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1、 北京理工大学珠海学院 信 息 学 院 教 案 课程名称：传感器与检测技术 课程性质：专业必修 主讲教师：安玉磊 联系电话：E-MAIL：课时分配表 适用专业:测控技术与仪器 班级：07 级 1 班，2 班 章节 标题 分配课时 备 注 1 绪论，2 2 绪论 测量误差与数据处理 2 3 第二章 电阻式传感器原理及应用 应变式传感器（A）2 4 第二章 电阻式传感器原理及应用 应变式传感器（B）2 5 第二章 电阻式传感器原理及应用 压阻式传感器 2 6 第三章 变阻抗式传感器原理及应用 自感式传感器 2 7 第三章 变阻抗式传感器原理及应用 差动变压器 2 8 第三章 变阻抗式传感器原理及应
2、用 电容传感器 2 9 第三章 变阻抗式传感器原理及应用 电涡流式传感器 压磁式传感器 2 10 第四章 光电式传感器原理及应用 光电效应和光电器件 2 11 第四章 光电式传感器原理及应用 光电码盘 电荷耦合器件 2 12 第四章 光电式传感器原理及应用 光纤传感器 光栅传感器 2 13 第五章 电动式传感器原理及应用 磁电式传感器 霍尔传感器 2 14 第五章 电动式传感器原理及应用 压电式传感器 2 15 第六章 温度检测 概述 热电阻式传感器 2 16 第六章 温度检测 热电偶传感器 2 17 第九章 自动检测的共性技术及新发展I 2 18 第九章 自动检测的共性技术及新发展I 2 1
3、9 复习 课程合计 38 第 1 课 一章节名称 绪论，二教学目的 1、掌握内容：传感器的静态特性，动态特性；2、了解内容：传感器的定义，组成，自动检测技术的发展和应用；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1自动检测系统的组成；2传感器的定义，组成，传感器的分类；3.传感器的静态特性；4.传感器的动态特性；5.传感器的标定和校准 五教学重点、难点 1传感器的静态特性和动态特性；2传感器的标定和校准；六选讲例题 1活塞压力计标定；2压力传感器的动态标定；七作业要求 7 什么是传感的静态特性有那些指标如何用公式表示 8 什么是传感器的动态特性有那些分析方法 八环境及教具要求 多媒体教室、Po
4、werPoint 九教学参考资料 1 传感器与检测技术 ，徐科军 ；2 传感器原理与应用，程德福；第 2 课 一章节名称 测量误差和数据处理；二教学目的 1、掌握内容：测量误差的表示方法，数据处理的基本方法；2、了解内容：误差的概念和分类，精度；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1测量误差的概念和分类；2.精度 3.误差的表示方法；4.随机误差的处理方法；5.系统误差的处理；6，粗大误差的处理；7数据处理的基本方法 五教学重点、难点 1误差的处理方法；2数据处理的基本方法；六选讲例题 1补偿法测量高频小电容；2 对照法消除系统误差；七作业要求 2 正态分布的随机误差有什么特点 3、什么
5、是系统的引用相对误差它有什么意义 八环境及教具要求 多媒体教室、PowerPoint 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军 第 3 课 一章节名称 应变式传感器；二教学目的 1、掌握内容：金属应变片的工作特性 ；2、了解内容：金属应变片的工作原理 ；三安排课时：（2 学时）四教学内容（知识点）1 金属的应变效益 ；2 应变片的结构与种类 ；3.应变片的灵敏系数；4.横向效应；5.温度误差及其补偿 五教学重点、难点 1横向效益；2温度误差及其补偿 ；六选讲例题 1热敏电阻补偿法；2双金属丝补偿法；七作业要求 1、什么是应变效应，用金属的应变效应解释电阻应变片的工作原理。八环境及教具要求
6、多媒体教室、PowerPoint 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 4 课 一章节名称 应变式传感器 ；二教学目的 1、掌握内容：传感器的测量电路，几种电桥的灵敏度与线性度的分析；2、了解内容：传感器的应用举例；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1电桥电路的工作原理；2.电桥电路的非线性误差及其补偿；3.半桥差动和全桥差动；4柱式力传感器；5.梁式力传感器；五教学重点、难点 1电桥电路的工作原理；2 电桥电路的非线性误差及其补偿 ；六选讲例题 1全桥差动；2等截面梁式应变传感器；七作业要求 3、有一金属电阻应变片，其灵敏度 K=，R=120
7、 欧姆，工作时应变为 1200，则电阻变化多少如果电桥的工作电压为 2V，那么输出是多少 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 5 课 一章节名称 压阻式传感器 ；二教学目的 1、掌握内容：传感器的测量电路，几种电桥的灵敏度与线性度的分析；2、了解内容：传感器的应用举例；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1半导体的压阻效益；2.体型半导体压阻应变片的结构和特点；3.体型半导体压阻应变片的测量电路；4扩散式压阻应变片传感器的结构和特点；5.测量电路及灵敏度温度补偿；6.零点温度补偿 五教学重
8、点、难点 1测量电路和灵敏度温度补偿；2.零点温度补偿；六选讲例题 1恒流源电桥；2温度漂移的补偿；七作业要求，；交纸质档 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 6 课 一章节名称 自感式式传感器；二教学目的 1、掌握内容：自感式传感器的原理与测量电路；2、了解内容：传感器的应用举例，变面积式传感器和螺线管式传感器；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1自感式传感器的工作原理；2.变气隙式传感器的灵敏度及线性度分析；3.差动变隙式电感传感器；4变面积式和螺线管式电感传感器的原理与分析；5.自
9、感式传感器的测量电路；6.应用举例 五教学重点、难点 1变气隙式自感传感器的灵敏度及线性度分析；2.测量电路，相敏检波电路；六选讲例题 1变压器电桥；2相敏检波电路；七作业要求，；交纸质档 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 7 课 一章节名称 差动变压器；二教学目的 1、掌握内容：差动变压器的的结构，工作原理和相敏检波电路；2、了解内容：差动变压器的工作原理；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1变隙式差动变压器的结构和工作原理以及其灵敏度，输入和输出的关系；2.螺线管式差动变压器的原理
10、和工作特性，以及其灵敏度，线性度的分析；3.零点残余电压及其消除方法；4转换电路：差动整流电路，相敏检波电路，直流差动变压器电路；5.应用举例 五教学重点、难点 1螺线管式差动变压器的灵敏度及线性度分析；2.转换电路，零点残余电压；六选讲例题 2相敏检波电路；七作业要求 试说明螺线管式差动变压器的灵敏度和线性度的特点 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 8 课 一章节名称 电容式传感器；二教学目的 1、掌握内容：电容式传感器的工作原理和主要性能，电容式传感器测量电路；2、了解内容：电容式传感器的
11、设计特点和应用举例；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1工作原理和类型，变极距型电容式传感器，便面积型电容式传感器以及变介电常数型电容式传感器；2.电容式传感器的静态灵敏度和非线性；3.电容式传感器的设计特点和设计要点；4电容式传感器的等效电路；5.调频电路，运算放大器电路，双T 型电桥电路，脉宽调制电路；6.应用举例 五教学重点、难点 1电容式传感器的等效电路，测量电路；六选讲例题 1双 T 型电桥电路，脉宽调制电路；七作业要求 为什么电容式传感器容易受干扰，如何减小干扰 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器
12、原理与应用，程德福；第 9 课 一章节名称 电容式传感器；二教学目的 1、掌握内容：电容式传感器的工作原理和主要性能，电容式传感器测量电路；2、了解内容：电容式传感器的设计特点和应用举例；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1工作原理和类型，变极距型电容式传感器，便面积型电容式传感器以及变介电常数型电容式传感器；2.电容式传感器的静态灵敏度和非线性；3.电容式传感器的设计特点和设计要点；4电容式传感器的等效电路；5.调频电路，运算放大器电路，双T 型电桥电路，脉宽调制电路；6.应用举例 五教学重点、难点 1电容式传感器的等效电路，测量电路；六选讲例题 1双 T 型电桥电路，脉宽调制电路；
13、七作业要求 为什么电容式传感器容易受干扰，如何减小干扰 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 10 课 一章节名称 电涡流式传感器 压磁式传感器；二教学目的 1、掌握内容：电涡流传感器的工作原理，等效电路，测量电路，压磁式传感器的工作原理；2、了解内容：电涡流传感器的主要类型和应用举例；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1电涡流效应，电涡流传感器的工作原理；2.电涡流传感器的等效电路；3.电涡流传感器的测量电路；4高频反射式和低频透射式电涡流传感器；5.正负磁致伸缩，维捷曼效应；6.应用举
14、例 五教学重点、难点 1电涡流传感器的等效电路；2、维杰曼效应；六选讲例题 电涡流传感器的厚度测量和振幅测量 七作业要求 简要说明电涡流传感器测量厚度的主要原理。八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 11 课 一章节名称 光电效应和光电器件 二教学目的 1、掌握内容：常见光电器件的工作原理和性能分析；2、了解内容：应用举例；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1外光电效应，内光电效应和阻挡层光电效应；2.光电管，光电倍增管，光敏电阻，光电晶体管和光电二极管光电池的原理和性能分析；3.光电式传
15、感器的应用；五教学重点、难点 1各种光电效应；六选讲例题 光敏晶体管的工作原理 七作业要求 简要说明如何利用光电传感器检测颜色。八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 12 课 一章节名称 光电码盘 电荷耦合器件 二教学目的 1、掌握内容：电荷耦合器件；2、了解内容：光电码盘；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1光电码盘的基本原理和编码方式；2.电荷耦合器件的基本原理和结构；3.CCD 图像传感器的种类，转移方式和结构等；4.CCD 图像传感器的应用举例 五教学重点、难点 1CCD 图像传感
16、器的种类和工作原理；六选讲例题 线阵 CCD 的尺寸测量原理和结构；七作业要求 什么叫 CCD 势井，论述 CCD 的电荷转移过程；八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 13 课 一章节名称 光纤传感器 光栅传感器 二教学目的 1、掌握内容：光纤的结构和工作原理，光纤的主要参数，光纤传感器的结构原理，光栅传感器的结构和原理；2、了解内容：光纤传感器的特点，光纤传感器的应用；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1光导纤维的结构和导光原理；2.数值孔径，光纤模式和传播损耗；3.光纤传感器的结构原
17、理；4.光纤传感器的分类，特点和应用；5、光栅传感器的结构原理；6、莫尔条纹的形成机理；五教学重点、难点 1光导纤维的结构和导光原理；2.光栅传感器的放大作用；六选讲例题 光导纤维的导光原理推导；七作业要求 光栅传感器的基本原理莫尔条纹的形成机理有何特点 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 14 课 一章节名称 磁电式传感器 霍尔传感器 二教学目的 1、掌握内容：磁电式传感器的工作原理，动圈式磁电传感器，磁阻式磁电传感器，霍尔传感器的工作原理，霍尔原件的误差补偿；2、了解内容：磁电式传感器的动态
18、特性，霍尔原件的主要特性参数；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1磁电式传感器的工作原理，动圈式和磁阻式磁电传感器；2.霍尔效应，金属，半导体对比；3.霍尔效应的定量计算；4.霍尔效应的误差补偿；5、霍尔效应的输入输出电阻，控制电流，不等位电势和不等位电阻；6、磁电式传感器的动态特性；五教学重点、难点 1霍尔效应的定量计算；2.霍尔效应的误差补偿；六选讲例题；七作业要求 简述霍尔传感器的组成，画出霍尔传感器的输出电路图。八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 1课 一章节名称 压电式传感器
19、二教学目的 1、掌握内容：压电式传感器的工作原理，压电式传感器的等效电路和信号变换电路；2、了解内容：压电式传感器的应用举例；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1压电晶体的压电效应，压电陶瓷的压电效应；2.压电元件的等效电路：电荷源等效电路，电压源等效电路；3.压电片的串并联；4.电压放大器，电荷放大器；5、压电传感器的应用；五教学重点、难点 1压电效应；2.压电元件的等效电路；六选讲例题 压电元件的电压放大器；七作业要求 说明压电元件的等效电路及其特点，电荷放大器的特点。八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原
20、理与应用，程德福；第 16 课 一章节名称 概述 热电阻式传感器 二教学目的 1、掌握内容：温度的概念，和温度的测量方法，金属热电阻，半导体热电阻；2、了解内容：温标，热电阻的应用；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1温度的物理意义，接触式测温和非接触式测温常用的方法；2.温标的建立，热力学温标，经验温标，国际温标；3.金属热电阻材料的性能要求，铂热电阻，铜电阻的特性，金属热电阻的结构；4.半导体热敏电阻的工作特性，以及主要参数；5、热敏电阻的线性化；6、热敏电阻应用举例；五教学重点、难点 1半导体热敏电阻的主要特性；2.半导体热敏电阻的线性化；六选讲例题 半导体热敏电阻的线性化；七作
21、业要求 半导体热敏电阻随温度变化的典型特性有哪些 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 17 课 一章节名称 热电偶温度传感器 二教学目的 1、掌握内容：热电偶测温的基本原理，热电偶的基本特性，热电偶的冷处理和补偿；2、了解内容：标准热电偶和非标准热电偶，热电偶的应用；三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1接触电势，温差电势，热电偶回路的总电势；2.匀质导体定律，连接导体定律和中间导体定律；3.金属热电阻材料的性能要求，铂热电阻，铜电阻的特性，金属热电阻的结构；4.补偿导线法，冷端处理法，温
22、度补偿法；5、标准化热电偶，非标准化热电偶；6、热敏电阻应用举例；五教学重点、难点 1热电偶的基本定律；2.热电偶的冷端处理和补偿；六选讲例题 用热电偶测量一温度，若参比端温度为 30 度，热电势为毫伏，求实际测量温度。七作业要求 用热电偶测量一温度，若参比端温度为 20 度，热电势为 8 毫伏，求实际测量温度。八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 18 课 一章节名称 非接触式测温 二教学目的 掌握各种非接触式测温的基本原理，了解非接触式测温的应用范围，处理方法等。三安排课时：2 学时 四教学内
23、容（知识点）1热辐射的重要参数：辐射能，辐射通量，辐射强度等；2.辐射能的分配，基尔霍夫定律，黑体辐射定律；3.光学高温计的原理和结构；4.光电高温计的工作原理和结构；5、辐射温度计的原理和结构；6、比色温度计的原理和结构；五教学重点、难点 1黑体辐射定律；六选讲例题 无 七作业要求 简述各种非接触式测温的工作原理。八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；第 19 课 一章节名称 自动检测的共性技术及新发展 二教学目的 了解最新的自动检测技术的进展 三安排课时：2 学时 四教学内容（知识点）1误差修正技术；2.mems 技术及微型传感器；3.虚拟仪器和无线传感器；4.多传感器数据融合；5、软测量技术；五教学重点、难点 1误差修正技术 2多传感器数据融合 六选讲例题 无 七作业要求 八环境及教具要求 多媒体教室、MS Office 软件 九教学参考资料 1 传感器与检测技术，徐科军；2.传感器原理与应用，程德福；