《传感器与检测技术》课程教学大纲 课程中文名称：传感器与检测技术 课程英文名称：Sensor and Testing Techniques 课程编号：16102 课程性质：专业基础课 学时：总学时36、理论课学时26、实验课学时10 学分：2 适用对象：机械设计制造及其自动化 先修课程：高等数学、大学物理、电工电子 课程简介： 传感器与检测技术课程主要讲解有关传感器检测技术的基知识、研究各类传感器的原理、结构， 测量电路和应用方法。主要包括电阻式、电容式、电感式、压电式等常用传感器及新型传感技术等。 通过本课程的学习，可使学生掌握常用传感器的工作原理和应用场合，能够运用实验手段进行位移 振动及应变、应力和扭矩的测量，为今后从事工程工作或进行科学研究奠定良好的基础 一、教学目标及任务 本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础课。学生通过本课程的学习，在掌握常 用传感器的工作原理、应用方法和检测系统的设计、分析方法等知识的基础上，能够根据工程需要 选用合适的传感器对位移 应变、应力和扭矩 物 里量进行测量， 并能够对检测系统性能进 行分析，对测得的数据进行处理，初步具有从事检测和控制系统工作的能力 二、学时分配 章节 理论数学内容 理论学时 实哈项日 实验学时 第一章 绪论 2 第二章传感器与测试技术的基本知识 第二音 电阻式传感器 金屈箔式应变片全桥性能实验 2 第四章 电感式传威器 动变压器的性能实验 第五章 电容式传感器 电容式传感器的位移特性实验 第六草 压电式传感器 压电式传感器测振动实验 2 第音 磁电式传感器 霍尔测速实验 2 第八章 光电式传感器 第九章 热电式传感器 三、教学内容及教学要求 第一章绪论(2学时) 教学要求：了解传感器与检测技术在工程中的地位和发展状况，掌握传感器的组成、分类和本
《传感器与检测技术》课程教学大纲 课程中文名称：传感器与检测技术 课程英文名称：Sensor and Testing Techniques 课程编号：Zj16102 课程性质：专业基础课 学 时：总学时 36、理论课学时 26、实验课学时 10 学 分：2 适用对象：机械设计制造及其自动化 先修课程：高等数学、大学物理、电工电子 课程简介： 传感器与检测技术课程主要讲解有关传感器检测技术的基知识、研究各类传感器的原理、结构、 测量电路和应用方法。主要包括电阻式、电容式、电感式、压电式等常用传感器及新型传感技术等。 通过本课程的学习，可使学生掌握常用传感器的工作原理和应用场合，能够运用实验手段进行位移、 振动及应变、应力和扭矩的测量，为今后从事工程工作或进行科学研究奠定良好的基础。 一、教学目标及任务 本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础课。学生通过本课程的学习，在掌握常 用传感器的工作原理、应用方法和检测系统的设计、分析方法等知识的基础上，能够根据工程需要 选用合适的传感器对位移、振动、应变、应力和扭矩等物理量进行测量，并能够对检测系统性能进 行分析，对测得的数据进行处理，初步具有从事检测和控制系统工作的能力。 二、学时分配 章节 理论教学内容 理论学时 实验项目 实验学时 第一章 绪论 2 第二章 传感器与测试技术的基本知识 2 第三章 电阻式传感器 4 金属箔式应变片全桥性能实验 2 第四章 电感式传感器 4 差动变压器的性能实验 2 第五章 电容式传感器 3 电容式传感器的位移特性实验 2 第六章 压电式传感器 3 压电式传感器测振动实验 2 第七章 磁电式传感器 2 霍尔测速实验 2 第八章 光电式传感器 3 第九章 热电式传感器 3 三、教学内容及教学要求 第一章 绪论（2 学时） 教学要求：了解传感器与检测技术在工程中的地位和发展状况，掌握传感器的组成、分类和本
课程的学习内容与要求。 教学重点与难点：本课程的学习内容和要求 教学内容 第一节传感器与测试技术概述 第二节传感器的组成及分类 1.传感器的组成 2.传感器的分类 传感器 测试技术在工程中的地位 4.传感器与测试技术的发展状况 第三节本课程的学习内容与要求 本章习题要点： 什么是传感器？它由那几个部分组成？分别起到什么作用？传感器的发展动向表现字哪 几个方面？ 第二章传感器与测试技术的基本知识(2学时) 教学要求：了解非电量电测系统的组成，掌握传感器与测试系统的静、动态特性，理解测量误 差的表示方法，能够正确处理测量数据、计算误差。 教学重点与难点：传感器与测试系统的动态特性 教学内容 第一节传感器与测试系统特性 1.非电量电测系统的组成 2.传感器与测试系统的静态特性 3.传感器与测试系统的动态特性 第二节测量的基础知识 1.测量方法 2.测量数据处理及表述 3.误差的定义和分类 木音可题重占】 传感器静态参数有哪些？各参数代表什么意义？动态参数有哪些？应如何选择？计算传 感器的灵敏度和测试系统的总灵敏度 第三章电阻式传感器(4学时) 教学要求：了解电阻式传感器的分类，熟练掌握各类电阻传感器的工作原理、测量电路和应用 范围 教学重点与难点：各类电阻传感器的工作原理和应用 教学内容： 第一节电阻应变式传感器 1.电阻应变片的工作原理 2.由阻应变片的特性 3.电阻应变片的结构和种类 4.电阻应变片的温度误差及补偿 5.电阻应变片的测量电路 6.电阻应变片的应用 第二节压阻式传感器
课程的学习内容与要求。 教学重点与难点：本课程的学习内容和要求。 教学内容： 第一节 传感器与测试技术概述 第二节 传感器的组成及分类 1．传感器的组成 2．传感器的分类 3．传感器与测试技术在工程中的地位 4．传感器与测试技术的发展状况 第三节 本课程的学习内容与要求 本章习题要点： 什么是传感器？它由那几个部分组成？分别起到什么作用？传感器的发展动向表现字哪 几个方面？ 第二章 传感器与测试技术的基本知识（2 学时） 教学要求：了解非电量电测系统的组成，掌握传感器与测试系统的静、动态特性，理解测量误 差的表示方法，能够正确处理测量数据、计算误差。 教学重点与难点：传感器与测试系统的动态特性。 教学内容： 第一节 传感器与测试系统特性 1．非电量电测系统的组成 2．传感器与测试系统的静态特性 3．传感器与测试系统的动态特性 第二节 测量的基础知识 1．测量方法 2．测量数据处理及表述 3．误差的定义和分类 本章习题要点： 传感器静态参数有哪些？各参数代表什么意义？动态参数有哪些？应如何选择？计算传 感器的灵敏度和测试系统的总灵敏度。 第三章 电阻式传感器（4 学时） 教学要求：了解电阻式传感器的分类，熟练掌握各类电阻传感器的工作原理、测量电路和应用 范围。 教学重点与难点：各类电阻传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节 电阻应变式传感器 1．电阻应变片的工作原理 2．电阻应变片的特性 3．电阻应变片的结构和种类 4．电阻应变片的温度误差及补偿 5．电阻应变片的测量电路 6．电阻应变片的应用 第二节 压阻式传感器
1.压阻式传感婴的工作原理 2.压阻式传感器的结构和主要特性 3.压阻式传感器的测 量电路 4.压阻式传感器的应用 第三节电位器式传感器 1.电位器式传感器的工作原理 2.电位器式传感器的结构和主要特性 3.电位器式传感器的应用 本章习恩要点 什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？应变片产生温度误差的原因及减 小或补偿温度误差的方法是什么？电桥平衡条件是什么？已知应变，求电桥的输出。 第四章电感式传感器(4学时) 教学要求：了解电感式传感器的分类，熟练掌握各类电感式传感器的工作原理、测量电路和应 用。 教学重点与难点：各类电感式传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节白成式传感器 1.自感式传感器的工作原理及结构 2.自感式传感器的测量电路 3.自感式传感器的应用 第二节差动变压器式传感器 1,差动变压器式传成器的工作原理、结构及特性 2.差动变压器式传感器的测量电路 3.差动变压器式传感器的应用 第三节涡流式电感传感器 1.涡流式电感传感器的结构和工作原理 2.涡流式电感传感器的测量电路 3。流式电感传感器的应用 本章习题要点 电感式传感器分为几类？自感式传感器与颤动变压器式传感器的异同是什么？涡流式传 感器的工作原理和主要优点是什么？电涡流式传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量。 第五章电容式传感器(3学时) 教学要求：了解电容式传感器的分类，熟练掌握各类电容式传感器的工作原理、测量电路和应 用。 教学重点与难点：各类电容式传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节电容式传感器的工作原理和结构 1。由容式传成的工作原理 2。电容式传感器的结构类 第二节电容式传感器的主要性能和特点 1.电容式传感器的主要性能 2.电容式传感器的主要特点
1．压阻式传感器的工作原理 2．压阻式传感器的结构和主要特性 3．压阻式传感器的测量电路 4．压阻式传感器的应用 第三节 电位器式传感器 1．电位器式传感器的工作原理 2．电位器式传感器的结构和主要特性 3．电位器式传感器的应用 本章习题要点： 什么是应变效应？什么是压阻效应？什么是横向效应？应变片产生温度误差的原因及减 小或补偿温度误差的方法是什么？电桥平衡条件是什么？已知应变，求电桥的输出。 第四章 电感式传感器（4 学时） 教学要求：了解电感式传感器的分类，熟练掌握各类电感式传感器的工作原理、测量电路和应 用。 教学重点与难点：各类电感式传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节 自感式传感器 1．自感式传感器的工作原理及结构 2．自感式传感器的测量电路 3．自感式传感器的应用 第二节 差动变压器式传感器 1．差动变压器式传感器的工作原理、结构及特性 2．差动变压器式传感器的测量电路 3．差动变压器式传感器的应用 第三节 涡流式电感传感器 1．涡流式电感传感器的结构和工作原理 2．涡流式电感传感器的测量电路 3．涡流式电感传感器的应用 本章习题要点： 电感式传感器分为几类？自感式传感器与颤动变压器式传感器的异同是什么？涡流式传 感器的工作原理和主要优点是什么？电涡流式传感器除了能测量位移外，还能测量哪些非电量。 第五章 电容式传感器（3 学时） 教学要求：了解电容式传感器的分类，熟练掌握各类电容式传感器的工作原理、测量电路和应 用。 教学重点与难点：各类电容式传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节 电容式传感器的工作原理和结构 1．电容式传感器的工作原理 2．电容式传感器的结构类型 第二节 电容式传感器的主要性能和特点 1．电容式传感器的主要性能 2．电容式传感器的主要特点
第三节电容式传感器的测量电路 1.调频电路 2. 运算放大器式电路 3。脉冲宽度调制电路 第四节电容式传感器的应用 1.电容式加速度传感器 2.电容式液位传感器 电容 传声器 本章习题要点 电容式传感器的优缺点是什么？阐述消除和减少寄生电容影响的几种方法和原理。电容式 传感器测量电路的作用是什么？已知电容器的结构参数，求电容式传感器的输出或灵敏度。 第六章压电式传感器(3学时) 教学要求：了解压电式传感器的分类，熟练掌握各类压电式传感器的工作原理、测量电路和应 用。 教学重点与难点：名类压电式传成器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节压电式传感器的工作原理 压电效 2.压电材料及其主要特性参数 第二节压电式传感器的测量电路 1.电压放大器电路 2。由荷放大器申路 第三节压电传感器的应用 压电式力传感器 2.压电式加速度传感器 本章习题要点： 简述正、逆压电效应。压电材料的主要特性参数有哪些？简述电压放大器和电荷放大器的 优缺点。能否用压电传感器测量静态压力？为什么？ 第七章磁电式传感器(2学时) 教学要求：了解磁电式传感器的分类，熟练掌握各类磁电式传感器的工作原理和应用。 数学重点与难点：各类磁电式传感器的工作原理和应用范。 教学内容： 第一节霍尔传感器 1.霍尔效应与霍尔元件 2.霍尔传感器的应用 第二节磁电感应式传感器 1,磁电感应式传感器的工作原理 2.磁电感应式传感器的应用 本章习题要点 说明雷尔效应的原理。磁电式传感器与电感式传感器有何不同？蛋尔元件在一定电流的控 制下，其霍尔电势与那些因素有关。 第八章光电式传感器(3学时)
第三节 电容式传感器的测量电路 1．调频电路 2．运算放大器式电路 3．脉冲宽度调制电路 第四节 电容式传感器的应用 1．电容式加速度传感器 2．电容式液位传感器 3．电容式传声器 本章习题要点： 电容式传感器的优缺点是什么？阐述消除和减少寄生电容影响的几种方法和原理。电容式 传感器测量电路的作用是什么？已知电容器的结构参数，求电容式传感器的输出或灵敏度。 第六章 压电式传感器（3 学时） 教学要求：了解压电式传感器的分类，熟练掌握各类压电式传感器的工作原理、测量电路和应 用。 教学重点与难点：各类压电式传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节 压电式传感器的工作原理 1．压电效应 2．压电材料及其主要特性参数 第二节 压电式传感器的测量电路 1．电压放大器电路 2．电荷放大器电路 第三节 压电传感器的应用 1．压电式力传感器 2．压电式加速度传感器 本章习题要点： 简述正、逆压电效应。压电材料的主要特性参数有哪些？简述电压放大器和电荷放大器的 优缺点。能否用压电传感器测量静态压力？为什么？ 第七章 磁电式传感器（2 学时） 教学要求：了解磁电式传感器的分类，熟练掌握各类磁电式传感器的工作原理和应用。 教学重点与难点：各类磁电式传感器的工作原理和应用范。 教学内容： 第一节 霍尔传感器 1．霍尔效应与霍尔元件 2．霍尔传感器的应用 第二节 磁电感应式传感器 1．磁电感应式传感器的工作原理 2．磁电感应式传感器的应用 本章习题要点： 说明霍尔效应的原理。磁电式传感器与电感式传感器有何不同？霍尔元件在一定电流的控 制下，其霍尔电势与那些因素有关。 第八章 光电式传感器（3 学时）
教学要求：了解光电式传感器的分类，熟练掌握各类光电式传感器的工作原理和应用。 教学重点与难点：各类光电式传感器的工作原理和应用。 教学内容 第一节光电效应与光电器件 1.光电效应及分类 2。光申器件 3.光申传感器的应用 第二节光纤传感器 1。光纤结构及原理 2.光纤传感器的工作原理及组成结构 3、光纤传感器的应用 第三节红外传感器 1.红外辐射 2。红外传感器的应用 第四节超声波传感器 1.超声波的特性 2.超声波传感器的工作原理与结构 3、招声波传感器的应用 本章习题要点： 什么是光电效应，依其表现形式如何分类，并予以解释。说明光纤传输原理。红外线最大 的特点是什么？超声波在介质中有哪些传播特性？什么是超声波的干涉现象。 第九章光电式传感器(3学时) 教学要求：了解热电式传感器的分类，熟练掌握各类热电式传感器的工作原理和应用。 教学重点与难点：各类热电式传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节热电偶 1.热电效应 2。热电偶的基本定律 3.常用热电偶 4.热电偶的冷端补偿 5.热电偶的应用 第二节热电阻 1.金属热电阻 2.半导体热敏电阻 3、热敏电阻的应用 第三节集成温度传感器 1。模拟集成温度传成器 2.智能集成温度传感器 3、华成温度传成器的应用 本章习题要点 说明热电偶测温原理及热电偶的基本定律。给定已知条件，计算热电偶冷端或热端温度。 试比较热电阻与热敏电阻的异同
教学要求：了解光电式传感器的分类，熟练掌握各类光电式传感器的工作原理和应用。 教学重点与难点：各类光电式传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节 光电效应与光电器件 1．光电效应及分类 2．光电器件 3.光电传感器的应用 第二节 光纤传感器 1．光纤结构及原理 2．光纤传感器的工作原理及组成结构 3、光纤传感器的应用 第三节 红外传感器 1．红外辐射 2．红外传感器的应用 第四节 超声波传感器 1．超声波的特性 2．超声波传感器的工作原理与结构 3、超声波传感器的应用 本章习题要点： 什么是光电效应，依其表现形式如何分类，并予以解释。说明光纤传输原理。红外线最大 的特点是什么？超声波在介质中有哪些传播特性？什么是超声波的干涉现象。 第九章 光电式传感器（3 学时） 教学要求：了解热电式传感器的分类，熟练掌握各类热电式传感器的工作原理和应用。 教学重点与难点：各类热电式传感器的工作原理和应用。 教学内容： 第一节 热电偶 1．热电效应 2．热电偶的基本定律 3.常用热电偶 4.热电偶的冷端补偿 5.热电偶的应用 第二节 热电阻 1．金属热电阻 2．半导体热敏电阻 3、热敏电阻的应用 第三节 集成温度传感器 1．模拟集成温度传感器 2．智能集成温度传感器 3、集成温度传感器的应用 本章习题要点： 说明热电偶测温原理及热电偶的基本定律。给定已知条件，计算热电偶冷端或热端温度。 试比较热电阻与热敏电阻的异同
四、考核方式及要求 该课程的总成绩由三部分组成：平时成绩（课堂考勤、课堂讨论参与情况）、实验成绩和考试 成绩。平时成绩占10%，实验成绩占20%，考试成绩占70%。缺勤一次扣5分，缺勤三次，取消该门 课程考核资格，按0分记。 五、教材及教学主要参考书 罗志增薛凌云主编.测试技术与传感器.第一版.西安电子科技大学出版社.2008年 李娟主编.传感器与测试技术第一版.北京航空航天大学出版社.2007年 杨清梅孙建民主编。传感器与测试技术.第一版.哈尔滨工程大学出版社.2005年 大纲制定人： 郑凤菊 大纲审定人： 张春雨 制定时间： 2011.7.1
四、考核方式及要求 该课程的总成绩由三部分组成：平时成绩（课堂考勤、课堂讨论参与情况）、实验成绩和考试 成绩。平时成绩占 10%，实验成绩占 20%，考试成绩占 70%。缺勤一次扣 5 分，缺勤三次，取消该门 课程考核资格，按 0 分记。 五、教材及教学主要参考书 罗志增 薛凌云主编.测试技术与传感器.第一版.西安电子科技大学出版社.2008 年 李娟主编.传感器与测试技术.第一版.北京航空航天大学出版社.2007 年 杨清梅 孙建民主编.传感器与测试技术.第一版.哈尔滨工程大学出版社.2005 年 大纲制定人： 郑凤菊 大纲审定人： 张春雨 制 定 时 间 ： 2011.7.1
