傳感器原理與檢測技術(shù)-電科-考試教學(xué)大綱

【傳感器原理與檢測技術(shù)】【Sensoranddetectiontechnology】一、基本信息課程代碼：【2080355】課程學(xué)分：【3.0】面向?qū)I(yè)：【電子科學(xué)與技術(shù)】課程性質(zhì)：【系級專業(yè)限選課◎】開課院系：機電學(xué)院電子工程系使用教材：教材【魏學(xué)業(yè)傳感器技術(shù)與應(yīng)用武漢：華中科技大學(xué)出版社2013第1版】參考書目【胡向東傳感器與檢測技術(shù)北京：機械工業(yè)出版社2018第3版】、【錢愛玲等傳感器原理與檢測技術(shù)北京：機械工業(yè)出版社2015第2版】、【周真等傳感器原理與應(yīng)用北京：清華大學(xué)出版社2011第1版】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：/course/NJTU-1002550001先修課程：【模擬電子技術(shù)2080188（3）】、【數(shù)字邏輯電路2080187（3）】二、課程簡介隨著“信息時代”的到來，作為獲取信息的手段一一傳感器技術(shù)得到了長足的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其需求也越來越迫切，傳感器技術(shù)已成為衡量一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。傳感器原理與檢測技術(shù)課程是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。傳感器是獲取信息的主要途徑和手段，在測控系統(tǒng)中，傳感器處于連接被測控對象和測控系統(tǒng)的接口位置，傳感器是自動檢系統(tǒng)的核心部件，是自動測控系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，一切科學(xué)實驗和生產(chǎn)過程要獲取的信息，都是通過傳感器轉(zhuǎn)換為容易傳輸與處理的信號，檢測技術(shù)是實現(xiàn)自動控制的前提條件和必要設(shè)備。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠說出傳感器的工作原理、分析測量電路及各種應(yīng)用，會應(yīng)用非電量測量的基本知識，會進(jìn)行誤差處理，能夠?qū)鞲衅鞯哪K進(jìn)行正確的選擇，同時也需要及時關(guān)注傳感器的發(fā)展趨勢及在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用，提高信息素養(yǎng)。三、選課建議本課程需要先修電子類的專業(yè)基礎(chǔ)課，因此適合電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)三年級同學(xué)選修。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性專業(yè)畢業(yè)要求關(guān)聯(lián)LO11：理解他人的觀點，尊重他人的價值觀，能在不同場合用書面或口頭形式進(jìn)行有效溝通。LO21：能根據(jù)需要確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并通過搜集信息、分析信息、討論、實踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。LO31：能夠應(yīng)用本專業(yè)知識進(jìn)行設(shè)計計算。LO32：能夠應(yīng)用計算機輔助工具進(jìn)行智能電子產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計、仿真和調(diào)試LO33具備本專業(yè)工程問題的邏輯分析能力●LO34嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用及控制能力LO35：能夠綜合本專業(yè)知識，進(jìn)行系統(tǒng)級智能設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的測試，常見問題分析和維護(hù)●LO41遵守紀(jì)律、守信守責(zé)；具有耐挫折、抗壓力的能力。LO51：同群體保持良好的合作關(guān)系，做集體中的積極成員；勇于從不同角度思考問題，勇于提出新設(shè)想。●LO61能在學(xué)習(xí)、工作中應(yīng)用信息技術(shù)解決問題。LO71愿意服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩LO81具有基本的外語表達(dá)溝通能力與跨文化理解能力。五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果序號課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果課程目標(biāo)教與學(xué)方式評價方式1LO331能在電子電路原理和實際調(diào)試等方面進(jìn)行合理的邏輯分析1、能根據(jù)各種傳感器的工作原理對傳感器的輸出特性進(jìn)行分析，并能分析不同傳感器的應(yīng)用電路；2、能根據(jù)參數(shù)和性能要求對傳感器進(jìn)行查找、選擇和使用。課堂授課+課外自學(xué)回答問題，作業(yè)，實驗2LO351分析常見智能產(chǎn)品及設(shè)備基本組成部分及功能。能分析常用傳感器的工作原理，能說出常用檢測系統(tǒng)的構(gòu)成與應(yīng)用，能進(jìn)行一般的工程測量。課堂講授+課外練習(xí)+課內(nèi)實驗回答問題，練習(xí)、實驗3LO514了解行業(yè)前沿知識技術(shù)。能夠及時關(guān)注傳感器行業(yè)前沿知識技術(shù)，并借助基本原理加深對新興傳感器的理解。撰寫相關(guān)課題報告。老師給分與同學(xué)給分相結(jié)合六、課程內(nèi)容單元知識點能力要求教學(xué)難點傳感器基本概念、性能指標(biāo)及測量結(jié)果的誤差分析（理論4課時）1.知道與工程檢測相關(guān)的傳感器基本概念。L12.根據(jù)傳感器性能指標(biāo)，來分析測量的具體指標(biāo)數(shù)據(jù)。L43．分析測量誤差及特點。L44．可利用測量數(shù)據(jù)對測量中包含的誤差進(jìn)行分析和評價。L41、能選擇合適的測量電路，并能針對測量誤差進(jìn)行一定電路處理；2、具備測量結(jié)果的分析能力測量數(shù)據(jù)的誤差處理需具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。電阻類傳感器（理論8課時，實驗4課時）1、分析應(yīng)變式傳感器、壓阻式傳感器、熱電阻式傳感器、氣敏電阻、濕敏電阻的工作原理；L42、綜合各種電阻傳感器的輸出特性，對各種傳感器進(jìn)行明確的區(qū)分，同時對各種傳感器進(jìn)行有效的應(yīng)用。L51、能說出各種傳感器的原理、區(qū)別2、能讀懂各種傳感器的輸出電路3、能在不同的場合，正確的選擇傳感器對相關(guān)傳感器的應(yīng)用電路的分析，并根據(jù)使用條件對相關(guān)傳感器進(jìn)行型號的選擇電容、電感式傳感器（理論6課時，實驗2課時）1、分析電容式、電感式傳感器的工作原理與特性參數(shù)；2、綜合兩種傳感器的傳感特性與其本身作為電容器與電感器的相同點與不同點；L53、分析指紋傳感器、加速度計、陀螺儀、電感接近開關(guān)等傳感器的應(yīng)用特點以及參數(shù)選擇.L41、能對各種電容式和電感式的傳感器應(yīng)用產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)選擇2、能對由各種傳感器構(gòu)成的應(yīng)用電路進(jìn)行功能分析對各種具體的傳感器進(jìn)行細(xì)致的案例分析熱電、壓電式傳感器（理論4課時，實驗2課時）1、分析熱電效應(yīng)與壓電效應(yīng)帶來的檢測窗口與檢測特性；L42、綜合熱敏電阻、熱電阻、熱電偶的不同特性，靈活運用于不同的場合；L53、分析壓電傳感器的應(yīng)用場合與應(yīng)用電路。L41、能說出兩種傳感器的輸出信號特點；2、能在不同的熱測試場合選擇正確的溫度傳感器；3、能根據(jù)壓電效應(yīng)產(chǎn)生的傳感器應(yīng)用于不同場合，并選擇合適的參數(shù)。根據(jù)兩種傳感器的輸出信號特點將其應(yīng)用于特定的場合光電式、超聲波傳感器（理論6課時，實驗2課時）1、分析可見光、紅外線以及超聲波等不同波長的電磁波的特性，并分析對應(yīng)波段傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域；L42、綜合各種傳感器的輸出特點，對不同場合的傳感器的進(jìn)行有效運用；L53、分析各傳感器的應(yīng)用電路。L41、能區(qū)分不同波段的電磁波；2、能說出不同電磁波的使用條件以及限制條件；3、能分析和設(shè)計相關(guān)類型傳感器的應(yīng)用電路分析不同傳感器在測試相同參數(shù)時的不同效果，從而針對不同條件的參數(shù)進(jìn)行傳感器的選擇磁敏、光纖傳感器（理論4課時，實驗2課時）1、分析磁阻效應(yīng)和磁電現(xiàn)象帶來的測試機理；L42、分析光纖傳光的特點與要求，并對其進(jìn)行分類應(yīng)用；L43、分析磁敏類的傳感器與光纖類的傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。L41、能說出磁敏和光纖類傳感器的測試機理；2、能說出光束在光纖中的傳播特點與屬性；3、能分析相關(guān)傳感器的應(yīng)用案例磁敏和光纖類傳感器的測試機理，并由此延伸出應(yīng)用過程中的限制條件。集成式的溫度傳感器、智能式的傳感器（理論2課時）1、分析各集成的溫度傳感器的輸出特點；2、在各種測溫場合正確運用集成溫度傳感器；3、理解智能傳感器的構(gòu)成與電路設(shè)計特點。L21、能將特定的溫度傳感器芯片結(jié)合單片機進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集2、能及時關(guān)注傳感器行業(yè)前沿的最新信息，實時了解行業(yè)動態(tài)傳感器的輸出數(shù)據(jù)與單片機接口的有效結(jié)合七、課內(nèi)實驗名稱及基本要求列出課程實驗的名稱、學(xué)時數(shù)、實驗類型（演示型、驗證型、設(shè)計型、綜合型）及每個實驗的內(nèi)容簡述。序號實驗名稱主要內(nèi)容實驗時數(shù)實驗類型備注1應(yīng)變片測量電路實驗了解應(yīng)變片測量電橋的結(jié)構(gòu)以及橋路調(diào)試的基本方法2演示型實驗采用仿真軟件進(jìn)行實驗2熱電阻、熱電偶測溫系統(tǒng)實驗；化學(xué)傳感器實驗了解熱電阻、熱電偶測溫系統(tǒng)的組成和系統(tǒng)調(diào)試的基本方法2演示型實驗采用仿真軟件進(jìn)行實驗3電容傳感器特性實驗差動變壓器實驗電渦流傳感器實驗了解電容式傳感器和電感式傳感器的結(jié)