現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與傳感器教學(xué)大綱

現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與傳感器教學(xué)大綱課程中文名稱：現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與傳感器課程英文名稱：ModernDetectionTechnology&Sensors課程編號(hào)：C1339學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32（其中：講課學(xué)時(shí)：32實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0實(shí)踐學(xué)時(shí)：0）先修課程：大學(xué)物理、控制系統(tǒng)與信號(hào)分析、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)適用專業(yè)：自動(dòng)化課程類別：專業(yè)核心課程/必修使用教材：胡向東，傳感器與檢測(cè)技術(shù)（第二版），機(jī)械工業(yè)出版社，2013.開課單位：電氣與新能源學(xué)院課程性質(zhì)本課程是自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)核心課程。“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與傳感器”是講述傳感器的原理、應(yīng)用以及檢測(cè)系統(tǒng)的一系列技術(shù)，當(dāng)今社會(huì)提取信息的關(guān)鍵技術(shù)，也是現(xiàn)代控制、信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集手段，廣泛應(yīng)用于測(cè)量與控制領(lǐng)域，是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力及提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)；是可以培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)的重要課程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維；同時(shí)具有較強(qiáng)的交叉領(lǐng)域知識(shí)，利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。教學(xué)目標(biāo)：1.本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求1、畢業(yè)要求2、畢業(yè)要求3和畢業(yè)要求4；2、本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求1的第2、4指標(biāo)分解點(diǎn)，具體為：指標(biāo)點(diǎn)1.2：能針對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)復(fù)雜工程問題建立合適的數(shù)學(xué)模型，并利用恰當(dāng)?shù)倪吔鐥l件求解；指標(biāo)點(diǎn)1.4：能將工程和專業(yè)知識(shí)用于控制系統(tǒng)復(fù)雜工程問題的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。3、本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求2的第1、5指標(biāo)分解點(diǎn)：指標(biāo)點(diǎn)2.1：能識(shí)別和判斷控制系統(tǒng)復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)；指標(biāo)點(diǎn)2.5：能運(yùn)用自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)，分析工業(yè)生產(chǎn)過程的影響因素，證實(shí)解決方案的合理性；4、本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求3的第4指標(biāo)分解點(diǎn)，即指標(biāo)點(diǎn)3.4：能夠通過集成單元過程完成工業(yè)生產(chǎn)、裝備工藝和系統(tǒng)管理的流程設(shè)計(jì)，并對(duì)流程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)選，體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)；5、本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求4的第4指標(biāo)分解點(diǎn)，即指標(biāo)點(diǎn)4.4：能勝任團(tuán)隊(duì)成員的角色，獨(dú)立完成團(tuán)隊(duì)分配的工作。三、教學(xué)內(nèi)容及要求第一章傳感器以及檢測(cè)系統(tǒng)的基本概念1.教學(xué)內(nèi)容了解檢測(cè)控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其各組成部分功能；掌握傳感器的概念與基本結(jié)構(gòu)；掌握創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)函趨勢(shì)。2.重、難點(diǎn)傳感器的概念與基本結(jié)構(gòu)；3.考核要點(diǎn)傳感器的概念與基本結(jié)構(gòu)；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題1.11.3第二章傳感器的基本特性1.教學(xué)內(nèi)容掌握傳感器的靜態(tài)特性與傳感器指標(biāo)；掌握傳感器的動(dòng)態(tài)特性；2.重、難點(diǎn)傳感器的靜態(tài)特性、傳感器指標(biāo)；傳感器的動(dòng)態(tài)特性；3.考核要點(diǎn)傳感器的靜態(tài)特性、傳感器指標(biāo)；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題2.32.72.9第三章電阻式傳感器1.教學(xué)內(nèi)容掌握應(yīng)變片工作原理、轉(zhuǎn)換電路的形式；掌握直流電橋的計(jì)算，溫度誤差的補(bǔ)償方法；理解應(yīng)變片的主要特性，應(yīng)變片應(yīng)用舉例，了解應(yīng)變片類型；2.重、難點(diǎn)應(yīng)變片工作原理、轉(zhuǎn)換電路的形式；直流電橋的計(jì)算，溫度誤差的補(bǔ)償方法；3.考核要點(diǎn)直流電橋的計(jì)算，溫度誤差的補(bǔ)償方法；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題3.53.63.73.8第四章電感式傳感器1.教學(xué)內(nèi)容掌握自感式傳感器結(jié)構(gòu)特性、工作原理及差動(dòng)電感傳感器測(cè)量電路輸出特性；了解差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理，等效電路、轉(zhuǎn)換電路、應(yīng)用舉例；理解電渦流傳感器的工作原理、等效電路及應(yīng)用；2.重、難點(diǎn)自感式傳感器結(jié)構(gòu)特性、工作原理及差動(dòng)電感傳感器測(cè)量電路輸出特性；差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理，等效電路；3.考核要點(diǎn)自感式傳感器工作原理及電渦流傳感器測(cè)量電路輸出特性；差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理，等效電路；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題4.34.5第五章電容式傳感器1.教學(xué)內(nèi)容掌握電容式傳感器工作原理和結(jié)構(gòu)類型，電容式傳感器的特點(diǎn)；理解測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，測(cè)量原理以及特點(diǎn)；了解電容式傳感器的應(yīng)用；2.重、難點(diǎn)電容式傳感器工作原理和結(jié)構(gòu)類型，電容式傳感器的特點(diǎn)；測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，測(cè)量原理以及特點(diǎn)；3.考核要點(diǎn)電容式傳感器工作原理和結(jié)構(gòu)類型，電容式傳感器的特點(diǎn)；測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，測(cè)量原理以及特點(diǎn)；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題5.25.65.75.8第六章壓電式傳感器1.教學(xué)內(nèi)容掌握壓電式傳感器工作原理，電荷放大器和電壓放大器作用、特征；理解壓電轉(zhuǎn)換元件具有的自發(fā)電和可逆重要性，電荷放大器和電壓放大器的電路形式和輸出特性；了解壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用以及選用原則；2.重、難點(diǎn)壓電式傳感器工作原理；電荷放大器和電壓放大器的電路形式和輸出特性；3.考核要點(diǎn)壓電式傳感器工作原理；電荷放大器和電壓放大器的電路形式和輸出特性；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題6.12第七章磁敏式傳感器1.教學(xué)內(nèi)容了解磁電式傳感器的基本原理和應(yīng)用；掌握霍爾式傳感器工作原理、誤差及其補(bǔ)償；理解霍爾元件及材料，霍爾元件基本特性；了解霍爾式傳感器的應(yīng)用；2.重、難點(diǎn)磁電式傳感器的基本原理和應(yīng)用；霍爾式傳感器工作原理、誤差及其補(bǔ)償；3.考核要點(diǎn)磁電式傳感器的基本原理和應(yīng)用；霍爾式傳感器工作原理、誤差及其補(bǔ)償；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題7.6第八章熱電勢(shì)傳感器1.教學(xué)內(nèi)容掌握熱電偶工作原理，冷端處理方法測(cè)量電路；熱電偶的基本定律以及應(yīng)用情況；掌握熱敏電阻熱電阻的溫度系數(shù)特征，接線方法；了解熱電偶、熱電阻、熱敏電阻結(jié)構(gòu)和材料、基本參數(shù)、主要特性和應(yīng)用；2.重、難點(diǎn)熱電偶工作原理，冷端處理方法測(cè)量電路；熱電偶的基本定律以及應(yīng)用情況；熱敏電阻熱電阻的溫度系數(shù)特征，接線方法；3.考核要點(diǎn)熱電偶的基本定律以及應(yīng)用情況；熱敏電阻熱電阻的溫度系數(shù)特征，接線方法；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題8.78.88.98.108.11第九章光電式傳感器1.教學(xué)內(nèi)容掌握光電式傳感器的基本形式，掌握光電效應(yīng)及光敏電阻的應(yīng)用；了解光電耦合器及其應(yīng)用；了解光纖及其傳光原理，掌握光纖傳感器的分類和應(yīng)用；掌握光電編碼器原理，了解光電式編碼器的應(yīng)用；2.重、難點(diǎn)光電式傳感器的基本形式，光電效應(yīng)及光敏電阻的應(yīng)用；掌光電編碼器原理；3.考核要點(diǎn)光電式傳感器的基本形式，光電效應(yīng)及光敏電阻的應(yīng)用；掌光電編碼器原理；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題9.239.27第十章輻射式傳感器1.教學(xué)內(nèi)容掌握電磁波譜各波段的特性。了解紅外及微波傳感器的工作原理。掌握超聲波傳感器的測(cè)量原理及特性，了解超聲波傳感器的典型應(yīng)用。2.重、難點(diǎn)超聲波傳感器的測(cè)量原理及特性，超聲波傳感器的典型應(yīng)用。3.考核要點(diǎn)超聲波傳感器的測(cè)量原理及特性；4.教學(xué)方法理論授課，案例講解5.作業(yè)安排課后習(xí)題10.210.13第十八章測(cè)量不確定度與回歸分析1.教學(xué)內(nèi)容了解測(cè)量誤差基本概念與基本特性；掌握各種測(cè)量誤差處理方法；了解測(cè)量不確定度基本概念與計(jì)算方法；掌握最小二乘回歸分析方法；2.重、難點(diǎn)誤差基本概念與基本特性；各種測(cè)量誤差處理方法；測(cè)量不確定度基本概念與計(jì)算方法；最小二乘回歸分析方法；3.考核要點(diǎn)誤差基本概念與基本特性；各種測(cè)量誤差處理方法；測(cè)量不確定度計(jì)算方法；最小二乘回歸分析方法；4.教學(xué)方法理論授課5.作業(yè)安排課后習(xí)題18.418.518.718.918.11第二十章測(cè)量系統(tǒng)的組成1.教學(xué)內(nèi)容了解Labview應(yīng)用軟件；掌握測(cè)量系統(tǒng)的基本組成；掌握測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路和器件選型的指標(biāo)要求；2.重、難點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成；測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路和器件選型的指標(biāo)要求；3.考核要點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成；4.教學(xué)方法理論授課，案例講解5.作業(yè)安排課后習(xí)題20.220.7四、學(xué)時(shí)分配及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐章節(jié)教學(xué)內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)學(xué)時(shí)分配講課實(shí)驗(yàn)實(shí)踐第一章傳感器以及檢測(cè)系統(tǒng)的基本概念了解檢測(cè)控制系統(tǒng)的構(gòu)成及其各組成部分功能；掌握傳感器的概念與基本結(jié)構(gòu)；掌握創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)函趨勢(shì)。1.21.41學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第二章傳感器的基本特性掌握傳感器的靜態(tài)特性與傳感器指標(biāo)；掌握傳感器的動(dòng)態(tài)特性；1.21.41學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第三章電阻式傳感器掌握應(yīng)變片工作原理、轉(zhuǎn)換電路的形式；掌握直流電橋的計(jì)算，溫度誤差的補(bǔ)償方法；理解應(yīng)變片的主要特性，應(yīng)變片應(yīng)用舉例，了解應(yīng)變片類型；3.44.43學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第四章電感式傳感器掌握自感式傳感器結(jié)構(gòu)特性、工作原理及差動(dòng)電感傳感器測(cè)量電路輸出特性；了解差動(dòng)變壓器式傳感器工作原理，等效電路、轉(zhuǎn)換電路、應(yīng)用舉例；理解電渦流傳感器的工作原理、等效電路及應(yīng)用；3.44.43學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第五章電容式傳感器掌握電容式傳感器工作原理和結(jié)構(gòu)類型，電容式傳感器的特點(diǎn)；理解測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，測(cè)量原理以及特點(diǎn)；了解電容式傳感器的應(yīng)用；3.44.43學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第六章壓電式傳感器掌握壓電式傳感器工作原理，電荷放大器和電壓放大器作用、特征；理解壓電轉(zhuǎn)換元件具有的自發(fā)電和可逆重要性，電荷放大器和電壓放大器的電路形式和輸出特性；了解壓電傳感器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用以及選用原則；3.44.42學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第七章磁敏式傳感器了解磁電式傳感器的基本原理和應(yīng)用；掌握霍爾式傳感器工作原理、誤差及其補(bǔ)償；理解霍爾元件及材料，霍爾元件基本特性；了解霍爾式傳感器的應(yīng)用；3.44.42學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第八章熱電勢(shì)傳感器掌握熱電偶工作原理，冷端處理方法測(cè)量電路；熱電偶的基本定律以及應(yīng)用情況；掌握熱敏電阻熱電阻的溫度系數(shù)特征，接線方法；了解熱電偶、熱電阻、熱敏電阻結(jié)構(gòu)和材料、基本參數(shù)、主要特性和應(yīng)用；3.44.43學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第九章光電式傳感器掌握光電式傳感器的基本形式，掌握光電效應(yīng)及光敏電阻的應(yīng)用；了解光電耦合器及其應(yīng)用；了解光纖及其傳光原理，掌握光纖傳感器的分類和應(yīng)用；掌握光電編碼器原理，了解光電式編碼器的應(yīng)用；3.44.43學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第十章輻射式傳感器掌握電磁波譜各波段的特性。了解紅外及微波傳感器的工作原理。掌握超聲波傳感器的測(cè)量原理及特性，了解超聲波傳感器的典型應(yīng)用。3.44.42學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第十八章測(cè)量不確定度與回歸分析了解測(cè)量誤差基本概念與基本特性；掌握各種測(cè)量誤差處理方法；了解測(cè)量不確定度基本概念與計(jì)算方法；掌握最小二乘回歸分析方法；3.44.42學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)第二十章測(cè)量系統(tǒng)的組成了解Labview應(yīng)用軟件；掌握測(cè)量系統(tǒng)的基本組成；掌握測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路和器件選型的指標(biāo)要求。2.12.52學(xué)時(shí)0學(xué)時(shí)五、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、課程考核方式：考核方式包括期末考試、課堂考勤及作業(yè)情況（包括課堂練習(xí)、平時(shí)作業(yè)）考查。期末考試采用閉卷筆試。2、課程成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)考核形式分值考核細(xì)則平時(shí)成績(jī)40%課堂考勤15出勤率90%以上：15分出勤率80%以上：12-14分出勤率60%以上：8-11分出勤率60%以下：0-7分平時(shí)作業(yè)15課后完成10-20個(gè)習(xí)題，主要考核學(xué)生對(duì)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，根據(jù)答題的正確程度、字跡狀況兩個(gè)方面進(jìn)行考察。每次作業(yè)滿分15分，根據(jù)作業(yè)次數(shù)取平均值計(jì)入總分課堂練習(xí)10在每章內(nèi)容進(jìn)行中或結(jié)束后，隨堂測(cè)試1-3題，主要考核學(xué)生課堂的聽課效果和課后及時(shí)復(fù)習(xí)消化本章知識(shí)的能力。每次答題滿分10分，根據(jù)考察次數(shù)取平均值計(jì)入總分。期末考試60%期末考試卷面成績(jī)60試卷題型包括選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題和綜合分析應(yīng)用題等，以卷面成績(jī)的60%計(jì)入課程總成績(jī)?？己藢W(xué)生在檢測(cè)技術(shù)與傳感器領(lǐng)域的基本知識(shí)與技能。六、參考書目：賀良華等，現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)，華中科技大學(xué)，2008梁森等，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2007王昌明等，傳感與測(cè)試技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005胡向東，彭向華等，傳感器與檢測(cè)技術(shù)學(xué)習(xí)指導(dǎo)，機(jī)械工業(yè)出版社，2009

《現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與傳感器》課程簡(jiǎn)介課程中文名稱：現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與傳感器課程英文名稱：ModernDetectionTechnology&Sensors課程編號(hào)：C1339學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32先修課程：大學(xué)物理、控制系統(tǒng)與信號(hào)分析、電路原理、電子技術(shù)基礎(chǔ)適用專業(yè)：自動(dòng)化內(nèi)容提要：“現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)與傳感器”是講述傳感器的原理、應(yīng)用以及檢測(cè)系統(tǒng)的一系列技術(shù)，當(dāng)今社會(huì)提取信息的關(guān)鍵技術(shù)，也是現(xiàn)代控制、信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集手段，廣泛應(yīng)用于測(cè)量與控制領(lǐng)域，是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力及提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)；是可以培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)的重要課程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維；同時(shí)具有較強(qiáng)的交叉領(lǐng)域知識(shí)，利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。課程內(nèi)容包括傳感器的基本特性、各類傳統(tǒng)與新型傳感器的工作原理與應(yīng)用（應(yīng)變式、電感式、電容式、壓電式、磁電式、熱電式、光電式、輻射與波式、數(shù)字式、智能式傳感器等），通過多個(gè)工程