“传感技术及应用”是具有较强实践性的一门专业技术课程,传感器是信息获取和组成测控系统的首要环节。本课程主要介绍传感器的基本概念,重点讲解各类传感器的基本原理、特性及相应的测量电路,同时也介绍各类传感器的实际应用及传感器技术发展的状况及新成果。
课程目标
本课程的目的是培养学生利用传感技术有关工程知识解决精密仪器测量与设计领域复杂工程问题的能力,能够通过条件假设、模型构建和知识表达、文献检索等对精密测量与仪器设计领域的复杂工程问题进行分析与评价,以获得有效结论。通过大作业等训练,培养学生基于传感技术的精密仪器和测量系统等工程相关背景知识进行合理分析的能力,通过科研实例理解传感技术之“小用”推进国家整体发展战略之“大用”,课程内容践行社会主义核心价值观,培养学生评价仪器类专业工程实践和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解应承担的责任。
本课程是测控技术与仪器专业的专业核心课,主要介绍传感器的基本概念,重点讲解各类传感器的基本原理、特性及相应的测量电路,同时也介绍各类传感器的实际应用及传感器技术发展的趋势及新成果。学生能描述、比较和对照各类传感器的工作原理、基本结构、特性,能解释、归纳、总结传感器的设计原则和方法,能分析、整理、判断各类传感器的典型应用,能选择合适的传感器组建测控系统,运用传感器有关知识和技能解决实际工程问题,并能检索、评价传感器目前的发展动态和需求。
通过学习,达到以下目标:
1、学生能够描述、比较和对照各类传感器的定义、分类、作用及测量系统的组成,明确传感器的静态特性、动态特性的性能指标概念、定义和分析处理方法,能总结和阐述提高传感器性能的方法。
2、学生能解释、归纳、总结传感器的设计原则和方法,能够对精密测量与仪器设计领域的复杂工程问题进行条件假设、模型构建和知识表达掌,能分析、整理、判断各类传感器的基本结构、性能特点、配用电路和典型应用等。
3、学生能选择合适的传感器组建测控系统,运用传感器有关知识和技能解决实际工程问题,能综合工程原理和文献检索,对精密测量与仪器设计领域的传感技术有关复杂工程问题进行分析与评价,并获得有效结论。
4、学生能了解传感器在工程、科研中的应用实例,并能检索、评价传感器目前的发展动态和需求,能够针对复杂工程问题对传感技术及应用进行分析与评价。理解电学、光学、机械学、测量、控制等综合技术的相关性。能够针对传感技术及应用等复杂工程问题进行有效沟通和交流,具有对传感技术新成果的自学能力和意识。
绪论
第1节 传感器的定义和作用
第2节 传感器的组成、分类和发展趋势
思维导图
绪论-单元测验
第一章 传感器的一般特性
传感器的一般特性(自主探究式学习)
思维导图
第二章 电阻式传感器
第1节 电阻应变片的基本原理、结构、主要参数及工作特性
第2节 电阻应变片的测量电路;温度误差及其补偿
第3节 电阻应变式传感器应用举例
思维导图
电阻式传感器-单元测验
第三章 电感式传感器
第1节 自感式传感器
第2节 转换电路及零点残余电压
第3节 电涡流式传感器和压磁式传感器
思维导图
电感式传感器-单元测试
第四章 电容式传感器
第1节 电容式传感器的工作原理和主要性能
第2节 电容式传感器测量电路
第3节 电容式传感器的应用
思维导图
电容式传感器-单元测试
第五章 磁电式传感器
第1节 霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器的特点
第2节 霍尔传感器的应用
思维导图
磁电式传感器-单元测试
第六章 压电式传感器
第1节 压电效应
第2节 压电材料
第3节 压电式传感器的等效电路及应用
思维导图
压电式传感器-单元测试
第七章 光电式传感器
第1节 光源
第2节 光电器件
第3节 电荷耦合器件CCD
第4节 位置敏感器件PSD
第5节 光纤及其传光原理;光纤传感器的组成及分类
第6节 光纤传感器的光调制方式及应用
第7节 光栅式传感器
第8节 激光式传感器
光电式传感器-单元测试
第八章 热电式传感器
第1节 热电偶测温的基本原理及三大定律
第2节 热电偶的材料、类型及冷端补偿方法
热电式传感器-单元测试
第九章 超声波式传感器
第1节 超声波换能器及耦合技术
第2节 超声波传感器的应用
超声波式传感器-单元测试
第十章 传感技术新发展
本章节为自学内容,需要完成课程大作业
课程大作业
先修课程
模拟电子技术基础、数字电子技术基础、工程光学、精密机械学基础、信号与系统
主要教材
唐文彦,张晓琳主编. 传感器(第6版). 机械工业出版社. 2021
参考网站
1、仪表技术与传感器 https://www.i-s.com.cn
2、传感器世界 https://www.sensorworld.com.cn
3、中国传感器 https://www.sensor.com.cn
4、传感器技术 https://www.sensor-tech.com.cn
5、传感技术学报网 https://www.cgjs.chinajournal.net.cn
6、传感器资讯网 https://www.globalsensors.com.cn