传感器技术教学大纲.docVIP

《传感器技术》教学大纲

英文名称：TechnologyofSensor

学分：3.5学分学时：56学时理论学时：48学时实验学时：8学时

教学对象：测控技术与仪器

先修课程：高等数学、大学物理、电路分析基础

教学目的：

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。

教学要求：

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。

教学内容：

绪论（1学时）

传感器的作用

传感器及传感技术

传感器的组成

传感器的分类

传感器的发展新趋势

基本要求：

初步了解传感器的概念和结构方式及传感器技术的作用和前景。

重点:

传感器的概念与组成。

难点:

传感器的组成。

传感器的一般特性（3学时）

传感器的静态特性

线性度、灵敏度、精确度、最小检测量和分辨力、重复性、零点漂移、温漂

传感器的动态特性

动态特性的一般数学模型、传递函数、传感器的动态响应及其动态特性指标

基本要求：

初步了解传感器的静态特性和动态特性，掌握基本概念

重点：

传感器的动、静态特性

难点：

传感器的动态特性

应变式传感器（6学时）

金属应变片式传感器

金属丝式应变片、金属箔式应变片、测量电路、应变式传感器

压阻式传感器

压阻效应、晶向和晶面的表示方法、压阻系数及固态压阻器件

基本要求：

掌握应变式传感器的工作原理，了解压阻传感器的基本工作原理

重点：

应变式传感器的基本工作原理、测量电路、温度误差及其补偿，压阻效应

难点：

应变式传感器的测量电路，结晶体的晶向和晶面的表示方法及压阻系数的概念，固态压阻器件

电容式传感器（6学时）

电容式传感器的工作原理

变面积型、变介质型、变极距型

电容式传感器测量电路

等效电路、测量电路

电容式传感器的误差分析

温度对结构尺寸的影响、电容电场的边缘效应、寄生与分布电容的影响

电容式传感器的应用

电容式差压变送器、电容式测微仪、电容式液位计

基本要求：

掌握电容式传感器的分类、结构和工作原理、测量电路，电容式传感器的应用。

重点：

电容式传感器的原理、各种测量电路和应用

难点：

掌握几种测量电路，电容式传感器的误差分析和电容式传感器的应用

电感式传感器（6学时）

自感式传感器

气隙型电感传感器的工作原理和特性分析、螺管型传感器、电感线圈的等效电路、测量电路

互感式传感器（差动变压器）

结构原理和等效电路、变换特征、误差因素分析、测量电路及其应用

电涡流式传感器

结构和工作原理、等效电路、线圈形状、尺寸对性能的影响、测量电路及其应用

基本要求：

掌握气隙型电感传感器的工作原理和电感线圈的等效电路、测量电路，互感式传感器的结构原理和等效电路，电涡流传感器的结构和工作原理、等效电路、测量电路及其应用，了解螺管型传感器、互感式传感器的变换特征、误差因素分析。

重点：

气隙型电感传感器的工作原理和电感线圈的等效电路，互感式传感器的结构原理，电涡流传感器的结构和工作原理。

难点：

自感式、互感式、电涡流式、传感器的原理和测量电路及其误差。

压电式传感器（3学时）

压电效应

石英晶体压电效应、压电陶瓷的压电效应

压电材料

石英晶片、压电陶瓷

压电式传感器的测量电路

等效电路、测量电路

压电式传感器的应用

压电式加速度传感器、压电式压力传感器、压电式流量计

基本要求：

掌握压电效应、压电材料，了解其测量电路和几种应用。

重点：

压电效应、压电材料

难点：

熟练掌握压电效应和压电材料，压电传感器的等效电路和测量电路

数字式传感器（3学时）

马盘式传感器

工作原理、码制和马盘、二进制码与循环码的转换、应用

光栅传感器

光栅传感器的结构原理、莫尔条纹形成的原理和特点、光栅常用的电路、辨向原理、细分技术

基本要求：

掌握光栅传感器的结构原理，了解马盘式传感器的工作原理和莫尔条纹的原理特点，辨向原理和细分技术。

重点：

光栅传感器的结构原理

难点：

马盘式传感器工作原理、码制和马盘、二进制码与循环码的转换，莫尔条纹形成的原理和特点、光栅常用的电路、辨向原理、细分技术

热电式传感器（6学时）

热电偶

热电效应，热电偶基本定律，常用热电偶及结构，热电偶冷端温度补偿

热电阻

常用热电阻，热电阻测温线路，热电阻特点

集成温度传感器

热敏电阻

热敏电阻的结构和材料、基本