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《现代传感器技术》教学大纲
一、课程性质、目的和要求
现代传感器技术是构成现代信息技术系统的三大主要内容之一，传感器在信息的获取和传输中起着关键作用，对于电子信息专业的学生来说是非常重要的一门学科。通过本课程的学习，学生应掌握常用传感器的主要种类和基本工作原理、基本特性和测量方法；能够正确合理的选用传感器和设计数据采集系统，具有分析和处理测试结果的初步能力；了解半导体传感器技术的新进展，为后续课程的学习和今后从事研究工作奠定必要的基础。
二、课程内容及学时分配
第一章引言（2学时）
教学要求：掌握传感器的概念、分类、用途、基本结构；了解传感器的历史、发展趋势；掌握传感器静态特性、动态特性的概念及表示方法；理解动态特性的研究方法。重点：传感器静态特性、动态特性
难点：动态特性及其性能指标
第二章应变式传感器（4学时）
掌握应变式传感器的工作原理、主要特性，测量电路的设计及计算，温度误差与补偿；理解应变片的主要特性、应用，了解应变片类型，粘贴工艺；了解压阻式传感器原理。重点：直流电桥的计算
难点：温度误差的补偿方法
第三章光电式传感器（4学时）
掌握光电式传感器工作原理和结构类型，光电式传感器的特点、应用；了解光电耦合器件、光导摄像管、CCD图像传感器的原理和应用。
重点：光电效益、光传感器的特性
难点：光电传感器的物理效应
第四章光纤传感器（4学时）
掌握光纤的基本原理、光纤传感器的基本原理。了解光纤机械量传感器、光纤热传感器、光纤电磁量传感器、医用光纤传感器、监测大气污染传感器的工作原理及应用。
重点：光纤传感器的基本原理
难点：光调制技术
第五章变磁阻式传感器（3学时）
掌握电感式传感器工作原理、设计原则，差动变压器式传感器工作原理，电动式传感器工作原理；了解差动变压器式传感器的转换电路。
重点：差动变压器式传感器的输出特性
难点：螺管形差动变压器基本原理
第六章压电传感器（2学时）
掌握压电效应及其物理解释，压电元件常用结构形式，测量电路；了解压电材料及主要
特性、应用举例；了解声表面波传感器的基本原理；了解超声波传感器、探伤仪，无损检测等原理。
重点：压电效应、测量电路
难点：压电效应的物理解释、电荷放大器与电压放大器的对比
第七章半导体传感器（5学时）
掌握半导体温度传感器的原理和测量电路；了解半导体湿度、气体传感器的原理及主要特性、应用举例。
重点：半导体温度传感器的原理、传感器特性、测量电路
难点：半导体温度传感器的测量电路
第八章传感器电路（2学时）
掌握传感器电路的匹配、放大、信号处理、信号传输电路以及抗干扰的一般性设计；应用举例。
重点：传感器电路的匹配、信号处理方法
难点：信号处理电路设计
三、本门课程与其它课程关系
学生学完电路、模拟电子技术基础、普通物理学等课程后可以学习本课程。
四、课程教学方法与手段
本课程在内容上应尽量联系实际，在讲解上着重物理概念的阐述，讲清结构、原理、特性，在应用方面介绍相关典型物理量测量的例子，使学生对传感器有一个实用的概念。对于更前沿、深入的问题，学生可参阅相关参考资料。教学以课堂讲授为主，为培养学生的操作技能，安排6个学时实验时间，以增强学生的电路设计能力，加深对传感器原理和特性的理解，要求学生体会各种传感器的特点，借助各种参考书，扩大知识面，加深理解，了解半导体传感器技术的新进展。
五、课程考核要求及方式
考核方式采用平时成绩与期终成绩相结合的方式。平时成绩包括课外作业和实验成绩等，占40%；期终成绩为闭卷考试成绩，占60%。
六、实践教学内容安排
本课程安排6个学时实验，通过实验系统动手实现。
1． 电阻式传感器的应用（2学时）
内容：熟悉传感器实验系统，应变片的布置与粘贴，设计金属箔式应变片检测电路实验，并对半桥、全桥测量电路的性能比较。
目的：通过实验使学生熟悉传感器实验系统，进一步掌握各种电阻式传感器的工作过程及基本结构，学会位移、压力信号的检测方法和常用仪表，了解位移、压力测量的重要性和普遍性，掌握一定的调节技能。
要求：加深对电阻式传感器原理的理解，熟悉传感器的构造原理、使用方法、性能参数和选用原则，学会应变测量的方法。
方式：在实验系统上实验
2． 差动变压器式电感传感器的应用（2学时）
内容：设计差动变压器式电感传感器的测量电路，并进行测量。
目的：通过本次实验使同学们进一步了解差动变压器式传感器的结构原理，掌握这种传感器的常用测量电路的工作原理和性能特点。
要求：掌握这种传感器基本性能的标定方法。
3． 压电加速度传感器的应用（2学时）
内容：设计压电加速度传感器的测量电路并进行测量。
目的：通过本次实验使同学们进一步了解压电加速度传感器的结构原理，掌握这种传感器的常用测量电路的工作原理和性能特点。
要求：设计出测量电路并进行测量。
方式：在实验系统上实验
七、推荐教材及参考书
教材：
栾桂冬等编著：《传感器及其应用》，西安电子科技大学出版社，2002年第1版。参考书：
1．刘迎春等编著：《传感器原理、设计与应用》，国防科技大学出版社，2004年第4版。
2．徐科军等编著：《传感器与检测技术》，电子工业出版社，2006年。
3．郁有文等编著：《传感器原理及工程应用》，西安电子科技大学出版社，2000年。
4．宋文绪等编著：《传感器与检测技术》，高等教育出版社，2004年。
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