曲阜师范大学：电子信息工程专业《传感器原理及应用》课程教学大纲

“传感器原理及应用”课程教学大纲教研室主任：黄勇坚执笔人：王玉德一、课程基本信息开课单位：物理工程学院课程名称：传感器原理及应用课程编号：073202/074303英文名称：PrincipalandApplicationofSensor课程类型：专业方向限选课总学时：48理论学时：36实验学时：12学分：3开设专业：电子信息工程、通信工程、物联网工程先修课程：物理学、电路分析、模拟电路二、课程任务目标（一）课程任务《传感器原理与应用》是电子信息工程、通信工程专业的一门重要的专业方向限选课。本课程以对各种被测对象（如对温度、光、压力、磁、气体、湿度等等）敏感的传感器为主线，主要讲授各类常用传感器的原理、结构及其应用。学生通过学习可以掌握各类传感器的基本原理、典型的接口电路和应用电路，并能够自行设计出简单的具有一定实用功能的传感器应用电路。为从事传感器的研制、各类信息的采集和处理、各类自动控制电路的设计与开发和应用方面的工作打下坚实的基础。（二）课程目标在学完本课程之后，学生能够：1.掌握传统传感器、现代传感器的结构和工作原理，明确传感技术在工农业生产中的应用和重要地位：2.掌握传感器误差的来源及其传感器的类型选择与应用场合；3.了解传感器设计原则和方法：4.掌握新型传感器的类型和特性，学会应用传感器实现信号的转换与测量。三、教学内容和要求（一）理论教学的内容及要求

“传感器原理及应用”课程教学大纲 教研室主任：黄勇坚 执笔人：王玉德 一、课程基本信息 开课单位：物理工程学院 课程名称：传感器原理及应用 课程编号：073202/074303 英文名称：Principal and Application of Sensor 课程类型：专业方向限选课 总 学 时： 48 理论学时：36 实验学时：12 学 分：3 开设专业：电子信息工程、通信工程、物联网工程 先修课程：物理学、电路分析、模拟电路 二、课程任务目标 （一）课程任务 《传感器原理与应用》是电子信息工程、通信工程专业的一门重要的专业方向限选课。本课程 以对各种被测对象（如对温度、光、压力、磁、气体、湿度等等）敏感的传感器为主线，主要讲授 各类常用传感器的原理、结构及其应用。学生通过学习可以掌握各类传感器的基本原理、典型的接 口电路和应用电路，并能够自行设计出简单的具有一定实用功能的传感器应用电路。为从事传感器 的研制、各类信息的采集和处理、各类自动控制电路的设计与开发和应用方面的工作打下坚实的基 础。 （二）课程目标 在学完本课程之后，学生能够： 1.掌握传统传感器、现代传感器的结构和工作原理，明确传感技术在工农业生产中的应用和重 要地位； 2.掌握传感器误差的来源及其传感器的类型选择与应用场合； 3.了解传感器设计原则和方法； 4.掌握新型传感器的类型和特性，学会应用传感器实现信号的转换与测量。 三、教学内容和要求 （一）理论教学的内容及要求

第一章引言[教学内容]传感器的发展和作用：传感器的概念：传感器的分类；传感器的性能与评价。[教学要求]了解传感器的发展与在工农业生产中的应用：掌握传感器的分类与性能指标。[教学重点]传感器的概念、传感器的分类、传感器的性能与评价[教学难点]传感器的性能与评价第二章应变式传感器[教学内容]电阻应变效应；应变计的主要特性；应变计的粘贴；电桥原理及电桥应变计电路；温度误差及其补偿：电阻应变仪及几种新型传感器。[教学要求]掌握电阻应变效、：应变计的主要特性和应变计的粘贴技术：学会应用电桥应变计电路：了解温度误差及其补偿的措施：了解电阻应变仪及几种新型传感器的性能和选择原则。[教学重点]电阻应变效应：应变计的主要特性：应变计的粘贴；电桥原理及电桥应变计电路。[教学难点]温度误差及其补偿第三章光电式传感器【教学内容]光电效应：热释电效应：光的吸收系数：光电传感器的特性表示法：光电传感器。[教学要求]掌握光电效应的概念及热释电效应：了解光电传感器的结构及工作原理：会表示光电传感器的特性。[教学重点]光电效应：光电传感器的特性表示法。[教学难点]热释电效应、光的吸收系数第四章光纤传感器

第一章 引言 [教学内容] 传感器的发展和作用；传感器的概念；传感器的分类；传感器的性能与评价。 [教学要求] 了解传感器的发展与在工农业生产中的应用；掌握传感器的分类与性能指标。 [教学重点] 传感器的概念、传感器的分类、传感器的性能与评价 [教学难点] 传感器的性能与评价 第二章应变式传感器 [教学内容] 电阻应变效应；应变计的主要特性；应变计的粘贴；电桥原理及电桥应变计电路；温度误差及 其补偿；电阻应变仪及几种新型传感器。 [教学要求] 掌握电阻应变效、；应变计的主要特性和应变计的粘贴技术；学会应用电桥应变计电路；了解温 度误差及其补偿的措施；了解电阻应变仪及几种新型传感器的性能和选择原则。 [教学重点] 电阻应变效应；应变计的主要特性；应变计的粘贴；电桥原理及电桥应变计电路。 [教学难点] 温度误差及其补偿 第三章光电式传感器 [教学内容] 光电效应；热释电效应；光的吸收系数；光电传感器的特性表示法；光电传感器。 [教学要求] 掌握光电效应的概念及热释电效应；了解光电传感器的结构及工作原理；会表示光电传感器的 特性。 [教学重点] 光电效应；光电传感器的特性表示法。 [教学难点] 热释电效应、光的吸收系数 第四章光纤传感器

[教学内容]光导纤维；强度型光纤传感器：干涉型光纤传感器。[教学要求]了解光纤传感器的工作原理以及传感器的选择原则。[教学重点]强度型光纤传感器、干涉型光纤传感器[教学难点]光导纤维第五章变磁阻式传感器[教学内容]电感式传感器：差动式电感传感器：差动变压器式传感器。[教学要求]了解变磁阻式传感器的分类方法；掌握变磁阻式传感器的工作原理。[教学重点]变磁阻式传感器的工作原理【教学难点]】变磁阻式传感器的工作原理第六章压电传感器[教学内容]晶体的压电效应：压电加速度传感器；压电谐振式传感器：声表面波传感器。[教学要求]了解压电式传感器的概念与分类方法：掌握晶体的压电效应概念。[教学重点]晶体的压电效应、压电加速度传感器、压电谐振式传感器[教学难点]晶体的压电效应第七章半导体传感器[教学内容]半导体温度传感器：半导体湿度传感器：半导体气体传感器：半导体磁敏传感器。[教学要求]了解半导体式传感器的概念与分类方法：掌握半导体传感器的工作原理

[教学内容] 光导纤维；强度型光纤传感器；干涉型光纤传感器。 [教学要求] 了解光纤传感器的工作原理以及传感器的选择原则。 [教学重点] 强度型光纤传感器、干涉型光纤传感器 [教学难点] 光导纤维 第五章变磁阻式传感器 [教学内容] 电感式传感器；差动式电感传感器；差动变压器式传感器。 [教学要求] 了解变磁阻式传感器的分类方法；掌握变磁阻式传感器的工作原理。 [教学重点] 变磁阻式传感器的工作原理 [教学难点] 变磁阻式传感器的工作原理 第六章压电传感器 [教学内容] 晶体的压电效应；压电加速度传感器；压电谐振式传感器；声表面波传感器。 [教学要求] 了解压电式传感器的概念与分类方法；掌握晶体的压电效应概念。 [教学重点] 晶体的压电效应、压电加速度传感器、压电谐振式传感器 [教学难点] 晶体的压电效应 第七章半导体传感器 [教学内容] 半导体温度传感器；半导体湿度传感器；半导体气体传感器；半导体磁敏传感器。 [教学要求] 了解半导体式传感器的概念与分类方法；掌握半导体传感器的工作原理

[教学重点]半导体温度传感器：半导体湿度传感器[教学难点]半导体磁敏传感器第八章电位器式传感器[教学内容]线性电位器：非线性电位器：负载特性与负载误差；电位器式传感器。[教学要求]了解电位器式传感器的概念与分类方法：了解电位器是传感器的负载特性与负载误差。[教学重点]线性电位器、非线性电位器：[教学难点]负载特性与负载误差第九章传感器电路[教学内容]传感器的匹配：信号处理电路：信号传输：抗干扰设计：实际传感器电路举例。[教学要求]掌握传感器的匹配与信号处理电路；了解传感器电路的抗干扰设计方法。[教学重点]传感器的匹配、信号处理电路、信号传输【教学难点】抗干扰设计（二）实验教学内容和要求1.金属箔式应变电桥实验了解金属箔应变片的工作原理，学会应用金属箔应变片构造单臂测量电桥；2.光电式传感器的性能测试学会测试光电式传感器的性能，了解信号调理电路的实现方法与调试过程3.光纤位移传感器的动态性能测试了解光纤位移传感器的动态性能，学会应用光纤式传感器；4.电感式传感器的特性测试实验学会应用信号调理电路测试电感式传感器的特性

[教学重点] 半导体温度传感器；半导体湿度传感器 [教学难点] 半导体磁敏传感器 第八章电位器式传感器 [教学内容] 线性电位器；非线性电位器；负载特性与负载误差；电位器式传感器。 [教学要求] 了解电位器式传感器的概念与分类方法；了解电位器是传感器的负载特性与负载误差。 [教学重点] 线性电位器、非线性电位器； [教学难点] 负载特性与负载误差 第九章传感器电路 [教学内容] 传感器的匹配；信号处理电路；信号传输；抗干扰设计；实际传感器电路举例。 [教学要求] 掌握传感器的匹配与信号处理电路；了解传感器电路的抗干扰设计方法。 [教学重点] 传感器的匹配、信号处理电路、信号传输 [教学难点] 抗干扰设计 （二）实验教学内容和要求 1.金属箔式应变电桥实验 了解金属箔应变片的工作原理，学会应用金属箔应变片构造单臂测量电桥； 2.光电式传感器的性能测试 学会测试光电式传感器的性能，了解信号调理电路的实现方法与调试过程 3.光纤位移传感器的动态性能测试 了解光纤位移传感器的动态性能，学会应用光纤式传感器； 4. 电感式传感器的特性测试实验 学会应用信号调理电路测试电感式传感器的特性

5.AD590集成温度传感器的性能测试与应用学会调试温度传感器的调理电路，学会进行零度和满度调整：6.小型温度（或压力）测试系统的设计与实现在老师指导下完成小型温度或压力测试系统的设计四、学时分配各教学环节学时分配章次上课小计讲授实验习题讨论备注机外22第一章引言642第二章应变式传感器2642第三章光电式传感器642第四章光纤传感器2624第五章变磁阻式传感器44第六章压电传感器642第七章半导体传感器第八章电位器式传感器44862第九章传感器电路3612484合计五、考核说明本课程考试方式为闭卷、笔试，成绩评定采用平时的作业、实验成绩占总评成绩的10%，期中考试占总评成绩的20%，期末考试成绩占总评成绩的70%六、主要教材及教学参考书目（一）主要教材栾桂东.传感技术及应用.西安：西安电子科技大学出版社，2005（二）主要参考书目1.刘笃仁、彭军编著.传感器原理与应用，西北大学出版社，2003.2.贾伯年等编“传感器技术”，东南大学出版社，1993.3.栾桂东.传感技术及应用，西安电子科技大学出版社，2005

5.AD590 集成温度传感器的性能测试与应用 学会调试温度传感器的调理电路，学会进行零度和满度调整； 6.小型温度（或压力）测试系统的设计与实现 在老师指导下完成小型温度或压力测试系统的设计 四、学时分配 章 次 各教学环节学时分配 小计 讲授 实验 上 机 习题 讨论 课 外 备 注 第一章 引言 2 2 第二章应变式传感器 6 4 2 第三章光电式传感器 6 4 2 2 第四章光纤传感器 6 4 2 第五章变磁阻式传感器 6 4 2 2 第六章压电传感器 4 4 第七章半导体传感器 6 4 2 第八章电位器式传感器 4 4 第九章传感器电路 8 6 2 合 计 48 36 12 4 五、考核说明 本课程考试方式为闭卷、笔试，成绩评定采用平时的作业、实验成绩占总评成绩的 10%，期中 考试占总评成绩的 20%，期末考试成绩占总评成绩的 70% 六、主要教材及教学参考书目 （一）主要教材 栾桂东.传感技术及应用.西安：西安电子科技大学出版社,2005. （二）主要参考书目 1.刘笃仁、彭军编著.传感器原理与应用，西北大学出版社，2003. 2.贾伯年等编.“传感器技术”，东南大学出版社，1993. 3.栾桂东.传感技术及应用，西安电子科技大学出版社,2005