傳感器與檢測技術(shù)教學(xué)大綱

1、傳感器與檢測技術(shù)實驗實驗教學(xué)大綱課程編號：09151400 課程名稱：傳感器與檢測技術(shù)實驗/Sensors and detection technology experiment課程屬性：必修 實驗屬性：獨立設(shè)課開課學(xué)期： 6 學(xué)時：18適用專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化、自動化 學(xué)分：0.5開課部門：理工學(xué)院 考核要求：考察 課程簡介：通過本實驗課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解機電結(jié)合的重要部件傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、工程測量方法；掌握實驗數(shù)據(jù)的收集、分析和處理方法，能正確選用傳感器、設(shè)計工程量的一般檢測方案。并使學(xué)生加深對“傳感器與檢測技術(shù)”課程基本知識理解、培養(yǎng)學(xué)生自覺學(xué)習(xí)能力與動手能力、開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性

2、思維。學(xué)生應(yīng)在實驗前應(yīng)仔細(xì)閱讀實驗指導(dǎo)書，觀摩網(wǎng)絡(luò)實驗課程示范教程，明確實驗?zāi)康暮鸵?，掌握實驗原理和實驗方法。能自主完成相?yīng)實驗，并在實驗結(jié)束時，與指導(dǎo)老師交流實驗過程中的實驗現(xiàn)象，解釋自己獲得的實驗數(shù)據(jù)。要求掌握下列基本技能：1、組建傳感器原理性實驗的基本測量系統(tǒng)，正確操作實驗設(shè)備，分析處理實驗數(shù)據(jù)并寫出實驗報告。2、解決實驗過程中出現(xiàn)的非儀器故障，解釋一般實驗現(xiàn)象。一、實驗項目設(shè)置及學(xué)時分配項目編號實驗項目名稱實驗類型開出要求學(xué)時分配1箔式應(yīng)變片性能單臂電橋?qū)嶒烌炞C必做32箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較實驗綜合必做33應(yīng)變片的溫度效應(yīng)實驗驗證選做34應(yīng)變電路的溫度補償實驗驗證選做35電子秤制

3、作設(shè)計必做66光纖位移傳感器性能測試驗證選做37光纖傳感器應(yīng)用綜合選做38霍爾式傳感器的直流激勵特性實驗驗證選做39霍爾式傳感器的應(yīng)用驗證選做310溫度測量實驗演示選做311半導(dǎo)體擴散硅壓力傳感器實驗驗證選做312電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實驗驗證選做313電渦流式傳感器的應(yīng)用綜合選做3 二、實驗內(nèi)容及教學(xué)要求實驗項目1：箔式應(yīng)變片性能單臂電橋?qū)嶒?、教學(xué)內(nèi)容了解傳感器實驗儀的整體結(jié)構(gòu)；金屬箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)與粘貼方法，單臂電橋的接法，金屬箔式應(yīng)變片的性能。2、教學(xué)目標(biāo)了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)和性能。實驗項目2：箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較實驗1、教學(xué)內(nèi)容：掌握三種直流金屬箔式應(yīng)變片電橋的組成測

4、量方法并計算精度。2、教學(xué)目標(biāo)：了解電橋測量電路及對比單臂、半橋、全橋3種電路的特點。實驗項目3：應(yīng)變片的溫度效應(yīng)實驗1、教學(xué)內(nèi)容：溫度變化引起應(yīng)變片阻值發(fā)生變化的原因是應(yīng)變片電阻絲的溫度系數(shù)及電阻絲與測試件的膨脹系數(shù)不同。由此引起測試系統(tǒng)輸出電壓發(fā)生變化一溫度誤差。2、教學(xué)目標(biāo)：掌握溫度變化對應(yīng)變測試系統(tǒng)的影響一溫度誤差； 明確溫度誤差的補償方法。實驗項目4：應(yīng)變電路的溫度補償實驗1、教學(xué)內(nèi)容：當(dāng)應(yīng)變片所處環(huán)境溫度發(fā)生變化時，由于其敏感柵本身的溫度系數(shù)，自身的標(biāo)稱電阻值發(fā)生變化，而貼應(yīng)變片的測試件與應(yīng)變片敏感柵的熱膨脹系數(shù)不同，也會引起附加形變，產(chǎn)生附加電阻。為避免溫度變化時引入的

5、測量誤差，在實用的測試電路中要進行溫度補償。本實驗中采用的是電橋補償法2、教學(xué)目標(biāo)：了解溫度對應(yīng)變測試系統(tǒng)的影響，學(xué)會設(shè)計測試系統(tǒng)。實驗項目5：電子秤制作1、教學(xué)內(nèi)容：本實驗可以用單臂、半橋、全橋測量電路、懸臂梁、振動盤等彈性元件，實現(xiàn)g-v變換，通過用標(biāo)準(zhǔn)重量與電壓對應(yīng)值標(biāo)定，設(shè)計原始電子秤。2、教學(xué)目標(biāo)：能自主完成電子稱的設(shè)計與標(biāo)定。實驗項目6：光纖位移傳感器性能測試1、教學(xué)內(nèi)容標(biāo)定光纖傳感器的靜態(tài)特性。2、教學(xué)目標(biāo)了解光纖位移傳感器的原理結(jié)構(gòu)，從實驗數(shù)據(jù)了解光纖傳感器的特性。 實驗項目7：光纖傳感器應(yīng)用1、教學(xué)內(nèi)容利用光纖位移傳感器的特性，正確測速、測位移、測重量。2、教學(xué)目標(biāo)光纖位移傳

6、感器的測速應(yīng)用.實驗項目8：霍爾式傳感器的直流激勵特性實驗1、教學(xué)內(nèi)容了解霍爾傳感器的原理，傳感器的結(jié)構(gòu)及特點，掌握霍爾傳感器電路的組成及測量方法并計算其精度2、教學(xué)目標(biāo)學(xué)會正確標(biāo)定霍爾傳感器特性，并處理實驗數(shù)據(jù)。實驗項目9：霍爾式傳感器的應(yīng)用1、教學(xué)內(nèi)容利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UHKHIB，當(dāng)被測圓盤上裝上N只磁性體時，轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周磁場變化N次，每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過放大、整形和計數(shù)電路就可以測出被測旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。2、教學(xué)目標(biāo)了解霍爾組件的應(yīng)用測速。實驗項目10：溫度測量實驗1、教學(xué)內(nèi)容了解傳感器測溫原理和電路組成2、教學(xué)目標(biāo)能夠利用溫度傳感器正確測量溫度，分清原理及方法

7、。實驗項目11：半導(dǎo)體擴散硅壓力傳感器實驗1、教學(xué)內(nèi)容了解壓阻效應(yīng)及測量電路，掌握半導(dǎo)體擴散硅壓力傳感器的特性。2、教學(xué)目標(biāo)掌握擴散硅壓阻壓力傳感器測量壓力的原理與方法，了解壓差的測量方法。實驗項目12：電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實驗1、教學(xué)內(nèi)容了解電渦流傳感器的工作原理和特性，并對電渦流傳感器靜態(tài)標(biāo)定。2、教學(xué)目標(biāo)掌握電渦流傳感器的工作原理和特性。實驗項目13：電渦流式傳感器的應(yīng)用1、教學(xué)內(nèi)容加深對電渦流傳感器的工作原理和特性的了解，掌握用電渦流傳感器測量位移（靜態(tài)測量）的方法，并分別用3種不同材質(zhì)的導(dǎo)體進行位移測量，進行總結(jié)分析，并得出結(jié)論。2、教學(xué)目標(biāo)了解電渦流傳感器測量位移的工作原理和特

8、性。三、考核方式及要求為考核學(xué)生的動手能力以及應(yīng)用所學(xué)知識來分析、解決問題的能力，本實驗課程的考核方式為考察，評分方法是實際操作占60%，實驗報告40%。四、主要儀器設(shè)備及實驗材料項目編號實驗項目名稱主要儀器設(shè)備及臺（套）數(shù)實驗材料備注1箔式應(yīng)變片性能單臂電橋?qū)嶒瀭鞲衅鲗嶒瀮x接插線若干2箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較實驗傳感器實驗儀接插線若干3應(yīng)變片的溫度效應(yīng)實驗傳感器實驗儀接插線若干，標(biāo)準(zhǔn)室溫測量儀器1臺4應(yīng)變電路的溫度補償實驗傳感器實驗儀接插線若干，標(biāo)準(zhǔn)室溫測量儀器1臺5電子秤制作傳感器實驗儀高精度計量天平1臺，接插線若干。6光纖位移傳感器性能測試傳感器實驗儀接插線若干7光纖傳感器應(yīng)用傳感器實驗儀接插線若干8霍爾式傳感器的直流激勵特性實驗傳感器實驗儀接插線若干9霍爾式傳感器的應(yīng)用傳感器實驗儀接插線若干10溫度測量實驗傳感器實驗儀接插線若干，標(biāo)準(zhǔn)室溫測量儀器1臺11半導(dǎo)體擴散硅壓力傳感器實驗傳感器實驗儀接插線若干12電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定實驗傳感器實驗儀接插線若干13電渦流式傳感器的應(yīng)用傳感器實驗儀接插線若干五、教材及參考書1、自編的實驗指導(dǎo)書2、