1323S04006-传感器原理及应用-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

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附件5-1

ADDINCNKISM.UserStyle《传感器原理及应用》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1323S04006

开课单位

电子信息工程学院

课程名称

（中文）传感器原理及应用

（英文）SensorPrincipleandApplication

课程性质

必修

考核类型

考试

课程学分

2

课程学时

34

课程类别

专业发展课程（专业核心课）

先修课程

普通物理、电路分析、信号与系统、模拟电路、数字电路

适用专业（类）

自动化、电气工程及其自动化、电子科学与技术

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《传感器原理及应用》是本专业的一门专业发展课程，旨在通过理论教学与实践操作训练，使学生了解各种传感器（常用的传感器如物理、化学、机械和磁性以及生物传感器）的基本原理、性能和典型应用电路等相关知识。

通过本课程的学习和实践训练，使学生掌握传感器的信号转换和处理，以及传感器在各个领域的应用。学生应能够描述和定义传感器的性能标准，并预测和分析不同传感器和传感器的性能。学生应该能够理解不同传感器的工作机理、解释规格表、分析和总结传感器输出数据。学生应能运用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决工程实际问题，如分析和设计一个带传感器的测量和控制系统。《传感器原理及应用》为《过程控制》、《计算机控制原理》等后续课程奠定必要的基础。

（二）教学目标

通过本课程，学生将具备以下能力：

课程目标1：掌握常用传感器的一般特性、工作原理及其应用。

课程目标2：计算和分析传感器的数据，以评估其性能；设计指定传感器的控制系统，并说明工作原理。

课程目标3：根据要求选择传感器和搭建电路，解决实际工程问题。

课程目标4：引导学生思考传感器技术在社会发展中的作用和责任，培养学生的社会责任感和伦理意识。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

4-1能够基于科学原理，通过文献研究或相关方法，调研和分析自动化专业领域复杂工程问题的解决方案

课程目标1，2

5-2能够针对自动化专业领域具体的工程问题对象，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性

课程目标3，4

四、教学方式与方法

1、教学方法

采用“知识能力双重收益式”教学法。讲解知识做到易于理解。课堂上适当引用工程案例、注重理论与实践相结合。做到多学科知识融汇贯通，使所学的基础课和专业基础课和应用实践结合；为提高学生能力，设计多种能力训练，在教学中采用激发学生学习的主动性、创造性、使多种能力得到培养，同时使课堂气氛活跃生动。能力训练内容如下：

A、在教学中适当安排一定数量的实际应用的工程案例，如在应变传感器部分加入电子称；压电式传感器加入高阻运放CA3140构成的高速入阻抗前置放大器及测氟仪电路；在气敏传感器部分加上可燃气体报警及自动排风控制电路；在数字式传感器部分加上数字式温度传感器、光电编码器及应用要点；在热电式传感器部分加上轿车空调控温器等。使学生在学习传感器原理的基础上，学会将模电、数电等专业基础课知识实际用于传感器电路设计中。

B、适当安排自学内容，并通过提问或测验考查自学效果，提高学生自学能力。

C、写一篇有关本课程的某个专题综述，提高学生查阅资料和书面表达能力。

2、教学方式

课堂教学以多媒体讲授为主，辅以部分实物展示。开展电子教案的研制，使用多媒体教学。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

1.本课程主要介绍传统传感器的传感机理、结构、测量电路和应用方法，并对当代新型传感器的发展状况与应用作以简要介绍。本课程的任务是使学生在传感技术方面具有较广的知识。

2.了解工程检测中常用传感器的结构、工作原理、特性、应用及当代传感器的发展方向。使学生掌握传感器静态、动态的数学模型的推导以及系统的分析方法，并结合实际应用例，培养和锻炼学生去组建非电测量和控制系统的实际能力。

3.学习和掌握传感器的主要种类和基本工作原理，测量电路的选用，能根据被测量选择合适的传感器设计，进行设计简单的传感器信号调理电路。掌握测试装置基本特性的评价方法和不失真测试条件，具有评价和选用试验装置的基本能力。同时具有分析和处理测试结果的初步能力。

4.各种常用传感器的结构、原理、特性及应用。

5.工程检测中常用的测量电路及工作原理。传感器的静、动态特性及其标定方法。

6.传感器的典型应用。

（1）应变式称重传感器输出信号表述的特殊性，及其共模干扰与差模信号分离处理原理及差动放大器的应用。（2）热电偶的冷端温度补偿方法，清晰掌握热电偶、补偿导线及冷端补偿器各自的作用及总信号的组成。（3）三线法和四线法热电阻测量电路的原理特点。（4）压电式传感器高内阻特点、适用范围及对前置放大器的要求。（5）传感器