感測(cè)技術(shù)教學(xué)大綱

1、感測(cè)技術(shù)（專(zhuān)業(yè)限選課）sensor and measurement technology【課程編號(hào)】xz26139【課程類(lèi)別】專(zhuān)業(yè)限選【學(xué)分?jǐn)?shù)】3.5【編寫(xiě)日期】2010.3.30【學(xué)時(shí)數(shù)】總課時(shí)50 = 教授41 + 實(shí)驗(yàn)課時(shí)9【先修課程】電路分析、模電、數(shù)電【適用專(zhuān)業(yè)】自動(dòng)化 一、教學(xué)目的、任務(wù)傳感器與檢測(cè)技術(shù)（簡(jiǎn)稱感測(cè)技術(shù)）實(shí)質(zhì)上就是信息采集技術(shù)，它是信息產(chǎn)業(yè)的源頭技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的前提。本課程的目的和任務(wù)使學(xué)生掌握常見(jiàn)電量的測(cè)量方法、常用傳感器的工作原理和常見(jiàn)非電量的電測(cè)法，使學(xué)生具備測(cè)試技術(shù)的理論與專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，掌握解決測(cè)試技術(shù)工程問(wèn)題的方法和技術(shù)，為學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課和今后工作打下堅(jiān)實(shí)的理

2、論基礎(chǔ)和實(shí)踐基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的基本要求本門(mén)課程理論性較強(qiáng)，要求學(xué)生有完整的電磁學(xué)知識(shí)和較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，因?qū)W時(shí)有限，應(yīng)避免與普通物理電磁學(xué)的重復(fù)。利用電磁學(xué)課已經(jīng)總結(jié)出的電荷守恒,麥克斯韋方程組和洛侖茲力，分別處理電磁場(chǎng)的各類(lèi)問(wèn)題。著重講清處理問(wèn)題，解決問(wèn)題的思路和方法。三、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配 緒論 2 學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1、感測(cè)技術(shù)的地位和作用 2、傳感器與敏感器的概念 3、測(cè)量?jī)x表與系統(tǒng)的組成原理 基本要求： 1、了解感測(cè)技術(shù)的地位和作用 2、理解傳感器與敏感器的概念 3、掌握測(cè)量?jī)x表與系統(tǒng)的組成原理 第 1 章 電流、電壓的測(cè)量 4學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1 、電流的測(cè)量 2 、電壓的測(cè)量 基本

3、要求： 1、了解電流、電壓的多種測(cè)量方法 2、理解動(dòng)圈式磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理 3、掌握直流、交流電流和電壓的測(cè)量方法 第 2 章 頻率、時(shí)間和相位的測(cè)量 4學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1 、頻率的數(shù)字測(cè)量 2 、時(shí)間和相位差的的數(shù)字測(cè)量 基本要求： 1、了解頻率、時(shí)間和相位差的的多種測(cè)量方法 2、理解脈沖計(jì)數(shù)法測(cè)量的基本原理、通用計(jì)數(shù)器的組成和工作方式 3、掌握頻率、時(shí)間和相位差的數(shù)字測(cè)量方法 第3 章 阻抗 ( 電阻、電容、電感 ) 的測(cè)量 3學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1 、電橋法、阻抗電壓轉(zhuǎn)換法 2 、阻抗頻率轉(zhuǎn)換法、阻抗數(shù)字轉(zhuǎn)換法 基本要求： 1、了解阻抗式傳感器的多種測(cè)量方法 2、理解阻抗電壓轉(zhuǎn)換、阻抗

4、頻率轉(zhuǎn)換、阻抗數(shù)字轉(zhuǎn)換的原理 3、掌握交直流電橋、比例電路、差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路的應(yīng)用 其它教學(xué)環(huán)節(jié)：1學(xué)時(shí) 習(xí)題第 4 章 阻抗型傳感器 10學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1 、電阻式傳感器 2 、電容式傳感器 3 、電感式傳感器 基本要求： 1、了解阻抗型傳感器的常見(jiàn)類(lèi)型 2、理解常見(jiàn)阻抗型傳感器的基本工作原理 3、掌握常見(jiàn)阻抗型傳感器的測(cè)量電路 其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)一 應(yīng)變片性能測(cè)試實(shí)驗(yàn) 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：金屬箔式應(yīng)變片性能單臂電橋、半橋和全橋。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：掌握使用金屬箔式應(yīng)變片組成單臂電橋、半橋和全橋的方法，了解在不同電路形式時(shí)電路的輸出特性。注意要點(diǎn)：確保接線正確，電源電壓不能用錯(cuò)

5、。 實(shí)驗(yàn)二 電渦流式傳感器的靜態(tài)位移性能 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：電渦流式傳感器的工作原理和工作情況，動(dòng)手自制一個(gè)渦流探頭，利用實(shí)驗(yàn)室放大器及振蕩器對(duì)不同被測(cè)材料（即混料）進(jìn)行分選。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：研究電渦流傳感器特性，被測(cè)材料（物質(zhì)）對(duì)傳感器的特性的影響以及電渦流傳感器的應(yīng)用。注意要點(diǎn)：確保接線正確，激勵(lì)、響應(yīng)線圈不能用錯(cuò)。第 5 章 電壓型傳感器 8學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1 、磁電式傳感器 2 、壓電式傳感器 3 、熱電偶傳感器 4 、光電式傳感器 5 、霍爾傳感器 基本要求： 1、了解電壓型傳感器的常見(jiàn)類(lèi)型 2、理解常見(jiàn)電壓型傳感器的基本工作原理 3、掌握常見(jiàn)電壓型傳感器的測(cè)量電路

6、 其它教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)三 溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn) 3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熱電偶、pn結(jié)溫度傳感器。實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求：掌握熱電偶、pn結(jié)溫度傳感器的使用方法注意要點(diǎn)：溫度修正第 6 章 半導(dǎo)體傳感器 1學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1、半導(dǎo)體熱敏管 2、半導(dǎo)體集成傳感器 基本要求： 1、了解半導(dǎo)體傳感器的常見(jiàn)類(lèi)型 2、理解半導(dǎo)體熱敏管、半導(dǎo)體集成傳感器的外特性 3、掌握半導(dǎo)體熱敏管、半導(dǎo)體集成傳感器的應(yīng)用 第 7章 數(shù)字式傳感器 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容 1 、編碼器 2 、頻率式傳感器 基本要求： 1、了解數(shù)字式傳感器的基本類(lèi)型 2、理解和掌握編碼器、頻率式傳感器的基本原理 第 8 章 新型傳感器 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容：

7、1 、光纖傳感器 2 、 ccd 圖象傳感器 基本要求： 1、了解傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 2、理解光纖傳感器和 ccd 圖象傳感器的基本原理第 9 章 幾何量電測(cè)法 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1 、位移電測(cè)法、傾角電測(cè)法 2 、厚度電測(cè)法、物 ( 液 ) 位電測(cè)法 基本要求： 1、了解常見(jiàn)幾何量的多種電測(cè)法 2、理解常見(jiàn)幾何量敏感器的基本原理和功能 3、掌握常見(jiàn)幾何量測(cè)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 第 10 章 機(jī)械量電測(cè)法 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1 、轉(zhuǎn)速的電測(cè)法 、振動(dòng)電測(cè)法 2 、力與荷重的電測(cè)法、力矩的電測(cè)法 基本要求： 1、了解常見(jiàn)機(jī)械量的多種電測(cè)法 2、理解常見(jiàn)機(jī)械量敏感器的基本原理和功能 3、掌握常見(jiàn)機(jī)械量測(cè)

8、量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 第 11 章 熱工量電測(cè)法 2學(xué)時(shí)主要內(nèi)容： 1 、壓力和差壓的電測(cè)法 、溫度的電測(cè)法 2 、流量的電測(cè)法 基本要求： 1、了解常見(jiàn)熱工量的多種電測(cè)法 2、理解常見(jiàn)熱工量敏感器的基本原理和功能 3、掌握常見(jiàn)熱工量測(cè)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及教學(xué)方法本課程13章的重點(diǎn)是：動(dòng)圈式磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理、直流、交流電流和電壓的測(cè)量方法，通用計(jì)數(shù)器的工作原理、頻率時(shí)間的數(shù)字測(cè)量方法，阻抗電壓轉(zhuǎn)換法、阻抗頻率轉(zhuǎn)換法。難點(diǎn)是功率的測(cè)量、相位差的數(shù)字測(cè)量、阻抗數(shù)字轉(zhuǎn)換法。 本課程48章的重點(diǎn)是：阻抗型傳感器、電壓型傳感器、數(shù)字式傳感器；難點(diǎn)是半導(dǎo)體傳感器、新型傳感器。 本課程

9、911章的重點(diǎn)是：各種常見(jiàn)的敏感器，物(液)位、轉(zhuǎn)速 、振動(dòng)、力、力矩、壓力、溫度、流量等常見(jiàn)非電量的電測(cè)法。 針對(duì)以上重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容，主要采取以下解決辦法： 、按照感測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)第二版章節(jié)編排的先后順序進(jìn)行教學(xué)，這樣可保證各部分教學(xué)內(nèi)容銜接呼應(yīng)、循序漸進(jìn)、由淺入深。 、傳感器部分要借助實(shí)物或動(dòng)畫(huà)進(jìn)行講解，使學(xué)生感到生動(dòng)、形象，易于理解。 、重點(diǎn)部分要課前布置預(yù)習(xí)，課后布置練習(xí)，并通過(guò)做實(shí)驗(yàn)加深理解。 、難點(diǎn)部分要指出一些容易出錯(cuò)的地方，提請(qǐng)學(xué)生注意。 、非電量電測(cè)部分講解時(shí)，要多引入一些生產(chǎn)生活中的實(shí)際例子和期刊論文上的科研成果，激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展“研究性”學(xué)習(xí)。五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定方式：考核方式：考試，成績(jī)?cè)u(píng)定：百分制，平時(shí)16%+實(shí)驗(yàn)20%+期考64%六、教材及參考書(shū)目 教材：感測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)：孫傳