生物医学传感器概述生物电测量电极电极的基本概念电极的极化现象和极化电位极化电极和非极化电极电极的电学特性常用生物电测量电极生物医学物理传感器的作用及其分类传感器的基本特性传感器的的静态特性传感器的的动态特性●应变式电阻传感器 (2学时)金属电阻应变式传感器半导体压阻传感器半导体压阻传感器的医学应用电阻应变片传感器的测量电路直流电桥的特性方程直流电桥的灵敏度直流电桥的实际应用举例●电容式传感器及其医学应用(2学时)电容式传感器基本原理变面积型电容传感器电变极距型电容传感器变介质型电容传感器电容传感器的测量电路电容式传感器的应用举例●压电式传感器 (2学时)压电效应压电材料石英晶体的压电特性压电陶瓷的压电特性压电传感器等效电路压电传感器的测量电路压电传感器应用举例●光学传感器及其医学应用 (2学时)光电效应光电器件的基本特性参数光电管、光电倍增管光电池及其应用电路光敏二极管和光敏三极管及其电路生物化学光谱分析仪器光学测量原理光固态图像传感器●热电式传感器及其应用(2学时)热敏电阻式传感器及其测量电路PN结型温度传感器及其测量电路集成电路温度传感器及其测量电路非接触式温度测量光纤和激光传感器生物传感器●生物医学测量的干扰和噪声 (2学时)人体电子测量中的电磁干扰干扰的引入抑制电磁场干扰的主要方法抑制干扰的其它措施噪声和低噪声放大器噪声的特性生物医学测量中主要噪声类型放大器噪声性能参数常用器件的噪声低器声放大器的设计●生物电放大基础 (2学时)生物电放大器前置级基本要求差动放大电路及其共模抑制比分析同相并联差动放大电路共模抑制比分析电路分析举例●生物电放大前置级共模抑制能力改善的方法 (2学时)共模屏蔽驱动电路共模驱动电路集成的仪器放大器应用电路设计心电放大电路设计隔离放大级设计●心电图及其测量仪器 (2学时)心电图及其导联心电向量图心电图机的设计心电图仪的设计特点心电图机的组成结构心电前置放大器分析正常和异常的心搏节律心律失常局部缺血时电位波形的变化心电图的波形的自动分析●脑电图和肌电图 (2学时)脑电图的产生机理脑电信号的一般性质及分类脑电图机脑的诱发电位测量临床脑电仪器的应用情况脑电图测量的最新技术肌电图肌电图仪诱发肌电图(神经电图)●血压的测量 (2学时)心血压测量概述血压直接测量法血压间接测量法血压的自动测量●血氧饱和度的无创伤测量方法 (2学时)血气饱和度的概念血氧饱和度测定的意义脉搏血氧测量法基本原理脉搏血氧测试系统的硬件设计●心输出量的无创伤测量方法 (2学时)心输出量直接费克法指示剂稀释法阻抗式容积脉图仪超声血流计八、教材及参考书1.生物医学传感器与检测技术,杨玉星,化工出版社,2005年2.现代医学仪器设计原理,邓亲恺,科学出版社,20043.生物医学测量与仪器,王保华,复旦大学出版社,2003年九、考核方式书面考试+作业+课堂讨论。
生物医学传感器与检测技术
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《生物医学传感器与检测技术实验》教学大纲张日欣李元斌一、课程名称:生物医学传感器与检测技术实验Experiments in Biomedical Sensor & Detecting Techniques二、课程编码:0702831三、学时与学分:24/1.5四、先修课程:数字电子技术,模拟电子技术,工程生理学,电子测试与实验,生物医学测量与仪器实验。
五、课程教学目标1.本课程是生物医学工程专业的一门专业课,它应用电子技术,传感器测量技术和计算机技术,解决生物医学领域中的信号提取,检测和处理以及生物医学仪器的设计等问题;2.使学生了解典型医学仪器的原理、特点和性能指标,学习正确使用传感器,设计检测电路,掌握基本测量技术;3.为医学仪器设计奠定基础。
六、适用学科专业生物医学工程七、基本教学内容与学时安排●热敏器件及温度传感器特性实验(4学时)●压力传感器性能实验(4学时)●气敏传感器特性实验(4学时)●光电式脉搏探测器(4学时)●ECG前置放大器(4学时)●陷波器仿真、制作与调试(4学时)●安全隔离设计与调试(4学时)●ECG放大器的整体调试(4学时)●12导联心电工作站的原理及使用(4学时)八、教材及参考书:教材:生物医学电子技术与信号处理实验指导书,张日欣、李元斌、邹昂等自编教材,武汉:华中科技大学教材科,2004年9月参考文献:1.生物医学检测技术讲义,杨玉星自编教材,1998年2.生物医学电子学,蔡建新,张唯真,北京大学出版社,1997年3.传感器原理与应用,黄贤钨,电子科技大学出版社,1999年4.生物医学测量,陈延航,人民卫生出版社,1986年5.医学物理,刘普和,人民卫生出版社,1986年6.医学仪器-应用与设计,约翰G.韦伯斯特,新时代出版社,1985年7.Protel 98 for windows电路设计应用指南,程凡等,人民邮电出版社,1999年九、考核方式实验报告+实践表现《生物医学测量与仪器实验》教学大纲张日欣李元斌一、课程名称:生物医学测量与仪器实验Experiments in Biomedical Measure and Instrumentation二、课程编码:三、学时与学分:16/1四、先修课程:数字电子技术,模拟电子技术,工程生理学,电子测试与实验。
传感器与检测技术课程实验教学大纲
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《传感器与检测技术》课程实验教学大纲课程名称:传感器与检测技术课程编码:060231004课程类别:专业基础课课程性质:必修适用专业:测控技术与仪器专业适用教学计划版本:2017课程总学时:48实验(上机)计划学时: 10开课单位:自动化与电气工程学院一、大纲编写依据1.测控技术与仪器专业2017版教学计划;2.测控技术与仪器专业《传感器与检测技术》理论教学大纲对实验环节的要求;3.近年来《传感器与检测技术》实验教学经验。
二、实验课程地位及相关课程的联系1.《传感器与检测技术》是测控技术与仪器专业重要的专业基础课程;2.本实验项目是《传感器与检测技术》课程综合知识的运用;3.实验项目是理解各种传感器工作原理和掌握各种检测技术的基础;4.本实验以《电路(A)》、《电路实验》、《模拟电子技术(A)》、《数字电子技术(A)》、《电子实验(A)》、《高频电子电路2》、《微机原理及应用2》、《传感器与检测技术》为先修课。
5.实验对后续的《传感器与检测技术课程设计》课程和毕业设计等具有指导意义。
三、实验目的、任务和要求1.理解各种传感器工作原理和掌握各种检测技术的基本理论,训练运用各种传感器的基本技能,掌握科学的实验方法。
培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力。
3.通过实验,使学生掌握电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、霍尔传感器、热电式传感器及其主要转换电路的基本工作原理,深化理解各种传感器的动静态特性,初步了解上述传感器的应用场合。
4.培养和训练学生实验设备操作使用能力、基本的实验或测试能力、基本实验设计能力。
5.学会使用常用的电子测量设备和仪器,如直流稳压电源、数字或模拟万用表、数字或模拟示波器、交流毫伏表、数字频率计、多路函数信号发生器等。
6.掌握基本的实验步骤设计方法、实验装置搭建方法、实验设备仪器使用方法、各种非电和电信号的测试方法、实验数据和现象的记录方法、实验数据处理和实验结果分析方法、实验报告的整理方法等。
传感器与检测技术-电气自动化专业 教学大纲
![传感器与检测技术-电气自动化专业 教学大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/4ce8071add36a32d73758196.png)
传感器与检测技术-电气自动化专业教学大纲传感器与检测技术课程教学大纲英文名称:Sensor and Detection Technology 课程代码:1702211616学时数:48 学分:3 课程类别:专业课程课程性质:必修适用专业:电气工程及其自动化先修课程:《电路》、《数字电路》、《模拟电路》考核方式:闭卷笔试一、课程的性质、地位和作用本课程是机械设计制造及其自动化专业学生的重要专业课程。
本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法,传感器的工作原理、特性及应用,检测系统的基本概念的学习,通过本课程的学习,使学生掌握检测系统的设计和分析方法,能够根据工程需要选用合适的传感器,并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。
二、教学内容及要求概述【教学要求】了解《传感器与检测技术》课程的性质和学习要求,熟练掌握传感器的定义、组成,掌握传感器的分类,了解传感器技术的发展趋势。
【教学内容】 1.课程简介2.传感器的定义、传感器的共性、传感器的基本功能;3.传感器的组成4.传感器的分类5.传感器技术的发展趋势【教学重点与难点】1.传感器的定义、组成、分类。
2.传感器技术的发展趋势。
传感器的基本特性【教学要求】熟练掌握传感器静态特性与动态特性的基本概念、传感器的数学模型、传感器静态特性基本参数与指标;掌握传感器动态响应的特性指标与分析、频率响应的特性指标与分析;了解传感器静动态标定与校准的基本方法。
【教学内容】1.传感器静态特性、动态特性的基本概念;2.传感器的数学模型;传感器静态特性基本参数与指标;3.传感器动态响应的特性指标与分析;4.频率响应的特性指标与分析;5.传感器静态标定与校准的基本方法;6.传感器动态标定与校准的基本方法。
【教学重点与难点】1传感器的静态特性与动态特性基本概念 2传感器的数学模型3传感器静态特性基本参数与指标等。
4传感器动态特性中的传递函数、频率响应函数分析。
智能传感与检测技术教学大纲
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智能传感与检测技术教学大纲智能传感与检测技术是现代科学技术的重要组成部分,它涉及到物理学、电子学、计算机科学等多个学科的知识,是人工智能、物联网等领域的核心技术之一。
本课程旨在介绍智能传感与检测技术的基本原理与应用,培养学生的理论基础和实践能力。
一、课程目标本课程旨在使学生能够:1. 了解智能传感与检测技术的基本原理与发展历程;2. 掌握传感器的工作原理、分类及其在不同领域的应用;3. 掌握检测技术的基本原理与方法,并能够进行检测系统的设计与实现;4. 能够应用智能传感与检测技术解决实际问题,提高自己的创新能力。
二、教学内容1. 智能传感与检测技术的概述1.1 传感技术的基本概念和分类1.2 智能检测技术的基本概念和发展2. 传感器的工作原理与分类2.1 传感器的基本原理2.2 传感器的分类及特点3. 传感器的应用领域3.1 生物医学传感器3.2 工业自动化传感器3.3 环境监测传感器4. 检测技术的基本原理与方法4.1 检测技术的基本概念和主要方法4.2 智能检测系统的设计与实现5. 智能传感与检测技术在人工智能和物联网中的应用5.1 智能传感与检测技术在人工智能中的应用5.2 智能传感与检测技术在物联网中的应用三、教学方法1. 理论授课:通过课堂讲授,介绍智能传感与检测技术的基本原理和应用;2. 实验操作:组织学生进行智能传感与检测技术相关的实验操作,提高实践能力;3. 论文阅读和讨论:引导学生阅读相关论文,进行研究性学习和讨论,培养创新能力;4. 小组项目:组织学生分组进行智能传感与检测技术相关的项目设计和实施,培养团队合作和创新能力。
四、评价方式1. 平时成绩:包括课堂参与、实验操作和小组项目等;2. 作业成绩:包括论文阅读报告、实验报告和项目报告等;3. 期末考试:考察学生对课程内容的理解和综合能力。
五、参考教材1. 《智能传感与检测技术导论》,朱英文,高等教育出版社,2020年;2. 《传感器与检测技术》,张强,北京理工大学出版社,2019年。
传感器课程教学大纲(双语)解读
![传感器课程教学大纲(双语)解读](https://img.taocdn.com/s3/m/907dfe0ca216147917112867.png)
《传感器与检测技术》课程教学大纲(双语) 一、课程基本信息课程代码:E131005课程名称:传感器与检测技术英文名称:Sensors and Detection technology课程类别:专业必修课Professional required course s学时:45(含实验)Class hours: 45(Experiment including)学分:3.0Credits: 3.0适用对象:电子信息工程专业的学生考核方式:考试(平时成绩占总成绩的30%)先修课程:高等数学,大学物理,模拟电路Pre-sessional course: Advanced Mathematics, University Physics, Analog circuit 二、课程简介“传感器与检测技术”是信息类专业必修的一门主要专业基础课。
传感器是将各种非电量(包括物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置。
传感器开发和应用的综合技术,随着现代测量、控制和自动化技术的发展,越来越受到重视。
学生通过本课程的学习,可以获得比较全面而系统的传感器知识。
Course Description:“S ensors and detection technology”is a professional major basic course for information specialty. Sensor is a device that converts a physical signal (non-electric signal) into an electric signal according to certain rules. Integrated technology for sensor development and Application becomes a issue which gets a lot of attention with the development of Modern measurement、Control and automation technology。
传感器与检测技术-教学大纲精选全文
![传感器与检测技术-教学大纲精选全文](https://img.taocdn.com/s3/m/fe38364d5e0e7cd184254b35eefdc8d376ee14d2.png)
教学大纲课程名称:传感器与检测技术课程类别:专业基础课适合专业:数控技术、机电一体化、电气自动化、检测技术(课程80学时)课程要求:必修课程先修课程:大学物理、电路基础、电子技术和微机原理等开课时间:第4学期传感器与检测技术是高等院校数控技术、机电一体化、电气自动化、检测技术类专业教学计划中一门必修的专业基础课。
本课程主要研究各类传感器的机理、结构、测量电路和应用方法,主要包括常用传感器、近代新型传感技术及信号调理电路等内容。
本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习,掌握常用传感器的基本原理、应用基础,并初步具有检测和控制系统设计的能力。
第一章检测技术的基础知识(3学时)基本概念(敏感元件、变换器、检测技术、测系统的组成及特点、传感器及检测技术的发展);;误差分析及处理技术第二章传感器的基本概念(4学时)传感器的基本概念、基本特性(静态特性、动态特性、静、动态特性标定)及其选用。
第三章常用传感器的工作原理及应用(15学时)通过对电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔传感器、热敏传感器的学习,掌握各种测量几何量的传感器的基本结构、工作原理、测量转换电路;熟悉几何量测控所需传感器的应用和选用。
第四章数字式传感器(7学时)掌握光栅数字式传感器、磁栅数字式传感器、感应同步器、编码器的工作原理及其应用。
第五章新型传感器(5学时)了解仿生传感器、光纤传感器、微型传感器、集成传感器的工作原理及应用和新型传感器研发的重点领域。
第六章传感器与检测系统的信号处理技术(5学时)通过对电桥电路、信号的放大与隔离、信号的变换的学习,重点掌握检测系统的信号放大与变换电路的处理技术。
第七章传感器与检测系统的干扰抑制技术(3学时)学习噪声干扰的形成、硬件抗干扰技术、软件抗干扰技术,熟悉检测系统的各种干扰拟制技术。
第八章典型非电参量的测试方法(7学时)熟悉掌握各种测量几何量的测试方法和传感器的选用原则。
包括:应变的测量、力及压力的测量、位移的测量、振动的测量、流量的测量。
传感器与检测技术实验教学大纲
![传感器与检测技术实验教学大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/4b1e08976e1aff00bed5b9f3f90f76c661374c09.png)
河北省高等教育自学考试课程考试大纲课程名称: 《传感器与检测技术实验》课程代码:第一部分课程性质与学习目的一、课程性质与特点《传感器与检测技术实验》是高等教育自学考试电子信息工程专业所开设的专业基础课之一,它是一门理论性和实践性要求都较强的课程,主要研究传感器的基本工作原理和应用。
《传感器与检测技术实验》是《传感器与检测技术》课程的有效补充,通过参加必要的动手实践,把基本理论、基本概念与实际应用相结合。
使学生受到基本实验技能的训练,获得传感器与检测技术的完整概念,在实践中,真正掌握基本知识。
二、课程设置的目的和要求传感器与测试技术实验教学是课程教学的重要环节。
通过学习本门课程,使学生理解传感器的基础知识和各种传统传感器的基本原理,初步掌握传感器系统设计原理,对传感器的发展和现状有初步了解,了解现代新型传感器的类型和工作方式、原理。
使学生初步掌握传感器系统的应用、开发的综合技术。
本课程的教学侧重于对传统传感器的工作原理、特性的理解,对传感器的技术参数要会求取。
对于常用传感器的测量电路要会计算;掌握传感器误差及误差补偿的相关技术。
初步了解近代传感器技术及其工作原理。
实验教学内容的安排主要以设计型实验为主。
测量位移量实验是金属箔式应变片的双臂电桥性能实验;测量转速实验是霍尔传感器测量自行车速度实验;测量温度实验是热电偶及分度表应用实验。
三、与本专业其它课程的关系传感器与测试技术的先修课程是电路、模拟电路和数字电路。
同时为后续过程控制、电力电子技术、EDA技术等专业基础实践课程打下基础。
第二部分课程内容与考核要求实验1 金属箔式应变片测位移实验一、学习的目的和要求掌握电阻应变式传感器的基本工作原理和测量电路。
掌握金属箔应变片、电桥测量电路的工作原理和工作情况。
掌握应用金属箔应变片测量位移量的方法。
二、考核知识点与考核要求本实验的主要知识点是电阻式传感器的工作原理及电桥测量电路;重点是电桥测量电路工作原理;难点是电桥测量电路的三种形式——单臂电桥、双臂电桥和全桥。
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“传感器与检测技术”课程教学大纲课程编号:09021370课程名称:传感器与检测技术Sensors And Measuring Technology学时:64学分:3适用专业:机械设计制造及其自动化开课学期:6(春)开课部门:机电工程教研室先修课程:大学物理、高等数学、电子电工等考核要求:考试使用教材及主要参考书:戴蓉主编,《传感器原理与工程应用》,电子工业出版社,2013年郁有文等主编,《传感器原理及工程应用》,西安电子科技大学出版社,2005年贾民平等主编,《测试技术》,高等教育出版社,2003年Ramon Pallas-Areny等著,《传感器和信号调节》,清华大学出版社,2004年一、课程的性质和任务《传感器与测试技术》是一门多学科交叉而成的专业课程,随着科学技术的飞速发展,人们对信息资源的需要日益增长,要及时获取各种信息,解决工程、生产及科研中遇到的检测问题,必须合理的选择和应用各种传感器。
本课程在讲清基本概念、基本理论的基础上,强调工程应用,强调实验教学,理论课与实验课比例为三比一。
本课程主要为相关专业的本科生、专科生重点介绍各种传感器的工作原理和特性,结合工程应用实际,了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用,培养学生使用各类传感器的技巧和能力,掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法,了解传感器技术的发展动向。
二、教学目的与要求使学生初步掌握检测技术的基本知识。
培养学生使用各类传感器的能力。
使学生能够进一步应用传感器方面的知识解决工程检测中的具体问题。
对学科发展有初步认识,掌握基本的共性技术。
本课程学习基本要求为:1、通过本课程的学习,学生应了解以下知识:(1)传感器、检测系统组成、描述。
(2)自动检测的历史、发展。
(3)传感器测量的共性技术,传感技术的新发展。
(4)传感器的一般工程参数测量方法。
2、通过本课程的学习,学生应熟悉以下知识:(1)传感器分类方法(2)传感器动、静态特性的定义、测量方法。
(3)不同传感器等效、测量电路。
(4)传感器的数学模型建立和分析方法。
(5)各种物理效应和功能传感器基本特性。
3、通过本课程的学习,学生应掌握以下知识:(1)常用传感器静态性能检测及数据处理方法;(2)电桥测量、线性化处理及检测技术一般共性技术;(3)R、C、L传感器基本原理、测量方法;(4)主要固态传感器工作原理、测量电路;(5)能设计一般工程参数的检测方法。
要求理解不同原理传感器的物理概念,常用的电路搭配;能够对常用传感器的性能进行检测并正确处理检测数据;掌握正确使用传感器的方法。
了解传感器技术发展前沿状况,培养学生科学素养,提高学生分析解决问题的能力。
三、学时分配四、教学中应注意的问题本课程采用课堂教学为主、媒体教学、实验教学、学习讨论为辅的教学模式。
在课堂上讲清不同原理传感器的物理概念,三部分之间合理联系。
在一些章节对学科发展前沿增加讨论学习课,以培养学生科学素养,开课教师对本课程的相关科技前沿及时跟踪了解。
设置开放性实验课,提高学生分析问题解决问题的能力。
开放时间授课教师必须现场指导。
五、教学内容第一章:绪论1.基本内容:A、自动检测技术概论B、传感器概述C、测量误差与数据处理D、传感器的一般特性E、传感器的标定和校准2.教学基本要求:A、了解自动检测技术的基本概念、,认识自动检测系统的组成和发展方向。
B、掌握传感器的定义、分类和组成C、掌握测量误差的基本概念、能正确区分测量数据中各种误差。
初步掌握测量数据处理的基本方法。
D、掌握传感器的静态特性指标的物理概念、主要指标、计算方法。
E、了解传感器的动态特性定义、一般数学模型、动态响应及动态特性指标。
F、了解传感器的动、静态标定基本方法。
3.教学重点难点:重点:传感器的定义、分类和组成;测量误差的基本概念;随机误差的统计处理;传感器的静态特性的基本概念、主要指标、计算方法。
难点:测量误差的判别和处理方法。
传感器的静态特性的基本概念、主要指标、计算方法。
4.教学建议:增加传感器静态特性标定实验、结合国家标准(GB/T 15478-1995)学习传感器静态指标含义,对传感器的静态特性计算正确理解。
第二章:电阻式传感器原理与应用1.基本内容:A、应变式传感器:金属电阻应变片的工作原理、金属丝式应变片的结构与材料、应变片的主要特性、应变片的测量电路、应变式传感器的应用。
B、压阻式传感器:半导体的压阻效应、体型半导体应变片的结构、主要特性、扩散硅压阻式压力传感器、压阻式加速度传感器、测量电路及温度补偿方法。
2.教学基本要求:A、掌握电阻式传感器的工作原理,了解应变式传感器的弹性元件结构、原理、材料。
B、掌握基本测量电路及温度补偿方法。
C、会进行特性分析。
D、了解基本工程应用。
3.教学重点难点:重点:应变效应、压阻效应的概念、应变片的温度误差及其补偿、金属箔式应变片主要特性、弹性元件结构特性。
难点:应变式传感器的结构、材料、基本的工程应用。
4.教学建议:增加应变传感器工程应用的课后网络查询检索作业,在习题课上以点评的形式,共同学习讨论,使学生对本学科的最新发展有初步了解。
第三章:变阻抗式传感器原理与应用1.基本内容:A、自感式传感器:工作原理、变气隙式自感传感器、变面积式自感传感器、螺线管式自感传感器、自感式传感器测量电路、应用点评。
B、差动变压器:变隙式差动变压器、螺线管式差动变压器、差动变压器应用。
C、电容传感器:电容式传感器的工作原理、基本特性、特点及设计要点、等效电路、测量电路、工程应用。
C、电涡流式传感器:高频反射式电涡流式传感器、低频透射式电涡流式传感器、电涡流式传感器工程应用。
D、压磁式传感器:基本工作原理、压磁传感器的形式、传感器参数选取的基本原则、压磁传感器的误差。
2.教学基本要求:A、掌握各类变阻式传感器的基本工作原理。
B、掌握各类变阻式传感器的基本测量电路和常用误差分析方法。
C、了解各类变阻式传感器的应用。
3.教学重点难点:重点:掌握变阻式传感器的基本工作原理、测量电路、常用误差分析方法。
难点:变极距电容式传感器的测量电路、电涡流式传感器工作原理及应用。
4.教学建议:实验时间占理论授课时间三分之一。
建立课外学习小组,进行实际测试科研活动。
第四章:光电式传感器原理与应用1.基本内容:A、光电效应和光电器件:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管、光电池、光电式传感器的应用。
B、光电码盘:工作原理、码盘和码制、二进制码与循环码的转换、光电码盘的应用。
C、电荷耦合器件:电荷耦合器件的工作原理、CCD图像传感器、图像传感器的应用。
D、光纤传感器:光导纤维的结构和导光原理、光导纤维的主要参数、光纤传感器的结构原理、分类、特点及应用。
E、光栅传感器:光栅传感器的结构、莫尔条纹形成原理、莫尔条纹技术的特点、光栅的光路、辨向原理、细分技术。
2.教学基本要求:A、掌握各种光电式传感器的基本工作原理、基本特性分析。
B、掌握光栅式传感器的工作原理、莫尔条纹形成原理、莫尔条纹技术的特点、光栅的光路、辨向原理、细分技术。
C、了解光电码盘、电荷耦合器件、光纤传感器的基本工作原理和发展应用。
3.教学重点难点:重点:光电效应和光电器件、光栅传感器难点:电荷耦合器件、光栅传感器的工程应用。
4.教学建议:理论课讲完就开始验证性实验,提高学生的学习兴趣。
实验时间占理论授课时间三分之一。
建立课外学习小组,进行实际测量科研活动。
第五章:电动势式传感器原理与应用1.基本内容:A、磁电式传感器B、霍尔传感器C、压电式传感器2.教学基本要求:A、掌握磁电式传感器的工作原理、基本特性。
B、掌握霍尔传感器的工作原理、霍尔元件的结构和基本电路、霍尔元件的误差及补偿。
C、掌握压电式传感器的工作原理、压电材料的基本特性、传感器的基本特性和测量电路。
D、了解电动势式传感器的工业应用、了解石英压电材料最新应用。
3.教学重点难点:重点:A、压电效应、压电式传感器的基本特性和测量电路。
B、霍尔效应、霍尔元件基本结构、基本特性、误差补偿。
难点:A、压电效应、霍尔效应的理解、石英压电式传感器的结构和工作原理、信号变换电路、石英压电材料最新应用、霍尔元件误差补偿。
4.教学建议:增加“石英晶体材料发展动态”的课后网络查询检索作业,在习题课上以点评的形式,共同学习讨论,使学生对物理学发展对本学科的促进发展有初步了解,培养学生的创新意识。
第六章:自动检测的新发展及共性技术1.基本内容:A、误差修正技术B、现场总线C、虚拟仪器D、网络化智能传感器E、多传感器数据融合F、软测量技术2.教学基本要求:(注:带*的为提高要求,其它为基本要求)A、掌握自动检测技术的共性技术:误差修正方法、动态补偿方法、数字滤波方法;B、掌握软测量技术的一般方法;C、了解自动检测技术的新发展:现场总线、虚拟仪器、网络化智能传感器、多传感器数据融合技术;3.教学重点难点:重点:测量误差的修正方法、测量误差的动态补偿、随机误差的数字滤波、软测量技术。
难点:软测量技术、自动检测技术的新发展。
4.教学建议:利用网络平台学习本章内容。