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《传感器与检测技术》教学大纲

《传感器与检测技术》(09)教学大纲

一、课程性质与任务

《传感器与检测技术》是电子信息工程技术专业的专业主干课,是一门学习非电测量与传感器技术为主的课程。通过本课程的学习,学生能熟悉非电检测与测量方面的基本知识与基本方法;掌握传感器的基本知识与基本理论,了解各种常用传感器的结构,理解传感器的工作原理、参数及工作特性;认识传感器在各种控制电路中的重要作用;掌握传感器的一般特性、分析方法;同时学会根据实际需要正确的选择与使用各种传感器,从而为使用与设计各种智能化电子产品打下坚实的基础。本课程的前导课程是《实用电工电子技术》,后续课程是《电气控制与PLC》、《电子线路板设计》、《EDA技术》等。

二、课程目标

根据电子信息工程技术专业的岗位职业的要求,通过本课程的教学和培养,学生应达到以下目标:

1.知识目标

(1)了解非电检测与测量的意义与重要性;

(2)掌握非电检测与测量的基本方法与手段;

(3)熟悉传感器的种类、结构与应用;

(4)掌握常用各种传感器的工作原理、工作特性及性能参数;

(5)学会根据电子线路使用与设计需要,合理的选用传感器;

(6)正确分析各种传感器控制线路的工作过程。

2.能力目标

(1)能够认识与识别常用的各种传感器;

(2)能正确利用仪表及仪器判断传感器性能的好坏;

(3)能根据需要合理的选择传感器构成各种控制与检测电子电路;

(4)能正确分析各种应用电路中传感器的作用及工作原理。

(5)学会排除传感器控制线路基本故障的方法与技能。

3.素质目标

(1)具备辩证思维的能力,具有严谨求实、刻苦钻研的学风和勇于创新的精神与良好的职业道德。

(2)具备工程质量意识和工作规范意识以及严谨、认真的工作态度。

三、教学内容

第一章传感器与检测技术基础

1.理解传感器的含义及种类;

2.认识传感器的结构、作用及特性;

3.了解传感器未来发展趋势;

4.熟悉现代检测与测量的基本知识。

(二)教学重点与难点

重点:1.传感器的结构、含义与种类;

2.检测的基本知识。

难点:1.传感器的特性参数;

2.测量误差的处理。

(三)理论教学内容

第一节传感器基础知识

1.传感器的定义;

2.传感器的组成与分类;

3.传感器的基本特性;

4.传感器的发展趋势。

第二节检测与检测系统

1.检测的基本概念;

2.检测的类型与检测系统;

3.测量误差与处理。

(四)实践教学内容

实验一传感器的认识

第二章电阻式传感器

(一)教学目标

1.熟悉电阻式传感器的结构及种类;

2.掌握电阻式传感器的测量原理及应用;3.了解电阻式传感器的特性与技术参数;4.学会合理选用电阻式传感器构成检测电路。(二)教学重点与难点

重点:1.电阻式传感器的结构及特性;

2.电阻式传感器的工作原理。

2.应用电路的分析。

(三)理论教学内容

第一节电阻应变片式传感器

1.应变效应;

2.应变片的结构类型与主要参数;3.测量转换电路;

4.温度补偿与误差;

5.电阻应变片式传感器的应用。

第二节湿敏电阻传感器

1.结构特性;

2.工作原理;

3.测量电路与应用。

第三节热电阻式传感器

1.工作原理;

2.结构与特性

3.热电阻的主要参数;

4.热电阻传感器的应用。

第四节热敏电阻

1.基本概念;

2.工作原理;

3.热敏电阻的主要特性与技术参数;4.热敏电阻的应用电路。

(四)实践教学内容

实验二电阻应变片

实验三湿敏电阻

实验四热敏电阻

实验五热电阻

第三章电容式传感器

(一)教学目标

1.熟悉电容式传感器的结构及种类;

3.了解电容式传感器的特性与技术参数;4.学会合理选用电容式传感器构成检测电路。(二)教学重点与难点

重点:1.电容式传感器的结构及特性;

2.电容式传感器的工作原理。

难点:1.电容式传感器的检测机理;

2.电容式传感器测量转换电路。(三)理论教学内容

第一节电容式传感器的工作原理及结构形式1.变面积型电容式传感器;

2.变极距型电容式传感器;

3.变介电常数型电容式传感器。

第二节电容式传感器测量转换电路

1.交流电桥电路;

2.调频电路;

3.脉冲宽度调制电路。

第三节电容式传感器的应用

1.压力测量;

2.电容测厚仪;

3.电容式接近开关。

(四)实验教学内容

实验六电容式传感器

第四章电感式传感器

(一)教学目标

1.熟悉电感式传感器的结构及种类;

2.掌握电感式传感器的测量原理及应用;3.了解电感式传感器的特性与技术参数;4.学会合理选用电感式传感器构成检测电路。(二)教学重点与难点

重点:1.电感式传感器的结构及特性;

难点:1.电感式传感器的检测机理;

2.电感式传感器测量转换电路。(三)理论教学内容

第一节自感式传感器

1.变间隙式电感传感器;

2.变截面积式电感传感器;

3.螺线管式电感传感器;

4.测量转换电路。

第二节差分变压器式传感器

1.结构与工作原理;

2.测量与转换电路;

第三节电感式传感器的应用

1.位移测量;

2.力和压力的测量;

3.液位测量。

(四)实验教学内容

实验七自感式电感传感器

实验八互感式电感式传感器

第五章压电式传感器

(一)教学目标

1.熟悉压电式传感器的结构及种类;

2.掌握压电式传感器的测量原理及应用;3.了解压电式传感器的特性与技术参数;4.学会合理选用压电式传感器构成检测电路。(二)教学重点与难点

重点:1.压电式传感器的结构及特性;

2.压电式传感器的工作原理。

难点:1.压电式传感器的检测机理;

2.压电式传感器测量转换电路。(三)理论教学内容

1.压电效应;

2.压电材料;

第二节压电式传感器的测量转换电路

1.压电式传感器的等效电路;

2.压电式传感器的测量电路;

3.压电传感器的串联与并联。

第三节压电式传感器的结构与应用

1.压电式力传感器;

2.压电式加速度传感器;

(四)实验教学内容

实验九压电式传感器

第六章霍尔式传感器

(一)教学目标

1.熟悉霍尔式传感器的结构及种类;

2.掌握霍尔式传感器的测量原理及应用;3.了解霍尔式传感器的特性与技术参数;4.学会合理选用霍尔式传感器构成检测电路。(二)教学重点与难点

重点:1.霍尔式传感器的结构及特性;

2.压电霍尔式传感器的工作原理。

难点:1.霍尔式传感器的检测机理;

2.霍尔式传感器测量转换电路。(三)理论教学内容

第一节霍尔元件的基本工作原理

1.霍尔效应;

2.霍尔元件的基本结构和特性参数;

3.基本误差及其补偿;

4.霍尔元件的应用电路

第二节霍尔集成电路

1.霍尔线性集成器件;

第三节霍尔传感器的应用

1.霍尔式位移传感器;

2.霍尔转速传感器;

3.霍尔式无触点汽车电子点火装置。

(四)实验教学内容

实验十霍尔传感器

第七章热电偶传感器

(一)教学目标

1.熟悉热电偶式传感器的结构及种类;

2.掌握热电偶式传感器的测量原理及应用;3.了解热电偶式传感器的特性与技术参数;4.学会合理选用热电偶式传感器构成测温电路。(二)教学重点与难点

重点:1.热电偶式传感器的结构及特性;

2.热电偶式传感器的工作原理。

难点:1.热电偶式传感器的检测机理;

2.热电偶式传感器测量转换电路。(三)理论教学内容

第一节热电效应及测温原理

1.接触电势;

2.温差电势;

3.总电势;

第二节热电偶的基本定律

1.均质导体定律;

2.中间导体定律;

3.中间温度定律。

第三节热电偶的材料及热电偶的类型结构1.热电偶材料;

2.热电偶类型;

第四节热电偶的实用测温电路

2.热电偶串联测量线路;

3.热电偶并联测量线路。

(四)实验教学内容

实验十一热电偶性能测试

实验十二热电偶测温

第八章光电式传感器

(一)教学目标

1.熟悉光电式传感器的结构及种类;

2.掌握光电式传感器的测量原理及应用;

3.了解光电式传感器的特性与技术参数;

4.学会合理选用光电式传感器构成测光检光电路。(二)教学重点与难点

重点:1.光电式传感器的结构及特性;

2.光电式传感器的工作原理。

难点:1.光电式传感器的检测机理;

2.光电式传感器测量转换电路。

(三)理论教学内容

第一节光电效应

1.外光电效应;

2.内光电效应;

第二节光电器件

1.光电管;

2.光电倍增管;

3.光敏二极管与三极管;

4.光敏电阻与光电池;

5.光电耦合器。

(四)实验教学内容

实验十三光电式传感器

四、课时分配

《传感器与检测技术》教学大纲

五、实施建议

1.教学模式和方法选用

本课程在教学中采用理论联系实际,鼓励学生参与的教学形式。将职业技能鉴定考核内容纳入到课程当中。在教学过程中,针对不同的教学内容,主要采用讲授法、讨论法、任务驱动法、示范法等多种教学模式,激发学生学习兴趣,在教学中要突出重点,精讲多练,要启发和鼓励学生自主学习,自己探索,培养学生独立学习和创新能力。

2.教学环境与教学条件要求

本课程分为理论讲授与实践教学两部分,理论授课一般在教学室进行,根据教学内容可适当选择多媒体教室,通过视听媒体加强教学效果;实践课教学在传感器技术实训室进行,要求配备实践所需的各种实验装置、电子仪表、仪器、元器件及相应的实践设备。

3.课程资源

课程资源包括各种形式的教材、参考书、传感器与检测技术方面的科技图书,多媒体课件、实训室等。

(1)图书文字信息资源

教材:近三年出版的,电子工业出版社、机械工业出版社、邮电出版社等高职统编教材。

参考书:冯柏群祁和义主编,检测与传感器技术第一版,人民邮电出版社,2008年王光亮主编,实用电工电子技术第一版,科学出版社,2008年

金发庆主编,传感器技术与应用第一版机械工业出版社,2008年

卿太全等编著,传感器应用电路集萃第一版,中国电力出版社,2008年。

(2)网上教学资源

主要有校园网和其他网上精器课程资源。如

中国计量学院传感器技术http://www.wendangku.net/doc/6555b6b99b89680202d8252e.html/ec/C65/kclx-1.htm

中国传感器网http://www.wendangku.net/doc/6555b6b99b89680202d8252e.html/

中国传感器信息网http://www.wendangku.net/doc/6555b6b99b89680202d8252e.html/default.asp

(3)多媒体资源

网上有大量的有关传感器技术、传感器检测技术、传感器与测量等视频、音频、动画、图片、课件与素材库,很方便自学查用。

(4)实训室资源

实践教学在传感器技术实训室进行,本实训室应配有传感器系统综合实验装置或各种常用的传感器,还配备有多媒体教学设备与实验所需的各种设备,还有相应的专业技术手册及参考书资料。教师要利用仪器和设备先进行演示实验,通过讲解操作要点,要求学生注意安全,规范操作,培养学生实事求是的职业素质和良好作用。

(5)校外实训基地

充分利校外实训基地资源,多接触生产实际,培养学生理论多联系实际的良好习惯与工作作风。学生可通过如参观、短期实践、顶岗实习等多种方式到校外实训基地进行实践。

4.教学评价

(1)本课程考核内容主要以考核学生对传感器基本知识与基本技能掌握情况为主,考查要全面,并适当突出电子信息专业的特点,把传感器技术的应用熔入到智能电子线路或智能电子产品中去,体现传感器技术的应用特点。

(2)试题的题型应能全面考查学生对传感器知识的学习与掌握,题型主要应包括了解、理解、分析与综合运用等几个方面,分数比重一般为:了解占20%,理解分析占40%,综合运用占40%。

(3)试题难度可分为易、较易、较难、难四个等级。每份考核试题中,不同难易试题的分数比例一般为:20%,30% ,30%,20%。