西安交通大学：《非电量电测技术》课程教学大纲

西安交通大学研究生教学大纲课程编码041011各类授课形式所占学时数总学分总学时课程名称非电量电测技术理论学时实验学时孙晓华课程负责人/主讲教师3703040开课院系电气学院1.课堂授课（30学时，以4学时/次进行统计）表1授课内容与安排节思政元素学时主要内容次及讲授时间授课中不仅有第1章非电量测量的基本知识以及测量方法科研案例或应测量方法及分类，测量仪表的基本性能，传感器的分类和性能指标第用视频的展示4 学时第2章测量误差分析与误差处理方法讲解，还有互次误差的定义及分类，随机误差和系统误差，粗差，测量结果的数据动答题得分环处理，间接测量中误差的传递节。第3章电阻式传感器课程思政视频讲解与讨论，电阻式传感器的基本原理与结构，以及我国“古今桥梁建造史”相应的电桥测量电路，电阻应变仪的应用。第与传感器应用二4学时第4章电感式传感器结合次自感式与互感式电感传感器的基本原理与结构，以及电桥测量电1学时路、二极管环形相敏检波电路等测量电路，电涡流式传感器原理与应用。第5章电容式传感器电容式传感器的基本原理、类型与结构，以及双T电桥、二级管不第平衡电桥等测量电路。三4学时次第6章电动势传感器电动势式传感器，包括磁电式、压电式传感器。第6章电动势传感器各章节授课不仅有基于科研霍尔传感器的原理与应用第案例或应用视四4 学时 第7章热电传感器频的展示与讲次热电式传感器的基本类型与工作原理。热电偶、热电阻、热敏电阻解，还有互动以及PN结型温度传感器的基本原理与应用。答题得分环节。第8章光传感器第光传感器的分类，包括外光电效应器件与内光电效应器件，重点讲五4学时授光敏器件的原理。光纤的基本原理与特性，以及利用光纤进行非电量次测量的基本方法。第六4学时第10章数字式传感器次

西 安 交 通 大 学 研 究 生 教 学 大 纲 课程编码 041011 总学分 总学时 各类授课形式所占学时数 课程名称 非电量电测技术 理论学时 实验学时 课程负责人/主讲教师 孙晓华 3 70 30 40 开课院系 电气学院 1．课堂授课（30 学时，以 4 学时/次进行统计） 表 1 授课内容与安排 节 次 主要内容 学时 思政元素 及讲授时间 第 一 次 第 1 章 非电量测量的基本知识以及测量方法 测量方法及分类，测量仪表的基本性能，传感器的分类和性能指标 第 2 章 测量误差分析与误差处理方法 误差的定义及分类，随机误差和系统误差，粗差，测量结果的数据 处理，间接测量中误差的传递 4 学时 授课中不仅有 科研案例或应 用视频的展示 讲解，还有互 动答题得分环 节。 第 二 次 第 3 章 电阻式传感器 课程思政视频讲解与讨论，电阻式传感器的基本原理与结构，以及 相应的电桥测量电路，电阻应变仪的应用。 第 4 章 电感式传感器 自感式与互感式电感传感器的基本原理与结构，以及电桥测量电 路、二极管环形相敏检波电路等测量电路，电涡流式传感器原理与应 用。 4 学时 我国“古今桥 梁建造史”， 与传感器应用 结合 1 学时 第 三 次 第 5 章 电容式传感器 电容式传感器的基本原理、类型与结构，以及双 T 电桥、二级管不 平衡电桥等测量电路。 第 6 章 电动势传感器 电动势式传感器，包括磁电式、压电式传感器。 4 学时 各章节授课不 仅有基于科研 案例或应用视 频的展示与讲 解，还有互动 答题得分环 节。 第 四 次 第 6 章 电动势传感器 霍尔传感器的原理与应用 第 7 章 热电传感器 热电式传感器的基本类型与工作原理。热电偶、热电阻、热敏电阻 以及 PN 结型温度传感器的基本原理与应用。 4 学时 第 五 次 第 8 章 光传感器 光传感器的分类，包括外光电效应器件与内光电效应器件，重点讲 授光敏器件的原理。光纤的基本原理与特性，以及利用光纤进行非电量 测量的基本方法。 4 学时 第 六 次 第 10 章 数字式传感器 4 学时

数字式传感器的基本类型，包括编码器、感应同步器。计量光栅以及频率式数字传感器的原理与应用方法。第11章新的放大和调理电路信号的放大与调理电路，主要讲授基本运算放大电路以及信号调理第电路的原理。七4学时第12章信号的转换次双积分型A/D转换电路的基本原理，传感器特性的线性化处理方法，主要讲授图解法、线性化处理电路。第13章传感器特性的线性化及温度补偿第八2学时介绍测量系统温度补偿原理；课程总结，实验安全教育、实验安排次与实验网站使用操作等。注：每位同学必须携带一移动终端（便携式电脑、手机等设备）为辅助工具，纸笔作为演算的工具随时进行互动答题。2.实践教学（40学时，网站：fdldc.xjtu.edu.cn）每位学生不仅需要完成5个必做实验，而且根据今后科研方向再完成3个选做实验，最后选做1个综合拓展实验进行提高。学生也可以根据知识结构，对必做和选做实验进行动态调整。实验总学时不变。也可结合科研和兴趣参加创新创业、节能减排、电子设计、“互联网”、数学建模、双碳创新创意大赛等各类赛事，以获得实践应用的加分。必做实验5个：（4学时/每个实验，共20学时）基础实践1.1转速的测量--基础实践1.2电信号的测量-设计应用3.1LabVIEW基础设计设计应用3.2LabVIEW的信号采集唱-设计应用3.3LabVIEW信号分析与处理选做实验3个：（4学时/每个实验，共12学时）基础实践1.3光强调制式光纤位移传感器特性测试图图基础实践1.4电阻应变片传感器特性和应变测试基础实践1.5电感和电容传感器特性测试基础实践1.6显示和记录仪器特性和温度传感器时间常数测试?基础实践1.7电涡流传感器的静态标定及振幅测量基础实践1.8热敏电阻温度与频率转换电路的应用基础实践1.9爱泼斯坦方圈铁损耗的测量-基础实践1.10数字显示多温度传感器测温M基础实践1.11小型压缩机系统动静态压力、温度和转速测量基础实践1.12压电传感器测量加速度、速度和位移二服设计应用3.4基于GPIB接口的仪器控制测量系统图设计应用3.5基于LabVIEW的软磁材料交流磁特性自动测试-设计应用3.6模拟滤波器设计和特性测试及数字滤波器类型比较

数字式传感器的基本类型，包括编码器、感应同步器。计量光栅以 及频率式数字传感器的原理与应用方法。 第 七 次 第 11 章 新的放大和调理电路 信号的放大与调理电路，主要讲授基本运算放大电路以及信号调理 电路的原理。 第 12 章 信号的转换 双积分型 A/D 转换电路的基本原理，传感器特性的线性化处理方 法，主要讲授图解法、线性化处理电路。 4 学时 第 八 次 第 13 章 传感器特性的线性化及温度补偿 介绍测量系统温度补偿原理；课程总结，实验安全教育、实验安排 与实验网站使用操作等。 2 学时 注：每位同学必须携带——移动终端（便携式电脑、手机等设备）为辅助工具，纸笔作为演算的工具， 随时进行互动答题。 2．实践教学（40 学时，网站：fdldc.xjtu.edu.cn） 每位学生不仅需要完成 5 个必做实验，而且根据今后科研方向再完成 3 个选做实验，最后 选做 1 个综合拓展实验进行提高。学生也可以根据知识结构，对必做和选做实验进行动态调整。 实验总学时不变。也可结合科研和兴趣参加创新创业、节能减排、电子设计、“互联网”、数学 建模、双碳创新创意大赛等各类赛事，以获得实践应用的加分。 必做实验 5 个：（4 学时/每个实验，共 20 学时） ◼ 基础实践 1.1 转速的测量 ◼ 基础实践 1.2 电信号的测量 ◼ 设计应用 3.1 LabVIEW 基础设计 ◼ 设计应用 3.2 LabVIEW 的信号采集 ◼ 设计应用 3.3 LabVIEW 信号分析与处理 选做实验 3 个：（4 学时/每个实验，共 12 学时） ◼ 基础实践 1.3 光强调制式光纤位移传感器特性测试 ◼ 基础实践 1.4 电阻应变片传感器特性和应变测试 ◼ 基础实践 1.5 电感和电容传感器特性测试 ◼ 基础实践 1.6 显示和记录仪器特性和温度传感器时间常数测试 ◼ 基础实践 1.7 电涡流传感器的静态标定及振幅测量 ◼ 基础实践 1.8 热敏电阻温度与频率转换电路的应用 ◼ 基础实践 1.9 爱泼斯坦方圈铁损耗的测量 ◼ 基础实践 1.10 数字显示多温度传感器测温 ◼ 基础实践 1.11 小型压缩机系统动静态压力、温度和转速测量 ◼ 基础实践 1.12 压电传感器测量加速度、速度和位移 ◼ 设计应用 3.4 基于 GPIB 接口的仪器控制测量系统 ◼ 设计应用 3.5 基于 LabVIEW 的软磁材料交流磁特性自动测试 ◼ 设计应用 3.6 模拟滤波器设计和特性测试及数字滤波器类型比较

选做综合拓展实验1个：（8学时/每个实验，共8学时）-综合拓展5.1基于开关式光电传感器的转速测量系统的设计与实现（基础实践1.1的拓展）■综合拓展5.3基于FFT频谱分析法和相关法测量相位差的设计与实现（基础实践1.2的拓展)综合拓展5.4基于光纤位移传感器测距系统的设计与实现（基础实践1.3的拓展）司综合拓展5.5基于电阻应变片称重系统的实现（基础实践1.4的拓展）+综合拓展5.6基于差动变压器测距系统的设计与实现（基础实践1.5的拓展）n综合拓展5.7基于差动电容传感器测距系统的设计与实现（基础实践1.5的拓展）-综合拓展5.8晶体管电流特性自动测定的设计与实现（基础实践1.6的拓展）综合拓展5.9基于AD590测温及其一阶动态特性测定与改善的实现（基础实践10的拓展）-综合拓展5.10基于铂电阻Pt100高精度测温系统的设计与实现（基础实践1.10的拓展）综合拓展5.11基于冷端自动补偿热电偶测温系统的设计与实现（基础实践1.6的拓展）综合拓展5.12基于电涡流传感器测量振幅系统的设计与实现（基础实践1.7的拓展）n综合拓展5.13小型压缩机动态静压力和转速测试系统的设计与实现（基础实践1.11的拓?展）综合拓展5.14基于压电传感器的速度、位移和加速度测量的设计（基础实践1.12的拓展）.综合拓展5.15硅钢片铁损耗特性曲线的自动测试系统的设计与实现（基础实践1.9的拓展）综合拓展5.16光电编码器测速和PID调速系统的设计与实现（基础实践1.1的拓展）福综合拓展5.17硅钢片交流磁特性自动测试系统的设计与实现（基础实践1.9的拓展）-综合拓展5.18结合科研或竞赛自选选题设计3.考核方式《非电量电测技术》考核的目标，既是为了检验学生对课程知识点的掌握情况，以及实际动手操作的实践能力，帮助课程团队不断总结经验，改进教学内容和方法；同时也是为了对学生学习的全过程做出精准、客观、公正的评价，并引导学生明确学习方向，最终起到夯实测试技术基础、强化传感器应用能力的作用教学活动既有完整的过程，又有鲜明的阶段性。根据课程特点，通过“雨课堂”授课数据统计情况，先阶段性“刚柔并济”的授课评价，进行实验后再实践环节的评价。具体全过程的考核内容和成绩构成见表2所示。表2全过程的考核内容和成绩构成授课考勤(5）课堂表现(5）口作业完成情况占比：40%过程性评价团其他互动答题得分(30)考核内容实践团实验考勤(4）口实践操作(28）实验报告(28)占比：60%成绩构成过程性评价他(全过程)团授课环节评价40分实践环节评价60分100%-110%终结性评价团竞赛加分0~10

选做综合拓展实验 1 个：（8 学时/每个实验，共 8 学时） ◼ 综合拓展 5.1 基于开关式光电传感器的转速测量系统的设计与实现（基础实践 1.1 的拓展） ◼ 综合拓展 5.3 基于 FFT 频谱分析法和相关法测量相位差的设计与实现 （基础实践 1.2 的拓 展） ◼ 综合拓展 5.4 基于光纤位移传感器测距系统的设计与实现（基础实践 1.3 的拓展） ◼ 综合拓展 5.5 基于电阻应变片称重系统的实现（基础实践 1.4 的拓展） ◼ 综合拓展 5.6 基于差动变压器测距系统的设计与实现（基础实践 1.5 的拓展） ◼ 综合拓展 5.7 基于差动电容传感器测距系统的设计与实现（基础实践 1.5 的拓展） ◼ 综合拓展 5.8 晶体管电流特性自动测定的设计与实现（基础实践 1.6 的拓展） ◼ 综合拓展 5.9 基于 AD590 测温及其一阶动态特性测定与改善的实现（基础实践 10 的拓展） ◼ 综合拓展 5.10 基于铂电阻 Pt100 高精度测温系统的设计与实现（基础实践 1.10 的拓展） ◼ 综合拓展 5.11 基于冷端自动补偿热电偶测温系统的设计与实现 （基础实践 1.6 的拓展） ◼ 综合拓展 5.12 基于电涡流传感器测量振幅系统的设计与实现（基础实践 1.7 的拓展） ◼ 综合拓展 5.13 小型压缩机动态静压力和转速测试系统的设计与实现 （基础实践 1.11 的拓 展） ◼ 综合拓展 5.14 基于压电传感器的速度、位移和加速度测量的设计（基础实践 1.12 的拓展） ◼ 综合拓展 5.15 硅钢片铁损耗特性曲线的自动测试系统的设计与实现（基础实践 1.9 的拓展） ◼ 综合拓展 5.16 光电编码器测速和 PID 调速系统的设计与实现（基础实践 1.1 的拓展） ◼ 综合拓展 5.17 硅钢片交流磁特性自动测试系统的设计与实现（基础实践 1.9 的拓展） ◼ 综合拓展 5.18 结合科研或竞赛自选选题设计 3．考核方式 《非电量电测技术》考核的目标，既是为了检验学生对课程知识点的掌握情况，以及实际动 手操作的实践能力，帮助课程团队不断总结经验，改进教学内容和方法；同时也是为了对学生学 习的全过程做出精准、客观、公正的评价，并引导学生明确学习方向，最终起到夯实测试技术基 础、强化传感器应用能力的作用。 教学活动既有完整的过程，又有鲜明的阶段性。根据课程特点，通过“雨课堂”授课数据统 计情况，先阶段性“刚柔并济”的授课评价，进行实验后再实践环节的评价。具体全过程的考核 内容和成绩构成见表 2 所示。 表 2 全过程的考核内容和成绩构成 考核内容 成绩构成 (全过程) 授课 过程性评价  考勤(5)  课堂表现(5) □作业完成情况  其他_互动答题得分_(30) 占比：40% 实践 过程性评价  实验考勤(4)  实践操作(28)  实验报告(28) □其他_ 占比：60% 终结性评价  授课环节评价 40 分  实践环节评价 60 分  竞赛加分 0~10 100%-110%