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课程评价
spContent=从我们日常的出穿用度,出行时车船飞机,到无人机、机器人以及上天的载人飞船, 传感与检测技术应用于各行各业,无处不在。这门课程在现代化测控系统中起到什么样的地位和作用?我们到底要学什么?怎样学好课程知识?学完后能够提高学生哪些方面的能力?就请带着这些问题,来学习本课程的基本内容吧。
—— 课程团队
课程概述

传感器是获取自然科学领域信息的主要途径和手段,它既在现代测控系统中处于连接被测控对象和测控系统的接口位置,又是提高自动控制系统精度的反馈环节,因此《传感与检测技术》课程是自动化、测控技术与仪器、电气工程及自动化、机械设计制造及其自动化、物联网工程、智能电网信息工程等专业的核心专业基础课。该课程涉及机械、动力、物理、化学、光学、材料、电子、生物、半导体、信息处理等众多学科领域,应用领域十分广泛,与当前多学科交叉融合的趋势相一致,在专业课程体系中起到重要的承上启下作用。

传感与检测技术集中体现了信息化和工业化的结合, 科技越发达,自动化程度越高,对传感与检测技术的依赖也就越强烈。信息产业链中信息应用、信息传输与信息处理发展迅猛,使世界许多国家已大力发展传感与检测技术,我国政府也提出了“传感中国”口号,加大了具有自主知识产权的先进传感与检测技术的研发力度。工业4.0技术、物联网技术、无人驾驶技术、智能机器人等无不依赖传感与检测技术的发展与应用。技术的发展,相应产品的研发、使用与维护对高校人才培养的目标和内容提出了与时俱进的新要求,极大地提高了《传感与检测技术》课程的地位。

《传感与检测技术》课程综合性和实践性较强,主要内容包括传感与检测技术的定义、基本组成、发展趋势与应用,传感器与测量系统的基本特性,传感器的标定方法,各种常用传感器(电阻传感器、电感传感器、电容传感器、光电传感器、热电偶、磁电传感器、压电传感器、光纤传感器、半导体传感器)的工作原理、技术性能、特点、选型原则、测量电路以及应用,信号分析及其在检测技术中的应用,信号调理电路,误差分析,测量数据基本处理步骤和软件算法,智能传感器,多传感器信息融合技术,软测量技术,系统抗干扰技术,系统可靠性设计,现代测量系统设计步骤等。

通过本课程的学习,能够使学生掌握常用传感器的基本原理、输入输出特性,根据实际应用系统的要求,能够选择恰当的信号调理电路,并对电路进行分析和计算,以便得到符合后续电路所需要的信号范围和要求;掌握传感器的工程应用方法和正确处理测量数据,根据系统的要求和性能指标,能够设计/开发现代测量系统。通过案例设计与分

析,提高学生自主学习能力。及时了解传感与检测技术的发展前沿状况,培养学生科学素养,提高学生分析能力和创新能力。

授课目标

掌握传感器与检测系统的基本特性,各种常用传感器的工作原理、测量电路与应用,信号调理技术,测量误差分析和测量数据的基本处理算法,系统抗干扰技术。了解现代测量相同的设计步骤。通过案例设计与分析教学环节,增强学生自主学习意识。及时了解传感与检测技术的发展动态,促使学生有探索知识行为。

课程大纲

第一讲   绪论

第一章  绪论     包括传感与检测技术的基本概念、传感器的基本组成及分类、测量系统的基本结构、传感与检测技术的应用及其发展趋势等基本内容

第一讲 绪论_作业

第二章 传感器与测量系统的基本特性

第二章 传感器与测量系统的基本特性  包括静态特性、动态特性、不失真测量

第二章 传感器与测量系统的基本特性_作业

第三讲  电阻应变式传感器

第三讲 电阻应变式传感器

第三讲 电阻式传感器 作业

第四讲 电容传感器

第四讲 电容传感器

第四讲 电容传感器作业

第五讲 电感传感器

第五讲 电感传感器

第五讲 电感传感器 作业

第六讲 压电传感器+磁电传感器

第六讲 压电传感器+磁电传感器

第六讲 压电传感器+磁电传感器作业

第七讲 热电传感器

第七讲 热电传感器

第七讲 热电传感器作业

第八讲 光电传感器

第八讲 光电传感器

第八讲 光电传感器作业

第九讲 气敏传感器+湿敏传感器

第九讲 气敏传感器+湿敏传感器

第九讲 气敏传感器+湿敏传感器

第十讲 信号放大电路

第十讲 信号放大电路

第十讲 信号放大电路作业

第十一讲 滤波电路

第十一讲 滤波电路

第十一讲  滤波电路的作业

第十二讲 调制解调+信号转换电路

第十二讲 调制解调+信号转换电路

第十二讲 调制解调+信号转换电路_作业

第十三讲 测量误差分析

第十三讲 测量误差分析

第十三讲 测量误差分析_作业

第十四讲 测量数据的基本处理算法

第十四讲 测量数据的基本处理算法

第十四讲 测量数据的基本处理算法_作业

第十五讲 智能传感器

第十五讲 智能传感器

第十五讲 智能传感器作业

第十六讲 系统抗干扰技术

第十六讲 系统抗干扰技术

第十六讲 系统抗干扰技术作业

预备知识

大学物理

电路原理

电子技术

自动控制原理

微机原理及接口技术


证书要求

总评成绩大于或等于60分,发合格证书。

总评成绩按以下比例分配:

(1)完成所有的章节作业,计入平时成绩,平时成绩占课程总成绩的30%;

(2)完成期末测试,期末测试成绩占课程总成绩的70%;


参考资料

建议教材:

传感与检测技术 刘红丽.(第二版)[M].北京:国防工业出版社,2012

参考资料:

[1]现代测试技术与系统设计 [M] 申忠如. 西安:西安交通大学出版社。2009年

[2]传感器原理及应用[M] 刘振廷.. 西安:西安电子科技大学出版社,2011

[3]传感器与检测技术 [M] 徐科军..北京:电子工业出版社,2011

[4]美国NI、TI公司网站,国内知名的传感器网站

[5]微信订阅号:传感器与物联网 传感器专家网,传感器解决方案

[6]武汉理工大学网络教学综合平台《传感与检测技术》精品课程、资源共享课程


常见问题
  1. 从先进的自动化技术如物联网技术、无人机、智能机器人、工业4.0技术中, 了解传感与检测技术的作用与地位,它是如何应用到这些技术中?工作原理是什么?与系统中其他模块如何接口?实现了系统的哪些功能?

  2. 传感器/测量系统的基本特性与自动控制系统的基本特性有哪些相同?又有哪些不同?

  3. 传感器种类很多,特性、工作原理、测量电路以及应用都各不相同, 那么我们在学习时应采用什么样的学习方法, 才不至于学起来枯燥无味?

  4. 传感器的种类多, 输出信号的方式也不尽相同,它们是如何和后续电路接口的?

  5. 测量肯定伴随着误差, 误差来源是什么?有什么特点?如何发现?如何消除?硬件软件消除误差的方法是什么?怎样来衡量测量的精度?

  6. 科技不断进步,自动化水平越来越高,伴随而来的现代检测技术又有哪些?我们应该从哪些方面着手去了解这方面的知识?

  7. 系统的可靠性性如何保证?从哪些方面考虑可以提供系统的可靠性?

  8. 如何从工程实际出发, 能够根据系统的要求、性能指标以及实现功能,掌握现代测量系统的设计步骤,完成系统方案设计,传感其选型,信号调理电路的选择与参数设计,误差分析,编写测量数据的基本处理算法等?