《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程名稱（英文）SensorandDetectionTechnology課程代碼05120306課程性質(zhì)必修課程類別專業(yè)必修課考核形式考試總學(xué)分（學(xué)時(shí)/周）3.5（4）理論學(xué)分（學(xué)時(shí)）3（48）實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)學(xué)分（學(xué)時(shí)/周）0.5（16）先修課程大學(xué)物理、電路原理、模擬電子電路后續(xù)課程光電檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)適應(yīng)范圍全日制本科面向?qū)I(yè)電子信息工程開(kāi)課學(xué)期4開(kāi)課學(xué)院電子與信息工程學(xué)院二、課程目標(biāo)本課程以傳感器的基本理論為主要內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用使學(xué)生加深對(duì)傳感器基本原理、主要性能、特點(diǎn)，以及測(cè)量電路的掌握和理解，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立解決問(wèn)題及設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)和理論背景，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。課程具體目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1（知識(shí)目標(biāo)）：要求學(xué)生掌握相關(guān)傳感器原理、特性和應(yīng)用，掌握傳感器信號(hào)檢測(cè)電路原理、設(shè)計(jì)等。掌握示波器、萬(wàn)用表等基本儀器儀表的使用，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證基本理論和性質(zhì)，并能夠運(yùn)用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，排除故障，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。課程目標(biāo)2（能力目標(biāo)）：通過(guò)各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生具備將理論知識(shí)與實(shí)際工程相結(jié)合的能力，具有自主學(xué)習(xí)、文獻(xiàn)檢索利用的能力，具有問(wèn)題的分析、判斷和創(chuàng)新能力，能夠綜合運(yùn)用技術(shù)理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具備運(yùn)用實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證理論知識(shí)的能力。課程目標(biāo)3（價(jià)值目標(biāo)或思政目標(biāo)）：具有較好的職業(yè)道德素養(yǎng)，具備團(tuán)隊(duì)協(xié)同研究、交流溝通能力，具備工程思維和創(chuàng)新意識(shí)，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，具有終身學(xué)習(xí)能力，對(duì)待學(xué)習(xí)和任務(wù)具有責(zé)任感。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求、指標(biāo)點(diǎn)與本課程的課程目標(biāo)的之間對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。表1畢業(yè)要求、指標(biāo)點(diǎn)與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系支撐的畢業(yè)要求涉及的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)本課程的課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.2掌握電子電路等工程基礎(chǔ)知識(shí)，能將其用于分析電子電路相關(guān)的工程問(wèn)題。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3M4.研究4.2能夠應(yīng)用數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，運(yùn)用軟硬件工具模擬或?qū)崿F(xiàn)具體的實(shí)驗(yàn)，收集、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2L5.使用現(xiàn)代工具5.3具有使用現(xiàn)代電子儀器設(shè)備的能力，并能夠理解其局限性。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3L本課程的各個(gè)課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的權(quán)值矩陣如表2所示。表2課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的權(quán)值矩陣畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)1.2畢業(yè)要求指標(biāo)4.2畢業(yè)要求指標(biāo)5.3課程目標(biāo)課程目標(biāo)課程目標(biāo)30.100.1注：將一個(gè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)分解到對(duì)應(yīng)課程教學(xué)目標(biāo)中，每一列的權(quán)重Σ＝1。四、課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容及資源對(duì)應(yīng)關(guān)系第一部分理論教學(xué)環(huán)節(jié)第1章傳感器與檢測(cè)技術(shù)概論（3學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：測(cè)量的基本概念，測(cè)量系統(tǒng)的特性；測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理的理論及工程方法。教學(xué)重點(diǎn)：誤差分析。支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第2章傳感器概述（3學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：傳感器組成及分類；傳感器特性指標(biāo)，傳感器輸出輸入之間的關(guān)系；分析傳感器靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的基本方法。教學(xué)重點(diǎn)：傳感器的組成、靜態(tài)特性。支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第3章應(yīng)變式傳感器（6學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：電阻式傳感器的工作原理；電阻式傳感器種類結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換電路與不同形式傳感器的應(yīng)用；電阻式傳感器測(cè)量力、壓力、位移、應(yīng)變、加速度等非電量參數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)：電阻式傳感器的工作原理、電阻式傳感器的測(cè)量電路。支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第4章電感式傳感器（6學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：自感式傳感器工作原理、轉(zhuǎn)換電路與使用方法；差動(dòng)整流電路、相敏檢波電路工作原理；差動(dòng)變壓器式傳感器的工作原理、轉(zhuǎn)換電路；電渦流式傳感器的工作原理和實(shí)際應(yīng)用方法。教學(xué)重點(diǎn)：自感式傳感器的工作原理、互感式傳感器的原理和測(cè)量電路、電渦流式傳感器的工作原理。支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第5章電容式傳感器（3學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：電容式傳感器的種類、結(jié)構(gòu)形式、工作原理與轉(zhuǎn)換電路；電容傳感器的應(yīng)用范圍和使用方法。教學(xué)重點(diǎn)：電容式傳感器的工作原理與轉(zhuǎn)換電路。支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第6章壓電式傳感器（3學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：壓電式傳感器工作原理，電荷放大器和電壓放大器作用、特征；壓電傳感器的使用方法，壓電加速度傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能。教學(xué)重點(diǎn)：壓電式傳感器的工作原理與測(cè)量電路。支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第7章磁電式傳感器（3學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：磁電感應(yīng)式傳感器工作原理、結(jié)構(gòu)特征；霍爾傳感器工作原理和特性參數(shù)；集成霍爾元件和磁敏元件的特性，及其使用方法。教學(xué)重點(diǎn)：霍爾傳感器工作原理和基本特性。支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第8章光電式傳感器（6學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：光電傳感器的基本特性、工作原理和應(yīng)用范圍；光纖傳感器結(jié)構(gòu)、基本特性和工作原理；光電器件的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：光電器件的基本原理、光纖傳感器的基本特性、光電傳感器應(yīng)用。支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第9章半導(dǎo)體傳感器（2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：典型半導(dǎo)體氣敏傳感器類型和結(jié)構(gòu)；濕敏電阻感濕特性；半導(dǎo)體色敏傳感器的基本特性。教學(xué)重點(diǎn)：氣敏傳感器類型和結(jié)構(gòu)、濕敏電阻感濕特性。 支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第10章超聲波傳感器（2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：超聲波傳感器基本特性；超聲波測(cè)距原理和測(cè)量電路。教學(xué)重點(diǎn)：超聲波的物理性質(zhì)、超聲波傳感器的應(yīng)用。 支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第11章輻射式傳感器（3學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：紅外傳感器工作原理和測(cè)溫方法；核輻射的物理基礎(chǔ)，核輻射傳感器檢測(cè)原理。教學(xué)重點(diǎn)：紅外傳感器工作原理和應(yīng)用。 支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第12章數(shù)字式傳感器傳感器（4學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：光柵傳感器的原理及應(yīng)用；編碼器，感應(yīng)同步器的原理及應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：光柵傳感器的原理、編碼器的原理。 支撐的課程目標(biāo)：1，2，3第13章傳感器在工程檢測(cè)中的應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：各類物理量基本特點(diǎn)及測(cè)量情況；各類基本物理量的測(cè)量方法及在實(shí)際工程中的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：熱電偶傳感器的工作原理、金屬熱電阻的工作原理。 支撐的課程目標(biāo)：1，2，3課程思政融入點(diǎn)：傳感器作為控制系統(tǒng)采集外界信息的基本部件，在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性和實(shí)用性毋庸置疑，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注傳感器技術(shù)的發(fā)展，以及在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，明確傳感器的性能以及應(yīng)用將不斷推進(jìn)各類物聯(lián)網(wǎng)的終端市場(chǎng)應(yīng)用。激發(fā)學(xué)生對(duì)該門(mén)課程的興趣，提升其學(xué)習(xí)的積極性。第二部分實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)支撐課程目標(biāo)的具體情況如表3所示。表3實(shí)驗(yàn)課具體教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)支撐課程目標(biāo)的體情況序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)項(xiàng)目要求項(xiàng)目類型項(xiàng)目性質(zhì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)支撐的課程目標(biāo)1應(yīng)變片橋式測(cè)量電路研究3必修操作驗(yàn)證了解應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)、應(yīng)變電橋的工作原理，驗(yàn)證全橋測(cè)量電路的工作情況。1,2,32電渦流式傳感器特性實(shí)驗(yàn)3必修操作驗(yàn)證獲得電渦流式傳感器靜態(tài)指標(biāo)；運(yùn)用電渦流式傳感器實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。1,2,33移相器和相敏檢波器電路性能實(shí)驗(yàn)3選修操作驗(yàn)證研究移相器的相移范圍；研究相敏檢波電路的輸入—輸出關(guān)系1,2,34差動(dòng)面積式電容傳感器實(shí)驗(yàn)3選修操作驗(yàn)證獲得差動(dòng)變面積電容式傳感器的基本特性；研究傳感器輸入/輸出信號(hào)關(guān)系。1,2,35差動(dòng)變壓器式傳感器性能實(shí)驗(yàn)3選修操作驗(yàn)證獲得差動(dòng)變壓器式傳感器的線性工作范圍及靈敏度；研究其輸入/輸出信號(hào)的相位關(guān)系和零點(diǎn)殘余電壓及其補(bǔ)償。1,2,36霍爾式傳感器特性研究3必修操作驗(yàn)證獲得霍爾傳感器的線性測(cè)量范圍及靈敏度；研究霍爾傳感器不等位電勢(shì)；運(yùn)用霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量。1,2,37光電傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)4必修操作設(shè)計(jì)選擇一種光電傳感器：如光敏電阻、光電二極管、光電晶體管、光電耦合器等，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)實(shí)用的光電檢測(cè)電路，并測(cè)試系統(tǒng)性能。1,2,38電子秤設(shè)計(jì)3選修操作設(shè)計(jì)選擇一種或幾種傳感器設(shè)計(jì)一電子秤，并確定該電子秤的性能指標(biāo)。1,2,3課程思政融入點(diǎn)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決工程問(wèn)題的思維與能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工程倫理意識(shí)。課程主要教學(xué)資源及參考資源、教學(xué)平臺(tái)網(wǎng)站：（1）推薦參考教材及參考書(shū)目參考教材及參考書(shū)目見(jiàn)表4。表4參考教材及參考書(shū)目類別教材名稱主編出版社出版時(shí)間參考教材傳感器原理及工程應(yīng)用（第五版）郁有文等西安電子科技大學(xué)出版社2021參考書(shū)目傳感器與檢測(cè)技術(shù)彭軍西安電子科技大學(xué)出版社2016傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程何金田哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2015傳感器原理與檢測(cè)技術(shù)童敏明機(jī)械工業(yè)出版社2014（2）課程網(wǎng)站=1\*GB3①傳感與檢測(cè)技術(shù)_武漢理工大學(xué)/course/WHUT-1001863004?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_=2\*GB3②傳感器原理及應(yīng)用_北京交通大學(xué)_中國(guó)大學(xué)MOOC（慕課）/course/NJTU-1002550001?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_=3\*GB3③傳感技術(shù)及應(yīng)用_哈爾濱工業(yè)大學(xué)_中國(guó)大學(xué)MOOC（慕課）/course/HIT-1002548001?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_五、課程目標(biāo)與考核依據(jù)及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)關(guān)系總評(píng)計(jì)分制：百分制（√）；五級(jí)分制（）；兩級(jí)分制（）考核方式：考試（）；考查（√）本課程考核環(huán)節(jié)由課堂表現(xiàn)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、期末考試成績(jī)組成。課程總成績(jī)=課堂表現(xiàn)×10%+作業(yè)×20%+實(shí)驗(yàn)×20%+期末考核×50%。具體考核會(huì)環(huán)節(jié)、評(píng)價(jià)方式、比重和對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)如表5所示。表5考核/評(píng)價(jià)方法、依據(jù)和對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)方式比重課程目標(biāo)課堂表現(xiàn)主要包括出勤情況和課堂參與度10%課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3作業(yè)主要是學(xué)生完成課后作業(yè)的情況20%課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度計(jì)劃，共設(shè)置六次實(shí)驗(yàn)，主要考察學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的理解與應(yīng)用能力20%課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3期末考核根據(jù)期末考核結(jié)果給出相應(yīng)的成績(jī)50%課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程總成績(jī)課堂表現(xiàn)×10%+作業(yè)×20%+實(shí)驗(yàn)×20%+期末考核×50%100%課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3根據(jù)表5可知，本課程的3個(gè)課程目標(biāo)分別由多個(gè)考核環(huán)節(jié)來(lái)支撐，每個(gè)考核環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)標(biāo)及其對(duì)課程目標(biāo)的支撐權(quán)值如表6所示。表6考核環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及其支撐課程目標(biāo)的權(quán)值課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)考核環(huán)節(jié)支撐課程目標(biāo)權(quán)值權(quán)值合計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)100~9089~8079~7069~60<59優(yōu)良中及格不及格課程目標(biāo)1課堂表現(xiàn)10%100%按時(shí)到課，從不缺課；課堂能積極并正確回答問(wèn)題；課堂交流討論積極主動(dòng)；課堂表現(xiàn)總體很好不無(wú)故缺課、遲到早退；課堂能積極并正確回答問(wèn)題；課堂交流表現(xiàn)良好；課堂表現(xiàn)總體較好不無(wú)故缺課、偶爾會(huì)有遲到早退；課堂下能正確回答問(wèn)題；課堂交流表現(xiàn)這中等；課堂表現(xiàn)總體一般偶爾遲到早退；課堂回答問(wèn)題和相互交流積極性尚可，態(tài)度基本端正；課堂總體表現(xiàn)尚可偶爾缺課或經(jīng)常遲到早退；課堂回答問(wèn)題和相互交流積極性較差，態(tài)度不端正；課堂總體表現(xiàn)較差作業(yè)20%作業(yè)嚴(yán)格按要求并及時(shí)完成，正確率90%以上作業(yè)按要求并及時(shí)完成，正確率80%至90%作業(yè)按要求并及時(shí)完成，正確率70%至80%作業(yè)按要求并及時(shí)完成，正確率60%至70%作業(yè)未按要求完成，正確率小于60%實(shí)驗(yàn)30%實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力很強(qiáng)，善于獨(dú)立思考并與教師溝通；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄非常完整，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析正確且非常深入，報(bào)告撰寫(xiě)質(zhì)量很高；實(shí)驗(yàn)綜合表現(xiàn)很好實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力較強(qiáng)，能獨(dú)立思考并與教師溝通；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄較為完整，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析正確且深入，報(bào)告撰寫(xiě)質(zhì)量較高；實(shí)驗(yàn)綜合表現(xiàn)較好實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力一般，能對(duì)問(wèn)題進(jìn)行一定的思考；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄基本完整，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析基本正確，報(bào)告撰寫(xiě)質(zhì)量一般；實(shí)驗(yàn)綜合表現(xiàn)一般實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力尚可，能對(duì)問(wèn)題進(jìn)行一定的思考；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄尚可，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析深入程度尚可，報(bào)告撰寫(xiě)質(zhì)量基本滿足要求；實(shí)驗(yàn)綜合表現(xiàn)尚可實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力較差，態(tài)度不端；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄完整度較差，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析缺乏或應(yīng)付了事，報(bào)告撰寫(xiě)質(zhì)量較差；實(shí)驗(yàn)綜合表現(xiàn)較差期末考試40%見(jiàn)期末試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)2課堂表現(xiàn)10%100%同上同上同上同上同上作業(yè)30%同上同上同上同上同上實(shí)驗(yàn)30%同上同上同上同上同上期末考試30%見(jiàn)期末試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程目標(biāo)3課堂表現(xiàn)20%100%同上同上同上同上同上作業(yè)30%同上同上同上同上同上實(shí)驗(yàn)30%同上同上同上同上同上期末考試20%見(jiàn)期末