《传感器技术及应用》课程教学大纲 课程英文名称：Sensor Technology and Application 课程代码：20111625 课程性质：专业课 造用专业：信息工程 开课单位：信息工程学院 总学时数：32 总学分数：2 编写年月：2018年3月 修订年月：2020年10月 执笔：何家峰 课程负责人：何家峰 专业负责人：凌永权 1、课程简介 传感器技术及应用是信总工程专业的专业方向课。本课程的主要教学目的包括：了解传 感器技术的基本概念、基本理论、发展方向以及无线传感器网铬技术：掌握常用传感器的工 作原理、主要特性和应用：在上述基础上，要求学生具备一定的传感器设计、无线传感器组 网设计与实现的能力。 2、课程目标 2.1课程目标对毕业要求的支撑 课程目标对毕业要求指标点的支撑关系如下表： 课程目标1课程目标2课程目标3 华业要 求指标点3.1 掌握信息 / 传 处理以 及用中系1 品开发的方 其衫 来的信系或单元（部 求指标点41：能够运用 2 实脸方案。 2.2课程目标描述 根据本课程特点和对毕业要求指标点的支撑关系，确定课程目标如下： (1)理解传感器技术的基本概念和基本原理，了解典型应用，重点掌握一些常用传感 器的信号选择方式和测量转换电路：依据传感元件及测量转换电路，能分析传感器的工作原 理。（支撑毕业要求指标点4.1） (2)根据特定传感器的需求分析，确定设计目标，分析影响设计目标和技术方案的各
《传感器技术及应用》课程教学大纲 课程英文名称：Sensor Technology and Application 课程代码： 20111625 课程性质：专业课 适用专业：信息工程 开课单位：信息工程学院 总学时数：32 总学分数：2 编写年月：2018 年 3 月 修订年月：2020 年 10 月 执 笔：何家峰 课程负责人：何家峰 专业负责人：凌永权 1、课程简介 传感器技术及应用是信息工程专业的专业方向课。本课程的主要教学目的包括：了解传 感器技术的基本概念、基本理论、发展方向以及无线传感器网络技术；掌握常用传感器的工 作原理、主要特性和应用；在上述基础上，要求学生具备一定的传感器设计、无线传感器组 网设计与实现的能力。 2、课程目标 2.1 课程目标对毕业要求的支撑 课程目标对毕业要求指标点的支撑关系如下表： 课程目标1 课程目标2 课程目标3 毕业要求指标点3.1：掌握信息获 取、传输、处理以及应用中系统设 计和产品开发的方法，了解其影响 因素，根据给定的指标，设计满足 特定需求的信息系统或单元（部 件）。 √ 毕业要求指标点4.1：能够运用信息 工程专业的原理及方法，对信息获 取、传输、处理以及应用的复杂工 程问题进行调研和分析，以及设计 实验方案。 √ √ 2.2 课程目标描述 根据本课程特点和对毕业要求指标点的支撑关系，确定课程目标如下： （1）理解传感器技术的基本概念和基本原理，了解典型应用，重点掌握一些常用传感 器的信号选择方式和测量转换电路；依据传感元件及测量转换电路，能分析传感器的工作原 理。（支撑毕业要求指标点 4.1） （2）根据特定传感器的需求分析，确定设计目标，分析影响设计目标和技术方案的各
种限制和矛盾因素，并以此设计传感器解决方案。（支撑毕业要求指标点31） (3)具备传感器设计能力。基本设计能力：针对特定需求，能基本设计传感器方案。 灵活设计能力：针对同一检测量，能设计不同原理的传感器：针对同一原理的传感器，能应 用于不同物理量的检测：针对同一传感器，能设计不同变换电路。方案改进能力：对于传感 器或无线传感器网络的多个解决方案，能够从多角度进行分析和比拉，并根据问题特征选择 传感器的研究路线以及设计实验方案。（支撑毕业要求指标点4.1） 以上课程目标分类及与毕业要求指标点的支撑比例如下表： 非业要求 支日标 指桥点 保维目桥 比制分类 31掌握信惠获取、传 龄、处理以及点用中 照城播计和产昌开业 根据特定传感器的需求分析，确定证计 3设计/开发解决方案 的方法，了解其形响 目桥，分析彩响设计目标和枝术方案的 因老，根据龄定的指 备种限制和矛盾因素，并以此漫计传感 10%分折 标。蓬计满足特定雪 幕解决方案。 求的信惠系航成单元 (部件)。 41能够运用信惠工 理解传感器技术的盖本桶念和基本原 程专业的原理及方 理，了解典型应用，重底本提一些常用 理解 法，对信惠藏取、传 传感器的信号选择方式不测量神换屯 60% 分析 输、处理以及应用的 路；依据传感元件及测量种换电路，能 复杂工程问题进行调 分析传感器的工作原理 研和分新，以及设计 具客传器设计能) 基本设计能力 实靴方案。 针时特球 能 计传多器力 4研究 。 活计能力 间物理的 309% 3、教学要求 完成本课程后，学生将具备以下能力： (1)具各传感器工作原理的分析能力。 (2)具备设计目标和技术方案的各种限制与矛盾因素的分析能力。 (3)具备传感器方案的灵活设计能力和方案改进能力。 4、课程教学内容及教学环节的设置
种限制和矛盾因素，并以此设计传感器解决方案。（支撑毕业要求指标点 3.1） （3）具备传感器设计能力。基本设计能力：针对特定需求，能基本设计传感器方案。 灵活设计能力：针对同一检测量，能设计不同原理的传感器；针对同一原理的传感器，能应 用于不同物理量的检测；针对同一传感器，能设计不同变换电路。方案改进能力：对于传感 器或无线传感器网络的多个解决方案，能够从多角度进行分析和比较，并根据问题特征选择 传感器的研究路线以及设计实验方案。（支撑毕业要求指标点 4.1） 以上课程目标分类及与毕业要求指标点的支撑比例如下表： 毕业要求 指标点 课程目标 支撑 比例 目标 分类 3 设计/开发解决方案 3.1 掌握信息获取、传 输、处理以及应用中 系统设计和产品开发 的方法，了解其影响 因素，根据给定的指 标，设计满足特定需 求的信息系统或单元 （部件）。 根据特定传感器的需求分析，确定设计 目标，分析影响设计目标和技术方案的 各种限制和矛盾因素，并以此设计传感 器解决方案。 10% 分析 4 研究 4.1 能够运用信息工 程专业的原理及方 法，对信息获取、传 输、处理以及应用的 复杂工程问题进行调 研和分析，以及设计 实验方案。 理解传感器技术的基本概念和基本原 理，了解典型应用，重点掌握一些常用 传感器的信号选择方式和测量转换电 路；依据传感元件及测量转换电路，能 分析传感器的工作原理。 60% 理解 分析 具备传感器设计能力。基本设计能力： 针对特定需求，能基本设计传感器方 案。灵活设计能力：针对同一检测量， 能设计不同原理的传感器；针对同一原 理的传感器，能应用于不同物理量的检 测；针对同一传感器，能设计不同变换 电路。方案改进能力：对于传感器或无 线传感器网络的多个解决方案，能够从 多角度进行分析和比较，并根据问题特 征选择传感器的研究路线以及设计实 验方案。 30% 设计 改进 3、教学要求 完成本课程后，学生将具备以下能力： （1）具备传感器工作原理的分析能力。 （2）具备设计目标和技术方案的各种限制与矛盾因素的分析能力。 （3）具备传感器方案的灵活设计能力和方案改进能力。 4、课程教学内容及教学环节的设置
序号深内学时课内教学内零李生学习任务 考核方式教学月标 2 论 掌提传感恶及检测技术的一 作业 1、2、3 每短套。白.括传康墓的室义、 分奏、基本特性及其在工程 中的作用。理解传惠是的 散要求并了解传感技术发辰 动的 电镇传感器 章框电组应变传感要、测湿 作业 1、23 热电阻传感器、气教电阻传 考议 感器、证敏电阻传感器、藏 散电但传感器的工作原理及 工程应用。重点是掌握应变 片的测量原理，了解应变片 的主要技术参数。 电感传芯器 零框自店传店器、益动变压 作业 1、2、3 器传虑器的工作原理。了解 考议 各类电感式传感器的工作特 性及其在工程检测中的应 用 电流传感器 电祸流传感露的工作尿 作业 1、23 构及特性，了解测 考试 容传感器 电1 作到 123 电传感器 压电传感器的工作原 、23 施声传器 123 尔传感器 工作质及 、2、3 热电偶传感要 1、2、3 作原理、热电偶 构。了解热电偶端的延长 热电偶的冷温度补偿方法 知接排 4 光电传感器 量青由故应及来由元件厦 快业 1、2、3 理。整患光电充雄的盖太 考议 用电弦及光电传感是的应用 一包括先电，开美及先电断候 器、CCD因像传感琴及应用。 4 无贱传感器同 了解无幾传感器同蛛的基本作业 1、2、3
序号 课内学时 课内教学内容 学生学习任务 考核方式 教学目标 1 2 绪论 掌握传感器及检测技术的一 般概念。包括传感器的定义、 分类、基本特性及其在工程 中的作用，理解传感器的一 般要求并了解传感技术发展 动向 作业 考试 1、2、3 2 4 电阻传感器 掌握电阻应变传感器、测温 热电阻传感器、气敏电阻传 感器、湿敏电阻传感器、磁 敏电阻传感器的工作原理及 工程应用。重点是掌握应变 片的测量原理，了解应变片 的主要技术参数。 作业 考试 1、2、3 3 4 电感传感器 掌握自感传感器、差动变压 器传感器的工作原理。了解 各类电感式传感器的工作特 性及其在工程检测中的应 用。 作业 考试 1、2、3 4 2 电涡流传感器 掌握电涡流传感器的工作原 理、结构及特性，了解测量 转换电路的原理和电涡流传 感器的应用。补充：信号的 选择方式 作业 考试 1、2、3 5 2 电容传感器 掌握电容传感器的变换原理 及结构形式，了解各类电容 传感器的工作特性及其在压 力、液位和流量测量中的应 用。 作业 考试 1、2、3 6 2 压电传感器 掌握压电传感器的工作原 理、测量转换电路的原理 作业 考试 1、2、3、 4 7 2 超声波传感器 包括超声波物理基础、超声 波换能器及耦合技术、超声 波传感器的应用。 作业 考试 1、2、3 8 2 霍尔传感器 掌握霍尔元件的工作原理及 特性。熟悉了解常用霍尔集 成电路的工作原理及应用。 作业 考试 1、2、3 9 4 热电偶传感器 掌握温度测量的基本概念。 重点掌握热电偶传感器的工 作原理、热电偶的种类及结 构。了解热电偶冷端的延长、 热电偶的冷端温度补偿方法 和措施。 作业 考试 1、2、3 10 4 光电传感器 掌握光电效应及光电元件原 理，熟悉光电元件的基本应 用电路及光电传感器的应用 ----包括光电开关及光电断续 器、CCD 图像传感器及应用。 作业 考试 1、2、3 11 4 无线传感器网 了解无线传感器网络的基本 作业 1、2、3
搬金与特点、开发乐境、拓 考 苏地刻与意基拉发、通仕 瓠同技宋、支排技术、协议 找术标准、接入技术等。 合计32 5、考核环节设置 课程目桥 考棋环节 1.理解传感器技术的基本瓶念和基本原理，了 课外作业A 解典型应用，重成零摄一些常用传虑器的信号 期末考沈B, 选择方式和测量转换电路；依据传唐元件及测 量特换电路，能分析传感露的工作原理。 4总分 课外作业A 期末考浅B, 2根托特定传感器的需求分析，骑定设计日标 分新形响设计用标和技术方案的各种限制和矛 项昌作业C 盾图★，并以此证计传感器解决方童。 同标达成度 4总分 8总分 3.具备传忘器设计能力。基本设计能力：针对 作业A 特定需求，能基本设计传感露方家。更活适计 能力：针对同一检测量，能设计不同原理的传 期末考议B 感器；针对同一原理的传感器，能应用于不同 项作业C 物理量的检测；针对同一传感器，能设计不同 变换电路。方案改进能力：对于传感器戴无战 标达成度 传感器网悠的多个解决方康，能够从多角度进 行分析和比校，并婚问题特征选择传感器的 器 4,总分 B总分 研究路战以及计实验方宋 6、本课程与其它课程的联系与分工 先修课程：电路分析基础(+实验)，数字电子技术(+实验)，模拟电子技术(+实验)， 高频电子线路（高频电子线路实验），电子工艺实习，电子线路CD设计，微处理器及接口 技术(4实验)，高级语言程序设计（含上机）。 后续课程：信息系统综合设计I,毕业设计。 7、建议教材及教学参考书 []梁森、欧阳三泰、王侃夫，《自动检测技术及应用（第3版）》，机械工业出版社
络技术 概念与特点、开发环境、拓 扑控制与覆盖技术、通信与 组网技术、支撑技术、协议 技术标准、接入技术等。 考试 合计 32 5、考核环节设置 课程目标 考核环节 1. 理解传感器技术的基本概念和基本原理，了 解典型应用，重点掌握一些常用传感器的信号 选择方式和测量转换电路；依据传感元件及测 量转换电路，能分析传感器的工作原理。 课外作业 A1 期末考试 B1 目标达成度= 总分 平均分 总分 平均分 1 1 1 1 B 0.5* 0.5* A B A 2. 根据特定传感器的需求分析，确定设计目标， 分析影响设计目标和技术方案的各种限制和矛 盾因素，并以此设计传感器解决方案。 课外作业 A2 期末考试 B2 项目作业 C2 目标达成度 = 总分 平均分 总分 平均分 总分 平均分 2 2 2 2 2 2 C 0.25* B 0.25* 0.5* A B C A 3. 具备传感器设计能力。基本设计能力：针对 特定需求，能基本设计传感器方案。灵活设计 能力：针对同一检测量，能设计不同原理的传 感器；针对同一原理的传感器，能应用于不同 物理量的检测；针对同一传感器，能设计不同 变换电路。方案改进能力：对于传感器或无线 传感器网络的多个解决方案，能够从多角度进 行分析和比较，并根据问题特征选择传感器的 研究路线以及设计实验方案。 作业 A3 期末考试 B3 项目作业 C3 目标达成度 = 总分 平均分 总分 平均分 总分 平均分 3 3 3 3 3 3 C 0.25* B 0.25* 0.5* A B C A 6、本课程与其它课程的联系与分工 先修课程：电路分析基础（+实验），数字电子技术（+实验），模拟电子技术（+实验）， 高频电子线路（高频电子线路实验），电子工艺实习，电子线路 CAD 设计，微处理器及接口 技术(+实验)，高级语言程序设计（含上机）。 后续课程：信息系统综合设计 I，毕业设计。 7、建议教材及教学参考书 [1] 梁森、欧阳三泰、王侃夫，《自动检测技术及应用（第 3 版）》，机械工业出版社
2018年。 [2]梁森，《传感器与检测技术项目教程》，机械工业出版社，2016年。 [3]刘娇月、杨聚庆，《传感器技术及应用项目教程》，机械工业出版社，2016年。 [4]许毅，《无线传感器网络技术原理及应用》，清华大学出版社，2015年。 8、评分标准 期末考试以闭卷为主，试题包括基本理论与方法、工作原理和典型应用，题型可采用简 答、分析、计算和设计等方式。评分标准见具体试卷。 课外作业评分标准表 观测，点 9 作业完成进度 提前完成 按时完成 延迟完成 补交或未变 (权童0.1) 基本概念掌提准度（权 概念清晰，分析得 主要概念清晰，但 部分概念清晰，分 基本概念不清晰 重0.3) 逆 部分分析有误 析中有明显知识 漏洞 解决问题方案正喷性 方素能够解决问 方案主要思路、过 方景部分可行。 不能制定方案 (权重0.5) 题，思路清晰，计 程和计算过程正 算正确。 确。 作业完成态度 书写工整、清晰， 书写清晰，主要特 能辨识，部分特 不能辨识，特号、 (权重0.2) 符号、单位等按规 号、单位等按规范 号、单位等按规范 草位等不按服规 范执行。 执行。 执行。 范。 项目评分标准表 观测点 A 心 C D 创断性（权重0.2） 提前完成 按时完成 延迟完成 补变或未交 解决问题方聚正确性 方素能够解决问 方案主要思路、过 方案部分可行。 不能制定方景 (权重0.3) 题，思路清晰，计 程和计算过程正 算正确。 确。 工作量（权重0.2） 工作量他满，所有 工作量较为他满， 工作量一般，基本 工作量较少，只实 功能都能演示 主要功能都已实 实现功能 现少教功能 现 课堂江报（权重0.2） 江报完整流准 汇报较为完整流 汇报基本完整流 江报不完整流稚 程 程 工作态度（权重0.1） 项目报告按规范 项目报告主要部 项目报告基本按 项目报告不按规 摸写，书写工整、 分按规范操写，书 规范换写，能辨 范换写，不能辨 清晰，符号、单位 写清晰，主要特 识，部分特号、单 识，特号、单位等 等按规范执行。 号、单位等按规范 位等按规范执行。 不按服规范。 执行
2018 年。 [2] 梁森，《传感器与检测技术项目教程》，机械工业出版社，2016 年。 [3] 刘娇月、杨聚庆，《传感器技术及应用项目教程》，机械工业出版社，2016 年。 [4] 许毅，《无线传感器网络技术原理及应用》，清华大学出版社，2015 年。 8、评分标准 期末考试以闭卷为主，试题包括基本理论与方法、工作原理和典型应用，题型可采用简 答、分析、计算和设计等方式。评分标准见具体试卷。 课外作业评分标准表 观测点 A B C D 作业完成进度 （权重 0.1） 提前完成 按时完成 延迟完成 补交或未交 基本概念掌握程度（权 重 0.3） 概念清晰，分析得 当 主要概念清晰，但 部分分析有误 部分概念清晰，分 析中有明显知识 漏洞 基本概念不清晰 解决问题方案正确性 （权重 0.5） 方案能够解决问 题，思路清晰，计 算正确。 方案主要思路、过 程和计算过程正 确。 方案部分可行。 不能制定方案 作业完成态度 （权重 0.2） 书写工整、清晰， 符号、单位等按规 范执行。 书写清晰，主要符 号、单位等按规范 执行。 能辨识，部分符 号、单位等按规范 执行。 不能辨识，符号、 单位等不按照规 范。 项目评分标准表 观测点 A B C D 创新性（权重 0.2） 提前完成 按时完成 延迟完成 补交或未交 解决问题方案正确性 （权重 0.3） 方案能够解决问 题，思路清晰，计 算正确。 方案主要思路、过 程和计算过程正 确。 方案部分可行。 不能制定方案 工作量（权重 0.2） 工作量饱满，所有 功能都能演示 工作量较为饱满， 主要功能都已实 现 工作量一般，基本 实现功能 工作量较少，只实 现少数功能 课堂汇报（权重 0.2） 汇报完整流程 汇报较为完整流 程 汇报基本完整流 程 汇报不完整流程 工作态度（权重 0.1） 项目报告按规范 撰写，书写工整、 清晰，符号、单位 等按规范执行。 项目报告主要部 分按规范撰写，书 写清晰，主要符 号、单位等按规范 执行。 项目报告基本按 规范撰写，能辨 识，部分符号、单 位等按规范执行。 项目报告不按规 范撰写，不能辨 识，符号、单位等 不按照规范