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传感器原理与应用

PrincipleandApplicationofSensor

【课程编号】RZ26216【课程类别】专业限选课

【学分数】3

【学时数】50=37+9+4【先修课程】电路原理

【适用专业】物理学

一、教学目的、任务

《传感器原理和应用》是电子及自动化专业的一门专业课。它有较强的实际

应用价值。通过学习本课程使学生掌握各类传感器的基本原理、主要性能及其结

构特点；能合理地选择和使用传感器；

掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法；了解传感器的发展动向。

二、课程教学的基本要求

现代信息产业的三大支柱是传感器技术﹑通信技术和计算机技术，它们分别

构成了信息系统的“感官”、“神经”和“大脑”。在机械工程中,传感器对于机械电子、

测量、控制、计量等领域都是必不可少的获取信息的关键部件。

鉴于上述认识并考虑学科特色,在本课程有限学时内,要求学生重点掌握下列

几方面的知识：⑴传感器的基本概念﹑术语和特性；⑵常用传感器的原理、结构

和应用；⑶传感器测量电路；⑷传感器的典型应用。

三、教学内容和学时分配1+2+7+6+3+3+7+3+3+3+3+3+3+3

=50

第1章传感与检测技术的理论基础1学时(课堂讲授1学时）

主要内容：

1.1测量概论

1.2测量数据的估计和处理

教学要求：

了解测量的基本概念，测量系统的特性，测量误差及数据处理的各种方法。

第2章传感器概述2学时

主要内容：

2.1传感器的组成与分类

2.2传感器的基本特性

教学要求：

熟悉传感器的输出--输入特性与内部结构参数有关的外部特性，掌握其

静态特性，动态特性的分析方法。

第3章应变式传感器7学时（课堂讲授4学时+实验课3学时）

主要内容：

3.1工作原理

3.2应变片的种类、材料及粘贴

3.3电阻应变片的特性

3.4电阻应变片的测量电路

3.5应变式传感器的应用

教学要求：

熟悉应变片传感器的工作原理及外部特性，了解其应用范围，掌握测量

电路的分析方法。

其它教学环节：实验一应变片性能测试实验3学时（课堂讲授2学时+

实验课1学时）

实验性质：验证性实验

实验内容：金属箔式应变片性能——单臂电桥、半桥和全桥。

实验目的与要求：掌握使用金属箔式应变片组成单臂电桥、半桥和全桥的方

法，了解在不同电路形式时电路的输出特性。

注意要点：确保接线正确，电源电压不能用错。

第4章电感式传感器6学时（课堂讲授3学时+实验课3学时）

主要内容：

4.1自感式电感传感器

4.2差动变压器式传感器

4.3电涡流式传感器

教学要求：

了解电感式传感器的应用范围，工作特点，掌握其组成的各种测量电路

的分析方法及组成特点。

其它教学环节：实验二电涡流式传感器的静态位移性能3学时

实验性质：设计性实验

实验内容：电涡流式传感器的工作原理和工作情况，动手自制一个涡流探头，

利用实验室放大器及振荡器对不同被测材料（即混料）进行分选。

实验目的与要求：研究电涡流传感器特性，被测材料（（物质）对传感器的特

性的影响以及电涡流传感器的应用。

注意要点：确保接线正确，激励、响应线圈不能用错。

第5章电容式传感器3学时（课堂讲授2学时+实验课1学时）

主要内容：

5.1电容式传感器的工作原理和结构

5.2电容式传感器的灵敏度及非线性

5.3电容式传感器的等效电路

5.4电容式传感器的测量电路

5.5电容式传感器的应用

教学要求：

熟悉电容式传感器的工作原理