四川广播电视大学《传感器原理与应用》课程教学大纲

四川广播电视大学《传感器原理与应用》课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质和任务原理与应用》是机械制造及其自动化专业学生必修的一门技术基础课。本课程的教学内容主要包括：测试系统的基本概念，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，传感器在机电系统中的应用等四部分。通过本课程的学习，使学生掌握测试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，并能够对测试系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。二、教学的基本要求1．了解测试系统的基本概念和系统组成、传感器的定义和分类。2．掌握传感器的静特性、动特性的性能指标概念、定义和分析处理方法，了解提高传感器性能的方法。3．了解常用传感器的工作原理，掌握常用传感器的性能特点和应用。4．掌握机电系统中选用传感器的原则，能根据需要选用合适的传感器。三、教学要求的层次第二部分教学媒体使用和教学建议一、学时和学分4.5学分课内学时81，其中实验6学时，开设一学期。序号内容课内学时数1绪论32传感器的一般特性113电阻式传感器64电容式传感器55电感式传感器106磁电式传感器67压电式传感器68光电式89超声波传感器610传感器与测试技术在机电系统中的典型应用实例1411实验6合计81二、教材翔实、实用，在叙述方法上力求简洁易懂，便于自学和理解。CAI课件是重要的辅助教学媒体。除了用它对课程的重点、难点进行讲解外，结合本课程的特点，应充分利用这些辅助教学媒体的优势，形象、生动、直观地展现文字教材难于讲述的知识点，帮助学生更好地理解、掌握本课程的教学内容。三、相关教学环节1．实验传感器原理与应用》是一门工程性，应用性都非常强的课程，通过实验可使学生增加感性认识，进一步加深对理论知识的理解。学生必须完成本课程规定的实验，否则不能参加期末考试。2．作业的作业不能参加期末考试。3．考试：2小时。课程总成绩由期末考试成绩和平时考查成绩（作业和实验）合成。其中考试成绩占80%，平时考查成绩占20%。70%；了解层次20%；理解层次10%。4．本专业教学计划中还安排了《传感器原理与应用》（2学分）。有关课程设计的内容与要求见相关的教学文件。第三部分教学内容与要求第一章绪论（3学时）§1.测试与传感技术概述：基本概念、系统及组成§2.传感器的定义、组成、分类及要求§3.测试与传感器的地位、应用及发展趋势教学要求：了解测试的基本概念、系统的结构及组成，掌握传感器的定义、理解传感器的分类方法和要求，了解测试的应用及发展。第二章传感器的一般特性（11学时）§1.传感器的静特性：精密度、精确度（精度）、线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率与阀值、稳定性§2.传感器的动特性：传递函数、频率特性、过渡函数与稳定时间、无失真检测条件§3.传感器的标定与校准§4.提高传感器性能的方法：差动技术、补偿技术、传感器的非线性教正§5.负载效应教学要求：掌握传感器静特性各性能指标的定义，传感器的无失真检测条件，理解传感器静态模型和动态模型的建立与分析方法，了解提高传感器性能的方法和非线性校正方法。第三章电阻式传感器（6学时）§1.电阻应变式传感器：原理、特性、结构形式、转换电路及应用§2.压阻式传感器：原理、特性、结构形式、转换电路及应用§3.电位计：原理、特性、结构形式、转换电路及应用教学要求：理解电阻应变式、压阻式传感器和电位计的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。第四章电容式传感器5学时§1.电容式传感器工作原理及特性§2.设计及应用：液位、加速度、容栅、位移教学要求：理解各种形式电容传感器的工作原理，掌握其性能特点，了解其应用。第五章电感式传感器（10学时）§1.自感式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用§2.差动变压器式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用§3.涡流传感器：原理、特性、结构形式、转换电路及应用§4.压磁式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用§5.感应同步器：原理、特性、结构形式、转换电路及应用教学要求：理解自感式、差动变压器式、涡流传感器的工作原理，掌握其性能特点，了解其应用。了解压磁式传感器和感应同步器。第六章磁电式传感器（6学时）§1.磁电感应式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用§2.霍尔元件：原理、特性、结构形式、转换电路及应用§3.磁栅式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用教学要求：理解磁电感应式传感器、霍尔元件的工作原理，转换电路，掌握其性能性点，了解其应用，了解磁栅式传感器。第七章压电式传感器（6学时）§1.工作原理§2.压电材料：压电晶体、压电陶瓷、有机压电材料§3.等效电路和转换电路§4.应用设计及特性：测量电路（电压、电荷放大器）教学要求：了解压电式传感器的工作原理，掌握常用压材料及其性能特点，理解其转换电路。第八章光电式（8学时）§1.光电效应与光电器件：原理、转换电路及应用§2.光纤传感器：原理、特点及应用§3.CCD、PSD：CCD原理及应用，PSD原理、转换电路及应用§4.光栅：原理及应用§5.激光传感器：原理及应用§6.光码盘：原理及应用教学要求：了解光电器件的原理、应用及光纤传感器、CCD、PSD、光栅、激光传感器的原理、特点及应用，掌握光码盘的工作原理及应用、光电器件典型应用。第九章超声波传感器（6学时）§1.超声波传感器工作原理§2.超声波换能器§3.应用：探伤、测距等教学要求：理解超声波传感器的工作原理，了解其性能特点及应用。第十章传感器与测试技术在机电系统中的典型应用实例（14学时）§1.机床§2.机器人§3.生产线教学要求：了解传感器与测试技术在机电系统中的典型应用，掌握机电系统中传感器的选用原则。实验内容及要求（6学时）实验1：电阻应变片(2学时)实验2：电容式传感器(2学时)实验3：电感式传感器(2学时)实验4：光栅传感器(2学时)实验5：涡流传感器(2学时)要求:必须从以上5个实验中选做3个实验,未完成实验不能参加期末考试。