傳感器技術(shù)及應(yīng)用教學(xué)大綱_第1頁(yè)
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傳感器技術(shù)及應(yīng)用教學(xué)大綱_第3頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、傳感器及應(yīng)用教學(xué)大綱一、課程說(shuō)明課程性質(zhì):專業(yè)核心課課程描述: “傳感器技術(shù)”是電子、機(jī)電與自動(dòng)控制類專業(yè)的專業(yè)核心課,是必修課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能了解傳感器的基本概念、傳感器的構(gòu)成、傳感器工作的有關(guān)定律、傳感器的作用、傳感器和現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。其作用是通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生利用現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)解決生產(chǎn)實(shí)際中信息采集與處理問(wèn)題的能力,為工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。知識(shí)目標(biāo):掌握主要傳感器的原理、特性,各種應(yīng)用條件下傳感器的選用原則和應(yīng)用電路設(shè)計(jì)。技能目標(biāo):獨(dú)立分析、解決傳感器方面問(wèn)題的能力;利用網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)手冊(cè)、廠商名錄等獲取和查閱傳感器技術(shù)資料的能力。

2、素質(zhì)目標(biāo):具有較強(qiáng)的專業(yè)素質(zhì),不斷進(jìn)行創(chuàng)新。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):課程重點(diǎn):電阻式、電感式傳感器的原理與應(yīng)用,霍爾式傳感器,電流、電壓傳感器。課程難點(diǎn):各種傳感器的溫度誤差與補(bǔ)償,電容式傳感器的屏蔽技術(shù),光纖傳感器的原理。適用專業(yè):機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化專業(yè)學(xué) 時(shí) 數(shù):80學(xué)時(shí)2、 教學(xué)目的與內(nèi)容1  傳感器技術(shù)基礎(chǔ)   (2學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 明確“傳感器技術(shù)”在專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的地位,課程的性質(zhì)、任務(wù)和大體內(nèi)容,傳感器在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的作用。了解檢測(cè)技術(shù)與傳感器的定義、組成、作用和分類,了解傳感器的靜、動(dòng)態(tài)特性,掌握傳感器常用的技術(shù)指標(biāo)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn):

3、0;教學(xué)重點(diǎn):傳感器的定義、組成和作用教學(xué)難點(diǎn):傳感器的技術(shù)指標(biāo)教學(xué)內(nèi)容: 1)  傳感器簡(jiǎn)介 (1)傳感器的定義(2)傳感器的組成與作用2)  傳感器的分類(1)按工作原理分(2)按被測(cè)量分(3)按輸出信號(hào)性質(zhì)分3)  傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo)(1)靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性(2)主要技術(shù)指標(biāo)2  電阻式傳感器   (6學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求:理解電阻式傳感器的組成和基本原理,了解電阻式傳感器的常用類型。掌握應(yīng)變片式傳感器的形式、特點(diǎn)、應(yīng)用方法和轉(zhuǎn)換電路。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):電阻式傳感器的組成和基本原理

4、教學(xué)難點(diǎn):電阻應(yīng)變片的工作原理教學(xué)內(nèi)容: 1)  電位器式傳感器  (2學(xué)時(shí)) (1)電位器式傳感器的基本工作原理(2)電位器式傳感器的輸出特性(3)電位器式傳感器的特性(4)電位器式位移傳感器2)  應(yīng)變式傳感器   (2學(xué)時(shí))(1)電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)和工作原理(2)電阻應(yīng)變片的特性(3)測(cè)量電路(4)溫度誤差與補(bǔ)償3)  壓阻式傳感器   (2學(xué)時(shí))(1)壓阻效應(yīng)(2)結(jié)構(gòu)與特性(3)固態(tài)壓阻傳感器測(cè)量電路(4)溫度補(bǔ)償3  變磁阻式傳感器   (4學(xué)時(shí))教學(xué)目的

5、與要求:掌握三種變磁阻式傳感器(電感式傳感器、差分變壓器式傳感器、電渦流式傳感器)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,了解上述傳感器將非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的過(guò)程,了解三種變磁阻式傳感器的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍和應(yīng)用情況。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):三種變磁阻式傳感器(電感式傳感器、差分變壓器式傳感器、電渦流式傳感器)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。教學(xué)難點(diǎn):電渦流式傳感器教學(xué)內(nèi)容: 自感式傳感器  (1學(xué)時(shí)) 自感式傳感器的工作原理自感式傳感器的測(cè)量電路差分變壓器式傳感器   (1.5學(xué)時(shí))差分變壓器式傳感器工作原理測(cè)量電路電渦流式傳感器  

6、(1.5學(xué)時(shí))(1)電渦流式傳感器的工作原理(2)電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)(3)電渦流式傳感器的測(cè)量電路4)電渦流式傳感器應(yīng)用舉例4 電容式傳感器   (4學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 掌握電容式傳感器的組成和工作原理,了解電容傳感器的測(cè)量電路和基本使用方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):電容式傳感器的組成和工作原理教學(xué)難點(diǎn):保持電容傳感器特性穩(wěn)定的方法教學(xué)內(nèi)容: 1) 電容式傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理和特性 (1學(xué)時(shí)) (1)變面積型電容式傳感器(2)變極距型電容式傳感器(3)變介電常數(shù)型電容式傳感器2)測(cè)量電路   (2學(xué)時(shí))

7、(1)變壓器電橋電路(2)差分脈沖調(diào)寬電路(3)運(yùn)算放大器電路3)保持電容傳感器特性穩(wěn)定的方法   (1學(xué)時(shí))(1)減小邊緣效應(yīng)的影響(2)減小寄生電容的影響5  霍爾式傳感器   (4學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 掌握霍爾式傳感器的工作原理,了解霍爾元件、霍爾效應(yīng)和主要特性,掌握其測(cè)量電路,了解霍爾傳感器的誤差與補(bǔ)償方法和應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):霍爾式傳感器的工作原理及測(cè)量電路。教學(xué)難點(diǎn):霍爾傳感器的誤差與補(bǔ)償方法和應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容: 1) 霍2) 爾傳感器的工作原理 (1學(xué)時(shí)) (1)霍爾

8、元件和霍爾效應(yīng)(2)霍爾元件的主要特性3) 霍4) 爾傳感器的基本測(cè)量電路   (2學(xué)時(shí))將被測(cè)量量轉(zhuǎn)換為磁感應(yīng)強(qiáng)度B將被測(cè)量量轉(zhuǎn)換為控制電流I將被測(cè)量量轉(zhuǎn)換為B與I的乘積5) 霍6) 爾傳感器的誤差與補(bǔ)償   (1學(xué)時(shí))零位誤差與補(bǔ)償溫度誤差與補(bǔ)償6  壓電式傳感器   (6學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 理解壓電式傳感器的工作原理,從物理和數(shù)學(xué)概念上了解石英晶體和壓電陶瓷兩種壓電材料將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的過(guò)程,學(xué)會(huì)分析壓電式傳感器在測(cè)量過(guò)程中的等效電路。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重

9、點(diǎn):壓電式傳感器的工作原理,壓電效應(yīng)。教學(xué)難點(diǎn):壓電效應(yīng)。教學(xué)內(nèi)容:   壓電效應(yīng)與壓電材料(1學(xué)時(shí)) (1)壓電效應(yīng)(2)壓電材料  壓電式傳感器的工作原理   (2學(xué)時(shí)) 壓電元件的結(jié)構(gòu)形式 壓電式加速度傳感器 壓電式壓力傳感器 壓電式傳感器的等效電路和測(cè)量電路  (2學(xué)時(shí))(1)壓電式傳感器的等效電路(2)壓電式傳感器的測(cè)量電路  壓電式傳感器的應(yīng)用   (1學(xué)時(shí))(1)壓電式金屬加工切削力測(cè)量(2)壓電式玻璃破碎報(bào)警器7  熱電式傳感器   (4學(xué)

10、時(shí))教學(xué)目的與要求: 了解熱電偶、熱電阻的原理、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用;掌握半導(dǎo)體熱敏電阻的原理與應(yīng)用特點(diǎn)。了解熱電式傳感器的測(cè)量原理和方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):熱電式傳感器的原理及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn):熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償教學(xué)內(nèi)容: 1)  熱電偶傳感器 (1.5學(xué)時(shí)) (1)熱電偶材料與常用熱電偶(2)熱電偶的工作原理(3)熱電偶冷端溫度補(bǔ)償2)  金屬熱電阻傳感器   (1.5學(xué)時(shí))(1)金屬熱電阻測(cè)溫原理(2)金屬熱電阻的材料(3)金屬熱電阻的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用3)  熱敏電阻   (1學(xué)時(shí))(1)熱敏電阻

11、的工作原理(2)熱敏電阻的主要特性與參數(shù)8  光電式傳感器   (4學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 理解光電傳感器利用的各種效應(yīng)的機(jī)理;明確各種光電式傳感器的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):光電式傳感器的原理及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn):紅外光傳感器教學(xué)內(nèi)容: 1)  光電效應(yīng) (1學(xué)時(shí)) 2)  光電器件   (2學(xué)時(shí))(1)光敏電阻(2)光電二極管和光電晶體管(3)光電池(4)光電耦合器3)  紅外光傳感器  (1學(xué)時(shí))(1)紅外光傳感器的原理和類型(2)紅外探測(cè)器9 

12、光纖傳感器   (6學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 掌握光纖的基本知識(shí)和傳光原理,掌握各種功能型和非功能型光纖傳感器的基本原理,了解光纖傳感器的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):光纖的基本知識(shí)和傳光原理,功能型和非功能型光纖傳感器的基本原理教學(xué)難點(diǎn):功能型光纖傳感器的基本原理教學(xué)內(nèi)容: 1)  光纖傳感器基礎(chǔ)(2學(xué)時(shí)) (1)光纖的結(jié)構(gòu)和種類(2)光調(diào)制與解調(diào)技術(shù)(3)光纖傳感器的分類2)  功能型光纖傳感器 (2學(xué)時(shí))(1)相位調(diào)制型光纖傳感器(2)光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器3)  非功能型光纖傳感器  (

13、1學(xué)時(shí))(1)傳輸光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器(2)反射光強(qiáng)調(diào)制型光纖傳感器4)  光纖傳感器的應(yīng)用   (1學(xué)時(shí))(1)光纖加速度傳感器(2)光纖磁場(chǎng)傳感器10  測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)   (2學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 掌握測(cè)量的基本概念和基本測(cè)量方法,掌握測(cè)量精度的概念和計(jì)算,了解測(cè)量誤差的分類和測(cè)量誤差的估計(jì)以及校正方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):測(cè)量的基本概念和基本測(cè)量方法,測(cè)量精度的概念和計(jì)算教學(xué)難點(diǎn):測(cè)量誤差的分類和測(cè)量誤差的估計(jì)以及校正方法教學(xué)內(nèi)容: 1)  測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí) (0.5學(xué)時(shí))(1)測(cè)量的基本

14、概念(2)測(cè)量方法(3)測(cè)量系統(tǒng) 2)  測(cè)量誤差   (1.5學(xué)時(shí))(1)測(cè)量誤差的表示方法(2)測(cè)量誤差的分類(3)測(cè)量精度與分辨率(4)測(cè)量誤差的估計(jì)和校正11   溫度與壓力測(cè)量系統(tǒng)   (4學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 掌握測(cè)溫系統(tǒng)的定義和工作原理,掌握熱電阻、熱電偶和輻射式測(cè)溫原理,了解光導(dǎo)纖維測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫原理。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):測(cè)溫系統(tǒng)的定義和工作原理,熱電阻、熱電偶、輻射式測(cè)溫原理教學(xué)難點(diǎn):光導(dǎo)纖維測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫原理教學(xué)內(nèi)容: 1)  溫度測(cè)量系統(tǒng) (2學(xué)時(shí))(1

15、)金屬熱電阻傳感器測(cè)溫(2)熱敏電阻傳感器測(cè)溫與溫度控制(3)熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)(4)輻射式測(cè)溫系統(tǒng)2)  壓力測(cè)量系統(tǒng)  (2學(xué)時(shí))(1)應(yīng)變片式力值測(cè)量(2)壓電式壓力測(cè)量(3)電阻應(yīng)變片壓力傳感器(4)電容式差壓壓力變送器(5)霍爾式壓力測(cè)量12  位移與速度測(cè)量系統(tǒng)   (4學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 掌握位移測(cè)量系統(tǒng)和速度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理,了解加速度測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):位移測(cè)量系統(tǒng)和速度測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理教學(xué)難點(diǎn):測(cè)速發(fā)電機(jī)和電磁脈沖式轉(zhuǎn)速計(jì)的原理教學(xué)內(nèi)容: 1)  位移測(cè)量系統(tǒng)

16、(2學(xué)時(shí))(1)電感式位移測(cè)量(2)電容式位移測(cè)量(3)霍爾式位移測(cè)量和接近開(kāi)關(guān)(4)電渦流式位移測(cè)量2)  速度測(cè)量系統(tǒng)  (2學(xué)時(shí))(1)磁電感應(yīng)式速度測(cè)量(2)光電式轉(zhuǎn)速計(jì)(3)測(cè)速發(fā)電機(jī)(4)電磁脈沖式轉(zhuǎn)速計(jì)(5)應(yīng)變片式加速度計(jì)(6)壓電式加速度計(jì)(7)電容式加速度計(jì)13   物位與流量測(cè)量系統(tǒng)   (4學(xué)時(shí))教學(xué)目的與要求: 掌握物位和流量測(cè)量的基本方法,了解常用物位與流量測(cè)量?jī)x器的構(gòu)成原理和使用方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn):物位和流量測(cè)量的基本方法教學(xué)難點(diǎn):流量測(cè)量?jī)x器的原理與使用教學(xué)內(nèi)容: 1)

17、  物位測(cè)量系統(tǒng) (2學(xué)時(shí))(1)浮力式液位計(jì)(2)靜壓式物位測(cè)量(3)電容式物位測(cè)量(4)超聲式物位測(cè)量2)  流量測(cè)量系統(tǒng)  (2學(xué)時(shí))(1)流量概述和測(cè)量方法(2)差壓式流量計(jì)(3)容積式流量計(jì)(4)速度式流量計(jì)(5)振動(dòng)式流量計(jì)(6)電磁流量計(jì)(7)質(zhì)量流量計(jì)(8)光纖傳感器測(cè)量流量 三、教學(xué)建議建議課時(shí)安排:理論+實(shí)驗(yàn)(學(xué)時(shí))1 傳感器技術(shù)基礎(chǔ)   2+ 0    2 電阻式傳感器  6+ 0    3 變

18、磁阻式傳感器  4 +2    4 電容式傳感器  4+ 2    5 霍爾式傳感器  4+ 2    6 壓電式傳感器   6+ 2    7 熱電式傳感器  4 +2    8 光電式傳感器  4 +2    9 光纖傳感器   6+ 0    10 測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)  2+ 2    11 溫度與壓力測(cè)量系統(tǒng)  

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