《傳感器原理及應(yīng)用1》課程教學(xué)大綱

《傳感器原理及應(yīng)用1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)傳感器原理及應(yīng)用PrinciplesandApplicationsofSensors課程編碼SCC520521020開(kāi)課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)傳感與智能檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專(zhuān)業(yè)應(yīng)用物理學(xué)授課語(yǔ)言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、力學(xué)、高等數(shù)學(xué)（2-2）、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、電工電子學(xué)、電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)課程簡(jiǎn)介（限選）傳感器技術(shù)是新技術(shù)革命和現(xiàn)代信息科學(xué)的重要基礎(chǔ)，其應(yīng)用已遍及社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。本課程是一門(mén)內(nèi)容涉及知識(shí)面廣，理論性、綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)選修課，課程主要內(nèi)容有傳感器技術(shù)基礎(chǔ)、電阻應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、磁電式傳感器、半導(dǎo)體傳感器、波與輻射式傳感器、數(shù)字式傳感器，以及傳感器原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程教學(xué)，使學(xué)生掌握常用傳感器的工作原理和應(yīng)用技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用傳感器設(shè)計(jì)、組建測(cè)控系統(tǒng)的基本技能。在專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中具有提高學(xué)生相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論的認(rèn)知能力、增強(qiáng)學(xué)生從事傳感與檢測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用工作的適應(yīng)能力和開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力的作用。Sensortechnologyisanimportantfoundationforthenewtechnologicalrevolutionandmoderninformationscience,anditsapplicationhasspreadtoallfieldsofsociety.PrinciplesandApplicationsofSensorsisatheoretical,comprehensiveandpracticalprofessionalelectivecourse,whichalsoinvolvesawiderangeofknowledge.Themaincontentsofthecourseincludesensortechnologyfoundation,resistancestrainsensor,capacitivesensor,inductivesensor,piezoelectricsensor,photoelectricsensor,thermoelectricsensor,magnetoelectricsensor,semiconductorsensor,waveandradiationsensor,digitalsensor,sensorprincipleandapplicationexperiment.Throughthecourseteachingcombiningtheoryandexperiment,studentscanmastertheworkingprincipleandapplicationtechnologyofcommonlyusedsensors,andcultivatestudents'basicskillsindesigningsensorsandconstructingmeasurementandcontrolsystems.Inthetrainingofprofessionals,ithasthefunctionofimprovingstudents'cognitiveabilityofrelevantprofessionalbasictheories,enhancingstudents'adaptabilityanddevelopmentandinnovationabilityintheresearchandapplicationofsensinganddetectiontechnology.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握常用傳感器的工作原理和應(yīng)用技術(shù)，培養(yǎng)設(shè)計(jì)和組建傳感檢測(cè)系統(tǒng)的基本能力。是3.13.1三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章傳感器技術(shù)基礎(chǔ)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：傳感器的基本功能與組成，傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。/////21.1傳感器技術(shù)概述傳感器技術(shù)基本概念，傳感器的基本功能與組成，傳感器的分類(lèi)，傳感器技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。M11講授//31.2傳感器的基本特性傳感器的靜態(tài)特性，傳感器的動(dòng)態(tài)特性。M14講授2作業(yè)41.3傳感器的標(biāo)定與選用傳感器的標(biāo)定，傳感器的選用。M11講授//5第2章電阻應(yīng)變式傳感器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：金屬電阻應(yīng)變效應(yīng)，壓阻效應(yīng)；電阻應(yīng)變片的溫度補(bǔ)償；電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路。/////62.1電阻應(yīng)變片工作原理應(yīng)變式傳感器的基本概念，電阻應(yīng)變片工作原理。M20.5講授//72.2電阻應(yīng)變片的分類(lèi)電阻應(yīng)變片的種類(lèi)、材料及粘貼。M20.5講授//82.3電阻應(yīng)變片的基本特性彈性敏感元件的基本特性，電阻應(yīng)變片的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性，電阻應(yīng)變片的溫度特性M21講授//92.4電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路電阻應(yīng)變片的直流電橋和交流電橋測(cè)量電路。M20.5講授2作業(yè)102.5應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用應(yīng)變式力傳感器，應(yīng)變式壓力傳感器，應(yīng)變式液體重量傳感器，應(yīng)變式加速度傳感器。M10.5講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)11第3章電容式傳感器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：電容式傳感器的工作原理和測(cè)量電路。/////123.1電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)變極距型電容傳感器，變面積型電容傳感器，變介質(zhì)型電容傳感器。M20.5講授//133.2電容式傳感器的靈敏度及非線(xiàn)性電容式傳感器靈敏度，變極距式電容式傳感器的非線(xiàn)性M20.5講授//143.3電容式傳感器的等效電路電容式傳感器的等效電路M20.5講授//153.4電容式傳感器的測(cè)量電路電容式傳感器常用的轉(zhuǎn)換測(cè)量電路，包括調(diào)頻電路、運(yùn)算放大器式電路、二極管雙T形交流電橋、脈沖寬度調(diào)制電路。M20.5講授2作業(yè)163.5電容式傳感器的應(yīng)用電容式壓力傳感器，電容式加速度傳感器，差動(dòng)式電容測(cè)厚傳感器。M11講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)17第4章電感式傳感器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理、基本特性和測(cè)量電路。/////184.1自感式電感傳感器自感式電感傳感器的工作原理、基本特性、測(cè)量電路。M20.5講授//194.2差動(dòng)變壓器式傳感器差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理、基本特性、測(cè)量電路。M20.5講授//204.3電渦流式傳感器電渦流式傳感器的工作原理、基本特性、測(cè)量電路。M20.5講授2作業(yè)214.4電感式傳感器的應(yīng)用自感式電感傳感器應(yīng)用，差動(dòng)變壓器式傳感器應(yīng)用，電渦流式傳感器應(yīng)用。M10.5講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)22第5章壓電式傳感器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：壓電式傳感器的工作原理和測(cè)量電路。/////235.1壓電效應(yīng)及壓電材料壓電效應(yīng)，石英晶體壓電材料，壓電陶瓷壓電材料，壓電式傳感器，壓電元件的連接方式。M20.5講授//245.2壓電式傳感器的測(cè)量電路壓電元件的等效電路，壓電式傳感器的測(cè)量電路。M20.5講授2作業(yè)255.3壓電式傳感器的應(yīng)用壓電式測(cè)力傳感器，壓電式加速度傳感器，壓電式報(bào)警傳感器。M11講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)26第6章光電式傳感器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：光電器件的基本原理，光纖傳感器的工作原理，CCD的工作原理。/////276.1光電器件光電器件的基本原理，光敏電阻，光敏二極管和光敏晶體管，光電池，光電耦合器件，電荷耦合器件（CCD）。M22講授2作業(yè)286.2光纖傳感器光纖的基本結(jié)構(gòu)、傳光原理和基本特性，光纖傳感器的工作原理和基本組成。M21講授//296.3光電式傳感器的應(yīng)用光電傳感器的應(yīng)用，光纖傳感器的應(yīng)用。M11講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)30第7章熱電式傳感器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：熱電偶的基本工作原理，熱敏電阻的溫度特性，集成溫度傳感器的測(cè)溫電路。/////317.1熱電式傳感器概述熱電式傳感器的基本概念、主要種類(lèi)、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展?fàn)顩r。M20.5講授//327.2熱電偶傳感器熱電偶的測(cè)溫原理、測(cè)量電路和應(yīng)用。M20.5講授2作業(yè)337.3熱電阻傳感器熱電阻的工作原理、測(cè)溫電路和應(yīng)用。M20.5講授//347.4熱敏電阻傳感器熱敏電阻的溫度特性、測(cè)量電路和應(yīng)用。M20.5講授2作業(yè)357.5集成溫度傳感器集成溫度傳感器的工作原理、測(cè)溫電路和應(yīng)用。M11講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)36第8章磁電式傳感器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：霍爾式傳感器的基本原理與霍爾元件的基本特性。/////378.1磁電感應(yīng)式傳感器磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理、基本特性、測(cè)量電路。M21講授//388.2霍爾式傳感器霍爾式傳感器的基本原理，霍爾元件的基本結(jié)構(gòu)和特性。M20.5講授2作業(yè)398.3磁電式傳感器的應(yīng)用。磁電感應(yīng)式傳感器應(yīng)用，霍爾式傳感器應(yīng)用。M10.5講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)40第9章半導(dǎo)體傳感器本章重點(diǎn)難點(diǎn)：半導(dǎo)體傳感器的工作原理，半導(dǎo)體色敏傳感器的基本特征。/////419.1半導(dǎo)體氣敏傳感器半導(dǎo)體氣敏傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。M21講授2作業(yè)429.2半導(dǎo)體濕敏傳感器半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻的導(dǎo)電機(jī)理，典型半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件，半導(dǎo)體濕敏傳感器應(yīng)用。M20.5講授2作業(yè)439.3半導(dǎo)體色敏傳感器半導(dǎo)體色敏傳感器的基本原理與主要特征，半導(dǎo)體色敏傳感器應(yīng)用。M10.5講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)44第10章波與輻射式傳感器本章重和難點(diǎn)：微波傳感器的基本測(cè)量原理，熱釋電探測(cè)器的工作原理，核輻射探測(cè)器的工作原理。/////4510.1超聲波傳感器超聲波的基本特性，壓電式超聲波傳感器的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，超聲波傳感器的典型應(yīng)用。M20.5講授2作業(yè)4610.2微波傳感器微波的基本特性，微波傳感器的基本測(cè)量原理和主要組成部分，微波傳感器的應(yīng)用。M10.5講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)4710.3紅外輻射傳感器紅外輻射的基本特性，紅外傳感器的基本結(jié)構(gòu)，紅外探測(cè)器的工作機(jī)理，紅外傳感器的應(yīng)用。M21講授2作業(yè)4810.4核輻射傳感器核輻射的基本性質(zhì)，核輻射傳感器的基本組成，核輻射探測(cè)器的工作原理，核輻射傳感器的應(yīng)用。M21講授//49第11章數(shù)字式傳感器本章的重點(diǎn)難點(diǎn)：光柵傳感器的原理和測(cè)量位移方法；辨向原理和細(xì)分電路；編碼器原理和測(cè)量角度的方法。/////5011.1光柵傳感器光柵與莫爾條紋；光柵傳感器的組成；辨向原理和細(xì)分電路。M21講授2作業(yè)5111.2編碼器光電式編碼器；磁編碼器；編碼器的應(yīng)用M10.5講授1應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)5211.3感應(yīng)同步器感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)原理；信號(hào)處理方法；感應(yīng)同步器位移測(cè)量系統(tǒng)M20.5講授//四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.每周布置2~3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)傳感器技術(shù)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力題型主要有分析題和計(jì)算題。10%2大作業(yè)1.本課程要求學(xué)生完成一個(gè)采用非電理測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的論文。2.根據(jù)論文完成的情況評(píng)分。20%3考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等10%4課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問(wèn)題情況10%5期末考試1.閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)傳感器技術(shù)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，題型主要有簡(jiǎn)答題、計(jì)算題和設(shè)計(jì)題等。50%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)15%A-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)傳感器原理及應(yīng)用的知識(shí)點(diǎn)理解無(wú)誤；B-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)理解存在少量錯(cuò)誤；C-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)理解存在一定量錯(cuò)誤；D-不按時(shí)提交作業(yè)，或?qū)ι鲜鲋R(shí)點(diǎn)理解存在大量錯(cuò)誤。2M1大作業(yè)25%A-按時(shí)提交課程論文，選題先進(jìn)，論文格式符合規(guī)范，調(diào)研充分；B-按時(shí)提交課程論文，選題較為先進(jìn)，論文格式基本符合規(guī)范，調(diào)研比較充分；C-論文格式存在問(wèn)題，調(diào)研不充分等；D-存在抄襲等現(xiàn)象3/考勤50%A-全勤；B-缺勤1次；C-缺勤2次；D-缺勤3次及以上。4/