傳感器及檢測技術(shù)教案全

1、北京理工大學珠海學院信息學院教案課程名稱：傳感器與檢測技術(shù)課程性質(zhì)：專業(yè)必修主講教師：安玉磊聯(lián)系電話：E-MAIL:課時分配表適用專業(yè)：測控技術(shù)與儀器班級：07級1班，2班早1標題分配課時備注1緒論，22緒論測量誤差與數(shù)據(jù)處理23第二章電阻式傳感器原理及應用 應變式傳感器（A24第二章電阻式傳感器原理及應用 應變式傳感器（B）25第二章電阻式傳感器原理及應用壓阻式傳感器26第三章變阻抗式傳感器原理及應用 自感式傳感器27第三章變阻抗式傳感器原理及應用 差動變壓器28第三章變阻抗式傳感器原理及應用 電容傳感器29第三章變阻抗式傳感器原理及應用電渦流式傳感器壓磁式傳感器210第四章光電式傳感器原理

2、及應用光電效應和光電器件211第四章光電式傳感器原理及應用光電碼盤電荷耦合器件212第四章光電式傳感器原理及應用光纖傳感器光柵傳感器213第五章電動式傳感器原理及應用磁電式傳感器霍爾傳感器214第五章電動式傳感器原理及應用 壓電式傳感器215第六章溫度檢測 概述熱電阻式傳感器216第六章溫度檢測 熱電偶傳感器217第九章自動檢測的共性技術(shù)及新發(fā)展I218第九章自動檢測的共性技術(shù)及新發(fā)展I219復習課程合計38第1課一.章節(jié)名稱緒論，二.教學目的1、掌握內(nèi)容：傳感器的靜態(tài)特性，動態(tài)特性；2、了解內(nèi)容：傳感器的定義，組成，自動檢測技術(shù)的發(fā)展和應用；2 學時四.教學內(nèi)容（知識點）1 自動檢測系統(tǒng)的組

3、成；2傳感器的定義，組成，傳感器的分類3. 傳感器的靜態(tài)特性；4. 傳感器的動態(tài)特性；5. 傳感器的標定和校準五教學重點、難點1 傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性；2傳感器的標定和校準；六選講例題2 活塞壓力計標定；3 壓力傳感器的動態(tài)標定；七作業(yè)要求7 什么是傳感的靜態(tài)特性有那些指標如何用公式表示8 什么是傳感器的動態(tài)特性有那些分析方法八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 PowerPoint九教學參考資料1 傳感器與檢測技術(shù) ，徐科軍；2 傳感器原理與應用 ，程德福 ；第3課一章節(jié)名稱測量誤差和數(shù)據(jù)處理；二教學目的1、掌握內(nèi)容：測量誤差的表示方法，數(shù)據(jù)處理的基本方法；2、了解內(nèi)容：誤差的概念和分類，精度

4、；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 測量誤差的概念和分類；2. 精度3. 誤差的表示方法；4. 隨機誤差的處理方法；5. 系統(tǒng)誤差的處理；6，粗大誤差的處理；7數(shù)據(jù)處理的基本方法五教學重點、難點1 誤差的處理方法；2 數(shù)據(jù)處理的基本方法；六選講例題1 補償法測量高頻小電容；2 對照法消除系統(tǒng)誤差；七作業(yè)要求2 正態(tài)分布的隨機誤差有什么特點3、什么是系統(tǒng)的引用相對誤差它有什么意義八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 PowerPoint九教學參考資料1 傳感器與檢測技術(shù) ，徐科軍第13課一章節(jié)名稱應變式傳感器；二教學目的1、掌握內(nèi)容： 金屬應變片的工作特性 ；2、了解內(nèi)容：金屬應變片的工作

5、原理；三安排課時： （ 2 學時）四教學內(nèi)容（知識點）1. 金屬的應變效益；2. 應變片的結(jié)構(gòu)與種類；3. 應變片的靈敏系數(shù)；4. 橫向效應；5. 溫度誤差及其補償五教學重點、難點1 橫向效益；2 溫度誤差及其補償；六選講例題1 熱敏電阻補償法；2雙金屬絲補償法；七作業(yè)要求1、什么是應變效應，用金屬的應變效應解釋電阻應變片的工作原理。八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 PowerPoint一章節(jié)名稱應變式傳感器；二教學目的1、掌握內(nèi)容：傳感器的測量電路，幾種電橋的靈敏度與線性度的分析；2、了解內(nèi)容：傳感器的應用舉例；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）2 電橋電路的工作原理；3 . 電橋電路的

6、非線性誤差及其補償；4 . 半橋差動和全橋差動；4柱式力傳感器；5. 梁式力傳感器；五教學重點、難點1 電橋電路的工作原理；2 電橋電路的非線性誤差及其補償；六選講例題1 全橋差動 ；2等截面梁式應變傳感器；七作業(yè)要求3、有一金屬電阻應變片，其靈敏度K=, R=120歐姆，工作時應變?yōu)?200,則電阻變化多少如果電橋的工作電壓為2V,那么輸出是多少八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件一章節(jié)名稱壓阻式傳感器；二教學目的1、掌握內(nèi)容：傳感器的測量電路，幾種電橋的靈敏度與線性度的分析；2、了解內(nèi)容：傳感器的應用舉例；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 半導體的壓阻效益；

7、2. 體型半導體壓阻應變片的結(jié)構(gòu)和特點；3. 體型半導體壓阻應變片的測量電路；4擴散式壓阻應變片傳感器的結(jié)構(gòu)和特點；5. 測量電路及靈敏度溫度補償；6. 零點溫度補償五教學重點、難點1 測量電路和靈敏度溫度補償；2. 零點溫度補償；六選講例題1 恒流源電橋；2溫度漂移的補償；七作業(yè)要求， ；交紙質(zhì)檔八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件一章節(jié)名稱自感式式傳感器；二教學目的1、掌握內(nèi)容：自感式傳感器的原理與測量電路；2、了解內(nèi)容：傳感器的應用舉例，變面積式傳感器和螺線管式傳感器；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 自感式傳感器的工作原理；2. 變氣隙式傳感器的靈敏度及

8、線性度分析；3. 差動變隙式電感傳感器；4變面積式和螺線管式電感傳感器的原理與分析；5. 自感式傳感器的測量電路；6. 應用舉例五教學重點、難點1 變氣隙式自感傳感器的靈敏度及線性度分析；2. 測量電路，相敏檢波電路；六選講例題1 變壓器電橋；2相敏檢波電路；七作業(yè)要求， ；交紙質(zhì)檔八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件一章節(jié)名稱差動變壓器；二教學目的1、掌握內(nèi)容：差動變壓器的的結(jié)構(gòu)，工作原理和相敏檢波電路；2、了解內(nèi)容：差動變壓器的工作原理；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 變隙式差動變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理以及其靈敏度，輸入和輸出的關系；2. 螺線管式差動變壓器

9、的原理和工作特性， 以及其靈敏度， 線性度的分析；3. 零點殘余電壓及其消除方法；4轉(zhuǎn)換電路：差動整流電路，相敏檢波電路，直流差動變壓器電路；5. 應用舉例五教學重點、難點1 螺線管式差動變壓器的靈敏度及線性度分析；2 . 轉(zhuǎn)換電路，零點殘余電壓；六選講例題2相敏檢波電路；七作業(yè)要求試說明螺線管式差動變壓器的靈敏度和線性度的特點八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件一章節(jié)名稱電容式傳感器；二教學目的1、掌握內(nèi)容：電容式傳感器的工作原理和主要性能，電容式傳感器測量電路；2、了解內(nèi)容：電容式傳感器的設計特點和應用舉例；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 工作原理和類型，

10、變極距型電容式傳感器，便面積型電容式傳感器以及變介電常數(shù)型電容式傳感器；2. 電容式傳感器的靜態(tài)靈敏度和非線性；3. 電容式傳感器的設計特點和設計要點；4電容式傳感器的等效電路；5. 調(diào)頻電路，運算放大器電路，雙T型電橋電路，脈寬調(diào)制電路；6. 應用舉例五教學重點、難點1 電容式傳感器的等效電路，測量電路；六選講例題2 雙 T 型電橋電路，脈寬調(diào)制電路；七作業(yè)要求為什么電容式傳感器容易受干擾，如何減小干擾八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件一章節(jié)名稱電容式傳感器；二教學目的1、掌握內(nèi)容：電容式傳感器的工作原理和主要性能，電容式傳感器測量電路；2、了解內(nèi)容：電容式傳感器的設計特

11、點和應用舉例；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）3 工作原理和類型，變極距型電容式傳感器，便面積型電容式傳感器以及變介電常數(shù)型電容式傳感器；4 .電容式傳感器的靜態(tài)靈敏度和非線性；5 .電容式傳感器的設計特點和設計要點；4電容式傳感器的等效電路；5. 調(diào)頻電路，運算放大器電路，雙T型電橋電路，脈寬調(diào)制電路；6. 應用舉例五教學重點、難點1 電容式傳感器的等效電路，測量電路；六選講例題1 雙 T 型電橋電路，脈寬調(diào)制電路；七作業(yè)要求為什么電容式傳感器容易受干擾，如何減小干擾八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件一章節(jié)名稱電渦流式傳感器壓磁式傳感器；二教學目的1、掌握內(nèi)容：

12、電渦流傳感器的工作原理，等效電路，測量電路，壓磁式傳感器的工作原理；2、了解內(nèi)容：電渦流傳感器的主要類型和應用舉例；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 電渦流效應，電渦流傳感器的工作原理；2. 電渦流傳感器的等效電路；3. 電渦流傳感器的測量電路；4高頻反射式和低頻透射式電渦流傳感器5. 正負磁致伸縮，維捷曼效應；6. 應用舉例五教學重點、難點1 電渦流傳感器的等效電路；2、維杰曼效應；六選講例題電渦流傳感器的厚度測量和振幅測量七作業(yè)要求簡要說明電渦流傳感器測量厚度的主要原理。八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件九教學參考資料1 傳感器與檢測技術(shù)，徐科軍；2.傳感

13、器原理與應用，程德福；第 15課一章節(jié)名稱光電效應和光電器件二教學目的1、掌握內(nèi)容：常見光電器件的工作原理和性能分析；2、了解內(nèi)容：應用舉例；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 外光電效應，內(nèi)光電效應和阻擋層光電效應；2. 光電管，光電倍增管，光敏電阻，光電晶體管和光電二極管光電池的原理和性能分析；3. 光電式傳感器的應用；五教學重點、難點1 各種光電效應；六選講例題光敏晶體管的工作原理七作業(yè)要求簡要說明如何利用光電傳感器檢測顏色。八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件一章節(jié)名稱光電碼盤電荷耦合器件二教學目的1、掌握內(nèi)容：電荷耦合器件；2、了解內(nèi)容：光電碼盤；三安排

14、課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 光電碼盤的基本原理和編碼方式；2. 電荷耦合器件的基本原理和結(jié)構(gòu)；3. CCD 圖像傳感器的種類，轉(zhuǎn)移方式和結(jié)構(gòu)等；4. CCD 圖像傳感器的應用舉例五教學重點、難點1. CCDS像傳感器的種類和工作原理；六選講例題線陣CCD勺尺寸測量原理和結(jié)構(gòu)；七作業(yè)要求什么叫CC陰井，論述CCD勺電荷轉(zhuǎn)移過程；八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件九教學參考資料1 傳感器與檢測技術(shù)，徐科軍；2. 傳感器原理與應用，程德福；第19課一章節(jié)名稱光纖傳感器光柵傳感器二教學目的1、掌握內(nèi)容：光纖的結(jié)構(gòu)和工作原理，光纖的主要參數(shù)，光纖傳感器的結(jié)構(gòu)原理，光柵傳

15、感器的結(jié)構(gòu)和原理；2、了解內(nèi)容：光纖傳感器的特點，光纖傳感器的應用；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1 光導纖維的結(jié)構(gòu)和導光原理；2. 數(shù)值孔徑，光纖模式和傳播損耗；3. 光纖傳感器的結(jié)構(gòu)原理；4. 光纖傳感器的分類，特點和應用；5、光柵傳感器的結(jié)構(gòu)原理；6、莫爾條紋的形成機理；五教學重點、難點1 光導纖維的結(jié)構(gòu)和導光原理；2 . 光柵傳感器的放大作用；六選講例題光導纖維的導光原理推導；七作業(yè)要求光柵傳感器的基本原理莫爾條紋的形成機理有何特點八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件一章節(jié)名稱磁電式傳感器霍爾傳感器二教學目的1、掌握內(nèi)容：磁電式傳感器的工作原理，動圈式磁電

16、傳感器，磁阻式磁電傳感器，霍爾傳感器的工作原理，霍爾原件的誤差補償；2、了解內(nèi)容：磁電式傳感器的動態(tài)特性，霍爾原件的主要特性參數(shù)；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 磁電式傳感器的工作原理，動圈式和磁阻式磁電傳感器；2. 霍爾效應，金屬，半導體對比；3. 霍爾效應的定量計算；4. 霍爾效應的誤差補償；5、霍爾效應的輸入輸出電阻，控制電流，不等位電勢和不等位電阻；6、磁電式傳感器的動態(tài)特性；五教學重點、難點1 霍爾效應的定量計算；2 . 霍爾效應的誤差補償；六選講例題；七作業(yè)要求簡述霍爾傳感器的組成，畫出霍爾傳感器的輸出電路圖。八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件九

17、教學參考資料1 傳感器與檢測技術(shù)，徐科軍；2.傳感器原理與應用，程德福；第1 5課一章節(jié)名稱壓電式傳感器二教學目的1、掌握內(nèi)容：壓電式傳感器的工作原理，壓電式傳感器的等效電路和信號變換電路；2、了解內(nèi)容：壓電式傳感器的應用舉例；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 壓電晶體的壓電效應，壓電陶瓷的壓電效應；2. 壓電元件的等效電路：電荷源等效電路，電壓源等效電路；3. 壓電片的串并聯(lián)；4. 電壓放大器，電荷放大器；5、壓電傳感器的應用；五教學重點、難點1 壓電效應；2 . 壓電元件的等效電路；六選講例題壓電元件的電壓放大器；七作業(yè)要求說明壓電元件的等效電路及其特點，電荷放大器的特點。八

18、環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件九教學參考資料1 傳感器與檢測技術(shù)，徐科軍；2. 傳感器原理與應用，程德福；第17課一章節(jié)名稱概述熱電阻式傳感器二教學目的1、掌握內(nèi)容：溫度的概念，和溫度的測量方法，金屬熱電阻，半導體熱電阻；2、了解內(nèi)容：溫標，熱電阻的應用；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 溫度的物理意義，接觸式測溫和非接觸式測溫常用的方法；2. 溫標的建立，熱力學溫標，經(jīng)驗溫標，國際溫標；3. 金屬熱電阻材料的性能要求，鉑熱電阻，銅電阻的特性，金屬熱電阻的結(jié)構(gòu)；4. 半導體熱敏電阻的工作特性，以及主要參數(shù)；5、熱敏電阻的線性化；6、熱敏電阻應用舉例；五教學重

19、點、難點1 半導體熱敏電阻的主要特性；2 . 半導體熱敏電阻的線性化；六選講例題半導體熱敏電阻的線性化；七作業(yè)要求半導體熱敏電阻隨溫度變化的典型特性有哪些八環(huán)境及教具要求多媒體教室、 MS Office 軟件九教學參考資料1 傳感器與檢測技術(shù) ，徐科軍 ；2. 傳感器原理與應用 ，程德福；第17課一章節(jié)名稱熱電偶溫度傳感器二教學目的1、掌握內(nèi)容：熱電偶測溫的基本原理，熱電偶的基本特性，熱電偶的冷處理和補償；2、了解內(nèi)容：標準熱電偶和非標準熱電偶，熱電偶的應用；三安排課時： 2 學時四教學內(nèi)容（知識點）1. 接觸電勢，溫差電勢，熱電偶回路的總電勢；2. 勻質(zhì)導體定律，連接導體定律和中間導體定律；3. 金屬熱電阻材料的性能要求，鉑熱電阻，銅電阻的特性，金屬熱電阻的結(jié)構(gòu)；4. 補償導線法，冷端處理法，溫度補償法；5、標準化熱電偶，非標準化熱電偶；6、熱敏電阻應用舉例；五教學重點、難點1 熱電偶的基本定律；2 . 熱電