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传感器原理及应用
第12次开课
开课时间: 2025年02月17日 ~ 2025年06月27日
学时安排: 3-4小时每周
当前开课已结束 已有 75 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
课程详情
课程评价(65)
spContent=我校测控技术与仪器专业为国家级一流建设专业,两次顺利通过工程教育专业认证,一本招生,力求培养能够解决较复杂的工程实际问题的高质量应用型人才。该课为测控专业的核心专业基础课,也是电子信息工程、物联网工程、自动化、通信工程、光信息科学与工程等专业的重要专业基础课。该课目前为国家级一流本科课程、北京市优质本科课程,校级精品在线开放课程。
我校测控技术与仪器专业为国家级一流建设专业,两次顺利通过工程教育专业认证,一本招生,力求培养能够解决较复杂的工程实际问题的高质量应用型人才。该课为测控专业的核心专业基础课,也是电子信息工程、物联网工程、自动化、通信工程、光信息科学与工程等专业的重要专业基础课。该课目前为国家级一流本科课程、北京市优质本科课程,校级精品在线开放课程。
—— 课程团队
课程概述


传感器作为信息系统的源头,是准确获取信息的主要途径和手段传感器原理及应用课程具有承上启下的作用,本科阶段,不仅与前期开设的基础类课程相衔接,也为后续专业课奠定了基础。它以“如何准确测量”为主线,详细介绍了传感器的结构组成、工作原理、测量转换电路和工程实际应用案例,其设计和分析方法可直接应用于专业综合实践、电子设计竞赛、大学生创新创业项目、“互联网+”创新创业大赛、毕业设计等综合实践环节。另外,还为研究生阶段的传感器类课程打下良好基础。

 

授课目标

知识目标:理解传感器相关概念,了解传感器发展趋势;理解各类传感器工作原理,掌握其静态、动态特性分析方法,掌握其设计方法;掌握典型测量转换电路的选用和设计方法;掌握各类传感器的典型应用及选型方法。

能力目标:掌握传感器设计要点、性能评价方法及应用条件,能够运用理论知识分析解决工程实际问题,具有自主探究能力和创新性思维。

素质目标:设计中能够考虑环保、安全、成本等非技术因素,治学态度严谨,具有创新实践精神、职业道德和质量规范意识,并能够承担相应的社会责任,树立科技报国之志。

课程大纲
绪论
课时目标:理解传感器相关概念的含义、传感器的组成及分类;了解传感器的主要性能指标;关注传感器的技术动向与需求动向。
1.1 什么是传感器?
1.2 传感器的地位及分类
1.3 传感器的一般要求
1.4 传感器设计/选型注意事项
1.5 传感器的发展趋势
传感器一般特性
课时目标:掌握传感器静态特性和动态特性的分析方法
2.1 传感器一般特性及分类
2.2 传感器静态特性
2.3 传感器动态特性
2.4 传感器常用指标
电阻式传感器
课时目标:了解电阻式传感器的分类和特点,掌握电阻传感器的工作原理、转换电路设计、应用。重点掌握温度误差补偿方法和阻抗匹配方法。
3.1 电阻传感器工作原理分类及特点
3.2 应变片式电阻传感器
3.3 压阻式电阻传感器
3.4 电位器式电阻传感器
电感式传感器
课时目标:了解电感式传感器的分类和特点,掌握电感式传感器的工作原理、转换电路设计、应用。重点掌握电涡流、差动变压器式传感器结构、工作原理、基本特性和转换电路分析设计。
4.1 电感传感器工作原理分类及特点
4.2 变磁阻式自感式传感器
4.3 差动变压器式传感器
4.4 电涡流式传感器
4.5 感应同步器
4.6 压磁式传感器
电容式传感器
课时目标:了解电容式传感器的分类、特点、工作原理、转换电路的设计方法及应用;重点掌握等效电路分析及典型测量转换电路设计。
5.1 电容传感器工作原理分类及特点
5.2 电容传感器存在的问题及转换电路
5.3 电容传感器应用举例
磁电式传感器
课时目标:了解磁电式传感器的分类及特点、工作原理及转换电路设计、误差及补偿、应用。
6.1 磁电感应式传感器
6.2 霍尔传感器工作原理及特性
6.3 霍尔传感器应用
6.4 磁栅式传感器
压电式传感器
课时目标:掌握压电式传感器的工作原理、转换电路设计及应用。重点掌握压电效应及压电材料、压电元件结构形式、等效电路及转换电路、电荷放大器设计。
7.1 压电式传感器工作原理
7.2 压电式传感器转换电路
7.3 压电式传感器应用举例
热电式传感器
课时目标:掌握温度传感器的分类、特点、工作原理、转换电路设计及应用。重点掌握温度传感器的应用条件,热电偶冷端温度补偿方法。
8.1 热电阻温度传感器
8.2 热敏电阻温度传感器
8.3 PN结温度传感器
8.4 集成温度传感器
8.5 热电偶温度传感器
8.6 热电偶测温应用实例
光电式传感器
课时目标:掌握光电式传感器的种类、特性、工作原理、转换电路设计及应用。重点掌握光电效应器件的应用条件和转换电路设计。
9.1 光电式传感器及光电效应
9.2 外光电效应和外光电效应器件
9.3 内光电效应和内光电效应器件
9.4 光电式传感器一般形式及应用
9.5 新型光电检测器件
数字式传感器
课时目标:掌握光电编码器和光栅传感器的结构、工作原理、应用;掌握传感器数字化方法。
10.1 光栅传感器
10.2 光电编码器
智能式传感器
课时目标:掌握智能传感器的分类和构造;掌握信号的采集、处理方法;了解传感器智能化方法。
11.1 什么是智能式传感器
11.2 智能式传感器分类和基本组成
11.3 智能式传感器常用功能举例(一)
11.3 智能式传感器常用功能举例(二)
11.4 综合应用实例
实验
课时目标:掌握传感器敏感元件特性测试方法、测量转换电路分析设计方法、热电偶自补偿原理及方法。
12.1 金属箔式应变片三种桥式电路性能比较
12.2 差动变压器性能实验
12.3 室温自补偿热电偶测温电路设计
展开全部
预备知识

大学物理、工程光学、电子技术基础、误差理论与数据处理

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

1、2024年11月出版的《传感器原理及检测技术》(第四版,第一次印刷),王晓飞、梁福平主编,华中科技大学出版社。该教材目前为北京市优质本科教材。


2、传感器原理及检测技术学习与实践指导,梁福平主编、王晓飞副主编,华中科技大学出版社。

北京信息科技大学
7 位授课老师
曹阳

曹阳

教授

王晓飞

王晓飞

教授

潘志康

潘志康

讲师

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