传感器与检测技术实验教学大纲.doc

河北省高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称: 《传感器与检测技术实验》 课程代码: 第一部分 课程性质与学习目的 一、课程性质与特点 《传感器与检测技术实验》是高等教育自学考试电子信息工程专业所开设的专业基础课之一，它是一门理论性和实践性要求都较强的课程，主要研究传感器的基本工作原理和应用。《传感器与检测技术实验》是《传感器与检测技术》课程的有效补充，通过参加必要的动手实践，把基本理论、基本概念与实际应用相结合。使学生受到基本实验技能的训练，获得传感器与检测技术的完整概念，在实践中，真正掌握基本知识。? 二、课程设置的目的和要求 传感器与测试技术实验教学是课程教学的重要环节。通过学习本门课程，使学生理解传感器的基础知识和各种传统传感器的基本原理，初步掌握传感器系统设计原理，对传感器的发展和现状有初步了解，了解现代新型传感器的类型和工作方式、原理。使学生初步掌握传感器系统的应用、开发的综合技术。? 本课程的教学侧重于对传统传感器的工作原理、特性的理解，对传感器的技术参数要会求取。对于常用传感器的测量电路要会计算；掌握传感器误差及误差补偿的相关技术。初步了解近代传感器技术及其工作原理。实验教学内容的安排主要以设计型实验为主。测量位移量实验是金属箔式应变片的双臂电桥性能实验；测量转速实验是霍尔传感器测量自行车速度实验；测量温度实验是热电偶及分度表应用实验。 三、与本专业其它课程的关系 传感器与测试技术的先修课程是电路、模拟电路和数字电路。同时为后续过程控制、电力电子技术、EDA技术等专业基础实践课程打下基础。 第二部分 课程内容与考核要求 实验1 金属箔式应变片测位移实验 一、学习的目的和要求 掌握电阻应变式传感器的基本工作原理和测量电路。掌握金属箔应变片、电桥测量电路的工作原理和工作情况。掌握应用金属箔应变片测量位移量的方法。 二、考核知识点与考核要求 本实验的主要知识点是电阻式传感器的工作原理及电桥测量电路；重点是电桥测量电路工作原理；难点是电桥测量电路的三种形式——单臂电桥、双臂电桥和全桥。 三、考核内容 1. 画出直流电桥测量电路的电路图，列出平衡电桥的条件。 2.简述单臂电桥单臂电桥、双臂电桥和全桥的工作原理及区别。 3.设计一个基于金属箔式应变片的加速度传感器，要求采用双臂电桥测量电路，简述其工作原理。 实验2 霍尔传感器测转速实验 一、学习的目的和要求 掌握霍尔传感器的基本工作原理、结构特点及测量电路。掌握霍尔传感器的误差分析及补偿方法。掌握应用霍尔传感器测量位移和转速的方法。 二、考核知识点与考核要求 本章节的主要知识点是霍尔传感器的基本工作原理——霍尔效应和霍尔传感器的误差产生原因及补偿方法；难点是霍尔传感器测量位移和转速。 三、考核内容 1. 霍尔传感器是基于霍尔效应，什么是霍尔效应，并作图说明。 2. 画出霍尔元件基本电路。。 3. 霍尔电势，其中为霍尔元件灵敏度，为霍尔元件的激励电流，为作用在霍尔元件上的磁感应强度。根据该公式列举霍尔元件作为传感器的几种应用。 4. 设计一个基于霍尔元件的测量车轮转速的传感器，简述工作原理。 实验3 热电偶及分度表的应用实验 一、学习的目的和要求 掌握常用温度传感器的种类，掌握热电偶的基本工作原理和基本定律，掌握热电偶冷端补偿方法及分度表的使用。 二、考核知识点与考核要求 本章节的主要知识点是热电偶的基本工作原理，热电偶的基本定律和分度表的使用；重点是掌握热电偶的冷端补偿方法；难点是分度表的使用。 三、考核内容 1. 简述热电偶的基本工作原理——热电效应，并画出示意图。 2. 简述热电偶冷端补偿电桥法的工作原理，并画出电路图。 3. T型铜-康铜热电偶冷端室温℃，热电偶产生的热电势，根据分度表计算热端温度。T型热电偶的分度表如图所示。 铜-康铜热电偶分度表（冷端温度为0℃） 工作端 温 度 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 de/dt （ vu ） 0 0.0000 0.039 0.078 0.116 0.155 0.194 0.234 0.273 0.312 0.352 38.6 10 0.391 0.431 0.471 0.510 0.550 0.590 0.630 0.671 0.711 0.751 39.5 20 0.792 0.832 0.873 0.914 0.954 0.995 1.036 1.077 1.118 1.159 40.4 30 1.201 1.242 1.284 1.325 1.367 1.408 1.450 1.492 1.534 1.576 41.3 40 1.61