传感器与测试技术教案第一章绪论

第一章绪论

1课程简介

【引题，作为整门课程的开始，开篇引题要能抓住学生兴趣】

设计1：

带几个机器人去教室，演示机器人功能，以其中一个机器人（排雷机器人）为例，

提问：以这个排雷机器人为例，分析一下它具体实现了哪些功能？

首先，当地面有雷的时候，它能够“看”到。

然后，它能将“看”到的信息，通过它的“神经”，也就是这些数据线，传达给它的“大脑”。它的大脑就做出反应：此处有雷。

引出：这其实也就是我们这门课程中，主要研究的问题：怎样让一个系统去感知它周围的世界，然后，把它所感知到的信息，传递给它的大脑，来完成相应的系统任务。（接课程内容）

提到武器测试技术这个名词，我们可能都不陌生，我们在很多新闻、书籍、电影乃至动画片当中，都见到过关于武器测试技术的片段（图1.1 武器测试技术应用）。如果我们把研究的对象放宽，那测试技术可以说遍布我们身边的方方面面（图1.2 测试技术的应用）。仔细看一看这些系统我们能够发现，它们的基本任务大体一致：将研究目标的相关信息检测出来，再传输给系统，来完成相应的系统任务。

1.1课程内容

也就是说，我们这门课当中的主要内容：

1、是系统感知世界的感官，也就是传感器。

2、是我们怎样利用这些感官，以及这些感官所感知到的信息（测试技术）。

3、最后，我们一起来简单的了解一下这门学科当前的应用以及未来的发展趋势。

图1.3 课程内容及学时安排

我们这门课的主要内容，就一起来学习一下，作为一个电气系统，它们用什么来感知外界的信息（传感器），又如何对感知到的信息加以处理，并应用到系统中去的（测试技术），最后，我们一

起来简单的了解一下这门学科当前的应用以及未来的发展趋势。

1.1.1章节内容1.1.2学时安排1.2课程特点1.

2.1涉及范围广传感器部分

物理

电路

模拟电路

测试技术部分

信号与系统

电路

模拟电路

自动控制原理

单片机原理

1.2.2知识点零散

1.2.3贴近工程应用

1.3学习要求

1.3.1课上：认真听讲、记好笔记

1.3.2课后：按时、独立完成作业

1.3.3实验：充分预习，勇于实践

1.4参考书目

1.4.1《传感器与检测技术》魏学业主编人民邮电出版社1.4.2《传感器与自动检测技术》张玉莲主编机械工业出版社

1.4.3《现代传感器技术》徐群和主编科学出版社

1.4.4《传感器与的检测技术》李增国主编北京航空航天大学出版社

1.4.5《MATLAB基础与应用教程》蔡旭晖等著人民邮电出版社

1.4.6《LabVIEW程序设计基础》德湘轶主编清华大学出版社

2产生背景

【引题】这门学科是如何产生的呢？

我们已经知道，这是一门主要研究传感器原理和使用方法的学科，那么，这门学科是怎样产生的呢？

2.1生物能够感知外界信息

人们从很早就知道，生物，可以通过视觉、听觉、味觉等形形色色的感官感知我们周围的世界（图1-4~图1-6）。

（图1.4 鸟类通过视觉感知世界）（图1.5 蝙蝠通过听觉感知世界）（图1.6 蛇通过味觉感知世界）

2.2人类在进化发展的过程中，利用我们感知世界的能力，学会了测量和检验

2.2.1测量：这个桌子多宽？

2.2.2检验：它有没有这扇门宽？能不能通过？

2.3人类发明了机械系统

随着人类社会的不断发展，人们发明了机械，又经历了第一次、第二次工业革命，机械系统、电气系统得到了迅猛的发展。

图1-8第一次工业革命

图1-9 第二次工业革命

这时候，人们就希望这些机械系统、电气系统和生物一样，能够感知身边的情况。

2.4希望机械系统也能感知、和检测

人们就希望这些机械系统、电气系统和生物一样，能够感知身边的情况。

图1-10 机器感知

基于这种想法，人们不断的研究，渐渐的发展出了传感器与测试技术这门学科

2.5产生了传感器与测试技术

也就是说，这门学科，其实可以理解为它是围绕着研究传感器和利用传感器的一门学科3地位与作用

由此，我们可以看出，传感器在系统当中的地位和作用

3.11、从人、机对应的角度

PPT:传感器与检测技术1(1).ppt P15图

图1-11 传感器的地位与作用

3.1.11 地位：系统用来感知世界的感官

3.1.22 作用：将外界信息传送给系统

3.22、从系统本身的角度

3.2.1如果一个系统没有传感器，就像一个人没有一个感觉器官一样。

以“如果一个人，失去所有的感官会怎样？”引题。引出一个系统没有传感器，就像一个人没有一个感觉器官一样。

3.2.219世纪俄国化学家门捷列夫的名言：科学仅仅是在人们懂得了测量才开始的

图1-12 俄国化学家门捷列夫

3.2.3“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。

“没有传感器就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有利工具。

3.33、目前应用广泛

【引题：身边所能看见的、听说的、以及学习过的系统，大都含有传感器】

3.3.1举例：（多以身边的例子）

以下这些都是利用传感器来实现的

商场里的中央空调

图1-13 中央空调