《传感器与检测技术》课程教学大纲

《传感器与检测技术》课程教学大纲

The Technology of Sensor and Detecting

适用专业：自动化专业 课程学时: 51学时 课程学分：3学分

一、课程的性质与任务

课程性质：传感器技术是自动化专业的专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的综合性课程。

主要任务：培养学生

1. 掌握各类传感器的基本理论，掌握几何量、机械量及有关量测量中常用的各种传感器的工作原理、主要性能及其特点。

2. 能合理地选择和使用传感器。

3. 掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法。 4. 了解传感器的发展动向。

二、课程的内容与基本要求

绪论（讲课2学时）

掌握传感器的概念、用途、基本结构；了解传感器的分类、对传感器的一般要求，传感器的历史、发展趋势及本课程相关参考资料。 第一章 传感器的一般特性（讲课2学时）

掌握传感器静特性、动特性的概念，线性度、迟滞、灵敏度、分辨力、重复性、零漂、温漂等静态指标的概念及表示方法。理解动态特性的研究方法。 第二章 电阻式传感器（讲课6学时，实验2学时）

掌握应变片工作原理、转换电路的形式及计算，温度误差与补偿。理解应变片的主要特性，应变片应用举例，了解应变片类型，粘贴工艺。压阻式和电位器式传感器原理。

重点：直流电桥的计算 难点：温度误差的补偿方法

第三章 电容式传感器（讲课5学时，实验2学时）

掌握电容式传感器工作原理和结构类型，电容式传感器的特点，寄生电容的消除。理解静态特性，设计要点，转换电路，电容式传感器的应用。了解容栅式传感器工作原理。 难点：寄生电容的概念、消除方法

第四章 电感式传感器（讲课5学时，实验2学时）

掌握自感式传感器工作原理、设计原则，差动变压器式传感器工作原理，主要误差及补偿方法，电涡流式传感器工作原理。理解自感式传感器特性分析、等效电路、转换电路，电涡流的形成范围。了解差动变压器式传感器的转换电路，电涡流式传感器转换电路，应用举例。

重点：零点残余电压及其补偿。

难点：自感式传感器的设计原则。 第五章 压电式传感器（讲课5学时）

掌握压电效应及其物理解释，压电元件常用结构形式，测量电路。了解压电材料及主要特性、应用举例。超声波传感器、探伤仪，无损检测。

重点：压电效应、测量电路

难点：压电效应的物理解释、电荷放大器与电压放大器的对比。 第六章 磁电式传感器（讲课4学时）

掌握磁电式传感器工作原理，霍尔式传感器工作原理、误差及其补偿。理解磁电式传感器的设计，霍尔元件及材料，霍尔元件基本特性。了解磁电式、霍尔式传感器的应用。

重点：霍尔式传感器工作原理，误差及补偿。 难点：磁电式传感器的设计。

第七章 热电式传感器（讲课4学时，实验2学时）

掌握热电偶工作原理，冷端处理方法。了解常用热电偶，热电阻传感器、热敏电阻。 重点：热电偶 难点：热电效应

第八章 光电式传感器（讲课3学时）

掌握四种形式的光电效应及其器件，半导体光电元件的特性，模拟式光电传感器工作原理及分类。理解脉冲式光电传感器原理及应用。了解光电检测系统的构成。 重点：四种形式的光电效应

第九章 光纤传感器（讲课2学时）

掌握光纤的基本原理、光纤传感器的基本原理。了解光纤机械量传感器、光纤热工量传感器、光纤电磁量传感器、医用光纤传感器、监测大气污染传感器的工作原理及应用。

重点：光纤传感器的基本原理 难点：光调制技术

第十章 固态图像传感器（讲课2学时）

掌握固态图像传感器的敏感器件的原理，了解其应用。 重点：CCD传感器

难点：CCD的电荷耦合过程

第十一章 气体传感器（讲课2学时）

掌握气体的检测方法，了解气体传感器的种类及应用。 重点：气体传感器的工作原理。

第十二章 湿敏传感器（讲课2学时，实验2学时）

了解湿度的表示方法、湿敏传感器的种类及工作原理。 重点：湿敏传感器的种类及工作原理 第十三章 红外传感器（讲课2学时）

掌握红外辐射的基本知识，红外传感器的工作原理，了解红外测温、红外成像、红外无损检测等。

重点：红外传感器的工作原理

第十四章 传感器的标定（讲课4学时，实验2学时）

掌握传感器标定的概念，静态标定的系统结构及各部分作用。理解非电量电测系统的构成。了解力传感器静态标定，加速度传感器动态标定，压力传感器动态标定。

重点：传感器标定的概念

第十五章 传感器发展展望（讲课1学时）

掌握改善传感器性能的技术途径。了解传感器的发展动向。

习题课（2学时）

三、学时分配

章节 绪论 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 教学内容 课程时数分配 传感器的概念、分类、历史和发展趋势 2 传感器的一般特性 电阻式传感器 电容式传感器 电感式传感器 压电式传感器 磁电式传感器 热电式传感器 光电式传感器 光纤传感器 固态图像传感器 2 6 5 5 5 4 4 3 2 2 2 2 2 4 1 第十一章 气体传感器 第十二章 湿敏传感器 第十三章 红外传感器 第十四章 传感器的标定 第十五章 传感器发展展望

五、考核方式

考试形式为闭卷考试，内容主要是课程中的重点知识和基础知识。 总成绩＝考试成绩×50％＋实验成绩×30％ ＋平时成绩×20％

六、教材与主要参考书目

教材：

刘迎春编著，《传感器原理设计与应用》，国防科技大学出版社 参考书：

1.孙圣和 王廷云 徐影，光纤测量与传感技术，哈尔滨工业大学出版社，2000

2.张敬贤 李玉丹 金伟其，微光与红外成像技术，北京理工大学出版社，1995 3.严忠豪、谭祖根主编，《非电量电测技术》，机械工业出版社，修订本 4.南京航空学院、北京航空学院合编，《传感器原理》，国防工业出版社 5.强锡富主编,《传感器》，机械工业出版社，第2版

制 定：自动控制 教研室（课程组）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nz73.html