传感器与检测技术大纲(电气类).doc

课程名称：传感器与检测技术 课程学分：3 适用专业：电气信息类、计算机类 传感器与检测技术 教学大纲 （学时范围:　48学时） 一、课程性质与任务 测试与传感器技术是人类获取信息的基本手段之一，是科学研究的基本方法。因此，该课程是机械设计制造及自动化专业的技术基础选修课，是一个合格的机械工程师所必需具备的基础知识。本课程的主要任务是讲授机械工程测试中常用的各种传感器的工作原理、结构特点、测量输出电路及传感器实际应用知识和技能。二、课程内容及要求测试与传感器技术的课程内容主要有：敏感性材料，电阻式传感器，电容式传感器，电感式传感器，压电式传感器，磁电式传感器，光电式传感器，温度传感器，超声波传感器，传感器常用测量电路等。测试与传感器技术的课程主要要求有：1）要求同学掌握各种传感器的工作原理及其结构特点；2）要求同学掌握各种传感器的可测物理量及其测量范围；3）能够根据需要合理选用传感器；4）了解各种传感器的常用测量电路及其应用中应注意的问题。各章要求具体如下：第一章??（一）基本要求了解：熟悉：掌握：。（二）教学及考核内容1.?检测仪表的基本概念；2.?误差的分类及统计处理方法；3.?误差的传递法则；4.?测量不确定度及最小二乘法。第二章??电阻式传感器（一）基本要求了解：金属应变计和半导体应变计的电阻应变效应的特点和区别。熟悉：金属应变计在应力测试中的应用。掌握：电阻应变计式力传感器的设计和选用。（二）教学及考核内容1.金属应变计的电阻应变效应、类型和静、动态特性；2.?电阻应变计常用测量电路与在不同应力状态下的测量方法；3.?电阻应变计式力传感器的类型、设计方法和选用原则；4.?半导体压阻系数矩阵的计算和压阻式传感器的应用；5.?应变计测量中的温度补偿问题。第三章??电容式传感器（一）基本要求了解：电容式传感器的类型、结构特点和应用。熟悉：电容式传感器的测量电路和抗干扰措施。掌握：各种电容式传感器的灵敏度的计算方法。（二）教学及考核内容1.?电容式传感器的类型、结构特点和主要应用；2.?电容式传感器的主要测量输出电路及特点；3.?电容式传感器的抗干扰措施和“驱动电缆”的本质；4.?电容式传感器的灵敏度系数和有效灵敏度系数。第四章??电感式传感器（一）基本要求了解：电感式传感器的主要类型、结构特点和主要应用。熟悉：电感式传感器、电涡流传感器和压磁传感器的工作原理。掌握：1.感应同步器的工作原理、结构特点和应用；2.电涡流传感器的结构特点和应用。（二）教学及考核内容1.?自感式传感器的分类、结构特点、转换机理和应用；2.?实验数据的线性化处理方法；3.?螺管差动变压器式传感器的结构特点、工作原理和应用； 4.?零点残余电压及消除问题；5.?感应同步器的结构特点、工作原理、信号鉴别特点和应用； 6.?压磁式传感器的结构特点、工作原理和应用；7.?电涡流传感器的结构特点、工作原理和应用。第五章??压电式传感器（一）基本要求了解：石英压电材料的应变形式与压电效应，居里点的物理意义，三个压电常数与耦合系数之间关系。熟悉：压电器件的等效电路和电荷放大器的使用。掌握：1.压电陶瓷的压电性与极化处理；2.压电式传感器的选用原则和应用中注意的问题。（二）教学及考核内容1.?石英压电材料的压电性能，压电常数矩阵；2.?压电陶瓷的压电性、压电常数矩阵与极化处理问题；3.?三个压电常数与耦合系数之间关系；4.?压电器件的等效电路和电荷放大器；5.?压电式传感器的选用原则和应用中注意的问题。第六章??磁电式传感器（一）基本要求了解：磁电式传感器基本组成、转换原理和半导体磁阻器件的转换特性。 熟悉：磁电感应式传感器的结构、工作原理和应用。掌握：霍尔传感器的结构特点、工作原理和主要应用。（二）教学及考核内容1.?磁电感应式传感器的结构、工作原理和应用；2.?磁电感应式传感器的温度补偿问题；3.?霍尔效应、霍尔系数的意义和霍尔器件常用半导体材料的性能； 4.?霍尔传感器的结构特点、工作原理和主要应用；5.?半导体磁阻器件的磁阻效应，磁敏电阻中短路金属条的作用。第七章??光传感器（一）基本要求了解：光传感器的种类、主要工作原理和在机电一体化中的地位。熟悉：1.?内光电效应器件的结构特点、工作原理、性能和应用；2.?光量子型红外传感器的结构特点、工作原理、性能和应用；3.?电荷耦合器件（CCD）的结构特点、工作原理、性能和应用。 掌握：光导纤维的结构特点、工作原理、性能和应用。（二）教学及考核内容1.?半导体的光吸收特性与光电导效应，光导器件；2.?半导体的光生伏特效应与光敏二极管、三极管及光敏集成器件的特点和应用；3.?光量子效应与红外传感器的结构特点、工作原理及应用； 4.?电荷耦合器件（CCD）的结构特点（集成化的意义）、转换原理、电荷移位和输出特点及应用；