《傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱

《傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)大綱一、課程基本概況二、課程簡(jiǎn)介課程中文名稱傳感系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)課程英文名稱SensingSystemDesign課程編號(hào)19141501課程類別口公共必修課口公選課口院級(jí)限選課口學(xué)科基礎(chǔ)課口專業(yè)基礎(chǔ)課■專業(yè)限選課□專業(yè)任選（拓展）課口方向特色課（雙百班課程）總學(xué)時(shí)16講授學(xué)時(shí)16實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0總學(xué)分1開課學(xué)院（部）電信學(xué)院開課系（室）物理授課對(duì)象電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生先修課程傳感技術(shù)，信號(hào)與系統(tǒng)，傳感基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，傳感綜合實(shí)驗(yàn)，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)本課程系電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的專業(yè)限選課，本課程綜合運(yùn)用各先修課程的理論與知識(shí)，圍繞著如何提高總體系統(tǒng)性能水平這一主線，通過對(duì)信息傳感系統(tǒng)和信息傳輸系統(tǒng)的若干典型設(shè)計(jì)案例的分析介紹，使學(xué)生初步掌握傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論和工程方法。為學(xué)生完成后續(xù)的專業(yè)課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。三、課程教學(xué)總體目標(biāo)通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)過的多門專業(yè)基礎(chǔ)課程的理論與知識(shí)的能力，使之了解并理解傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基本要求、基本思路和基本方法，初步掌握一些設(shè)計(jì)手段去獨(dú)立完成一些簡(jiǎn)單的傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和綜合解決實(shí)際問題的能力。四、理論教學(xué)內(nèi)容及要求第一章緒論【教學(xué)目標(biāo)】了解傳感系統(tǒng)的基本組成、傳感系統(tǒng)的分類、傳感系統(tǒng)的應(yīng)用、傳感系統(tǒng)的發(fā)展基礎(chǔ)、傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真軟件。（2）掌握傳感產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣文件技術(shù)要求。【學(xué)時(shí)分配】4學(xué)時(shí)【授課方式】講授【授課內(nèi)容】傳感器概論L11傳感器的發(fā)展趨勢(shì)1.12傳感器的組成與結(jié)構(gòu)2傳感器的一般特性1傳感器的靜態(tài)特性傳感器的動(dòng)態(tài)特性不失真測(cè)試的條件分析.4傳感器的標(biāo)定【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】(1)重點(diǎn)：傳感器的特性分析(2)難點(diǎn)：傳感器的標(biāo)定【授課方法與手段】(1)教學(xué)方法:課堂講授(2)教學(xué)手段:應(yīng)用多媒體演示【課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】L課外閱讀資料：指定參考書的相關(guān)章節(jié)2.作業(yè)與思考題的要求：指定思考題第二章傳感器的常用電路【教學(xué)目標(biāo)】(1)了解一般傳感器常用的各種電路。(2)理解電路結(jié)構(gòu)與形式。(3)掌握電路的工作原理和有關(guān)計(jì)算。【學(xué)時(shí)分配】6學(xué)時(shí)【授課方式】講授【授課內(nèi)容】2使用電阻器的電流——電壓變換電路2.1使用運(yùn)算放大器的電流一電壓變換電路2.2電流——電壓變換電路的保護(hù)電路2.3低噪聲的電荷——電壓變換電路2.4用于光敏傳感器的偏置電壓電路制作方法2.5偏置電壓的穩(wěn)壓電路【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】(1)重點(diǎn)：各種常用電路結(jié)構(gòu)與形式。(2)難點(diǎn)：電路的分析與計(jì)算。【課外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】L課外閱讀資料：指定參考書的相關(guān)章節(jié)2.作業(yè)與思考題的要求：指定思考題第三章常用傳感器及其電路【教學(xué)目標(biāo)】(1)了解常用傳感器基本結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的伺服電路。(2)理解傳感器的原理和功能及其實(shí)現(xiàn)方法。(3)掌握伺服電路的原理。【學(xué)時(shí)分配】6學(xué)時(shí)【授課方式】講授【授課內(nèi)容】紅外傳感器熱敏電阻器粕電阻熱電偶濕度傳感器氣體傳感器磁敏傳感器壓力傳感器應(yīng)變傳感器【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】(1)重點(diǎn)：相應(yīng)傳感信號(hào)處理器各部分的功能和實(shí)現(xiàn)方法。(2)難點(diǎn)：信號(hào)處理器各部分的實(shí)現(xiàn)原理?！菊n外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】.課外閱讀資料：指定參考書的相關(guān)章節(jié).作業(yè)與思考題的要求：指定思考題4章系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要注意的問題【教學(xué)目標(biāo)】(1)了解傳感系統(tǒng)一般的標(biāo)準(zhǔn)。(2)理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)范要求。(3)掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)文書的一般格式?！緦W(xué)時(shí)分配】2學(xué)時(shí)【授課方式】講授【授課內(nèi)容】以測(cè)溫系統(tǒng)為例講授一般系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件的一般格式。【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】(1)重點(diǎn)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法。(2)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)文件的撰寫?！菊n外學(xué)習(xí)指導(dǎo)的要求】.課外閱讀資料：指定參考書的相關(guān)章節(jié).作業(yè)與思考題的要求：指定思考題五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及要求.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱內(nèi)容提要實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織形式學(xué)時(shí)分配12.實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求六、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定要求請(qǐng)分別按以下要求撰寫理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核內(nèi)容，描述理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核占總成績(jī)的比例。.課程考核依據(jù)：課程的考核命題以本教學(xué)大綱為依據(jù)。命題范圍應(yīng)覆蓋大綱所列章節(jié)主要教學(xué)內(nèi)容，應(yīng)適當(dāng)體現(xiàn)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。命題層次符合教學(xué)目標(biāo)中的了解（識(shí)記）、理解、掌握（應(yīng)用）三類能力層次，體現(xiàn)對(duì)學(xué)生基本知識(shí)、基本技能和綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力考核要求。.課程考核性質(zhì)：考試.具體的考核方式：半開卷考試.成績(jī)?cè)u(píng)定：課堂考勤30%,考試成績(jī)70%七、教材與參考資料教材：傳感器應(yīng)用技巧141例，日本人松井邦彥編著，2006年科學(xué)出版社出版參考資料：現(xiàn)代傳感技術(shù)與應(yīng)用，王化祥等，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年9月第一版數(shù)據(jù)采集技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，李念強(qiáng)編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2009年5月第一版八、說明《傳感器原理與器件》課程教學(xué)大綱一、課程基本概況二、課程簡(jiǎn)介課程中文名稱傳感器原理與器件課程英文名稱ThePrincipleandDeviceofTransducer課程編19131501課程類別口公共必修課□公選課口院級(jí)限選課口學(xué)科基礎(chǔ)課?專業(yè)基礎(chǔ)課口專業(yè)限選課□專業(yè)任選（拓展）課口方向特色課（雙百班課程）總學(xué)時(shí)48講授學(xué)時(shí)48實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0總學(xué)分1開課學(xué)院（部）電信學(xué)院開課系（室）物理與光電授課對(duì)象電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、電子類本科生先修課程大學(xué)物理、電路分析本課程系電子科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程綜合運(yùn)用各先修課程的理論與知識(shí)，是本專業(yè)的一門重要專業(yè)技術(shù)課，主要研究：傳感器的基本概念及其基本特性（靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性）"專感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)方法；各類傳感器的轉(zhuǎn)換原理；基本特性分析（定性）；測(cè)量電路；實(shí)際應(yīng)用。并進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程各種參量的非電量電測(cè)量，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以拓展到生產(chǎn)過程自動(dòng)化。三、課程教學(xué)總體目標(biāo)該課程以數(shù)學(xué)、物理、電路電子技術(shù)為基礎(chǔ)，掌握傳感器的信號(hào)檢出、轉(zhuǎn)換原理和信號(hào)處理方法，熟悉各類傳感器的典型工程應(yīng)用，根據(jù)各專業(yè)特點(diǎn)，為后續(xù)課程（傳感系統(tǒng)設(shè)計(jì)等）奠定技術(shù)基礎(chǔ)。四、教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時(shí)分配（-）理論教學(xué)第1章傳感器的一般特性（含緒論）4學(xué)時(shí)內(nèi)容：.傳感器的靜態(tài)特性；.傳感器的動(dòng)態(tài)特性；.傳感器動(dòng)態(tài)特性分析；.傳感器無失真測(cè)試條件；.機(jī)電模擬和變量分類。基本要求：,了解傳感器在現(xiàn)代生產(chǎn)過程科技發(fā)展中的重要性及其發(fā)展方向；.明確傳感器基本組成及機(jī)電模擬方法；3?明確傳感器的基本特性；熟悉傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性技術(shù)參數(shù)及動(dòng)態(tài)特性分析方法。重點(diǎn)：傳感器的組成和意義；傳感器的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性。難點(diǎn)：傳感器的動(dòng)態(tài)特性分析。第2章電阻應(yīng)變式傳感器4學(xué)時(shí)內(nèi)容：.金屬電阻應(yīng)變式傳感器；.半導(dǎo)體應(yīng)變片及壓阻式傳感器；.電位計(jì)式傳感器?；疽螅?掌握電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理（電阻-應(yīng)變效應(yīng)）及其信號(hào)調(diào)理技術(shù)；.熟悉電阻應(yīng)變式傳感器的工程應(yīng)用技術(shù)。.電位計(jì)式傳感器（自學(xué)）重點(diǎn)：電阻應(yīng)變片（計(jì)）的工作原理、測(cè)量電路及其應(yīng)用。難點(diǎn)：電阻應(yīng)變式傳感器的特性分析和信號(hào)調(diào)理技術(shù)。3章電感式傳感器6學(xué)時(shí)內(nèi)容：.電感式傳感器；.差動(dòng)變壓器；.電渦流式傳感器?；疽螅?掌握電感式傳感器、差動(dòng)變壓器和電渦流式傳感器的工作原理（自感、互感現(xiàn)象）；.掌握各類電感式傳感器測(cè)量電路的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；.熟悉各類電感式傳感器的典型工程應(yīng)用技術(shù)。重點(diǎn)：電感式傳感器的工作原理及其應(yīng)用；難點(diǎn)：電感式傳感器的信號(hào)調(diào)理電路。第4章電容式傳感器4學(xué)時(shí)內(nèi)容：.電容式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)類型；.電容式傳感器的靜態(tài)特性（定性分析）；.電容式傳感器的等效電路；.電容式傳感器的測(cè)量電路；.電容式傳感器的應(yīng)用?；疽螅?掌握電容式傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及其基本特性；.掌握電容式傳感器的信號(hào)調(diào)技術(shù)；.熟悉電容式傳感器的典型工程應(yīng)用技術(shù)。重點(diǎn)：電容式傳感器的工作原理及其應(yīng)用。難點(diǎn)：電容式傳感器的測(cè)量電路。第5章壓電式傳感器4學(xué)時(shí)內(nèi)容：,壓電式傳感器的工作原理；.壓電材料的主要特性；.壓電元件常用的結(jié)構(gòu)形式；.壓電式傳感器的信號(hào)調(diào)理電路；.壓電式傳感器的應(yīng)用?；疽螅赫莆諌弘娛絺鞲衅鞯墓ぷ髟恚▔弘娦?yīng)）；掌握壓電式傳感器的信號(hào)調(diào)理電路技術(shù)及其特性分析（定性）；熟悉壓電式傳感器的結(jié)構(gòu)及工程應(yīng)用。重點(diǎn)：壓電式傳感器的工作原理及其應(yīng)用。難點(diǎn)：壓電式傳感器的工作原理及其測(cè)量電路（前置放大器）特性分析。第6章磁電式傳感器2學(xué)時(shí)內(nèi)容：.磁電式傳感器的原理和結(jié)構(gòu)；.磁電式傳感器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)；.磁電式傳感器的應(yīng)用。基本要求：掌握磁電式傳感器的工作原理（電磁感應(yīng)）及其應(yīng)用；熟悉磁電式傳感器的設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)：磁電式傳感器的工作原理及其應(yīng)用。難點(diǎn)：磁電式傳感器的工作原理。第7章熱電式傳感器4學(xué)時(shí)內(nèi)容：.熱電阻；.PN結(jié)型溫度傳感器；.熱電偶?；疽螅?掌握熱電阻、熱電偶傳感器的工作原理（電阻-溫度效應(yīng)和熱電效應(yīng)）；.了解熱電偶的基本定律及其冷端處理和溫度補(bǔ)償技術(shù)；.熟悉金屬熱電阻、熱電偶傳感器的結(jié)構(gòu)形式、分度號(hào)和分度表及其應(yīng)用；.熟悉晶體管和集成溫度傳感器的測(cè)溫原理及其應(yīng)用。重點(diǎn)：熱電式傳感器的工作原理及其應(yīng)用。難點(diǎn)：熱電偶的熱電效應(yīng)及其冷端補(bǔ)償技術(shù)。第8章光電式傳感器4學(xué)時(shí)內(nèi)容：.光電效應(yīng)；.光電器件；?光源及光學(xué)元件；.光電式傳感器的應(yīng)用；.光纖傳感器。基本要求：,掌握光電元件的光電轉(zhuǎn)換原理（光電效應(yīng)）及幾種主要的光電元件（光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管、光電池等）的光電特性；.掌握光纖傳感器所用光纖的結(jié)構(gòu)和傳光原理；.熟悉光電式傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用；重點(diǎn)：光電效應(yīng)及光電元件的光電特性，光電式傳感器的應(yīng)用。難點(diǎn)：光纖的傳光原理。9章磁敏傳感器2學(xué)時(shí)內(nèi)容：.霍爾效應(yīng)；.霍爾元件的應(yīng)用電路；.集成霍爾器件；.霍爾傳感器的應(yīng)用。基本要求：.掌握霍爾元件的磁電轉(zhuǎn)換原理（霍爾效應(yīng)）及其磁敏特性；.了解集成霍爾器件的結(jié)構(gòu)；熟悉霍爾傳感器的應(yīng)用。重點(diǎn)：霍爾傳感器的原理及其應(yīng)用。難點(diǎn)：霍爾元件磁敏特性分析。第10章數(shù)字式傳感器4學(xué)時(shí)內(nèi)容：,光柵傳感器；.角數(shù)字編碼器?；疽螅?掌握數(shù)字式傳感器（計(jì)量光柵、角數(shù)字編碼器）的數(shù)字轉(zhuǎn)換原理及其信號(hào)調(diào)理技術(shù)；.熟悉數(shù)字式傳感器的結(jié)構(gòu)和典型工程應(yīng)用。重點(diǎn)：數(shù)字式傳感器的工作原理、信號(hào)調(diào)理技術(shù)及其應(yīng)用。難點(diǎn)：莫爾條紋的形成及其特點(diǎn)。第11章傳感器的標(biāo)定2學(xué)時(shí)內(nèi)容：,測(cè)量誤差基本概念；.傳感器的靜態(tài)特性標(biāo)定；.傳感器的動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定；.壓力傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)；.振動(dòng)傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)；.溫度傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)?；疽螅?明確傳感器標(biāo)定與校準(zhǔn)的意義；.掌握測(cè)量誤差基本概念；.掌握傳感器靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的標(biāo)定方法和步驟；.熟悉壓力、溫度、振動(dòng)等傳感器的標(biāo)定裝置與標(biāo)定方法。重點(diǎn)：傳感器特性的標(biāo)定方法。難點(diǎn)：壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性標(biāo)定技術(shù)。五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及要求.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱內(nèi)容提要實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)教學(xué)組織形式學(xué)時(shí)分配123.實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求六、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定要求請(qǐng)分別按以下要求撰寫理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核內(nèi)容，描述理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核占總成績(jī)的比例。.課程考核依據(jù)：課程的考核命題以本教學(xué)大綱為