发布时间 : 星期三 文章《传感器与测试技术》教学大纲更新完毕开始阅读e639106eb107e87101f69e3143323968011cf415
《传感器与测试技术》教学大纲
课程编号：00804HX301
英文名称：Sensors and Measurement Technology
预修课程：大学物理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、信号系统与控制 学时安排：40学时，课堂教学32学时，实验教学8学时 学 分：2.5
一、课程概述
（一）课程性质地位
传感器及测试技术是摄取信息的关键，是现代信息系统和各种武器装备不可缺少的信息采集手段。本课程是仪器科学与技术学科测控技术与仪器本科专业的一门技术基础必修课，开设在大学三年级春季学期，既是前期课程的延续，又是学习后续各专业课的基础，在整个专业课程体系中起着承前启后的桥梁作用。通过课程学习加强学员传感器、测试技术的知识底蕴，提高学员对专业理论的认知能力，为解决工程测试问题打下基础，增强学员对专业技术工作适应能力和开发创新能力的作用。
（二）课程基本理念
课程教学紧紧围绕工程测试测试需求，以“科学引领工程、工程引入教堂、教员在研究中教、学员在实践中学”的教学理念为主导，将系统、传感器和测试技术等内容集成一起，加强技术基础教学的综合性、系统性，以学科专业的应用为大背景，体现传感器及测试科学和技术的相互关联和完整性。课堂教学注重知识的建构性、学习者的主导性以及学习的互动性，引导学生创造性地运用知识和能力，自主地发现问题、研究问题和解决问题，在研讨中积累知识、培养能力和活跃思维。
（三）课程设计思路
本课程围绕实现不失真测试这一问题，以测试系统特性-信号获取-信号加工和处理为主线，分三个大专题展开。第一专题为传感器与测试技术理论基础，讲述了传感器和测试系统的概念、信号分析、数据处理和测试系统的基本特性。第二专题为传感器原理及应用，重点讲述传感器的工作原理、分类结构、特性参数、测量电路及应用。采用按照原理分类介绍几大类型的传感器，既便于学生理解传感器原理，又便于掌握同类传感器的共性及不同类传感器的不同特点。第三专题为典型参量的测试。以测试原理和测试方法为主，着重强调传感器的应用，突出课程重点，充分考虑了传感器的实际应用功能和测试技术知识的系统性与内在联系。引导学生将基本理路基本分析方法用于解决实际问题，力求使学生了解测试技术的本质，提高解决实际问题的能力。
二、课程目标
（一）知识与技能
通过本课程学习，熟练掌握各类典型传感器的基本原理、基本技术特性及应用，掌握常见物理量的测试理论、方法和实验技术，了解传感器与测试技术在武器装备中的应用以及传
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感器技术的最新发展趋势，具有初步组建测试系统的能力，建立对武器装备技术特性的测量和分析意识，为从事武器装备关测试技术工作打下良好的基础。
（二）过程与方法
课程内容分为三大块：基础理论、典型传感器原理与应用以及典型参量的测试。在基础理论部分，采取“以兴趣为核心”的方式，让学员以从感兴趣和有亲身感知的事件中由实践到理论，从工程实际到科学认识传感器；再分门别类讲述每种传感器，由于传感器涉及知识面广、种类多、发展快，在讲解每种传感器时在内容的组织和讲解上采用基本相同的知识线路：传感器工作原理→分类及结构→工作特性参数→误差及补偿→基本信号调理电路→应用示例，这样有利于学生掌握重点内容，同时采取“以问题为核心”的方式，从科学到工程，引导学生对传感器工作原理进行探究，根据工程需要对科学问题进行提炼；在典型参量测试部分，采取“以案例或课题为核心”的方式，从科学到工程，从单元构建系统，进行设计学习。
（三）情感态度与价值观
通过本课程的学习，加深学员对传感器与测试技术在武器装备测试领域中地位的认同感，增强学员应用所学知识与技能服务于军队、献身国防的责任感、使命感和自信心；培养学员永不放弃追求真理的坚毅品质；培养学员独立思考、自主创新的科学精神。
三、内容标准
第一专题 传感器与测试技术理论基础
第一章 绪论 主要内容：
1．传感器的定义，传感器的分类，传感器的组成； 2．传感器与测试技术的重要性； 3．被测量的分类，测试系统的组成； 4．传感器与测试技术的发展动向； 5．课程的教材和内容。 教学重难点：
传感器的重要性，传感器的定义、组成。 教学要求：
1．掌握传感器的定义、组成； 2．掌握测试系统的构成；
3．了解传感器与测试技术在国民经济各个领域的应用； 4．了解传感器与测试技术的发展动向。 第二章 测试系统的特性分析
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主要内容：
1．测试系统的静态特性；
2．测试系统的动态特性及其动态参数的测试方法； 3．传感器的技术性能指标； 4．实现不失真测试的条件。 教学重难点：
传感器动态特性及其数学描述。 教学要求：
1．掌握测试系统静态特性的表示方法；
2．掌握一阶、二阶测试系统的动态特性及其动态参数的测试方法； 3．理解传感器的性能技术指标，了解改善传感器性能的技术途径； 4．掌握实现不失真测试的条件。
第二专题 传感器原理及应用
第三章 阻抗式传感器 第一节 电阻应变式传感器 主要内容：
1．电阻应变片的工作原理；
2．电阻应变片的温度误差及其补偿； 3．电阻应变式传感器的测量电路； 4．电阻应变式传感器的应用。 教学重难点：
1．电阻应变片的灵敏系数； 2．电阻应变式传感器的温度补偿。 教学要求：
1．掌握应变效应、压阻效应；
2．了解压阻式传感器的工作原理、基本结构和应用特点； 3．理解电阻应变式传感器温度误差产生的原因以及补偿的措施；
4．掌握电阻应变式传感器的测量电路，能用应变片正确组成电桥并完成相关计算。 第二节 电容式传感器 主要内容：
1．电容式传感器的工作原理； 2．电容式传感器的测量电路；
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3．影响电容式传感器精度的因素分析； 4．电容式传感器的应用。 教学重难点：
1．电容式传感器的灵敏度与非线性误差； 2．提高和改善电容式传感器精度的措施。 教学要求：
1．掌握电容式传感器的原理，并能结合应用设计电容式传感器；
2．掌握灵敏度与非线性误差的矛盾关系及解决办法，能进行相应的计算； 3．了解电容式传感器的等效电路，理解各种电容式传感器测量电路的特点； 4．了解电容式传感器的优缺点、影响精度因素及其改善措施。 第三节 电感式传感器 主要内容：
1．变磁阻式传感器； 2．差动变压器传感器； 3．涡流式传感器； 4．电感式传感器的应用。 教学重难点：
1．变隙式和螺管式自感式传感器的测量范围与灵敏度和线性度之间的关系； 2．零点残余电压；
3．差动变压器静态特性分析。 教学要求：
1．掌握电感式传感器的工作原理；
2．理解电感式传感器零点残余电压产生的原因、影响及消除方法； 3．理解电感传感器测量电路的工作原理及基本特点；
4．了解电感式传感器的主要应用领域、可测参数、测量系统及应用特点。 第四章 电动势式传感器 第一节 压电式传感器 主要内容：
1．压电式传感器的工作原理； 2．压电式传感器的等效电路； 3．压电式传感器的测量电路； 4．压电式传感器的应用。 教学重难点：
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