传感器原理与应用（第4版）教学教案.docVIP

2023/2024学年第2学期

《传感器原理与应用》教案

第一节：传感器概述

授课对象

传感器原理与应用

课程类型

专业课

所用教材

教材名称：传感器原理与应用[M]

作者：孟立凡

出版社：电子工业出版社时间：2020，12.

参考书目

1、李克杰等编著，《现代传感技术》，电子工业出版社，2005。

2、袁希光主编，《传感器技术手册》，国防工业出版社，1985。

授课章节

第1章第1节课

授课时数

2

教学辅助工具

投影仪、板书等

教

学

目

标

能够解释并分析传感器基本概念及其分类，结合项目实践加深学生对传感器的认识，发展学生的思维能力，培养学生专业兴趣。

重

难

点

分

析

重点

能够解释并分析传感器基本概念、组成、分类以及前沿发展动态

解决方法

结合加速度传感器、温度传感器、振动传感器等几种典型传感器进行对比介绍

难点

传感器在工程实践的结合运用

解决方法

结合横向项目“工业设备状态采集终端”，进行举例说明

课

程

思

政

思政

元素

目前主流芯片均为外国产品，我国芯片集成度方面有很大改进空间，需要大家积极进取，勇于探索，推动我国的芯片制造能力的发展。

融入

方法

由传感器智能化、集成化发展方向引入。我国近年来在芯片集成度方面有很大改进空间，需要进一步提升我国芯片制造能力的发展。

教

学

过

程

教学内容

时间分配

尽量做到面对学生并观察学生的面部表情，尽量做到边板书边讲解，尽量做到语言简练、不失幽默，营造课堂氛围。

（一）引入新课：

从信息对抗技术专业认识、培养过程、毕业去向、行业需求等总结传感器原理与应用课程学习的重要性，安排课程总体进度，提出传感器到底研究什么？

（二）讲授新课：

进程1：传感器定义与组成

讲解：由生活中、各类高新产业领域等新型电子领域产品引入，现代高新工业产品集成各类传感器，说明传感器的重要性。引入传感器的定义概念与组成；

举例：手机、平板电脑、汽车、机器人中传感器的应用；

提问：由举例产品中用到那些传感器？将那些物理量转换成那种信号？基本组成如何？（2个学生）

进程2：传感器分类

讲解：由传感器的基本发展历程出发，引入传感器的分类。讲述从不同角度出发，不同领域领域对传感器的分类不同。着重介绍从传感器的原理以及应用两个角度出发，传感器的分类方法以及判断方式。

特别强调：本课程后续章节以传感器原理（所利用的物理学效应）进行归纳分类。同一原理传感器可以测量不同物理量，测量同一个物理量可以用不同原理的传感器，着重区分按原理分类以及按应用分类。

举例：同样用于测量位移的传感器，根据其物理学效应可分为压电式、电容式、光电式位移传感器等。

进程3：传感器的前沿发展动向

讲解：从新材料、新现象、传感器的集成化（微细加工）以及智能化等方面介绍传感器的发展方向。

板书举例：新型的非接触温度场探测方式：红外温度场重建、超声温度场重建等方法。

（三）以师生互动的形式进行课堂小结和提问（2分钟）：

学习中、生活中见过哪些传感器？属于什么传感器？

（四）布置随堂作业

结合身边所见到的传感器，解释传感器的概念与组成？

15分钟

25分钟

20分钟

25分钟

2分钟

3分钟

作

业

布

置

查阅国内外相关文献，如何认识和理解传感器原理与应用？（1000字）；

教

学

反

思

本次课堂教学自我感觉良好，从身边实例出发引入新课程，启发式教学方法运用到位，尽管信息量较大，学生基本能够理解和掌握。不足的是互动不足，体验感不足。后续教学可以携带一些不同种类传感器进行示例讲解。

第二节：传感器的特性与标定（一）

授课对象

传感器原理与应用

课程类型

专业课

所用教材

教材名称：传感器原理与应用[M]

作者：孟立凡

出版社：电子工业出版社时间：2020，12.

参考书目

1、李克杰等编著，《现代传感技术》，电子工业出版社，2005。

2、袁希光主编，《传感器技术手册》，国防工业出版社，1985。

授课章节

第2章第1节课

授课时数

2

教学辅助工具

投影仪、板书等

教

学

目

标

能够列举并分析传感器的静态特性，明确各静态特性所描述的传感器具体性能；掌握一阶传感器传递函数以及动态特性的计算。

重

难

点

分

析

重点

传感器的静态特性含义以及计算方法

解决方法

实例教学：通过一组力传感器标定的标定数据，对各静态特性进行介绍并计算。

难点

传感器数学模型、传递函数以及一阶传感器的动态特性

解决方法

举例+板书：以位移传感器的等效弹簧-阻尼系统举例，板书一阶传感器的数学模型与传递函数的推导过程。

课

程

思

政

思政

元素

无

融入

方法

无

教

学

过

程

教学内容

时间分配

尽量做到面对学生并观察学生的面部表情，尽量做到边板书边讲解，尽量做到语言简练、不失幽默，营造课堂氛围。

（一）引入新课：

（1）通过提问