《傳感器技術(shù)》教學(xué)大綱.docx

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1、《傳感器技術(shù)》教學(xué)大綱 一、課程基本信息 課程類別 專業(yè)拓展課程 課程性質(zhì) 理論 課程屬性 選修 課程名稱 傳感器技術(shù) 課程英文名稱 Sensor Technology 課程編碼 FI0ZX04E 適用專業(yè) 電子信息工程 考核方式 考查 先修課程 數(shù)字邏輯電路、模擬電子技術(shù) 總學(xué)時(shí) 48 學(xué)分 3 理論學(xué)時(shí) 42 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)/實(shí)訓(xùn)學(xué)時(shí)/實(shí)踐學(xué)時(shí)/上機(jī)學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6 開(kāi)課單位 智能制造學(xué)院 二、課程簡(jiǎn)介 《傳感器技術(shù)》是電子信息工程專業(yè)的一門專業(yè)拓展選修課，是該專業(yè)的輔修課程?，F(xiàn) 在社會(huì)智能化的發(fā)展離不開(kāi)傳感器，傳感器是所有控制系統(tǒng)

2、的感知元件和實(shí)現(xiàn)控制功能的物 理基礎(chǔ)，類似了人體的感官。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解傳感器的基本概念及基本特性、 各類傳感器的轉(zhuǎn)換原理，了解常規(guī)敏感元器件的工作原理和特性，掌握常見(jiàn)物理量的檢測(cè)方 法和傳感器選型，掌握測(cè)量電路的設(shè)計(jì)及其實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生具備運(yùn)用傳感器解決實(shí)際測(cè)量 及構(gòu)建控制系統(tǒng)的能力。 三、課程教學(xué)目標(biāo) 課程教學(xué)目標(biāo) 支撐人才培養(yǎng)規(guī)格指標(biāo)點(diǎn) 支撐人才培養(yǎng)規(guī) 格 知 識(shí) 目 標(biāo) 目標(biāo)1： 掌握傳感器的基本概念及基本特性、各 類傳感器的轉(zhuǎn)換原理，掌握常見(jiàn)物理量 的檢測(cè)方法和傳感器選型，為以后的學(xué) 習(xí)、創(chuàng)新和科學(xué)研窕工作打下扎實(shí)的理 論和實(shí)踐基礎(chǔ)。 3-2：具有綜合運(yùn)

3、用學(xué)科專 業(yè)知識(shí)，解決電子信息領(lǐng)域 的實(shí)際工程問(wèn)題的能力。 3.工程知識(shí) 能 力 目 標(biāo) 目標(biāo)2： 能夠利用傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)，在相關(guān)系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，進(jìn)行傳感器的選型和使用； 使用常見(jiàn)的電子儀器儀表進(jìn)行測(cè)試，并 根據(jù)所得數(shù)據(jù)，進(jìn)行問(wèn)題的分析和解決。 4-1：具備應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然 科學(xué)、工程科學(xué)基本原理及 專業(yè)知識(shí)，對(duì)電子信息領(lǐng)域 相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā) 中出現(xiàn)的問(wèn)題，進(jìn)行有效的 描述、分析、推理及解決。 4.問(wèn)題分析 4-2：能夠熟練使用常見(jiàn)的 電子儀器儀表，并根據(jù)所得 數(shù)據(jù)，進(jìn)行有效的分析，形 成可靠的結(jié)論。 素 質(zhì) 目 標(biāo) 目標(biāo)3： 掌握傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)；

4、具有分析 問(wèn)題、解決問(wèn)題的意識(shí)和能力，科學(xué)務(wù) 實(shí)的工作作風(fēng)。 7-2： 了解電子信息產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展趨勢(shì)及前沿動(dòng)態(tài)，能夠 選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資 源、現(xiàn)代工程工具和信息技 術(shù)工具，進(jìn)行電子信息領(lǐng)域 應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、監(jiān) 控、調(diào)試或運(yùn)行維護(hù)等。 7.掌握現(xiàn)代工具 四、課程主要教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排及教學(xué)策略 (-)理論教學(xué) 教學(xué)模塊 學(xué)時(shí) 主要教學(xué)內(nèi)容與策略 學(xué)習(xí)任務(wù) 安排 支撐課程 目標(biāo) 傳感器的 概念和基 本特性 4 重點(diǎn)：傳感器的組成、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)，傳感器的靜 態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。 難點(diǎn)：傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)的計(jì)算和靜態(tài)標(biāo)定，一 階傳感器的動(dòng)態(tài)特性分析。 思政元素

5、：腳踏實(shí)地、切勿好高鷲遠(yuǎn)，從基礎(chǔ)學(xué)起， 掌握問(wèn)題分析的關(guān)鍵。 教學(xué)方法與策略：線下教學(xué)。重點(diǎn)講解，互動(dòng)教學(xué)。 課前：預(yù) 習(xí) 課堂:做 好筆記、 提問(wèn) 課后：復(fù) 習(xí)知識(shí) 點(diǎn) 目標(biāo)1 目標(biāo)2 電阻應(yīng)變 式傳感器 6 重點(diǎn)：電阻應(yīng)變片的工作原理及主要特性；應(yīng)變片測(cè) 量電路；應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用。 難點(diǎn)：電阻應(yīng)變片傳感器的測(cè)吊電路及其應(yīng)用。 教學(xué)方法與策略：線下教學(xué)。案例分析法推進(jìn)知識(shí)點(diǎn) 的進(jìn)行，結(jié)合課本重點(diǎn)講解電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng) 用。 課前：預(yù) 習(xí) 課堂：提 問(wèn)、做好 筆記 課后:布 置課后 習(xí)題 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 自感和互 感式電傳 感器 4 重點(diǎn)：自感傳

6、感器和差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)、分類、工作 原理、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路。 難點(diǎn)：自感傳感器和差動(dòng)變壓器的工作原理、測(cè)量轉(zhuǎn) 換電路。 教學(xué)方法與策略：線下教學(xué)。用一段動(dòng)畫演示電感傳 感器的工作原理，給學(xué)生們初步的認(rèn)識(shí)，結(jié)合課本， 重點(diǎn)講解原理和應(yīng)用。 課前：預(yù) 習(xí) 課堂：學(xué) 生總結(jié) 問(wèn)題 課后：布 置課后 習(xí)題 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 電渦流式 傳感器 2 重點(diǎn)：電渦流傳感器的原理和測(cè)量電路，電渦流傳感 器的應(yīng)用。 難點(diǎn)：電渦流傳感器的工作原理和測(cè)量電路。 思政元素：日常的生活和工作中，安檢是一項(xiàng)不可缺 少的流程，在儀器下，一切都會(huì)露出本來(lái)的面目，教 育學(xué)生做個(gè)遵紀(jì)守法的好公民。 教學(xué)方

7、法與策略：線下教學(xué)。案例推進(jìn)，重點(diǎn)講解， 互動(dòng)討論。 課前:預(yù) 習(xí) 課堂:做 筆記、討 論 課后：布 置課后 習(xí)題 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 電容式傳 感器 6 重點(diǎn)：電容式傳感器的類型及它們的工作原理，電容 式傳感器的等效電路和測(cè)量電路，電容式傳感器的 應(yīng)用。 難點(diǎn)：電容式傳感器的等效電路和測(cè)量電路，電容式 傳感器的應(yīng)用。 思政元素：通過(guò)講述電容式指紋傳感器，讓學(xué)生了解 我國(guó)手機(jī)的發(fā)展歷程，以及目前國(guó)內(nèi)芯片的狀況，激 發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和學(xué)習(xí)的動(dòng)力。 教學(xué)方法與策略：線下教學(xué)，案例推進(jìn)，重點(diǎn)講解， 互動(dòng)討論。 課前：預(yù) 習(xí) 課堂:做 好筆記、 提問(wèn) 課后：布 置課后 習(xí)題

8、 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 壓電式傳 感器 6 重點(diǎn)：壓電效應(yīng)，壓電材料，壓電元件的等效電路及 其測(cè)量電路；壓電式傳感器的應(yīng)用。 難點(diǎn)：壓電效應(yīng)，壓電元件的等效電路及其測(cè)量電 路。 教學(xué)方法與策略：線下教學(xué)，案例推進(jìn)，重點(diǎn)講解， 互動(dòng)教學(xué)。 課前：預(yù) 習(xí) 課堂:提 問(wèn)、做好 筆記 課后：復(fù) 習(xí)知識(shí) 點(diǎn) 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 熱電式傳 感器 4 重點(diǎn)：熱電阻和熱敏電阻的溫度特性：熱電偶的熱電 效應(yīng)及其工作定律。 難點(diǎn)：熱電偶的熱電效應(yīng)；熱電偶基本定律。 教學(xué)方法與策略：線卜教學(xué)。案例啟發(fā)引導(dǎo)，互動(dòng)討 論。 課前：預(yù) 習(xí) 課堂：學(xué) 生總結(jié) 問(wèn)題 課后：布 置課后 習(xí)

9、題 目標(biāo)1 目標(biāo)2 光電傳感 器 4 重點(diǎn)：光電效應(yīng)和光電元件，光纖傳感器。 難點(diǎn)：光電元件。 思政元素：自動(dòng)調(diào)光臺(tái)燈等生活中智能產(chǎn)品的應(yīng)用， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識(shí)。 教學(xué)方法與策略：線下教學(xué)，案例推進(jìn)，互動(dòng)討論。 課前:預(yù) 習(xí) 課堂：學(xué) 生總結(jié) 問(wèn)題 課后：布 置課后 習(xí)題 目標(biāo)1 目標(biāo)2 化學(xué)傳感 器 2 重點(diǎn)：氣敏傳感器和濕敏傳感器的應(yīng)用。 難點(diǎn)：氣敏傳感器和濕敏傳感器應(yīng)用的電路分析。 思政元素：房間恒溫恒濕控制系統(tǒng)等智能產(chǎn)品的應(yīng) 用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識(shí)。 教學(xué)方法與策略：線下教學(xué)，案例推進(jìn)，互動(dòng)討論。 課前:預(yù) 習(xí) 課堂：學(xué)

10、 生總結(jié) 問(wèn)題 課后:布 置課后 習(xí)題 目標(biāo)1 目標(biāo)2 波式與輻 射式傳感 器 4 重點(diǎn)：，超聲波傳感器原理及其應(yīng)用，紅外線傳感器 的應(yīng)用。 難點(diǎn)：超聲波傳感器測(cè)距原理；熱釋電效應(yīng)。 教學(xué)方法與策略：線下教學(xué)，案例推進(jìn)，互動(dòng)討論。 課前：預(yù) 習(xí) 課堂:學(xué) 生總結(jié) 問(wèn)題 課后:布 置課后 習(xí)題 目標(biāo)1 目標(biāo)2 （二）實(shí)踐教學(xué) 實(shí)踐 類型 項(xiàng)目名稱 學(xué)時(shí) 主要教學(xué)內(nèi)容 項(xiàng)目 類型 項(xiàng)目 要求 支撐課 程目標(biāo) 實(shí) 驗(yàn) 差動(dòng)變壓 器的性能 測(cè)定 2 重點(diǎn)：當(dāng)傳感器隨著被測(cè)物體移動(dòng) 時(shí)，連接線路引出差動(dòng)輸出，輸出電 勢(shì)則反映出被測(cè)體的位移量。 難點(diǎn)

11、：基本電路的連接和測(cè)試和實(shí)驗(yàn) 結(jié)果分析。 思政元素：通過(guò)實(shí)驗(yàn)明白“實(shí)踐是檢 驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這一哲學(xué)道理。 驗(yàn)證 實(shí)驗(yàn)2 人一組， 須完成 實(shí)驗(yàn)報(bào) 告。實(shí)驗(yàn) 報(bào)告須 有詳細(xì) 的實(shí)驗(yàn) 記錄。 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 實(shí) 驗(yàn) 電容式傳 感器的位 移特性實(shí) 驗(yàn) 2 重點(diǎn)：電容式傳感附的結(jié)構(gòu)和工作特 ri- 難點(diǎn)：線路的連接和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析。 思政元素：要求學(xué)生具有認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、 細(xì)致的科學(xué)態(tài)度及團(tuán)隊(duì)合作精神。 驗(yàn)證、 設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)2 人一組， 須完成 實(shí)驗(yàn)報(bào) 告。實(shí)驗(yàn) 報(bào)告須 有詳細(xì) 的實(shí)驗(yàn) 記錄。 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 實(shí) 驗(yàn) 光電轉(zhuǎn)速 傳感器測(cè) 速實(shí)驗(yàn) 2

12、重點(diǎn)：光電轉(zhuǎn)速的原理和方法 難點(diǎn)：線路的連接和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分 析。 思政元素：要求學(xué)生具有認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、 細(xì)致的科學(xué)態(tài)度及團(tuán)隊(duì)合作精神。 驗(yàn)證、 設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)2 人一組， 須完成 實(shí)驗(yàn)報(bào) 告。實(shí)驗(yàn) 報(bào)告須 有詳細(xì) 的實(shí)驗(yàn) 記錄。 目標(biāo)1 目標(biāo)2 備注：項(xiàng)目類型填寫驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)、訓(xùn)練等。 五、學(xué)生學(xué)習(xí)成效評(píng)估方式及標(biāo)準(zhǔn) 考核與評(píng)價(jià)是對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)中的知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在 本課程中，學(xué)生的最終成績(jī)是由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)、期末考試等三個(gè)部分組成。 1.平時(shí)成績(jī)（占總成績(jī)的30%）：采用百分制。平時(shí)成績(jī)分考勤（占20%）,課堂表現(xiàn)（占40%）、作業(yè)（

13、占40席）三個(gè)部分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下表: 等級(jí) 評(píng)分 標(biāo)準(zhǔn) 1.考勤；2.課堂表現(xiàn)；3.作業(yè) 優(yōu)秀 （90-100 分） 1 .考勤無(wú)遲到、缺勤。 2 .認(rèn)真聽(tīng)課、非常積極的參與課堂互動(dòng)或提出有質(zhì)量的問(wèn)題交流。 3 . 90%以上的習(xí)題解答正確。 良好 （80?89分） L遲到、缺勤占考勤記錄的10%。 2 .認(rèn)真聽(tīng)課、較積極的參與課堂互動(dòng)或課后交流。 3 . 80%以上的習(xí)題解答正確。 中等 （70?79分） L遲到、缺勤占考勤記錄的20%。 2 .較認(rèn)真聽(tīng)課、參與課堂互動(dòng)或課后交流的主動(dòng)性?般。 3 . 70%以上的習(xí)題解答正確。 及格 （60?69分）

14、 1 .遲到、缺勤占考勤記錄的30%。 2 .聽(tīng)課認(rèn)真程度一般，參與課堂互動(dòng)主動(dòng)性不夠。 3 . 60%以上的習(xí)題解答正確。 不及格 （60以下） 1 .曠課超過(guò)4次。 2 .聽(tīng)課認(rèn)真程度一般，不參與課堂互動(dòng)。 3 .字跡模糊、卷面書寫零亂；超過(guò)40%的習(xí)題解答不正確。 2.實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占總成績(jī)的20%）：采用百分制。實(shí)驗(yàn)成績(jī)分實(shí)驗(yàn)完成度（占50%）和實(shí)驗(yàn)報(bào) 告（占50%）兩個(gè)部分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下表： 等級(jí) 評(píng)分 標(biāo)準(zhǔn) 1.實(shí)驗(yàn)完成情況；2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告 優(yōu)秀 （90?100 分） 1 .所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 2 .實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫工整，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完整，有數(shù)據(jù)分析。 良好

15、 （80?89分） 1 .完成所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 2 .實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫工整，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完整，無(wú)數(shù)據(jù)分析。 中等 （70?79分） 1 .完成70%實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 2 .實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫工整，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不全，無(wú)數(shù)據(jù)分析。 及格 （60?69分） 1 .完成60與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 2 .實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫潦草，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不全，無(wú)數(shù)據(jù)分析。 不及格 （60以下） 1 .完成60%以下實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 2 .實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫凌亂，無(wú)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無(wú)數(shù)據(jù)分析工 3.期末考試（占總成績(jī)的50%）：采用百分制。期末考試的考核內(nèi)容、題型和分值分配 情況請(qǐng)見(jiàn)下表： 核塊 考模 考核內(nèi)容 要型 主題 支撐 目標(biāo) 分值

16、 傳感器的基本概 念和基本特性 傳感器的定義和組成、傳感器的分類和應(yīng)用，傳感 器靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性。 填空題 選擇題 簡(jiǎn)答題 目目 10 電阻應(yīng)變式傳感 器 電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理和測(cè)量電路 填空題 選擇題 簡(jiǎn)答題 計(jì)算題 目標(biāo)1 目標(biāo)2 目標(biāo)3 16 電感式傳感器 電感式傳感器的分類，差動(dòng)式電感傳感器和差動(dòng) 變壓器式傳感器工作原理，電渦流傳感器的特點(diǎn) 和應(yīng)用。 填空題 選擇題 分析題 計(jì)算題 12 3 標(biāo)標(biāo)標(biāo) 目目目 14 電容式傳感器 電容式傳感器的工作原理和類型，電容式傳感器 的應(yīng)用。 填空題 選擇題 分析題 計(jì)算題 12 3 標(biāo)標(biāo)標(biāo) 目目目

17、 16 壓電式傳感器 壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)及壓電材料，壓電式傳感器 的應(yīng)用。 填空題 選擇題 簡(jiǎn)答題 計(jì)算題 12 3 標(biāo)標(biāo)標(biāo) 目目目 20 熱電式傳感器 熱電效應(yīng)，熱電阻效應(yīng)，熱電偶的基本工作原理 填空題 選擇題 簡(jiǎn)答題 * 目目 8 光電式傳感器 內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng)，和光電器件 填空題 選擇題 簡(jiǎn)答題 * 目目 8 化學(xué)式傳感器 氣敏傳感器和濕敏傳感器的應(yīng)用。 填空題 選擇題 1 2 標(biāo)標(biāo) 目目 4 波式與輻射式傳 感器 超聲波傳感器的應(yīng)用、紅外傳感器的應(yīng)用 填空題 選擇題 1 2 標(biāo)標(biāo) H目 4 六、教學(xué)安排及要求 序號(hào)

18、教學(xué)安排事項(xiàng) 要 求 1 授課教師 職稱：講師學(xué)歷（位）：碩士研究生 其他：具有碩士研究生及以上學(xué)歷的高級(jí)工程師或講師 2 授課地點(diǎn) Y教室Y實(shí)驗(yàn)室□室外場(chǎng)地 口其他： 3 學(xué)生輔導(dǎo) 線上方式及時(shí)間安排：建立企業(yè)微信群，隨時(shí)與學(xué)生溝通 線卜地點(diǎn)及時(shí)間安排：根據(jù)上課時(shí)間安排每周一次線下答疑 七、選用教材 [1]肖慧榮.傳感器原理及應(yīng)用;項(xiàng)目實(shí)例型[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2020年5月 [1]姜香菊.傳感器原理及應(yīng)用（第2版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，202（）年6月 八、參考資料 [1]張洪潤(rùn)?quán)嚭槊艄?jìng)謙.傳感器原理與應(yīng)用（第2版）[M].北京：清華大學(xué)出版 社，2021年12月 ⑵卜樂(lè)平.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2021年9月 [3]梁森，傳感器與檢測(cè)技術(shù)項(xiàng)目教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2017年7月 網(wǎng)絡(luò)資料 [1]超星一平三端網(wǎng)站： 大綱執(zhí)筆人：張惠敏討論參與人：唐志輝、龍?jiān)事? 系（教研室）主任：曹麗娟學(xué)院（部）審核人：連元宏