傳感器原理與檢測技術(shù)-微電子課程教學(xué)大綱

【傳感器原理與檢測技術(shù)】【Sensoranddetectiontechnology】一、基本信息課程代碼：【2080369】課程學(xué)分：【2.0】面向?qū)I(yè)：【微電子科學(xué)與工程】課程性質(zhì)：【系級(jí)專業(yè)任選課】開課院系：機(jī)電學(xué)院電子系使用教材：教材【魏學(xué)業(yè)傳感器技術(shù)與應(yīng)用武漢：華中科技大學(xué)出版社2013第1版】參考書目【胡向東傳感器與檢測技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社2018第3版】、【錢愛玲等傳感器原理與檢測技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社2015第2版】、【周真等傳感器原理與應(yīng)用北京：清華大學(xué)出版社2011第1版】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：/course/NJTU-1002550001先修課程：【模擬電子技術(shù)2080188（3）、數(shù)字邏輯電路2080187（3）】二、課程簡介隨著“信息時(shí)代”的到來，作為獲取信息的手段一一傳感器技術(shù)得到了長足的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對(duì)其需求也越來越迫切，傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。傳感器原理與檢測技術(shù)課程是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。傳感器是獲取信息的主要途徑和手段，在測控系統(tǒng)中，傳感器處于連接被測控對(duì)象和測控系統(tǒng)的接口位置，傳感器是自動(dòng)檢系統(tǒng)的核心部件，是自動(dòng)測控系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)過程要獲取的信息，都是通過傳感器轉(zhuǎn)換為容易傳輸與處理的信號(hào)，檢測技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的前提條件和必要設(shè)備。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生能夠說出傳感器的工作原理、分析測量電路及各種應(yīng)用，會(huì)應(yīng)用非電量測量的基本知識(shí)，會(huì)進(jìn)行誤差處理，能夠?qū)鞲衅鞯哪K進(jìn)行正確的選擇，同時(shí)也需要及時(shí)關(guān)注傳感器的發(fā)展趨勢及在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)方面的廣泛應(yīng)用，提高信息素養(yǎng)。三、選課建議本課程需要先修數(shù)學(xué)、物理、電子類的專業(yè)基礎(chǔ)課，因此適合微電子科學(xué)與工程專業(yè)三年級(jí)以上同學(xué)選修。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性專業(yè)畢業(yè)要求關(guān)聯(lián)LO11：理解他人的觀點(diǎn)，尊重他人的價(jià)值觀，能在不同場合用書面或口頭形式進(jìn)行有效溝通。LO21：能根據(jù)需要確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并通過搜集信息、分析信息、討論、實(shí)踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。LO31：能夠應(yīng)用本專業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算?！馤O32：能夠應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工具、進(jìn)行電子電路、集成電路版圖、集成電路工藝器件等工程制圖、設(shè)計(jì)和仿真LO33具備本專業(yè)工程問題的邏輯分析能力●LO34具備一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力LO35：能夠綜合本專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行工程設(shè)備的維護(hù)和流程監(jiān)控LO41遵守紀(jì)律、守信守責(zé)；具有耐挫折、抗壓力的能力。LO51：同群體保持良好的合作關(guān)系，做集體中的積極成員；勇于從不同角度思考問題，勇于提出新設(shè)想?！馤O61能在學(xué)習(xí)、工作中應(yīng)用信息技術(shù)解決問題。LO71愿意服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會(huì)；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩LO81具有基本的外語表達(dá)溝通能力與跨文化理解能力。五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果序號(hào)課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果課程目標(biāo)教與學(xué)方式評(píng)價(jià)方式1LO311能解釋與本專業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算知識(shí)與理論1、能根據(jù)各種傳感器的工作原理對(duì)傳感器的輸出特性進(jìn)行分析，并能分析不同傳感器的應(yīng)用電路；2、能根據(jù)參數(shù)和性能要求對(duì)傳感器進(jìn)行查找、選擇和使用。用。課堂講授+課外練習(xí)+課內(nèi)實(shí)驗(yàn)考試、作業(yè)、回答問題2LO332能在元器件，集成電路、功能模塊選擇、集成電路產(chǎn)品等方面進(jìn)行合理的邏輯分析。能分析常用傳感器的工作原理，能說出常用檢測系統(tǒng)的構(gòu)成與應(yīng)用，能進(jìn)行一般的工程測量。課堂授課+課外自學(xué)活動(dòng)作業(yè)、回答問題3LO514了解行業(yè)前沿知識(shí)技術(shù)能夠及時(shí)關(guān)注傳感器行業(yè)前沿知識(shí)技術(shù)，并借助基本原理加深對(duì)新興傳感器的理解。撰寫相關(guān)的調(diào)研課題，并制作ppt做匯總報(bào)告。老師給分與同學(xué)給分相結(jié)合六、課程內(nèi)容單元知識(shí)點(diǎn)能力要求教學(xué)難點(diǎn)傳感器基本概念、性能指標(biāo)及測量結(jié)果的誤差分析（理論2課時(shí)）1.知道與工程檢測相關(guān)的傳感器基本概念。L12.根據(jù)傳感器性能指標(biāo)，來分析測量的具體指標(biāo)數(shù)據(jù)。L43．分析測量誤差及特點(diǎn)。L44．可利用測量數(shù)據(jù)對(duì)測量中包含的誤差進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。L41、能選擇合適的測量電路，并能針對(duì)測量誤差進(jìn)行一定電路處理；2、具備測量結(jié)果的分析能力測量數(shù)據(jù)的誤差處理需具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。電阻類傳感器（理論6課時(shí)，實(shí)驗(yàn)2課時(shí)）1、分析應(yīng)變式傳感器、壓阻式傳感器、熱電阻式傳感器、氣敏電阻、濕敏電阻的工作原理；L42、綜合各種電阻傳感器的輸出特性，對(duì)各種傳感器進(jìn)行明確的區(qū)分，同時(shí)對(duì)各種傳感器進(jìn)行有效的應(yīng)用。L51、能說出各種傳感器的原理、區(qū)別2、能讀懂各種傳感器的輸出電路3、能在不同的場合，正確的選擇傳感器對(duì)相關(guān)傳感器的應(yīng)用電路的分析，并根據(jù)使用條件對(duì)相關(guān)傳感器進(jìn)行型號(hào)的選擇電容、電感式傳感器（理論4課時(shí)，實(shí)驗(yàn)2課時(shí)）1、分析電容式、電感式傳感器的工作原理與特性參數(shù)；2、綜合兩種傳感器的傳感特性與其本身作為電容器與電感器的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)；L53、分析指紋傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀、電感接近開關(guān)等傳感器的應(yīng)用特點(diǎn)以及參數(shù)選擇.L41、能對(duì)各種電容式和電感式的傳感器應(yīng)用產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)選擇2、能對(duì)由各種傳感器構(gòu)成的應(yīng)用電路進(jìn)行功能分析對(duì)各種具體的傳感器進(jìn)行細(xì)致的案例分析熱電、壓電式傳感器（理論4課時(shí)，實(shí)驗(yàn)2課時(shí)）1、分析熱電效應(yīng)與壓電效應(yīng)帶來的檢測窗口與檢測特性；L42、綜合熱敏電阻、熱電阻、熱電偶的不同特性，靈活運(yùn)用于不同的場合；L53、分析壓電傳感器的應(yīng)用場合與應(yīng)用電路。L41、能說出兩種傳感器的輸出信號(hào)特點(diǎn)；2、能在不同的熱測試場合選擇正確的溫度傳感器；3、能根據(jù)壓電效應(yīng)產(chǎn)生的傳感器應(yīng)用于不同場合，并選擇合適的參數(shù)。根據(jù)兩種傳感器的輸出信號(hào)特點(diǎn)將其應(yīng)用于特定的場合光電式、超聲波傳感器（理論6課時(shí)）1、分析可見光、紅外線以及超聲波等不同波長的電磁波的特性，并分析對(duì)應(yīng)波段傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域；L42、綜合各種傳感器的輸出特點(diǎn)，對(duì)不同場合的傳感器的進(jìn)行有效運(yùn)用；L53、分析各傳感器的應(yīng)用電路。L41、能區(qū)分不同波段的電磁波；2、能說出不同電磁波的使用條件以及限制條件；3、能分析和設(shè)計(jì)相關(guān)類型傳感器的應(yīng)用電路分析不同傳感器在測試相同參數(shù)時(shí)的不同效果，從而針對(duì)不同條件的參數(shù)進(jìn)行傳感器的選擇磁敏傳感器（理論2課時(shí)）1、分析磁阻效應(yīng)和磁電現(xiàn)象帶來的測試機(jī)理；L42、分析磁敏類的傳感器與光纖類的傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。L41、能說出磁敏傳感器的測試機(jī)理；2、能分析相關(guān)傳感器的應(yīng)用案例磁敏傳感器的測試機(jī)理，并由此延伸出應(yīng)用過程中的限制條件。集成式的溫度傳感器（理論2課時(shí)）1、分析各集成的溫度傳感器的輸出特點(diǎn)；2、在各種測溫場合正確運(yùn)用集成溫度傳