4332 课程教学大纲传感器原理与电路设计_梅江平_2017

天津大学传感器原理与电路设计课程教学大纲课程代码课程名称传感器原理与电路设计2010411学时32学分2授课上机280学时分配实验实践40实践（周）课后学习0更新时间2017授课学院机械工程学院适用专业机械设计制造及其自动化、工业设计、工业工程先修课程高等数学，大学物理，电气工程学概论一.课程简介此课程为高年级的专业选修课程，开课时间为三年级第二学期皆在为对传感器技术感性趣的学生讲授传感器原理及应用本课程特别注重传感器的外特性，与测量电路接口及工程应用范例通过本课程的学习，使学生能够合理地选择传感器，并应用于工程中二.教学基本要求本课程的教学除了课堂教学，还开展适量的实验教学通过课堂教学，掌握典型传感器的基本原理，主要外特性，与测量电路的接口能够根据需要选用适当的传感器；通过实验，使学生巩固所学的传感器基础知识，理解传感器与接口电路的正确连接方式以及了解传感器使用的注意事项课程目标

1.课程目标1:理解传感器的一般定义、组成、分类及动静态特性了解传感器技术发展趋势课程目标2掌握电阻式、电容式、电感式、光电式、磁阻式、光栅式等传感器基本工作原理及经典应用，学会传感器的选型原则课程目标3理解传感器信号检测及处理的常用检测电路及技术，了解虚拟仪器原理及检测系统基本知识课程目标与毕业要求指标点的对应关系

2.各项课程目标与毕业要求指标点的对应关系见表lo表《传感器原理与电路设计》课程目标与毕、也要求指标点的对应关系1序课程目标课程目标课程目标毕业要求指标点号

1231.1具有数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能够将上1/述知识用于描述机械工程领域设计、制造等方面的复杂工程问题；

2.3能够针对机械工程领域的复杂工程问题进行分析•、评价，以2/获得有效结论

12.1能够了解当前机械设计制造及其自动化领域的发展状态与3发展趋势三.教学内容课程教学内容、教学方式与的课程目标的对应关系见表2表《机械制造技术基础》课程目标与教学内容和方法的对应关系2学教学支撑课程章节知识点序号时方式目标

1.1传感器定义与组成敏感原件、转换元件课程目第1章概1L2传感器分类分类方法1讲授述标

11.3传感器技术发展集成化、智能化、网络化、微型化第2章传稳态信号、动态信号、传感器基本特性、传感

2.1传感器静态特性感器的器静态特性课程目22讲授标1基本特

2.2传感器动态特性瞬态响应、频率响应、传感器动态特性性

2.3传感器标定与校准标定、校准电阻式传感器、弹性效应、应变片、灵敏度系

3.1工作原理-应变效应数、电桥第3章电直流电桥、电压灵敏度、非线性误差、半桥、全3阻式传

3.2测量电路.直流电桥3讲授课程目标2桥感器柱（筒）式力传感器、环式力传感器、悬臂梁式

3.3典型应用力传感器、应变式压力传感器

4.1变磁阻式传感器电感式传感器、自感、变磁阻式传感器变隙电感式压力传感器、变隙式差动电感压力第4章电传感器、变隙式电感测微仪4感式传4讲授课程目标2互感、差动变压器、变隙式、变面积式和螺线感器

4.2差动变压器式传感器管式

4.3电涡流式传感器电涡流、电感式接近开关变面积型、变介质型、变极距型、调频电路、运第5章电

5.1电容式传感器原理算放大器、二极管双T型交流电桥、脉冲宽度5容式传调制电路2讲授课程目标2感器电容式压力/位移/加速度/厚度传感器、指纹

5.2电容式传感器应用识别、键盘、传声器、料位检测6第6章

6.1工作原理压电效应1讲授课程目压电式

6.2测量电路电荷放大器、电压放大器标1传感器

6.3典型应用电容式力/加速度传感器、血压计第7章磁

7.1电磁感应式传感器磁电感应式传感器、电磁流量计课程目7敏式传霍尔效应、霍尔元件、霍尔式传感器1讲授

7.2霍尔传感器标1感器热电效应、接触电动势、温差电动势、热电偶第8章热

8.1热电偶分度号、热电偶基本定律、热电偶的结构、电式传8热电偶温度补偿、测温电路、热电偶应用4讲授课程目标2感器

8.2热电阻伯热电阻、铜热电阻、

8.2热敏电阻热敏电阻、集成温度传感器

9.1概述光路基本形式光电效应、光电管、光电倍增管、

9.2光电效应与光电器件光敏电阻、光电池、光敏管、光耦合器第9章光

9.3CCD固体图像传感器电荷转移、视觉9电式传6讲授课程目标2码盘式、脉冲盘式、编码、辨向、测速、伺服感器

9.3光电式编码器电机

9.4计量光栅莫尔条纹、辨向和细分

9.5综合应用机器人位置/速度闭环实验电感式传感器、光电式传感器、图像传感器、应认知讲课程目10常规传感器认知2变片解标

110.1概述Labview第10章虚

10.2虚拟仪器开发环境前面板、工具箱、VI11拟仪4讲授课程目标

310.2虚拟仪器数据采集数据采集、数据处理器

10.2虚拟仪器工程实例机器人控制系统课程目标312实验机器人控制系统串联/并联/混联机器人2四.课程教学方法课堂讲授

1.）在教学过程中采用电子教案，视频、板书相结合，提高课堂教学信息量，增1PPT强教学的直观性）采用工程案例教学，激发学生主动学习的兴趣，针对复杂工程问题，引导培养学2生独立思考、分析问题和解决问题的能力）充分利用科研项目资源，提高学生学习兴趣及增强学生学习效果3实验教学

2.课程课内实验教学是本课程中重要的实践教学环节，目的是培养学生运用实验方法研究解决与课程授课内容相关的复杂工程问题的能力课程必做次2实验，要求学生分组完成，使学生认知常用传感器并用于机器人的位置/速度控制五.评价与考核方式课程成绩包括结课考试平时（作业、实验、出席）课程目标落实与学70%+30%o习成果观测见表3o表课程目标落实与学习成果观测3学习成果学习任务、过程和观测预期学习成果预设学习任务细化预期学习成果观测点掌握传感器定义、静动态特性期末考试试卷课程目标1了解传感器的最新发展文献阅读读书报告文献阅读基本定义、工作原理、典型应用课程目标2掌握各种传感器工作原理实验常用传感器认知期末考试试卷测量系统实验机器人控制课程目标3期末考试试卷平时成绩包括次读书报告及次实验读书报告每项以分计，读书报告评分2210标准见表实验分次，每次分分通过、不通过、没参与种成绩,通过得分、42535没通过得分、没参与不给分2表读书报告评分标准4观测点8~1分6~7分4~5分〜3分作业完成进度按时完成良按时完成中延时完成未完成报告规范性规范基本规范//报告逻辑性条理清晰基本清晰//书写的工整程度书写工整书写较工整//六.教材与主要参考资料教材胡向东，刘京诚，余成波等，传感器与检测技术，机械工业出版社，

2009.1主要参考文献王化祥，传感器原理及应用，天津大学出版社，

[1]2000周真，苑惠娟，传感器原理与应用，清华大学出版社，

[2]2011钱爱玲，钱显毅，传感器原理与检测技术，机械工业出版社，

[3]2015。