传感器技术与应用教案

《传感器技术及应用》课程教案学习情境一

续上表

任务１教学过程

（2）测量及测量方法

（3）测量误差及分析

1）系统误差

2）随机误差

3）粗大误差

（4）测量数据处理

等形式进

行讲解

实物演示

讨论完

成任务

的方案

根据任务要求，提出解决任务的具体实现方案讨论法

引导文法

测量数据

分析及处

理

小组讨论

代表发言

40分

钟

成果检

查

在整个过程中依据教师提供的评价标准，检查

本小组数据测量是否符合要求地完成了工作任

务

教师检查

成果

测量数据

分析及处

理

学生互相

检查

20分

钟

评价

（学生

互评、

教师点

评）

（1）小组中一位成员分析测量结果，小组给出

自评成绩。

（2）根据学习过程按任务要求独立完成的情况

以及项目报告的完成情况等，由教师与学生共

同评价小组的工作情况，并根据每人完成的准

确程度给以点评

教师重点

讲解

教师点评

测量数据

分析及处

理

小组讨论

代表发言

10分

钟总结（1）本课程重点教师讲解多媒体课学生提问10分

传感器技术及应用-教案及习题

第一章引言 ?教学要求 1．掌握传感器的基本概念。 2．掌握传感器的组成框图（p2，图1.1）。 3．掌握传感器的静态性能和动态性能。 4．了解传感器的课程性质和课程任务。 5．了解传感器的分类和发展趋势。 ?教学内容 1.1 传感器的发展和作用 了解。 1.2 什么是传感器 传感器定义：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。顾名思义，传感器的功能是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即：敏感元件、转换元件、转换电路。 1.3 传感器的分类 1．根据被测物理量分类 速度传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。 2．按工作原理分类 应变式、电压式、电容式、涡流式、差动变压器式等。 3．按能量的传递方式分类 有源的和无源的传感器。 1.4 传感器的性能和评价 1.4.1 传感器的静态特性 传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性，称静态响应特性。通常用来描述静态特性的指标有：

测量范围、精度、灵敏度、稳定性、非线性度、重复性、灵敏阈和分辨力、迟滞。 ? 稳定性 传感器的稳定性，一是指传感器测量输出值在一段时间内的变化，即用所谓的稳定度表示；二是指在传感器外部环境和工作条件变化时而引起输出值的变化，即用影响量来表示。 ? 灵敏度 传感器灵敏度是表示传感器的输入增量与由它引起的输出增量之间的函数关系。更确切地说，灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比，是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率。用公式表示为： ? 灵敏阈与分辨力 灵敏阈是指传感器能够区分出的最小读数变化量。 对模拟式仪表，当输入量连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小。对于数字式仪表，灵敏度阈就是分辨力，即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值。 从物理含义看，灵敏度是广义的增益，而灵敏度阈则是死区或不灵敏度。 ? 迟滞 传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中——输入特性曲线不重合的程度称为迟滞。 ? 线性度 传感器的输出——输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”或称“线性度”，也称“非线性度”。 1.4.2传感器的动态特性 动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。只要输入量是时间的函数，则其输出量必将是时间的函数。研究动态特性的标准输入形式有三种，即正弦、阶跃和线性，而经常使用的是前两种。 ? 零阶传感器动态特性指标

传感器原理教学大纲

《传感器原理与应用》课程教学大纲 一、课程名称：传感器原理与应用/Operation principles of Sensors and their applications 二、课程代码：08011309 三、课程类别：专业课 四、课程性质与教学目的： 传感器原理与应用是电子信息专业类研究信息采集问题的必修主干课。课程的目的是让学生掌握非电信号的获取及转换方式，掌握各类传感器的基本结构，工作原理，基本特性和工程应用，使学生初步具备传感器技术的研究、设计、生产、工程应用的基础知识，了解工程、生产及科研中遇到的各种具体或特殊的传感与测试问题，为将来适应传感器的研究、开发及在实际工程应用中合理选择和善于应用各种传感器与测试技术，打下良好的基础。 五、学时／学分：48/3（含实验8学时） 六、先修课程：电路理论电子线路 七、适应专业: 电子、电子信息类 八、教学内容及要求 (一) 课堂教学 第一章概论 1、了解信息测量的基本知识，测量误差理论基础知识。 2、掌握传感器的定义、传感器的一般特性、传感器的标定。 重点内容： 传感器的定义、传感器的一般特性 教学难点： 二阶传感器的动态特性及其分析方法。 第二章电阻应变传感器 1、了解应变片的结构和材料、电阻应变片的工作特性及参数 2、理解应变式力传感器、应变式压力传感器、应变式加速度传感器的应用 3、掌握电阻应变传感器的工作原理、电阻应变传感器测量电桥的分析方法及应用 电阻应变传感器的温度误差及线性补偿办法。 重点内容： 电阻应变传感器的工作原理、差动电桥的概念、测量电桥的分析方法。 教学难点：

电阻应变传感器测量电桥的分析方法、电阻应变传感器的温度误差及补偿办法，应变测量电桥性能的提高。 第三章电感传感器 1、了解差动变压器零点残余电压消除方法、差动变压器外补偿电路、差动整流电 路，电感型传感器的应用。 2、掌握电感型传感器的工作原理、结构及特点，掌握电感型传感器的工作特性分 析方法，带相敏整流测量电桥的工作原理。 重点内容： 电感型传感器的工作原理、结构及特点，主要工作特性及测量电路分析方法，带相敏整流测量电桥的工作原理。 教学难点： 电感型传感器测量电路分析方法、带相敏整流测量电桥的工作原理。 第四章电容传感器 1、了解差动脉冲调宽电路的工作原理，电容传感器的应用及在应用中正确处理所 遇到的问题。 2、掌握电容传感器的工作原理、结构及特点，差动电容传感器的概念，掌握电容 传感器主要工作特性及分析方法 重点内容： 电容传感器的工作原理、特点、主要工作特性及配用的测量电路，如何在实际工程测量中正确合理的选择电容传感器。 教学难点： 电容传感器测量电路的分析及（变间隙式）差动电容传感器测量电桥输出电压的计算、测量误差的分析及减小误差的方法。 第五章热电传感器 1、了解热电偶的工作原理、工作特性、冷端补偿及测温电路热，电感传感器的基 本应用。 2、掌握金属热电阻、半导体热敏电阻工作原理及特性，温敏二级管、温敏晶体管 及集成温度传感器的测温原理，掌握热电传感器的基本应用。 重点内容： 半导体热敏电阻、集成温度传感器工作原理、工作特性、测量电路，温度传感器的典型工程应用。 教学难点： 热电传感器测量电路的分析方法及测量误差分析。 第六章压电传感器 1、了解压电材料的压电效应，压电传感器的基本应用。 2、掌握压电传感器工作原理、压电传感器的组成及其测量电路。 重点内容：

传感器及检测技术教案

传感器及检测技术

项目一 传感器误差与特性分析 任务1 检测结果的数据整理 1.1.1 测量与测量方法 1.检测 2.测量方法 (1)电测法和非电测法 (2)直接测量和间接测量 (3)静态测量和动态测量 (4)接触性测量和非接触性测量 (5)模拟式测量和数字式测量 1.1.2 测量误差及其表示方法 测量误差：测量值与其真值之间的差值 例：某温度计的量程范围为0-500oC ，校验时该表的最大绝对误差为6oC ，试确定其精度等级？ 查表1.1，精度等级应定为1.5级 任务1： 现有0.5级的0~300oC 和1.0级0~100oC 的两个温度计，欲测量80oC 的温度，试问选用哪一个温度计好？为什么？在选用仪器时应考虑哪些方面？ 实施： 0.5级的0~300oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： ?? ? ? ? ???? ?引用误差示值（标称）相对误差实际相对误差相对误差绝对误差x γγ%.21%100500 6 %100=?= ??= m m m A x γ5 .1)0300(%5.0111=-?==?m m m A x γ

1.0级的0~100oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： 结论：选用1.0级的0~100oC 的温度计较好。选用仪器时，不能单纯追求精度，而是要兼顾精度和量程 1.1.3 测量误差的分类及来源 1.系统误差 2.随机误差 3.粗大误差（疏忽误差、过失误差) 4.缓变误差 任务2 传感器特性分析与传感器选用 1.2.1 传感器的组成及其分类 1.2.2 传感器的静态特性与指标 传感器的静态特性指标 1.精密度、准确度和精确度 2.稳定性 1 )0100(%.01222=-?==?m m m A x γ%25.1%10080 1 %10022=?= ??= x x m x γ?? ?动态特性 静态特性

传感器技术及应用教学大纲

传感器及应用教学大纲 一、课程说明 课程性质：专业核心课 课程描述： “传感器技术”是电子、机电与自动控制类专业的专业核心课，是必修课。通过本课程的学习，学生能了解传感器的基本概念、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势。其作用是通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。知识目标：掌握主要传感器的原理、特性，各种应用条件下传感器的选用原则和应用电路设计。 技能目标：独立分析、解决传感器方面问题的能力；利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。 素质目标：具有较强的专业素质，不断进行创新。 教学重点与难点： 课程重点：电阻式、电感式传感器的原理与应用，霍尔式传感器，电流、电压传感器。 课程难点：各种传感器的温度误差与补偿，电容式传感器的屏蔽技术，光纤传感器的原理。 适用专业：机电一体化、电气自动化专业 学时数：80学时 二、教学目的与内容 1 传感器技术基础（2学时） 教学目的与要求： 明确“传感器技术”在专业培养计划中的地位，课程的性质、任务和大体内容，传感器在现代生产、生活中的作用。了解检测技术与传感器的定义、组成、作用和分类，了解传感器的静、动态特性，掌握传感器常用的技术指标。 教学重点与难点： 教学重点：传感器的定义、组成和作用 教学难点：传感器的技术指标 教学内容： 1）传感器简介 （1）传感器的定义

（2）传感器的组成与作用 2）传感器的分类 （1）按工作原理分 （2）按被测量分 （3）按输出信号性质分 3）传感器的特性及主要技术指标 （1）静态特性和动态特性 （2）主要技术指标 2 电阻式传感器（6学时） 教学目的与要求： 理解电阻式传感器的组成和基本原理，了解电阻式传感器的常用类型。掌握应变片式传感器的形式、特点、应用方法和转换电路。 教学重点与难点： 教学重点：电阻式传感器的组成和基本原理 教学难点：电阻应变片的工作原理 教学内容： 1）电位器式传感器（2学时） （1）电位器式传感器的基本工作原理 （2）电位器式传感器的输出特性 （3）电位器式传感器的特性 （4）电位器式位移传感器 2）应变式传感器（2学时） （1）电阻应变片的结构和工作原理 （2）电阻应变片的特性 （3）测量电路 （4）温度误差与补偿 3）压阻式传感器（2学时） （1）压阻效应 （2）结构与特性 （3）固态压阻传感器测量电路 （4）温度补偿 3 变磁阻式传感器（4学时） 教学目的与要求： 掌握三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结构和工作原理，了解上述传感器将非电量信号转换成电信号的过程，了解三种变磁阻式传感器的特点、

传感器的应用教案

第二节传感器的应用 浙江省天台育青中学许智岳 一、教学目标： 1．知识与技能：认识常见的传感器，了解传感器的应用 能进行简单传感器应用电路的制作 能了解三极管的作用 2．过程与方法：通过实验结合从而了解红外传感器、光敏传感器、热敏传感器、湿敏等的一般应用，进一步总结出传感器生活生产等方面的应用 3．情感、态度与价值观: 激发学生的学习兴趣，培养动手能力，提高创新意识，提高理论知识与实际相结合的综合实践能力。 学生分析：由于所教的学生对于控制及电子还是零接触零基础，所以本节课的安排也是从这点发出：首先从找传感器到认识传感器及其一些特性，再从符合学生思维的电路出发步步探索下去，最终能使学生理解传感器在生活生产等领域的应用，并能制作出简单的传感器应用模型。 二、教学重难点：能进行简单传感器应用电路的制作 能了解并应能用三极管 三、教学方法：讲述法、学生分组练习探究、教师演示等 四、教学过程： 引入：学生观看《偷天陷井》电影片段从中找出相关的传感器并能简单理解这种传感器在电影起到什么作用？ 新课过程： 活动一认一认：常见的传感器的认知 根据上节课上的内容与桌面上的传感器，同学们能认出哪些常见的传感器，电阻值是如何变化？ 我们认识了那么多传感器，那如何将它们应用到实际的生产生活或国防中去呢，比如电影中的情节是怎么实现的呢？ 教师展示电影出的红外线防盗，并讲解其工作原理，当红外线照射时其电阻较小电路被断路，当阻断时电阻变大电路导通（当然要么实现还要用到非常重要的电子原件，等会介绍）。当这模型除了防盗还有没有其它用处？

学生简单回答，教师小结，如课文P34页工业的的计数、检测空瓶，生活中自动门铃，商店自动门迎（会说你好欢迎光临）等等。同学们是不是也想做一做这电子控制呢，当然我们要一步步来。 活动二用一用： 首先我们就在要认识到：有些同学会把传感器当普通开关一样将之串入电路中就行了？如下图 他们的理由是，当无光照里光敏传感器电阻非常大相当于断路，LED是不会发光，发有光照里光敏传感器电阻变小电路就导通，LED是就发光。但实际实验时光敏电阻直接接入电路是无法实现的这又是什么呢？ 学生简单思考教师解释。 所以在实际应用时还要配上其它电子原件组成电路才能使用，常见的配合电子原件是三极管。 接下来我们就做一做根据下面的电路实验图操作并完成下面表格： 活动三扩一扩1：同学们能不能根据传感器的电阻变化特点与三极管b极受高低电频特点分析制作出:1、水位检测控制器2、热敏传感器控制LED或（或蜂鸣器）3、利用光敏二极管制作出电影里的演示模型功能。 电路图如下：

通用技术《认识传感器》课件及其教案

通用技术《认识传感器》课件及其教案 选修 选修1：电子控制技术 电子控制技术是一门运用电子电路实现信息或能量改变的技术。本模块提供了学习设计和制作电子控制系统的机会，以使学生接触和尝试解决更具有趣味、更富有价值的技术问题。 本模块由“传感器”“数字电路”“电磁继电器”和“电子控制系统及其应用”四个主题组成。前面三个主题分别阐述电子控制系统的三个组成部分，突出各个组成部分的作用。第四个主题是将前三个主题组合成一个控制系统，并通过应用性设计，对“技术与设计1”和“技术与设计2”内容进行应用、综合和拓展。 通过本模块的学习，学生应该了解电子控制电路的构成，知道数字电路的基础知识及其在电子控制技术中的应用；学会设计和安装电子控制电路，能运用系统的方法分析电子控制的过程和可能发生的故障，并用试验的方法进行优化，以提高解决实际技术问题的能力。 教学中应密切结合学生的生活经验和典型实例，把重点放在电子控制电路的实际运用和改进上，强调综合运用系统和控制的方法，分析和解决设计中遇到的问题。 (一) 传感器 【课程目标】 1．认识常见的传感器，能用多用电表检测传感器。 2．知道传感器的作用及其应用。 【学习要求】 1．能认识常见传感器的实物外形和电路符号。 2．能使用多用电表检测光敏传感器、热敏传感器等常见传感器。 3．知道传感器的作用和应用。 【教学建议】 1．在教学中，应尽量收集多种传感器实物，让学生从外形上认识常见的传感器。 2．在教学中，可通过人体的感觉器官与传感器的对应类比，引入并认识传感器的特性。 3．在传感器的应用案例教学中，可通过实地观察、调查、咨询、查阅产品说明书或有关的技术资料等多种方式，了解各种传感器在生活、生产、军事等方面的应用，分析它在电子控制系统中的作用。如：热敏传感器可以在自动电饭锅、冰箱等电器中用来控制温度。 (二) 数字电路 【课程目标】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号的优点。 2．知道数字信号中“1”和“0”的意义，了解数字电路是一种能够方便地处理“1”和“0”两种状态的电路。 3．了解晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用。 4．熟悉与门、或门和非门等三种基本逻辑门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 5．知道与非门、或非门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 6．知道常见的数字集成电路的类型，并能用数字集成电路安装简单的实用电路装置。 7．能够对数字电路进行简单的组合设计和制作，并进行试验。 【学习要求】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号中“1”和“0”

传感器技术和应用课程标准

课程标准 课程名称：传感器技术及应用 课程代码：05008 适用专业：应用电子技术、通信技术 学时：72 学分：4.5 制订人： 审核： 《传感器技术及应用》学习领域（课程）标准

一、学习领域（课程）综述 （一）学习领域定位 “传感器技术”学习领域由岗位群的“电子产品技术支持岗位”行动领域转化而来，是构成应用电子技术专业框架教学计划的专业学习领域之一，其定位见表一： （二）设计思路 本课程标准的总体设计思路：变三段式课程体系为任务引领型课程体系，打破传统的文化基础课、专业基础课、专业课的三段式课程设置模式，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；变知识学科本位为职业能力本位，打破传统的以“了解”、“掌握”为特征设定的学科型课程目标，从“任务与职业能力”分析出发，设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，以“工作项目”为主线，创设工作情景，结合职业技能证书考证，培养学生的实践动手能力。 本课程标准以生产过程自动化技术等机电化类专业学生的就业为导向，根据行业专家对生产过程自动化技术等专业所涵盖的岗位群进行的任务和职业能力分析，同时遵循高等职业院校学生的认知规律，紧密结合职业资格证书中相关考核要求，确定本课程的工作模块和课程内容。为了充分体现工作过程导向课程思想，本课程按照完成项目的基本工作过程项目熟悉了解→方案设计→系统流程图的绘制→系统软件和硬件的集成开发→控制系统安装调试→用户现场安装调试→项目竣工验收→用户指南、技术说明书等技术资料的编写与整理”的整个工作过程进行课程内容安排，选择具有代表性的几个项目为载体组织课程内容。 （三）学习领域（课程）目标 1. 方法能力目标： 能对自已的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习的能力；

传感器与检测技术课程教学大纲

《传感器与检测技术》课程教学大纲 一、课程的性质、课程设置的目的及开课对象 本课程是机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）学生的重要专业课程。本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理、特性及应用，检测系统的基本概念的学习，通过本课程的学习，使学生掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 开课对象：机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）本科生。 二、先修课程：高等数学、工程数学、电子技术、数字电子技术等。 三、教学方法与考核方式 1.教学方法：理论教学与实验教学相结合。 2.考核方式：闭卷考试。 四、学时分配 总学时48学时。其中：理论38学时，实验10学时 五、课程教学内容与学时 （一）传感器与检测技术概念 传感器的组成、分类及发展动向，技术的定义及应用。 重点：传感器与检测技术的目的和意义。 教学方法：课堂教学和现场认识教学相结合。 （二）传感器的特性 1.传感器的静态特性 2.传感器的动态特性及其响； 重点：传感器的静态特性与动态特性的性质。 难点：工艺计算与平面布置；微机联网控制系统。 广度：本章主要讲述传感器特性的基础知识。 深度：主要讲述传感器的特性，不涉及复杂的内容。 教学方法、手段：课堂教学、多媒体教学，强化实际操作。 （三）电阻式传感器 1.电位器式传感器的主要特性及其应用 2.应变片的工作原理 3.应变片式电阻传感器的主要特性及应用 重点：理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。 难点：线性与非线性电位器的测量原理，应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。

传感器技术及应用 教学大纲

传感器技术及应用 ——教学大纲 一、课程基本信息 课程编号：17z8315 课程名称：传感器技术及应用 Sensor Technology and Application 学分/学时：3/42 先修课程：主要有：物理、材料力学(工程力学)、电工基础、电子技术基础、自动控制元件、自动控制理论。 二、课程教学目的 本课程是仪器科学与光电工程学院测控技术与仪器专业本科生的专业课。其目标是：提供了解、使用、分析和初步设计常用传感器的敏感元件及系统的理论与实践基础，为后续其他专业课打下较坚实的基础。 三、课程教学任务 通过本课程的学习，让学生了解传感器技术的发展现状、特点，在信息技术中的重要地位、作用；掌握信息获取范畴的广义理解；掌握常用传感器的基本工作原理，实现方式与结构；了解传感器技术在国防工业和一般工业领域中的典型应用；同时使学生能够在自动化系统、智能化系统中正确应用常用的传感器技术。 四、教学内容及基本要求 本课程理论与实践紧密结合。主要讲授传感器的性能评估，目前在工业领域中常用的几种典型的、有代表性的传感器的敏感元件的物理效应、变换原理、工作特性、主要结构、信号转换电路、误差及其补偿、合理应用等。同时本课程也重视对新型传感器技术及应用的介绍。传感器结构设计、工艺及所用材料只作一般介绍。 本课程主要内容可以分为三部分。第一部分是关于传感器技术的基础理论与知识，共15个学时；第二部分是关于典型传感器的讨论，这是课程的重点，共21个学时；第三部分是关于近年来出现的新型传感器、应用示例的讨论，共6个学时。 教学的基本知识模块顺序及对应的单元教学任务。

五、教学安排及方式 第1章绪论（6学时，基本掌握，讲授为主） 1.1 传感器的作用与功能 1.2 传感器的分类 1.3 传感器技术的特点 1.4 传感器技术的发展 1.5 与传感器技术相关的一些基本概念 1.6 本教材的特点及主要内容 第2章传感器的特性（5学时，掌握，讲授为主，讨论为辅） 2.1 传感器静态特性的一般描述 2.2 传感器的静态标定 2.3 传感器的主要静态性能指标及其计算 第3章基本弹性敏感元件的力学特性（4学时，掌握，讲授为主） 3.1 概述 3.2 弹性敏感元件的基本特性 3.3 基本弹性敏感元件的力学特性 3.4 弹性敏感元件的材料 第4章电位器式传感器（1学时，掌握，讨论为主，讲授为辅） 4.1 概述 4.2 线绕式电位器的特性 4.3 非线性电位器 4.4 电位器的负载特性及负载误差 4.5 非线绕式电位器 4.6 典型的电位器式传感器 第5章应变式传感器（5学时，掌握，讲授为主，讨论为辅） 5.1 应变式变换原理 5.2 金属应变片 5.3 应变片的动态响应特性 5.4 应变片的温度误差及其补偿 5.5 电桥原理 5.6 典型的应变式传感器 第6章压阻式传感器（2.5学时，掌握，讲授为主） 6.1 压阻式变换原理 6.2 典型的压阻式传感器 第7章热电式传感器（2.5学时，掌握，讲授为主，讨论为辅） 7.1 概述 7.2 热电阻测温传感器 7.3 热电偶测温 7.4 半导体P-N结测温传感器

传感器及其工作原理的教案(原创)

江苏省淮阴中学06－07年度优秀教学案例 《传感器及其工作原理》的创新教学设计 王刚 教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图

课题第1节传感器及其工作原理 教学目标1.知识与技能：①知道非电学量转换成电学量的技术意义；②通过实验，知道常见传感器的工作原理；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路 图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧 片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作 用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按 照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的 （演示实验1： 干簧管传感器） （干簧管的实 物及原理图） 学生对干簧 管并不熟悉，因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及， 所以又有亲切

传感器技术与应用

《传感器技术与应用》教学大纲 第一部分教学大纲说明 一、课程性质 传感器技术与应用属于电子信息科学与技术本科专业的专业课，是一门专业必修课。注重于培养学生理解使用传感器并设计电子产品的能力。 二、教学目的和要求 教学目的：通过本课程学习和实践,使学生熟悉和掌握常用的传感器的基本原理和使用方法。教学要求：（1）知识要求：重点掌握常用的常用传感器的原理、性能和使用方法,了解传感器的发展动态。（2）能力要求：培养和提高学生的选择传感器、理解传感器原理、并使用传感器进行设计的能力,为今后电路设计和工作奠定坚实基础。 三、学分和课时分配 课时分配表

说明：该课时分配只有理论课没有实验课，同时不包含五一、十一机动时间和复习考试时间，特此申明！ 四、适用范围 该大纲限定适用于电子信息科学与技术专业本科生，专科学生和研究生以及其它专业不适用。 第二部分教学内容 第一章传感器的特性（2课时） 教学目的和要求 目的：熟悉传感器的基本概念，组成分类和应用领域及国内外概况，掌握传感器的静态特性和动态特性。 教学重点和难点 重点：什么是传感器，传感器的组成和分类 难点：传感器的静态特性和动态特性 教学内容 第一节传感器的组成与分类（1课时） 一、传感器的组成 二、传感器的分类 第二节传感器的基本特性（1课时） 一、静态特性 二、动态特性 复习思考题 1、什么是传感器，传感器的基本概念 2、传感器的组成与分类 3、什么是传感器的静态特性，什么是传感器的动态特性。 第二章热电传感器（8课时） 教学目的和要求 目的：熟练掌握各类热电传感器包括：热电偶传感器、热电阻是温度传感器、PN结型温度传感器、集成电路温度传感器、及热释电式温度传感器等的工作原理、特性特点、典型应用。

传感器原理及应用课程建设规划

《传感器原理及应用》课程建设规划 （2016-2020） 《传感器原理与应用》课程是测控技术与仪器专业一门重要的专业基础课程。该课程涉及光学、物理、电子、机械、材料等众多学科领域，应用范围十分广泛，在测控技术与仪器专业的课程体系中起到承上启下的作用。从本课程开始奠定传感器设计与应用思想、创新实践能力和创新思维能力基础，在现代高素质专业人才培养中所起的重要作用是不言而喻的。该课程的教学质量直接影响到测控技术与仪器专业本科学生的专业能力的培养与知识体系的建立。 一、课程建设指导思想 传感器被称为工业时代的测量工具——机器的“电五官”，承担着信息获取的关键任务。在如今信息时代、智能时代的大背景下和在国家规划的中国智能制造2025目标下，传感器作为信息获取的源头和工业智能化的关键组件，将在国民经济和国防领域中发挥着不可替代的作用。为了适应新形势下的传感器专业课教学任务，使本专业学生了解如何获取被测对象的信息，掌握传感器的基本原理、适用的一般性原则和各种传感器的特点，并培养具有创新能力的新时代大学生是《传感器原理与应用》课程建设的主要目标。 要达到这个目标，就需要依据社会发展的需求调整和界定《传感器原理及应用》课程的教学理念、教学目标和教学内容，积极引入网络和信息技术，优化教学手段和训练方法，提高教学的效益和效率。课程建设将配合学校的本科建设和测控技术与仪器专业培养目标，以师资建设、更新教育概念为先导，以学科建设、全面提高教学质量为重心，以教学改革、考核改革为基本手段，以完善教学条件为保障，充分依靠、调动和发挥测控教研室教师的积极性和创造力，培养学生的综合运用传感器的能力；并增强学生的自主学习能力，提高学生的创新能力，开创测控技术与仪器专业的新局面。 二、课程建设总体目标 《传感器原理及应用》课程将在现有教学改革基础上，以未来5年（2016-2020）为新课程建设周期，在课程内容与课程教学建设方面，结合测控

《传感器技术及应用》实验教学大纲

《传感器技术及应用》实验教学大纲 一、课程的基本信息 课程编号：01210065 实验类型：课内实验 学时：16 学分：1 开课单位：光电与机电工程学院 适用专业：测控技术于仪器 先修课程：高等数学模拟电子技术 二、实验教学目的与基本要求 1、实验教学的目的： 通过学习本门课程，使学生理解传感器的基础知识和各种传统传感器的基本原理，初步掌握传感器系统设计原理，对传感器的发展和现状有初步了解，了解现代新型传感器的类型和工作方式、原理。使学生初步掌握传感器系统的应用、开发的综合技术。本课程的教学侧重于对传统传感器的工作原理、特性的理解，对传感器的技术参数要会求取。对于常用传感器的测量电路要会计算；掌握传感器误差及误差补偿的相关技术。初步了解近代传感器技术及其工作原理。 2、实验教学的基本要求： 1）．熟悉电阻应变式和电容式传感器的基本工作原理和测量原理，用其测量应力和位移的测量系统的组成。 2）．学生能够根据实验指导书合理选择测量元件和电路模块，独立完成实验项目，完成完整的实验报告；根据实验过程回答每个实验后的思考题。 3）．学会用实际电路搭建简单测量系统，并对该测量系统进行静态标定；根据实验过程了解测量系统特性，分析测量不同物理量时测量系统的结构特点。 三、实验课程教学内容和学时分配

（二）实验内容 实验一：金属箔式应变片性能实验 实验目的和要求： 1、了解金属箔式应变片传感器的工作原理。 2、熟悉金属箔式应变片性能。 实验内容： 1、观察金属箔式应变片传感器的工作过程。 2、记录金属箔式应变片的实验数据。 主要实验仪器与器材： 1、传感器应用平台； 2、万用表。 实验二：差动变压器的性能实验 实验目的和要求： 1、了解差动变压器的工作原理。 2、熟悉差动变压器的性能实验。 实验内容： 1、观察差动变压器的工作过程。 2、记录差动变压器的性能的实验数据。 主要实验仪器与器材： 1、传感器应用平台； 2、万用表。 实验三：电容式传感器的位移特性实验 实验目的和要求： 1、了解电容式传感器的工作原理。 2、熟悉电容式传感器的位移特性。 实验内容： 1、观察电容式传感器的工作过程。 2、记录电容式传感器的位移特性实验的实验数据。主要实验仪器与器材： 1、传感器应用平台； 2、万用表。 实验四：压电式传感器振动实验 实验目的和要求： 1、了解压电式传感器振动实验的工作原理。 2、熟悉压电式传感器振动实验。 实验内容：

传感器及检测技术教案

传感器及检测技术 项目一 传感器误差与特性分析 任务1检测结果的数据整理 1.1.1 测量与测量方法 1. 检测 2. 测量方法 (1) 电测法和非电测法 (2) 直接测量和间接测量 (3) 静态测量和动态测量 (4) 接触性测量和非接触性测量 (5) 模拟式测量和数字式测量 1.1.2 测量误差及其表示方法 测量误差：测量值与其真值之间的差值 绝对误差 』相对误差』实际相对误差" 相对 示值(标称)相对误差X 引用误差 例：某温度计的量程范围为 0-500 oC,校验时该表的最大绝对误差为 6oC ,试确定其精度等 级？ X m 6 m - 100% 100% =1.2% A m 500 查表1.1，精度等级应定为1.5级 任务1： 现有0.5级的0~300oC 和1.0级0~100oC 的两个温度计，欲测量 80oC 的温度，试问选用哪

一个温度计好？为什么？在选用仪器时应考虑哪些方面？ 实施： 0.5级的0~300oC的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： % 二-1A m1 =0.5% (300 - 0) = 1.5 用其测量80oC可能出现的最大示值相对误差为：

1.0级的0~100oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为: %厂 m2A m2 =1.0% (100 - 0)「 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为: -^心00% =丄技 100% =1.25% x 80 结论：选用1.0级的0~100oC 的温度计较好。选用仪器时, 精度和量程 1.1.3 测量误差的分类及来源 1. 系统误差 2. 随机误差 3. 粗大误差（疏忽误差、过失误差 ） 4. 缓变误差 任务2传感器特性分析与传感器选用 1.2.2传感器的静态特性与指标 态特性 动态特性 传感器的静态特性指标 1. 精密度、准确度和精确度 2. 稳定性 x2 不能单纯追求精度，而是要兼顾 1.2.1传感器的组成及其分类 （4）鹰■薦址

《传感器应用技术》教案.

《传感器应用技术》教 案. -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第 1 单元(Unit) 第 1 周(Week) 2 学时(Periods)单元标题 (Title) ：课程教育 教学地点 (Place) ： 教学目标 (Teaching Target) ： 1、让学生了解什么是传感器应用技术 2、检测技术的应用领域 3、了解本课程的性质和课程安排 4、掌握一般的学习方法 教学方法 (Teaching Approaches) ： 通过图片展示传感器应用技术的应用及作用 教学材料及工具 (Teaching Materials & Aids) ： 多媒体课件、课本、传感器实训台 考核与评价方式 (Testing & Evaluating Mode)： 提问

主要教学内容及过程 Main Teaching Contents & Procedures 一、什么是传感器应用技术 定义：检测是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性与定量结果的过程。 自动检测的内容包括： ●信息提取（提取有用信息） ●信息转换（转换成易于处理的电信号） ●信息处理（将得到的信息进行数字运算、Ａ／Ｄ转换等处理） 二、传感器应用技术在机电一体化系统中的地位 1、机电一体化技术相关专业 机械技术 机械技术是机电一体化的基础。 信息处理技术 信息处理技术包括信息的交换存取运算判断和决策。实现信息处理的主要工具是计算机，因此信息处理技术与计算机技术是密切相关的。 自动控制技术 自动控制技术的目的在于实现机电一体化系统的目标最佳化。 伺服传动技术 伺服传动技术就是在控制指令的指挥下，控制驱动元件，使机械的运动部件按照指令要求运动，并具有良好的动态功能。 接口 接口的作用是将各要素或子系统连接成为一个有机整体，使各个功能环节有目的协调一致运动，从而形成机电一体化的系统工程。 传感检测技术 传感检测装置是机电一体化系统的感觉器官，它是实现自动控制自动调节的关键环节，其功能越强，系统的自动化程度越高。 2、机电一体化系统的组成

传感器的应用教学设计

北京师范大学实习教案 部/院/系物理系专业物理学姓名金峻山学号0710130921 我校指导教师李春密实习学校指导教师宁明原任课教师宁明2010 年11 月03 日（星期一）第6 节课本人本次实习第7 个教案 （一）复习回顾 传感器应用的一般模式

5．温度传感器的应用——测温仪 应用温度传感器可以把温度转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来，由于电信号可以由测温地点传输到其他地点，所以应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是吧非电学量转变成电学量的一大优点。 几种常见的测温仪，测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等，还有红外线敏感元件。 师：阅读上述教材，思考并回答问题。 （1）温度传感器测温仪有何优点？ （2）常见的测温元件有哪些？ (3) 测温仪是如何工作的 (4) 什么是热电偶？ 生1：可以远距离读取温度的数值．因为温度信号变成电信号后可以远距离传输．生2：热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等． 生3： 生4：所谓的热电偶就是将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个焊接点1和2之间存在温差时，两者之间 便产生电动势,因而在回路中形成一定大小的电流,这种现象称为热电效应。 热电偶就是利用这一效应来工作的。 2 B A 1 6．光传感器的应用——鼠标器 师：阅读教材60-61页有关内容，思考并回答问题。 （1）鼠标器的主要组成？ （2）鼠标器中光传感器的主要部件是什么？

（3）鼠标器的工作原理？ 师：阅读教材，思考并回答问题。 生1：鼠标器的内部结构包括：滚轴x ，滚轴y ，滚球，码盘，电路板。 生2： 鼠标器的光传感器主要由红外发射管、红外接收管、滚轴、滚轮组成。 生3：工作原理：当鼠标在左面上滚动时，滚球的运动通过滚轴带动两个码盘转动， 红外接收管就收到断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号。计算机分别统计x 、y 两个方向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的位移。 7．光传感器的应用——火灾报警器 师：许多会议室、宾馆房间的天花板上都装有火灾报警器，火灾报警器是光传感器应用的又一实例。 师：引导学生阅读教材有关内容，思考并回答有关问题。 师：以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原理。 生：报警器带孔的罩子内装有发光二极管LED 、光电三极管和不透明的挡板．平时， 光电三极管收不到LED 发出的光，呈现高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报。

《传感器原理及应用》教学大纲

《传感器原理及应用》教学大纲 学时：51 学分：3适用专业：电子信息工程 一、课程的性质、目的和任务 传感器原理及应用是电子信息工程专业的必修课。其目的和任务是：掌握一般通用的力学、热学、声学、光学等传感器原理及应用，并能设计一般的应用电路；掌握常见非电参数的检测方法；初步了解现代检测技术。 二、课程教学的基本要求 （1）了解：微波传感器；计算机检测技术；虚拟仪器； （2）理解：检测系统的特性与性能指标；测量基本知识；电涡流式传感器；磁电式传感器；光纤传感器；霍尔式传感器；转矩的测量；加速度和振动的测量；转速的测量；流量的测量；成分量的测量；检测系统抗干扰技术； （3）掌握：感测技术基本知识；电阻式传感器；电容式传感器；电感式传感器；压电式传感器；热电式传感器；光电式传感器；超声波传感器；力、压力的测量；速度的测量；位移、物位和厚度的测量；温度的测量；简单光控及温控电路。 三、课程教学内容 （一）感测技术基本知识 1．检测系统的特性与性能指标 检测系统的组成检测系统的静态特性与性能指标检测系统的动态特性与性能指标2．测量基本知识 测量误差的基本概念随机误差及其处理系统误差的处理 3．常见测控电路 电桥电路及相敏检波差动放大与仪用放大器电压的数字化测量相位差的数字化测量频率测量简单控制电路 说明： 本章的重点是：检测系统的特性与性能指标；常见测控电路。难点是常见测控电路原理、应用和简单测控电路计算 （二）常用传感器工作原理 1．传感器基本概念 传感器定义传感器的基本组成传感器的分类传感器的性能参数及要求

2．电阻式传感器 金属电阻应变片半导体应变片电阻应变传感器的应用 3．电容式传感器 基本工作原理及分类电容式传感器常用的转换电路电容式传感器的应用 4．电感式传感器 自感式传感器互感型变压器式电感传感器电感传感器的应用 5．电涡流式传感器 基本工作原理高频反射式电涡流传感器的基本结构涡流式传感器的应用 6．压电式传感器 压电效应压电式传感器等效电路压电式传感器的测量电路 7．磁电式传感器 动圈式磁电传感器；磁阻式磁电传感器；磁电式传感器的测量电路 8．热电式传感器 热电偶热电阻和热敏电阻 9．光电式传感器 光电效应及器件光电器件的特性光电式传感器CCD图像传感器 10．光纤传感器 光纤的结构和导光原理光纤类传感器基本原理及分类光纤传感器的调制光纤传感器的应用 11．霍尔式传感器 霍尔效应霍尔传感器的测量电路测量误差补偿 12．超声波传感器 超声检测的物理基础超声传感器的原理与结构超声传感器基本应用 13．微波传感器 微波的基本知识微波传感器及其分类微波传感器的应用 说明： 本章的重点是：传感器基本概念；电阻式传感器；电容式传感器；电感式传感器；热电式传感器；光电式传感器。难点是：热电耦、压电式传感器、光电式传感器、光纤传感器、超声波传感器等牵涉知识面广，应用较为复杂，讲解及学生理解较难。 （三）常见非电参数的检测方法