传感器及检测技术教案全

. —－可编辑修改，可打印—— 别找了你想要的都有！ 精品教育资料 ——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务—— 全力满足教学需求，真实规划教学环节 最新全面教学资源，打造完美教学模式 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：15919243023 E-MAIL：ylan5@qq.com 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、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 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、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 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、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 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、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 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、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、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 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、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 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、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 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、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 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、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 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、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、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、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 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、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 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、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； PAGE 25 .