《传感器》教学大纲.PDF

《传感器》教学大纲? 课程编号: 302035030 课程性质: 必修 课程名称: 传感器 学时/学分: 48/3 英文名称: Transducers 考核方式: 闭卷笔试 《传感器》第四版唐文彦 选用教材: 大纲执笔人: 徐晓秋 机械工业出版社 专业教学指 先修课程: 高等数学、电路原理、工程力学等 大纲审核人: 导组 适用专业: 测控技术与仪器 一、 课程目标 通过本课程的教学，学生 1. 能解释传感器的定义、性能指标、相关术语等基本概念并理解其含义。? 2. 能正确分析几何量、机械量等常用传感器的工作原理、基本特性及性能影响 参数。? 3. 知道常用传感器性能改善的各种措施以及传感器的标定方法，并能在解决实 际工程问题中加以应用。? 4. 能正确分析几何量、机械量等常用传感器转换电路的原理，并解释影响其转 换性能的原因；用相应的方法改善其性能，并验证改善结果的合理性。? 5. 能分析常用传感器在各种测量装置和测控系统中的典型应用实例，并能根据 传感器应用的共性技术及工程使用方法，在设计测控系统或组织实验过程时 能正确选用传感器，并能解释其选择方法的多样性和局限性，评价其可行性。? 6. 能根据用户的需求对传感器设计任务进行合理分析，提出设计方案，并解释 方案的合理性。? 7. 了解新型传感器的知识及传感器的发展方向。? 二、 教学内容 本课程作为测控技术与仪器专业的必修课，是一门理论性和实践性较强的专 业课。学习本课程旨在为学生掌握测控仪器及测控系统的设计和应用知识打下基 础。? 绪论（支撑课程目标 1、7）? 介绍传感器的作用、定义和组成，概述传感器的分类、一般要求的技术指标 及发展展望。? 要求学生：能够正确分类传感器，并能解释传感器的定义、组成和技术指标 等???本概念。? 第一章 传感器的一般特性（支撑课程目标 1、3）? 1. 传感器的静特性，包括线性度、迟滞、重复性、灵敏度等静特性指标。 2. 传感器的动特性，包括数学模型与传递函数、频率特性及过渡函数与稳 定时间等。 3. 实际的模拟传感器的数学模型：一阶传感器、二阶传感器。 4. 传感器标定的基本概念、方法以及传感器的主要技术指标。 要求学生：能够正确分析传感器的静、动态特性，并正确计算传感器的各种 静态特性指标和主要动态特性指标；了解实际的模拟传感器的数学模型和传 递函数；会使用传感器的基本标定方法完成传感器的标定。? 第二章 电阻式传感器（支撑课程目标 2、4、5、6）? 1. 金属应变效应和压阻效应。? 2. 应变式传感器和压阻式传感器的工作原理及基本特性。? 3. 转换电路的工作原理、主要特性及改善性能的方法（主要包括等臂条件 下的单臂桥、双臂桥及全桥电路的输出灵敏度和非线性）。? 4. 温度误差产生的原因及影响，各种补偿方法的基本原理。? 5. 应变式传感器的应用实例。? 6. 电阻应变效应与压阻效应的区别、比较两种不同应变片的特点及产生温 度误差的不同原因和补偿方法。? 要求学生：能针对两种类型的传感器正确分析工作原理、转换电路和基本特 性，进行正确的推导和计算；能分析温度误差产生原因，进行正确的推导和 计算，并选用适当的补偿方法；了解工程设计注意事项及实际应用的解决方 法和条件。? 第三章 电感式传感器（支撑课程目标 2、4、5、6）? 1. 自感传感器和差动变压器的工作原理、结构特点；基本特性及转换电路。? 2. 零点残余电压的产生原因、危害及从设计上采取的不同消除方法。? 3. 涡流效应及涡流传感器的工作原理、等效电路及基本特性。? 4. 涡流传感器的