传感器及检测技术教案全.docx
《传感器及检测技术教案全.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《传感器及检测技术教案全.docx(26页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
![传感器及检测技术教案全.docx](https://file1.bingdoc.com/fileroot1/2023-5/25/9e56cddf-0874-4ebd-be97-5a4b127b27a8/9e56cddf-0874-4ebd-be97-5a4b127b27a81.gif)
传感器及检测技术教案全
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
*******
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1.1,1.2,1.4,1.5
2
2
绪论1.3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
2.1应变式传感器(A)
2
4
第二章电阻式传感器原理及应用
2.1应变式传感器(B)
2
5
第二章电阻式传感器原理及应用
2.2压阻式传感器
2
6
第三章 变阻抗式传感器原理及应用
3.1自感式传感器
2
7
第三章 变阻抗式传感器原理及应用
3.2差动变压器
2
8
第三章 变阻抗式传感器原理及应用
3.3电容传感器
2
9
第三章 变阻抗式传感器原理及应用
3.4电涡流式传感器
3.5压磁式传感器
2
10
第四章 光电式传感器原理及应用
4.1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
4.2光电码盘
4.3电荷耦合器件
2
12
第四章 光电式传感器原理及应用
4.4光纤传感器
4.5光栅传感器
2
13
第五章 电动式传感器原理及应用
5.1磁电式传感器
5.2霍尔传感器
2
14
第五章 电动式传感器原理及应用
5.3压电式传感器
2
15
第六章温度检测
6.1概述
6.2热电阻式传感器
2
16
第六章温度检测
6.3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
19
复习
课程合计
38
第1课
一.章节名称
绪论1.1,1.2,1.4,1.5
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、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2课
一.章节名称
1.3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
2.1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
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
2.1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=2.5,R=120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、MSOffice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
2.2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
p.50,no.9;交纸质档
八.环境及教具要求
多媒体教室、MSOffice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
3.1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
p.99,no.1;交纸质档
八.环境及教具要求
多媒体教室、MSOffice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
3.2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、MSOffice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
3.3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;
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、MSOffice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9课
一.章节名称
3.3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;
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、MSOffice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
3.4电涡流式传感器
3.5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、MSOffice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
4.1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、MSOffice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
4.2光电码盘
4.3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
1.CCD图像传感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、MSOffice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
4.4光纤传感器
4.5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、MSOffice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
5.1磁电式传感器
5.2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、MSOffice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15课
一.章节名称
5.3压电式传感器
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、MSOffice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16课
一.章节名称
6.1概述
6.2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、MSOffice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
6.3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7.5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、MSOffice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
6.4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、MSOffice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、MSOffice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;