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1传感器与检测技术课程教学实施方案一、课程基本信息课程名称（中英文）：传感器与检测技术（SenserandMeasurementTechnology）课程代码：04110127学分：2.5总学时：40（其中理论学时30，实验学时10）二、任课教师、助教、教室等情况（一）任课教师：刘卫华，讲师，答疑时间，周二、周三、周四上午10:30-11:30联系方式：13036154570，liuwhsky@126.com个人简介：2003年获得长江大学理学学士学位，2006年获得陕西师范大学理学硕士学位，2012年获得华中科技大学工学博士学位。2004-2006年在西安光机所瞬态光学与光子技术国家重点实验室实习，主要从事光子晶体光纤方面的相关研究。2009-2012年在武汉邮电科学研究院武汉电信器件有限公司器件开发部实习，主要从事相干光纤通信方面的研究。目前已发表论文十多篇，主要研究方向为光纤通信，光电子器件研究。（二）助教：无（三）教室：东6-106（四）上课时间：1-10周二下午5-7节（五）纪律：教师一般不会调停课，若遇节假日、实习等情况，以学校通知为准。如有特殊情况需调课的，将会提前通知班干部，并由班干部通知同学们。每一位同学除非有特殊情况，例如疾病，否则不能以任何借口不来上课。老师一般会至少提前5分钟进入教室，所以请同学们也提前进入教室，不要迟到。由于本人住所较远，每次作业都在家批改，请务必在约定的时间交作业，其它时间上交的作业都算迟交。平时作业情况都会有记录，并在平时成绩中体现。三、教材推荐教材：传感器与检测技术（第二版），陈杰、黄鸿，高等教育出版社参考教材：传感器与检测技术（第二版），胡向东，机械工业出版社传感器与检测技术，李增国，北京航空航天大学出版社传感器与检测技术（第三版），徐科军，电子工业出版社四、课程描述（建议500字以内）如今，我们人类已经进入了信息时代，这一时代最显著的特征就是信息科学的快速发展。在信息科学相关领域中，信息的获取、传输及处理是三大技术基础，也是发展最快，也是最具活力的学科，对社会的发展起着十分重要的作用。而信息的获取是信息科学最前端的一个阵地，要快2速准确地获取相关信息，就必须合理地选择和使用各种传感器及检测技术，因此《传感器及检测技术》作为信息入口处的基础课程，其地位和重要性不言而喻。《传感器及检测技术》是自动化、电子技术、机电一体化等专业的专业选修课程，是一门理论性和实践性都很强的综合性课程。本课程可以分为传感器和检测技术两个部分来介绍，其中传感器属于一种仪器转置，重点介绍电阻式、电感式、电容式、磁电式、压电式、光电式、热电式等七类常用的传感器，包括基本概念，基本特性，基本原理及测试电路及应用。检查技术属于一门技术学科，包括测量原理、测量方法、测量系统和数据处理四大方面，本课程仅介绍最基本的相关概念。五、课程内容概要（一）课程总体目标：本课程的基本目标是使学生掌握几种常用传感器的基本原理及主要特点，能看懂传感器的相关技术指标说明书，能合理地选择和使用传感器，日后从事普通技术工作的学生，需要达到这一水平。更高层次的目标是掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法，了解传感器的发展动向，日后从事传感器研发相关工作的学生，需要达到这一水平。最高层次的目标是通过本课程的学习，能获得一定的科学素养和创新精神，能够独立地查找专业资料，能协助他人解决一些科学或工程问题。（二）教学内容逻辑框架：本课程主要内容的逻辑结构如下(数字代表章节):(三）课程纲目与学习目标：第0章传感器与检测技术概念31.传感器的组成与分类2.传感器的作用与地位3.传感器技术的发展动向4.检测技术的定义5.检测技术的作用本章的目的是要掌握传感器与检测技术的基本概念，了解传感器与检测技术的作用、地位及发展动向。本章的重点在于培养对本课程的学习兴趣，加深对关键概念的理解。第1章传感器的特性1.传感器的静态特性2.传感器的动态特性本章的目的是掌握传感器的基本静态特性和动态特性的相关概念，能读懂传感器产品说明书,知道关键技术指标。本章重点是灵敏度、非线性误差、稳定性、时域特性、频域特性的概念理解。难点在于传感器的动态特性描述和理解。第2章电阻式传感器1.电位器式电阻传感器2.应变片式电阻传感器本章的目的是掌握电位器式和应变片式两种电阻式传感器的工作原理及特点，掌握两种传感器的主要误差来源及测量电路。重点是阶梯特性，非线性误差、负载误差及横向效应来源。难点在于空载与负载工作状态的差别，电桥的工作原理。第3章电感式传感器1.自感式传感器2.变压器式传感器3.涡流式传感器4.压磁式传感器本章的目的是掌握自感式、变压器式、涡流式、压磁式电感传感器的工作原理及特点，掌握对应的测量电路及误差来源。重点是电感式传感器的工作原理和测量电路。难点是调幅电路、相敏检测电路和差分整流电路的工作原理。第4章电容式传感器1.电容式传感器的工作原理2.电容式传感器的灵敏度及非线性3.电容式传感器的特点及等效电路4.电容式传感器的设计要点5.电容式传感器的转换电路46.电容式传感器的应用举例本章的目的是掌握电容式传感器的工作原理及特点，掌握对应的转换电路及设计要点。重点是电容式传感器的工作原理、非线性误差和测量电路。难点是几种转换电路的的工作原理。第5章磁电式传感器1.磁电感应式传感器2.霍尔式传感器本章的目的是掌握磁电式和霍尔式两种电阻式传感器的工作原理及特点，掌握两种传感器的主要误差来源及测量电路。重点是两种传感器的工作原理、转换电路及误差来源。难点在于动态特性的分析，转换电路的工作原理。第6章压电式传感器1.压电效应2.压电材料3.等效电路4.测量电路5.压电式传感器的应用举例本章的目的是掌握压电式传感器的工作原理及特点，掌握对应的转换电路及设计要点。重点是压电材料的工作原理和测量电路的原理。难点是电压放大器和电荷放大器工作原理。第7章光电式传感器1.光电效应2.光电器件及其特性3.光电式创拿起的测量电路4.光电传感器及其应用5.光纤传感器本章的目的是掌握光电传感器的工作原理、常见类型及特点，重点是光电式传感器和光栅式传感器的应用举例，难点是光电传感器的转换电路的工作原理。第8章热电式传感器1.热电阻2.热电偶本章的目的是掌握热电式传感器的工作原理及特点，掌握对应测温电路的工作原理及补偿方法。重点和难点在测温电路的工作原理。第14章检测技术基础1.检测技术概述2.测量方法53.测量系统4.测量数据处理方法本章的目的是掌握检测技术相关概念，包括测量原理、测量方法、测量系统和数据处理的基本类型。重点是数据处理的相关方法。难点在于误差的种类及来源。（四）进一步的学习内容要给想进一步学好本门课程的学生提供学习建议，包括阅读书目、相关学科知识的学习等。（五）课程英文简介（CourseDescriptions）：六、教学进度与主要教学方法课次周次具体日期讲授内容主要教学方法与教学内容1第1周9月2日第0章传感器与检测技术概念主要教学方法：讲授法本学期的第一次课，以教师讲授为主，主要介绍传感器与检测技术的基本概念，在社会发展中的地位，作用，让学生对本课程有初步认识2第2周9月9日第1章传感器的特性主要教学方法：示例教学本次课将会介绍传感器的动态特性和静态特性的概念，让学生能读懂传感器的产品说明书，并找出关键指标。将会以u2t公司的40Gbit/sBalancedphotodetector说明书为例来讲述传感器的灵敏度，稳定性，时域特性，频域特性等性能指标。请同学们提取了解光探测器的相关知识，并考虑如果是你去采购一只用于监测电脑cpu温度的传感器，你最关注的是什么。3第3周9月16日第2章电阻式传感器主要教学方法：讨论+讲授本次课首先会讨论影响电阻值变化的相关因素，然后讨论如何利用这些影响因素进行位移传感，请同学们提前复习电阻相关知识。然后分电位器式和应变片式两种传感器进行讲解。包括灵敏度、测量电路、误差和特点。4第49月23日第3章主要教学方法：讨论+讲授本次课先后讨论影响电感线圈磁通量变化的6周电感式传感器因素，然后讨论如何利用这些影响因素进行位移传感。接着重点介绍如何将磁通量的变化准确地转换成电流或电压变化的方法。请同学们提前复习电感相关知识。5第5周9月30日第4章电容式传感器主要教学方法：案例教学本次课首先会介绍电容式传感器的相关知识及检测电路，然后如果要设计用一个监测某个高速转轴轴心偏摆的传感器，需要注意一些什么问题？请同学们提前查找相关资料。6第6周10月7日第5章磁电式传感器主要教学方法：讨论+讲授本次课将会分磁电感应式和霍尔式两种传感器进行介绍。重点介绍如何解决设计传感电路来减小霍尔式传感器的不等位电压和温度误差。7第7周10月14日第6章压电式传感器主要教学方法：引导思考法本次课老师只讲解压电式传感器的基本工作原理，请同学们讨论具体设计该类型传感器时会存在那些误差，如何减小这些误差？请同学们提前复习相关知识。8第8周10月21日第7章光电式传感器主要教学方法：案例教学光电式传感器的种类很多，应用也非常广泛，请同学们仔细阅读本书普通光电式、光纤式、光栅式、激光式的案例，请同学们上来讲解相关工作原理，最后由老师提问总结。9第9周10月28日第8章热电式传感器主要教学方法：讨论+讲授老师会先讲解热电偶的工作原理，重点讲授如何将热电偶中的电压差准确地转换为温度差，并显示出来。然后请同学们可能存在的误差来源有那些？10第10周11月4日第13章检测技术基础主要教学方法：讲授本次课主要介绍检测技术的一些基本知识，包括基本测量方法，测量系统和数据处理的基本知识，对测试有一个基本的印象。7七、教学评价与诚信要求（一）教学评价课程将依据以下作为考核学生的成绩：（一）本课程为考查课,最终成绩由平时成绩,期末成绩和实验成绩组成,其中平时成绩会占到50%，实验成绩30%，期末成绩只有20%。（二）平时成绩主要包括平时考勤,课堂发言与提问、讨论、小论文和作业等，其中缺勤一次扣10分，迟到一次扣3-6分。缺交作业一次扣10分，迟交扣5分。如果平时发言积极，老师印象深刻，会有额外的平时成绩奖励。（三）实验成绩主要根据实验考勤，实验预习情况，实验报告和实验过程认真程度来给分，本课程共五个实验，每个实验20分，若缺做一次，必须补上，否则该实验记0分。（四）期末成绩可能是开卷考试或小论文的形式，请同学们认真对待，若发现抄袭，将会记0分。（二）诚信要求1.学生应当遵守武汉轻工大学关于学术诚信的有关要求。学生若考试作弊课程成绩将记为0分，并将受到纪律处分；2.考试时使用手机（上网搜索、通话、短信、微信、QQ聊天等）均为严重的作弊行为。3.下述行为属于抄袭，学生如有违犯，课程成绩将记为0分：直接从公开出版物或网络资源中复制整段文本且不注明来源，使用其他学生的作业或者观点且不作说明或未经许可。八、教学材料给学生推荐本领域中的著名国内外学术刊物、经典名著和网络资料等。九、自测卷从强调思维能力培养的角度，设计考试自测卷，涵盖课程知识点以及课程教学目标应该达到的内容，尽量减少以简单记忆和重复为特征的试题。十、教学反馈问题（一）第四周的问题1.你认为本门课程的难度如何？A.非常难B.难C.一般D.容易E.非常容易2.你认为本门课程的进度如何？A.非常快B.适中C.非常慢D.无所谓3.你建议本门课程使用PPT吗？A.不用PPTB.需要时使用PPTC.以PPT为主，板书为辅D.全部用PPT4.你最喜欢采取哪种教学方式？8A.完全教师讲授B.教师讲授辅以课堂讨论C.由学生做专题讲座,由教师提问讨论5.你认为老师还需要在哪些地方改进？（二）第十周的问题1.课上到现在哪些方面对您的学习有价值？2.如果你感到学习困难，原因是：（2选1）A、课后的复习和预习不足；B、课堂上感觉听不懂C、其它_______________________________3.针对本门课程，你课后主要做了哪些有助于学习的措施？4.你还有什么改进教学的建议？（三）期末前的问题1.请评价一下这门课的教学质量。2.如何进一步改进这门课