傳感器技術(shù)-課程大綱-2022版

《傳感器技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(中文)傳感器技術(shù)(英文)SensorTechnology課程代碼TMP7263課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)課(必修)開課院部物理與光電工程學(xué)院課程負(fù)責(zé)人課程團(tuán)隊(duì)授課學(xué)期第五學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2學(xué)分/32學(xué)時(shí)課內(nèi)學(xué)時(shí)32理論學(xué)時(shí)32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)訓(xùn)（含上機(jī)）實(shí)習(xí)其他適用專業(yè)電子科學(xué)與技術(shù),光電信息科學(xué)與工程授課語言中文對(duì)先修的要求先修《大學(xué)物理》、《半導(dǎo)體物理學(xué)》、《電路》，具備大學(xué)物理基本知識(shí)、熟悉半導(dǎo)體物理和電路知識(shí)。對(duì)后續(xù)的支撐為后續(xù)新型傳感器技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)等后續(xù)課程提供傳感器的工作原理、組成與應(yīng)用等方面知識(shí)，以及運(yùn)用傳感器解決問題的基礎(chǔ)。課程簡(jiǎn)介（中文）本課程是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、測(cè)控技術(shù)與儀器、電氣工程及自動(dòng)化等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。它以各類傳感器的工作機(jī)理為基礎(chǔ)，詳細(xì)介紹了各類傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、相應(yīng)的測(cè)量及檢測(cè)電路和在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，使學(xué)生掌握傳感器工作原理、基本結(jié)構(gòu)、使用方法和設(shè)計(jì)要點(diǎn)等基本技能。（英文）ThiscourseisanimportantbasictheorycourseforundergraduatestudentsofElectronicScienceandTechnology.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthebasicconceptsofthesensor,thestructureofthesensor,theprincipleofthesensor,theroleofthesensor,thesensorandthedevelopmenttrendofmoderndetectiontechnology.Throughthiscourse,tocultivatestudents'abilityofusingmodernelectronictechnology,sensortechnologyandcomputertechnologytosolvetheproblemofinformationacquisitionandprocessinginpracticalproduction,laythefoundationforthedesignanddevelopmentofindustrialcontrolsystem.二、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐序號(hào)課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1目標(biāo)1：使學(xué)生認(rèn)知傳感器系統(tǒng)的基本組成和工作原理；認(rèn)知傳感器的發(fā)展動(dòng)向、分類，靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性。支撐指標(biāo)點(diǎn)1.3能將自然科學(xué)基礎(chǔ)理論和電子科學(xué)技術(shù)原理用于解決一些復(fù)雜電子工程問題，學(xué)會(huì)將復(fù)雜電子工程問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型并求解獲得結(jié)論，達(dá)到學(xué)以致用的目的。畢業(yè)要求1.工程知識(shí)——掌握數(shù)學(xué)和自然科學(xué)基礎(chǔ)、寬厚扎實(shí)的電子科學(xué)技術(shù)理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法和工程技能，并能用于解決一些復(fù)雜電子工程問題。2目標(biāo)2：理解電阻式、電容式、磁電感應(yīng)式、壓電式、光電式以及熱電式傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用；理解并能夠設(shè)計(jì)各種傳感器的誤差補(bǔ)償，調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路，以及根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)各種傳感器。支撐指標(biāo)點(diǎn)2.1能夠應(yīng)用自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論分析一些電子工程中涉及的物理過程與機(jī)理，并推斷其可能出現(xiàn)的結(jié)果。畢業(yè)要求3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案——有一定創(chuàng)新意識(shí)，能針對(duì)一些具體電子工程問題提出相應(yīng)的解決方案或設(shè)計(jì)方法。三、教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排序號(hào)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果教學(xué)方式支撐課程目標(biāo)14傳感器的組成與分類，傳感器的作用和地位；傳感器的靜態(tài)特性，傳感器的動(dòng)態(tài)特性。思政內(nèi)容導(dǎo)入：通過闡述我國(guó)的傳感器發(fā)展動(dòng)態(tài)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到傳感器的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛國(guó)熱情。使學(xué)生認(rèn)知傳感器系統(tǒng)的基本組成和工作原理；認(rèn)知傳感器的發(fā)展動(dòng)向、分類，靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性。講授、教學(xué)視頻、實(shí)例分析、作業(yè)教學(xué)目標(biāo)126電位器式電阻傳感器，線性和非線性電位器；電阻應(yīng)變片的工作原理，金屬應(yīng)變片的主要特性，溫度誤差及其補(bǔ)償，應(yīng)變片式電阻傳感器的測(cè)量電路和應(yīng)用舉例。思政內(nèi)容導(dǎo)入：通過講述我國(guó)應(yīng)變片式傳感器的發(fā)展成就和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用，增強(qiáng)學(xué)生的愛國(guó)自信心，意識(shí)到大力發(fā)展各式傳感器對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的重要意義。理解電位器式傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用；理解應(yīng)變片式傳感器的工作原理、組成、應(yīng)用范圍，能夠理解并運(yùn)用電橋式電路對(duì)應(yīng)變片式傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，掌握電橋電路的輸出特性。講授、教學(xué)視頻、實(shí)例分析、作業(yè)教學(xué)目標(biāo)234電容式傳感器的工作原理及類型，電容式傳感器的特點(diǎn)及等效電路，電容式傳感器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和轉(zhuǎn)換電路，電容式傳感器的應(yīng)用舉例。理解電容式傳感器的工作原理、分類、特點(diǎn)和等效電路，掌握電容式傳感器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，理解幾種常見的電容式傳感器的轉(zhuǎn)換電路，能分析雙T型充放電網(wǎng)絡(luò)和脈沖調(diào)寬型電路兩種脈沖型電路的工作原理、輸出特性。講授、教學(xué)視頻、實(shí)例分析、作業(yè)教學(xué)目標(biāo)244磁電感應(yīng)式傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)類型、測(cè)量電路和應(yīng)用舉例；霍爾效應(yīng)和霍爾元件材料，霍爾元件的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路，霍爾元件的補(bǔ)償電路，霍爾式傳感器的應(yīng)用舉例。認(rèn)知磁電感應(yīng)式傳感器的分類、工作原理以及應(yīng)用；理解霍爾效應(yīng)，霍爾式傳感器的基本特性，測(cè)量原理。講授、教學(xué)視頻、實(shí)例分析、作業(yè)教學(xué)目標(biāo)254壓電材料的壓電效應(yīng)，壓電傳感器的等效電路，兩種壓電傳感器的測(cè)量電路-電壓放大器和電荷放大器，影響壓電式傳感器精度的因素分析，壓電傳感器的應(yīng)用。理解壓電效應(yīng)、產(chǎn)生壓電效應(yīng)的微觀機(jī)理，認(rèn)知幾種常見材料的壓電性能，理解壓電晶片的串并聯(lián)的特點(diǎn)、等效電路和兩種放大器，認(rèn)知壓電傳感器的主要應(yīng)用。講授、教學(xué)視頻、實(shí)例分析、作業(yè)教學(xué)目標(biāo)264三種光電效應(yīng)-外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)，三種光電效應(yīng)所對(duì)應(yīng)的光電器件及其光電特性，光電式傳感器的測(cè)量電路及其應(yīng)用。理解三種光電效應(yīng)，認(rèn)知幾種主要的光電器件及光電特性，能綜合運(yùn)用光學(xué)知識(shí)和電路知識(shí)，設(shè)計(jì)各種光電式傳感器。講授、教學(xué)視頻、實(shí)例分析、作業(yè)教學(xué)目標(biāo)276熱電阻的材料及工作原理，熱電效應(yīng)，熱電偶基本定理，熱電偶材料及常用熱電偶，熱電偶測(cè)溫線路，熱電偶參考端溫度，熱敏電阻的主要特性、特性線性化，熱敏電阻的應(yīng)用舉例。理解熱電阻、熱電偶和熱敏電阻的工作原理，理解熱電偶的基本定理以及冷端補(bǔ)償方法；能綜合運(yùn)用基本的電路知識(shí)對(duì)熱敏電阻的特性進(jìn)行線性化處理。講授、教學(xué)視頻、實(shí)例分析、作業(yè)教學(xué)目標(biāo)2合計(jì)32課程考核序號(hào)課程目標(biāo)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)）考核內(nèi)容評(píng)價(jià)依據(jù)及成績(jī)比例(%)成績(jī)比例(%)小測(cè)驗(yàn)作業(yè)考試1目標(biāo)1：使學(xué)生認(rèn)知傳感器系統(tǒng)的基本組成和工作原理；認(rèn)知傳感器的發(fā)展動(dòng)向、分類，靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3）能夠掌握傳感器的組成與分類；了解傳感器的發(fā)展動(dòng)向（2）能夠掌握傳感器的靜態(tài)特性，動(dòng)態(tài)特性中的階躍響應(yīng)相關(guān)指標(biāo)。5510202目標(biāo)2：理解電阻式、電容式、磁電感應(yīng)式、壓電式、光電式以及熱電式傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用；理解并能夠設(shè)計(jì)各種傳感器的誤差補(bǔ)償，調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換電路，以及根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)各種傳感器。（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)2.1）（1）理解電位器式和應(yīng)變片式傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用；能夠理解并運(yùn)用電橋式電路及輸出特性。（2）理解電容式傳感器的工作原理、分類、特點(diǎn)和等效電路；理解幾種常見的電容式傳感器的轉(zhuǎn)換電路，(3)認(rèn)知磁電感應(yīng)式傳感器的分類、工作原理以及應(yīng)用；理解霍爾效應(yīng)，霍爾式傳感器的基本特性，測(cè)量原理。(4)理解壓電效應(yīng)，理解壓電晶片的串并聯(lián)的特點(diǎn)、等效電路和兩種放大器，認(rèn)知壓電傳感器的主要應(yīng)用。（5）理解三種光電效應(yīng)及對(duì)應(yīng)光電器件（6）理解熱電阻、熱電偶和熱敏電阻的工作原理，理解熱電偶的基本定理。10155580合計(jì)152065100注：各類考核評(píng)價(jià)的具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見《附錄：各類考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表》五、教材及參考資料1.教材《傳感器及檢測(cè)技術(shù)》，陳杰、黃鴻，北京：高等教育出版社，2002，第八版，9787117220262。2.主要參考書[1]彭軍編，《傳感器及檢測(cè)技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社，2002年出版[2]程德福，王君等編《傳感器原理及應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社2009年出版六、教學(xué)條件多媒體教室大綱執(zhí)筆人：審核人(專業(yè)負(fù)責(zé)人/系主任)：制定時(shí)間：2022年2月

附錄：課程考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)課程考核評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（%）90-10080-8960-790-59目標(biāo)1：使學(xué)生認(rèn)知傳感器系統(tǒng)的基本組成和工作原理；認(rèn)知傳感器的發(fā)展動(dòng)向、分類，靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性。正確理解傳感器的組成與分類，掌握其動(dòng)態(tài)靜態(tài)特性，并了解其發(fā)展動(dòng)向和應(yīng)用領(lǐng)域。較好地掌握傳感器的組成與分類，基本理解其動(dòng)態(tài)靜態(tài)特性，并了解其發(fā)展動(dòng)向和應(yīng)用領(lǐng)域?；菊莆諅鞲衅鞯慕M成與分類，初步理解其動(dòng)態(tài)靜態(tài)特性，并了解其發(fā)展動(dòng)向和應(yīng)用領(lǐng)域。還沒系統(tǒng)掌握傳感器的組成與分類，不理解其動(dòng)態(tài)靜態(tài)特性，不了解其發(fā)展動(dòng)向和應(yīng)用領(lǐng)域。20目標(biāo)2：理解電阻式、電容式、磁電感應(yīng)式、壓電式、光電式以及熱電式傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及應(yīng)用；理解并能夠設(shè)計(jì)各種傳感器的誤差補(bǔ)償，