四川广播电视大学《传感器原理与应用》课程教学大纲.doc

四川广播电视大学传感器原理与应用课程教学大纲第一部分 大纲说明一、课程的性质和任务传感器原理与应用是机械制造及其自动化专业学生必修的一门技术基础课。本课程的教学内容主要包括：测试系统的基本概念，传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理，特性及应用，传感器在机电系统中的应用等四部分。通过本课程的学习，使学生掌握测试系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对测试系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。二、教学的基本要求1了解测试系统的基本概念和系统组成、传感器的定义和分类。2掌握传感器的静特性、动特性的性能指标概念、定义和分析处理方法，了解提高传感器性能的方法。3了解常用传感器的工作原理，掌握常用传感器的性能特点和应用。4掌握机电系统中选用传感器的原则，能根据需要选用合适的传感器。三、教学要求的层次教学要求中，对课程的内容分“了解、理解、掌握”三个层次提出要求。第二部分 教学媒体使用和教学建议一、学时和学分本课程4.5学分 课内学时81，其中实验6学时，开设一学期。具体学时分配如下：序号内 容课内学时数1绪论32传感器的一般特性113电阻式传感器64电容式传感器55电感式传感器106磁电式传感器67压电式传感器68光电式89超声波传感器610传感器与测试技术在机电系统中的典型应用实例1411实验6合计81二、教材文字教材是主要的教学媒体。主教材和辅导教材采用合一型。根据电视大学的教学实际，在教材内容的安排上力求丰富、翔实、实用，在叙述方法上力求简洁易懂，便于自学和理解。录像教材和CAI课件是重要的辅助教学媒体。除了用它对课程的重点、难点进行讲解外，结合本课程的特点，应充分利用这些辅助教学媒体的优势，形象、生动、直观地展现文字教材难于讲述的知识点，帮助学生更好地理解、掌握本课程的教学内容。 三、相关教学环节1 实验传感器原理与应用是一门工程性，应用性都非常强的课程，通过实验可使学生增加感性认识，进一步加深对理论知识的理解。学生必须完成本课程规定的实验，否则不能参加期末考试。2作业本课程涉及内容多，需要培养综合解决问题的能力。必须通过作业来加深对教材内容的理解、掌握和运用。未完成规定的作业不能参加期末考试。3考试：本课程期末考试采用闭卷考试方法，考试时间2小时。课程总成绩由期末考试成绩和平时考查成绩（作业和实验）合成。其中考试成绩占80%，平时考查成绩占20%。试题比例：掌握层次70% ；了解层次20%；理解层次10%。4本专业教学计划中还安排了传感器原理与应用（2学分）。有关课程设计的内容与要求见相关的教学文件。第三部分 教学内容与要求第一章 绪论（3学时）1.测试与传感技术概述：基本概念、系统及组成2.传感器的定义、组成、分类及要求3.测试与传感器的地位、应用及发展趋势教学要求：了解测试的基本概念、系统的结构及组成，掌握传感器的定义、理解传感器的分类方法和要求，了解测试的应用及发展。 第二章 传感器的一般特性（11学时）1.传感器的静特性：精密度、精确度（精度）、线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率与阀值、稳定性2.传感器的动特性：传递函数、频率特性、过渡函数与稳定时间、无失真检测条件3.传感器的标定与校准4.提高传感器性能的方法：差动技术、补偿技术、传感器的非线性教正5.负载效应教学要求：掌握传感器静特性各性能指标的定义，传感器的无失真检测条件，理解传感器静态模型和动态模型的建立与分析方法，了解提高传感器性能的方法和非线性校正方法。 第三章 电阻式传感器（6学时）1.电阻应变式传感器：原理、特性、结构形式、转换电路及应用2.压阻式传感器：原理、特性、结构形式、转换电路及应用3.电位计：原理、特性、结构形式、转换电路及应用教学要求：理解电阻应变式、压阻式传感器和电位计的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。第四章 电容式传感器 5学时1. 电容式传感器工作原理及特性2. 设计及应用：液位、加速度、容栅、位移教学要求：理解各种形式电容传感器的工作原理，掌握其性能特点，了解其应用。第五章 电感式传感器（10学时）1.自感式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用2.差动变压器式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用3.涡流传感器：原理、特性、结构形式、转换电路及应用4.压磁式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用5.感应同步器：原理、特性、结构形式、转换电路及应用教学要求：理解自感式、差动变压器式、涡流传感器的工作原理，掌握其性能特点，了解其应用。了解压磁式传感器和感应同步器。第六章 磁电式传感器（6学时）1.磁电感应式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用2.霍尔元件：原理、特性、结构形式、转换电路及应用3.磁栅式：原理、特性、结构形式、转换电路及应用教学要求：理解磁电感应式传感器、霍尔元件的工作原理，转换电路，掌握其性能性点，了解其应用，了解磁栅式传感器。第七章 压电式传感器（6学时）1.工作原理2.压电材料：压电晶体、压电陶瓷、有机压电材料3.等效电路和转换电路4.应用设计及特性：测量电路（电压、电荷放大器）教学要求：了解压电式传感器的工作原理，掌握常用压材料及其性能特点，理解其转换电路。第八章 光电式（8学时）1.光电效应与光电器件：原理、转换电路及应用2.光纤传感器：原理、特点及应用3.CCD、PSD：CCD原理及应用，PSD原理、转换电路及应用4.光栅：原理及应用5.激光传感器：原理及应用6.光码盘：原理及应用教学要求：了解光电器件的原理、应用及光纤传感器、CCD、PSD、光栅、激光传感器的原理、特点及应用，掌握光码盘的工作原理及应用、光电器件典型应用。第九章 超声波传感器（6学时）1. 超声波传感器工作原理2.超声波换能器3.应用：探伤、测距等教学要求：理解超声波传感器的工作原理，了解其性能特点及应用。第十章 传感器与测试技术在机电系统中的典型应用实例（14学时）1.机床2.机器人3.生产线教学要求：了解传感器与测试技术在机电系统中的典型应用，掌握机电系统中传感器的选用原则。实验内容及要求（6学时）实验1：电阻应变片(2学时)实验2：电容式传感器(2学时)实验3：电感式传感器(2学时)实验4：光栅传感器(2学时)实验5：涡流传感器(2学时)要求:必须从以上5个实验中选做3个实验,未完成实验不能参加期末考试。