《传感器技术》教学大纲2018
作者:智能制造学院发布日期:2022-03-12 14:56:02浏览次数:12008
《传感器技术》教学大纲
一、课程基本信息
课程类别 |
专业拓展课程 |
课程性质 |
理论 |
课程属性 |
选修 |
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课程名称 |
传感器技术 |
课程英文名称 |
Sensor Technology |
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课程编码 |
F10ZX04E |
适用专业 |
电子信息工程 |
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考核方式 |
考查 |
先修课程 |
数字逻辑电路、模拟电子技术 |
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总学时 |
48 |
学分 |
3 |
理论学时 |
42 |
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实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时 |
实验学时:6 |
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开课单位 |
智能制造学院 |
二、课程简介
《传感器技术》是电子信息工程专业的一门专业拓展选修课,是该专业的辅修课程。现在社会智能化的发展离不开传感器,传感器是所有控制系统的感知元件和实现控制功能的物理基础,类似于人体的感官。通过本课程的学习,使学生了解传感器的基本概念及基本特性、各类传感器的转换原理,了解常规敏感元器件的工作原理和特性,掌握常见物理量的检测方法和传感器选型,掌握测量电路的设计及其实际应用,使学生具备运用传感器解决实际测量及构建控制系统的能力。
三、课程教学目标
课程教学目标 |
支撑人才培养规格指标点 |
支撑人才培养规格 |
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知 识 目 标 |
目标1: 掌握传感器的基本概念及基本特性、各类传感器的转换原理,掌握常见物理量的检测方法和传感器选型,为以后的学习、创新和科学研究工作打下扎实的理论和实践基础。 |
3-2:具有综合运用学科专业知识,解决电子信息领域的实际工程问题的能力。 |
3.工程知识 |
能 力 目 标 |
目标2: 能够利用传感器的基础知识,在相关系统的设计中,进行传感器的选型和使用;使用常见的电子仪器仪表进行测试,并根据所得数据,进行问题的分析和解决。 |
4-1:具备应用数学、自然科学、工程科学基本原理及专业知识,对电子信息领域相关应用系统的设计、开发中出现的问题,进行有效的描述、分析、推理及解决。 4-2:能够熟练使用常见的电子仪器仪表,并根据所得数据,进行有效的分析,形成可靠的结论。 |
4.问题分析 |
素 质 目 标 |
目标3: 掌握传感器技术的基础知识;具有分析问题、解决问题的意识和能力,科学务实的工作作风。 |
7-2:了解电子信息产业的发展趋势及前沿动态,能够选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,进行电子信息领域应用系统的开发、设计、监控、调试或运行维护等。 |
7.掌握现代工具 |
四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略
(一)理论教学
教学模块 |
学时 |
主要教学内容与策略 |
学习任务安排 |
支撑课程目标 |
传感器的概念和基本特性 |
4 |
重点:传感器的组成、应用和发展趋势,传感器的静态特性和动态特性。 难点:传感器的静态特性指标的计算和静态标定,一阶传感器的动态特性分析。 思政元素:脚踏实地、切勿好高骛远,从基础学起,掌握问题分析的关键。 教学方法与策略:线下教学。重点讲解,互动教学。 |
课前:预习 课堂:做好笔记、提问 课后:复习知识点 |
目标1 目标2
|
电阻应变式传感器 |
6 |
重点:电阻应变片的工作原理及主要特性;应变片测量电路;应变式传感器的应用。 难点:电阻应变片传感器的测量电路及其应用。 教学方法与策略:线下教学。案例分析法推进知识点的进行,结合课本重点讲解电阻应变式传感器的应用。 |
课前:预习 课堂:提问、做好笔记 课后:布置课后习题 |
目标1 目标2 目标3
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自感和互感式电传感器 |
4 |
重点:自感传感器和差动变压器的结构、分类、工作原理、测量转换电路。 难点:自感传感器和差动变压器的工作原理、测量转换电路。 教学方法与策略:线下教学。用一段动画演示电感传感器的工作原理,给学生们初步的认识,结合课本,重点讲解原理和应用。 |
课前:预习 课堂:学生总结问题 课后:布置课后习题 |
目标1 目标2 目标3
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电涡流式传感器 |
2 |
重点:电涡流传感器的原理和测量电路,电涡流传感器的应用。 难点:电涡流传感器的工作原理和测量电路。 思政元素:日常的生活和工作中,安检是一项不可缺少的流程,在仪器下,一切都会露出本来的面目,教育学生做个遵纪守法的好公民。 教学方法与策略:线下教学。案例推进,重点讲解,互动讨论。 |
课前:预习 课堂:做笔记、讨论 课后:布置课后习题 |
目标1 目标2 目标3
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电容式传感器 |
6 |
重点:电容式传感器的类型及它们的工作原理,电容式传感器的等效电路和测量电路,电容式传感器的应用。 难点:电容式传感器的等效电路和测量电路,电容式传感器的应用。 思政元素:通过讲述电容式指纹传感器,让学生了解我国手机的发展历程,以及目前国内芯片的状况,激发学生的爱国情怀和学习的动力。 教学方法与策略:线下教学,案例推进,重点讲解,互动讨论。 |
课前:预习 课堂:做好笔记、提问 课后:布置课后习题 |
目标1 目标2 目标3
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压电式传感器 |
6 |
重点:压电效应,压电材料,压电元件的等效电路及其测量电路;压电式传感器的应用。 难点:压电效应,压电元件的等效电路及其测量电路。 教学方法与策略:线下教学,案例推进,重点讲解,互动教学。 |
课前:预习 课堂:提问、做好笔记 课后:复习知识点 |
目标1 目标2 目标3
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热电式传感器 |
4 |
重点:热电阻和热敏电阻的温度特性;热电偶的热电效应及其工作定律。 难点:热电偶的热电效应;热电偶基本定律。 教学方法与策略:线下教学。案例启发引导,互动讨论。 |
课前:预习 课堂:学生总结问题 课后:布置课后习题 |
目标1 目标2
|
光电传感器 |
4 |
重点:光电效应和光电元件,光纤传感器。 难点:光电元件。 思政元素:自动调光台灯等生活中智能产品的应用,激发学生的学习热情和创新意识。 教学方法与策略:线下教学,案例推进,互动讨论。分析光电传感器在具体电路的应用 |
课前:预习 课堂:学生总结问题 课后:布置课后习题 |
目标1 目标2
|
化学传感器 |
2 |
重点:气敏传感器和湿敏传感器的应用。 难点:气敏传感器和湿敏传感器应用的电路分析。 思政元素:房间恒温恒湿控制系统等智能产品的应用,激发学生的学习热情和创新意识。 教学方法与策略:线下教学,案例推进,互动讨论。 |
课前:预习 课堂:学生总结问题 课后:布置课后习题 |
目标1 目标2
|
波式与辐射式传感器 |
4 |
重点:,超声波传感器原理及其应用,红外线传感器的应用。 难点:超声波传感器测距原理;热释电效应。 教学方法与策略:线下教学,案例推进,互动讨论。 |
课前:预习 课堂:学生总结问题 课后:布置课后习题 |
目标1 目标2
|
(二)实践教学
实践类型 |
项目名称 |
学时 |
主要教学内容 |
项目 类型 |
项目 要求 |
支撑课程目标 |
实验 |
差动变压器的性能测定 |
2 |
重点:当传感器随着被测物体移动时,连接线路引出差动输出,输出电势则反映出被测体的位移量。 难点:基本电路的连接和测试和实验结果分析。 思政元素:通过实验明白“实践是检验真理的唯一标准”这一哲学道理。 |
验证 |
实验2人一组,须完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。 |
目标1 目标2 目标3
|
实验 |
电容式传感器的位移特性实验 |
2 |
重点:电容式传感器的结构和工作特性 难点:线路的连接和实验现象分析。 思政元素:要求学生具有认真、严谨、 细致的科学态度及团队合作精神。
|
验证、设计 |
实验2人一组,须完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。 |
目标1 目标2 目标3
|
实验 |
光电转速传感器测速实验
|
2 |
重点:光电转速的原理和方法 难点:线路的连接和实验结果的分析。 思政元素:要求学生具有认真、严谨、 细致的科学态度及团队合作精神。
|
验证、设计 |
实验2人一组,须完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。 |
目标1 目标2 |
|
备注: 项目类型填写验证、综合、设计、训练等。 |
五、学生学习成效评估方式及标准
考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中,学生的最终成绩是由平时成绩、实验成绩、期末考试等三个部分组成。
1.平时成绩(占总成绩的30%):采用百分制。平时成绩分考勤(占20%)、课堂表现(占40%)、作业(占40%)三个部分。评分标准如下表:
等级 |
评 分 标 准 |
1.考勤;2.课堂表现;3. 作业 |
|
优秀 (90~100分) |
1.考勤无迟到、缺勤。 2.认真听课、非常积极的参与课堂互动或提出有质量的问题交流。 3. 90%以上的习题解答正确。 |
良好 (80~89分) |
1.迟到、缺勤占考勤记录的10%。 2.认真听课、较积极的参与课堂互动或课后交流。 3. 80%以上的习题解答正确。 |
中等 (70~79分) |
1.迟到、缺勤占考勤记录的20%。 2.较认真听课、参与课堂互动或课后交流的主动性一般。 3. 70%以上的习题解答正确。 |
及格 (60~69分) |
1.迟到、缺勤占考勤记录的30%。 2.听课认真程度一般,参与课堂互动主动性不够。 3. 60%以上的习题解答正确。 |
不及格 (60以下) |
1.旷课超过4次。 2.听课认真程度一般,不参与课堂互动。 3.字迹模糊、卷面书写零乱;超过40%的习题解答不正确。 |
2. 实验成绩(占总成绩的20%):采用百分制。实验成绩分实验完成度(占50%)和实验报告(占50%)两个部分。评分标准如下表:
等级 |
评 分 标 准 |
1.实验完成情况;2.实验报告 |
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优秀 (90~100分) |
1. 所有实验内容。 2. 实验报告书写工整,实验数据完整,有数据分析。 |
良好 (80~89分) |
1. 完成所有实验内容。 2. 实验报告书写工整,实验数据完整,无数据分析。 |
中等 (70~79分) |
1. 完成70%实验内容。 2. 实验报告书写工整,实验数据不全,无数据分析。 |
及格 (60~69分) |
1. 完成60%实验内容。 2. 实验报告书写潦草,实验数据不全,无数据分析。 |
不及格 (60以下) |
1. 完成60%以下实验内容。 2. 实验报告书写凌乱,无实验数据,无数据分析。 |
3.期末考试(占总成绩的50%):采用百分制。期末考试的考核内容、题型和分值分配情况请见下表:
考核 模块 |
考核内容 |
主要 题型 |
支撑目标 |
分值 |
传感器的基本概念和基本特性 |
传感器的定义和组成、传感器的分类和应用,传感器静态特性、动态特性。 |
填空题选择题 简答题 |
目标1 目标2 |
10 |
电阻应变式传感器 |
电阻应变式传感器的工作原理和测量电路 |
填空题 选择题 简答题 计算题 |
目标1目标2 目标3 |
16 |
电感式传感器 |
电感式传感器的分类,差动式电感传感器和差动变压器式传感器工作原理,电涡流传感器的特点和应用。 |
填空题选择题分析题 计算题 |
目标1目标2 目标3 |
14 |
电容式传感器 |
电容式传感器的工作原理和类型,电容式传感器的应用。 |
填空题选择题 分析题计算题 |
目标1 目标2 目标3 |
16 |
压电式传感器 |
压电效应、逆压电效应及压电材料,压电式传感器的应用。 |
填空题 选择题简答题 计算题 |
目标1目标2 目标3 |
20 |
热电式传感器 |
热电效应,热电阻效应,热电偶的基本工作原理 |
填空题选择题简答题 |
目标1目标2 |
8 |
光电式传感器 |
内光电效应和外光电效应,和光电器件 |
填空题选择题 简答题 |
目标1 目标2 |
8 |
化学式传感器 |
气敏传感器和湿敏传感器的应用。 |
填空题 选择题 |
目标1 目标2 |
4 |
波式与辐射式传感器 |
超声波传感器的应用、红外传感器的应用 |
填空题 选择题 |
目标1 目标2 |
4 |
六、 教学安排及要求
序号 |
教学安排事项 |
要 求 |
1 |
授课教师 |
职称:讲师 学历(位):硕士研究生 其他:具有硕士研究生及以上学历的高级工程师或讲师 |
2 |
授课地点 |
√教室 √实验室 □室外场地 □其他: |
3 |
学生辅导 |
线上方式及时间安排:建立企业微信群,随时与学生沟通 线下地点及时间安排:根据上课时间安排每周一次线下答疑 |
七、选用教材
[1] 肖慧荣. 传感器原理及应用;项目实例型[M]. 北京:机械工业出版社,2020年5月
[1] 姜香菊. 传感器原理及应用(第2版)[M]. 北京: 机械工业出版社,2020年6月
八、参考资料
[1] 张洪润 邓洪敏 郭竞谦. 传感器原理与应用(第2版)[M]. 北京: 清华大学出版社,2021年12月
[2] 卜乐平. 传感器与检测技术 [M]. 北京:清华大学出版社,2021年9月
[3]梁森,传感器与检测技术项目教程[M]. 北京:机械工业出版社,2017年7月
网络资料
[1] 超星一平三端网站: https://mooc1-1.chaoxing.com/course/213234945.html
大纲执笔人:张惠敏
讨论参与人: 唐志辉、龙允聪
系(教研室)主任:曹丽娟
学院(部)审核人:连元宏
附件:《传感器技术》教学大纲2018下载
辅导员:电话23382502 地址:8B313 行政/教学秘书:电话23382505 地址:8B303
联系地址:东莞市寮步镇文昌路1号东莞城市学院智能制造学院8B三楼
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