传感器课程讲解

第14章
参数检测
测量、测量系统的基本概念； 测量方法的分类；
测量系统的结构、基本类型；
参数测量的一般方法（过程参数、机械量参数和
其他参数）；
第20章
重难点
参数检测
重点：自动检测系统的基本设计方法。 难点：A/D转换器的选择、标度变换。
了解自动检测系统的组成； 学习要 求 掌握自动检测系统的基本设计方法（包括传感器的 选型、微处理器及A/D转换器的选择、采样速率的 确定、标度变换的方法）； 会设计简易的自动检测系统；
电阻式
知识单 应变、应变效应的基本概念； 元与知 应变电阻式传感器的工作原理、测量电路与典型应用；
识点
电阻应变片的温度误差及其补偿。
深入理解应变、应变效应的基本概念； 理解应变片的分类；
把握应变电阻式传感器的工作原理、直流电桥平衡条件与电压灵
能力点 敏度特性； 电阻应变片的温度误差及其补偿方法、直流电桥的非线性误差及 其补偿方法； 了解应变电阻式传感器的典型应用。
压电元件的连接特性；
压电式传感器的应用。
重难点
重点：压电式传感器的工作原理、测量电路。 难点：压电式传感器的测量电路。
第 7章
知识单
磁敏式
电磁感应、霍尔效应的基本概念； 磁电感应式传感器的工作原理、分类（恒磁通式：动圈式和动铁式结
元与知
识点
构，变磁通式：开磁路和闭磁路结构）、基本特性、测量电路与应用；
第 8章
重难点
热电式
重点：基本概念；热电偶的测温原理、基本定律、冷端温度补偿方法、实 用测温电路；热电阻的温度特性、测量电路；热敏电阻的温度特性。 难点：热电偶的种类及冷端温度补偿方法。
熟练掌握热电效应、热电偶、热电阻、热敏电阻、接触电动势、温差电
动势、工作端（热端）、自由端（冷端）、分度表等概念； 掌握热电偶的测温原理、基本定律、热电偶的结构与种类、热电偶的冷 端温度补偿、热电偶的测温电路；
学习要求 掌握热电阻（铂热电阻、铜热电阻）的温度特性、测量电路（两线制、
三线制、四线制）； 掌握热电偶、热电阻的度表的使用方法； 掌握热敏电阻的温度特性； 了解热电偶、热电阻和热敏电阻的应用。
第 9章
光电式
熟练掌握光电效应、内光电效应、外光电效应、亮电阻、暗电流、全反
射、数值孔径、粗误差、莫尔条纹、辨向与细分等基本概念； 了解光电式传感器的类别、基本形式； 了解各种光电器件的基本特性； 掌握CCD图像传感器、光纤、光电式编码器（码盘式、脉冲盘式）和计 量光栅的工作原理； 了解CCD图像传感器的分类、特性参数，光纤的主要特性、光纤传感器 的组成、分类，光电式编码器（码盘式、脉冲盘式）的结构和计量光栅 的结构、组成； 掌握粗大误差的消除方法； 了解光电式传感器的应用。
应用
本章重点

传感器的定义，组成，分类 传感器的性能改善

传感器的发展方向
1.4.1 传感器性能的改善

差动技术 （正反行程误差偏大、偏小的“中和”效应，改善灵敏度、非
线性）


平均技术 （减小误差、增大信号量）
补偿与修正技术 （针对传感器本身或测量环境两种情形） 屏蔽、隔离与干扰抑制 （针对恶劣的电磁、温度、湿度、机械
第 4章
电感式
变磁阻电感式传感器的工作原理、输出特性、 测量电路及典型应用； 知识单 差动变压器电感式（变隙式、螺线管式）传感
元与知
器的工作原理、输出特性；
电涡流电感式传感器的工作原理、等效电路、
识点 差动整流电路和相敏检波电路；
测量电路与典型应用。
第5章 电容式
平板电容式传感器（变面积型、变介质型、 变极距型）的工作原理； 变极距型电容式传感器的非线性；
知识单元 与知识点
分布电容的消除方法 调频电路、运算放大器、变压器式交流电桥、 二极管双T型交流电桥、脉冲宽度调制电路等 测量电桥； 电容式传感器的典型应用。
第 6章
压电式
压电效应、正压电效应、逆压电效应的基本概念； 压电材料的分类及其特性；
知识单元 压电式传感器的等效电路、电荷放大器与电压放大器的 与知识点 测量电路；
霍尔式传感器的工作原理、测量电路与应用； 霍尔元件的基本结构、基本特性、误差及其补偿。
熟练掌握电磁感应、霍尔效应的基本概念；
学习要 求 掌握磁电感应式传感器的工作原理、分类、基本特性、测量电路； 掌握霍尔式传感器的工作原理； 了解霍尔元件的基本结构、基本特性、误差及其补偿； 了解磁电感应式传感器、霍尔式传感器的应用。
（如何工作的？原理是什么？ 有助于传感器选型）


实现参数检测的基本方法 (参数检测、微弱信号检测)
新型检测技术 (软测量、多传感器数据融合)
（怎么用？方法是什么？）
测量结果的估计与数据处理 (测量不确定度与回归分析)
虚拟仪器
检测系统
（如何构建检测系统？原理 与方法的实用化、工程化）
自动检测系统
第 1章
振动、气压、声压、辐射、气流等工作环境）
稳定性处理 （针对时间老化、温度老化、机械老化等）
第2章
传感器的基本特性
知识
单元 与知
传感器静态特性、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；
识点
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；。
第 3章
第 2章 第 3章
概述
传感器的基本特性 电阻式
第 4章ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 5章 第 6章 第 7章 第 8章 第 9章
电感式
电容式 压电式 磁敏式 热电式 光电式
原理
类型
特性
误差补偿
测量电路
第10章 辐射与波式
第11章 化学传感器
第13章 新型传感器(智能、微、网络传感器) 第14章 参数检测 第20章 自动检测系统
传感器与检测技术
主讲：高海涛
本课程内容体系结构
传感器原理与应用

传 感 器 与 检 测 技 术


传感器 检测技术 自动检测系统
检测技术

传感器技术基础 (概述、传感器的基本特性)
各类典型传感器原理与应用 (电阻式、电感式、电容式、压电式、 磁敏式、热电式、光电式、辐射与波 式、化学传感器、生物传感器) 新型传感器 (智能传感器、模糊传感器、微传感 器、网络传感器等)
学习要 求
第10章
辐射与波式
了解红外辐射、微波、超声波的概念与特性；
学习要
求
了解红外探测器的分类与工作原理； 了解微波传感器的分类、组成、特点； 了解超声波传感器的工作原理； 了解红外传感器、微波传感器与超声波传感器的应用。
第10章

化学、生物、新型


气敏传感器 湿敏传感器 各种传感器的种类、概念、特点； 了解新型传感器的结构、作用