《傳感器與檢測技術》教學大綱

1、PAGE 傳感器與檢測技術課程教學大綱課程中文名稱：傳感器與檢測技術課程英文名稱：Sensor and Testing Techniques課程編號：Zj16102課程性質(zhì)：專業(yè)基礎課學 時：總學時36、理論課學時26、實驗課學時10學 分：2適用對象：機械設計制造及其自動化先修課程：高等數(shù)學、大學物理、電工電子課程簡介：傳感器與檢測技術課程主要講解有關傳感器檢測技術的基知識、研究各類傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、測量電路和應用方法。主要包括電阻式、電容式、電感式、壓電式等常用傳感器及新型傳感技術等。通過本課程的學習，可使學生掌握常用傳感器的工作原理和應用場合，能夠運用實驗手段進行位移、振動及應變、應力

2、和扭矩的測量，為今后從事工程工作或進行科學研究奠定良好的基礎。一、教學目標及任務本課程是機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。學生通過本課程的學習，在掌握常用傳感器的工作原理、應用方法和檢測系統(tǒng)的設計、分析方法等知識的基礎上，能夠根據(jù)工程需要選用合適的傳感器對位移、振動、應變、應力和扭矩等物理量進行測量，并能夠?qū)z測系統(tǒng)性能進行分析，對測得的數(shù)據(jù)進行處理，初步具有從事檢測和控制系統(tǒng)工作的能力。二、學時分配章節(jié)理論教學內(nèi)容理論學時實驗項目實驗學時第一章緒論2第二章傳感器與測試技術的基本知識2第三章電阻式傳感器4金屬箔式應變片全橋性能實驗2第四章電感式傳感器4差動變壓器的性能實驗2第五章電容

3、式傳感器3電容式傳感器的位移特性實驗2第六章壓電式傳感器3壓電式傳感器測振動實驗2第七章磁電式傳感器2霍爾測速實驗2第八章光電式傳感器3第九章熱電式傳感器3三、教學內(nèi)容及教學要求第一章 緒論（2學時）教學要求：了解傳感器與檢測技術在工程中的地位和發(fā)展狀況，掌握傳感器的組成、分類和本課程的學習內(nèi)容與要求。教學重點與難點：本課程的學習內(nèi)容和要求。 教學內(nèi)容：第一節(jié) 傳感器與測試技術概述第二節(jié) 傳感器的組成及分類1傳感器的組成2傳感器的分類3傳感器與測試技術在工程中的地位4傳感器與測試技術的發(fā)展狀況第三節(jié) 本課程的學習內(nèi)容與要求本章習題要點：什么是傳感器？它由那幾個部分組成？分別起到什么作用？傳感器

4、的發(fā)展動向表現(xiàn)字哪幾個方面？第二章 傳感器與測試技術的基本知識（2學時）教學要求：了解非電量電測系統(tǒng)的組成，掌握傳感器與測試系統(tǒng)的靜、動態(tài)特性，理解測量誤差的表示方法，能夠正確處理測量數(shù)據(jù)、計算誤差。教學重點與難點：傳感器與測試系統(tǒng)的動態(tài)特性。 教學內(nèi)容：第一節(jié) 傳感器與測試系統(tǒng)特性1非電量電測系統(tǒng)的組成2傳感器與測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性3傳感器與測試系統(tǒng)的動態(tài)特性第二節(jié) 測量的基礎知識1測量方法2測量數(shù)據(jù)處理及表述3誤差的定義和分類本章習題要點：傳感器靜態(tài)參數(shù)有哪些？各參數(shù)代表什么意義？動態(tài)參數(shù)有哪些？應如何選擇？計算傳感器的靈敏度和測試系統(tǒng)的總靈敏度。第三章 電阻式傳感器（4學時）教學要求：了解

5、電阻式傳感器的分類，熟練掌握各類電阻傳感器的工作原理、測量電路和應用范圍。教學重點與難點：各類電阻傳感器的工作原理和應用。 教學內(nèi)容：第一節(jié) 電阻應變式傳感器1電阻應變片的工作原理2電阻應變片的特性3電阻應變片的結(jié)構(gòu)和種類4電阻應變片的溫度誤差及補償5電阻應變片的測量電路6電阻應變片的應用第二節(jié) 壓阻式傳感器1壓阻式傳感器的工作原理2壓阻式傳感器的結(jié)構(gòu)和主要特性3壓阻式傳感器的測量電路4壓阻式傳感器的應用第三節(jié) 電位器式傳感器1電位器式傳感器的工作原理2電位器式傳感器的結(jié)構(gòu)和主要特性3電位器式傳感器的應用本章習題要點：什么是應變效應？什么是壓阻效應？什么是橫向效應？應變片產(chǎn)生溫度誤差的原因及減

6、小或補償溫度誤差的方法是什么？電橋平衡條件是什么？已知應變，求電橋的輸出。第四章 電感式傳感器（4學時）教學要求：了解電感式傳感器的分類，熟練掌握各類電感式傳感器的工作原理、測量電路和應用。教學重點與難點：各類電感式傳感器的工作原理和應用。 教學內(nèi)容：第一節(jié) 自感式傳感器1自感式傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)2自感式傳感器的測量電路3自感式傳感器的應用第二節(jié) 差動變壓器式傳感器1差動變壓器式傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)及特性2差動變壓器式傳感器的測量電路3差動變壓器式傳感器的應用第三節(jié) 渦流式電感傳感器1渦流式電感傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理2渦流式電感傳感器的測量電路3渦流式電感傳感器的應用本章習題要點：電感式

7、傳感器分為幾類？自感式傳感器與顫動變壓器式傳感器的異同是什么？渦流式傳感器的工作原理和主要優(yōu)點是什么？電渦流式傳感器除了能測量位移外，還能測量哪些非電量。第五章 電容式傳感器（3學時）教學要求：了解電容式傳感器的分類，熟練掌握各類電容式傳感器的工作原理、測量電路和應用。教學重點與難點：各類電容式傳感器的工作原理和應用。教學內(nèi)容：第一節(jié) 電容式傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)1電容式傳感器的工作原理2電容式傳感器的結(jié)構(gòu)類型第二節(jié) 電容式傳感器的主要性能和特點1電容式傳感器的主要性能2電容式傳感器的主要特點第三節(jié) 電容式傳感器的測量電路1調(diào)頻電路2運算放大器式電路3脈沖寬度調(diào)制電路第四節(jié) 電容式傳感器的應用

8、1電容式加速度傳感器2電容式液位傳感器3電容式傳聲器本章習題要點：電容式傳感器的優(yōu)缺點是什么？闡述消除和減少寄生電容影響的幾種方法和原理。電容式傳感器測量電路的作用是什么？已知電容器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，求電容式傳感器的輸出或靈敏度。第六章 壓電式傳感器（3學時）教學要求：了解壓電式傳感器的分類，熟練掌握各類壓電式傳感器的工作原理、測量電路和應用。教學重點與難點：各類壓電式傳感器的工作原理和應用。教學內(nèi)容：第一節(jié) 壓電式傳感器的工作原理1壓電效應2壓電材料及其主要特性參數(shù)第二節(jié) 壓電式傳感器的測量電路1電壓放大器電路2電荷放大器電路第三節(jié) 壓電傳感器的應用1壓電式力傳感器2壓電式加速度傳感器本章習題要點

9、：簡述正、逆壓電效應。壓電材料的主要特性參數(shù)有哪些？簡述電壓放大器和電荷放大器的優(yōu)缺點。能否用壓電傳感器測量靜態(tài)壓力？為什么？第七章 磁電式傳感器（2學時）教學要求：了解磁電式傳感器的分類，熟練掌握各類磁電式傳感器的工作原理和應用。教學重點與難點：各類磁電式傳感器的工作原理和應用范。教學內(nèi)容：第一節(jié) 霍爾傳感器1霍爾效應與霍爾元件2霍爾傳感器的應用第二節(jié) 磁電感應式傳感器1磁電感應式傳感器的工作原理2磁電感應式傳感器的應用本章習題要點：說明霍爾效應的原理。磁電式傳感器與電感式傳感器有何不同？霍爾元件在一定電流的控制下，其霍爾電勢與那些因素有關。第八章 光電式傳感器（3學時）教學要求：了解光電式

10、傳感器的分類，熟練掌握各類光電式傳感器的工作原理和應用。教學重點與難點：各類光電式傳感器的工作原理和應用。 教學內(nèi)容：第一節(jié) 光電效應與光電器件1光電效應及分類2光電器件3.光電傳感器的應用第二節(jié) 光纖傳感器1光纖結(jié)構(gòu)及原理2光纖傳感器的工作原理及組成結(jié)構(gòu)3、光纖傳感器的應用第三節(jié) 紅外傳感器1紅外輻射2紅外傳感器的應用第四節(jié) 超聲波傳感器1超聲波的特性2超聲波傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu)3、超聲波傳感器的應用本章習題要點：什么是光電效應，依其表現(xiàn)形式如何分類，并予以解釋。說明光纖傳輸原理。紅外線最大的特點是什么？超聲波在介質(zhì)中有哪些傳播特性？什么是超聲波的干涉現(xiàn)象。第九章 光電式傳感器（3學時）教

11、學要求：了解熱電式傳感器的分類，熟練掌握各類熱電式傳感器的工作原理和應用。教學重點與難點：各類熱電式傳感器的工作原理和應用。 教學內(nèi)容：第一節(jié) 熱電偶1熱電效應2熱電偶的基本定律3.常用熱電偶4.熱電偶的冷端補償5.熱電偶的應用第二節(jié) 熱電阻1金屬熱電阻2半導體熱敏電阻3、熱敏電阻的應用第三節(jié) 集成溫度傳感器1模擬集成溫度傳感器2智能集成溫度傳感器3、集成溫度傳感器的應用本章習題要點：說明熱電偶測溫原理及熱電偶的基本定律。給定已知條件，計算熱電偶冷端或熱端溫度。試比較熱電阻與熱敏電阻的異同。四、考核方式及要求該課程的總成績由三部分組成：平時成績（課堂考勤、課堂討論參與情況）、實驗成績和考試成績。平時成績占10%