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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Theory and Application of Sensor课程编号：适用专业：电子信息工程，测控技术与仪器先修课程：工程图学、工程材料、电路分析、模拟电子电路、精密机械设计、信号与系统学时数：48 学分数：3执笔者：王召巴编写日期：2001年3月一、课程的性质和目的课程性质：传感器原理及应用是电子信息工程、测控技术与仪器等专业的专业基础课，是必修课，是一门理论性和实践性都很强的综合性课程。
主要任务：培养学生1. 掌握各类传感器的基本理论，掌握几何量、机械量及有关量测量中常用的各种传感器的工作原理、主要性能及其特点；2. 能合理地选择和使用传感器；3. 掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法；4. 了解传感器的发展动向。
二、课程教学内容绪论（讲课1学时）掌握传感器的概念、用途、基本结构；了解传感器的分类、对传感器的一般要求，传感器的历史、发展趋势及本课程相关参考资料。
第一章传感器的一般特性（讲课1学时）掌握传感器静特性、动特性的概念，线性度、迟滞、灵敏度、分辨力、重复性、零漂、温漂等静态指标的概念及表示方法。
理解动态特性的研究方法。
第二章电阻式传感器（讲课6学时）掌握应变片工作原理、转换电路的形式及计算，温度误差与补偿。
理解应变片的主要特性，应变片应用举例，了解应变片类型，粘贴工艺。
压阻式和电位器式传感器原理。
重点：直流电桥的计算难点：温度误差的补偿方法第三章电容式传感器（讲课4学时）掌握电容式传感器工作原理和结构类型，电容式传感器的特点，寄生电容的消除。
理解静态特性，设计要点，转换电路，电容式传感器的应用。
了解容栅式传感器工作原理。
难点：寄生电容的概念、消除方法第四章电感式传感器（讲课4学时，实验2学时）掌握自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，主要误差及补偿方法，电涡流式传感器工作原理。
理解自感式传感器特性分析、等效电路、转换电路，电涡流的形成范围。
传感器原理及应用课后答案第一章概述1.1 传感器的定义传感器是一种将非电学量转换为可用电信号的设备，常用于测量温度、压力、光强度、声音和速度等物理量。
1.2 传感器的种类传感器分为许多种类，具体如下：•温度传感器•压力传感器•光强度传感器•声音传感器•速度传感器1.3 传感器的应用传感器在各个领域都有着广泛的应用，例如：•工业控制•农业•医疗•航空航天•环境保护第二章传感器的原理2.1 传感器的工作原理传感器的工作原理是将非电学量转化为电信号，步骤如下：•感受能量，将其转化为其他形式的能量；•转换能量成为电信号；•处理信号，使其变得易于测量和理解；•输出信号，以供其他设备使用。
根据传感器的作用和特点，可将传感器分为以下几类：•光电传感器•电容传感器•感应传感器•电磁传感器2.3 传感器的性能指标常用的传感器性能指标有以下几个：•精确度•灵敏度•稳定性•量程•带宽第三章常见传感器技术及应用3.1 温度传感器温度传感器常用于测量物体的温度，分为以下几种：•热电传感器•热敏电阻传感器•热电偶传感器3.2 压力传感器压力传感器常用于测量物体的压力大小，由以下几种：•压阻式传感器•容积式传感器•电感式传感器3.3 光强度传感器光强度传感器可用于测量光的强度，常用于以下领域：•光学仪器•汽车•家用电器声音传感器可测量声音的大小和强度，在以下领域应用广泛：•通讯•电视和电影制作•医疗3.5 速度传感器速度传感器用于测量物体的速度大小，常见于以下场景：•汽车•飞机•电梯结语传感器是现代生活中不可或缺的重要组成部分，在工业、医疗、环保等多个领域发挥着重要作用。
理解传感器的原理和应用，有助于更好地掌握现代科技的发展方向。
静电复印机中的传感器应用一．静电复印机的发展概况（一）国外静电复印机的发展概况（1）1938年美国物理学家C.F卡尔逊（Carslon）和他的助手奥托·科涅经过三年努力，首次用静电装置重现了与原稿相同的图像，获得了世界第一张静电复印品，并于1942年获得美国专利。
（2）1950年美国的施乐公司制造出世界第一台平板式自动静电复印机。
（3）1968年日本佳能公司开发出新的感光材料——硫化镉感光体。
并提出采用新静电浅像形成方法（简称NP法）的静电复印机。
（二）国内静电复印机的发展概况（1）1964年我国第一台手工操作的静电复印机在上海复印机厂诞生。
（2）1966年初成立了国家科委复印所。
（3）1967年由天津复印技术研究所，上海复印机厂等单位联合研制出我国第一台大型工程图纸复印机。
（4）20世纪60年代末到70年代，我国加快了研制和生产复印机的步伐。
许多厂家生产出静电复印机。
如海鸥-5型、长江-I、II型等型号的静电复印机.(5)20世纪80年代,我国复印机生产进入了一个新的发展时期.二．静电复印机的基本工作原理目前使用的静电复印机，其静电复印过程，必须包括充电、曝光、显影、转印、定影清洁等六个基本工序。
（一）充电充电分为摩擦充电、接触充电及感应充电静电复印机通常是采用电晕放电的方法对硒鼓进行充电的。
具体方法是由高压发生器输出5000～8000V高压直流电到充电电极，电极中的电晕丝与硒鼓表面保持一定的距离（通常为10～20mm），而硒鼓的基体接地，这样就构成了一个充电回路。
具有几千伏高压的带正电金属丝，在此高电压下夺取了周围空气电子，使空气变成带正电的离子，正电离子又夺取硒鼓表面的电子，从而使硒鼓表面接受了大量电晕放电所形成的正离子。
均匀地布满了正电荷。
这个工序称为充电，一般硒鼓充电以后，其表面电位可高达1000多伏。
影响充电效果的因素：（1）电源电压。
（2）充电速度的均匀性。
（3）电极的直径及距离光导体的距离。
2016年TI杯大学生电子设计竞赛G题：简易电子秤摘要根据本题目要求，自行设计应变片与铁质悬臂梁结构，使用仪表放大器电路实现对应变片的电阻变化信号进行差分信号放大，本作品使用STM32单片机作为中心控制单元，通过内部AD进行采集质量信息，配以3.2寸触摸电阻屏控制，以及WT588D作为扩展的语音播报，实现相关功能。
本电子称不但计量准确、快速方便，除了实现自动称重、计价功能、精度高外，还可实现去皮、自动计算，数字显示，语音播报，显示实时温度等。
关键字：电子秤；STM32；应变片；仪表放大器；电阻触摸屏；WT588D。
G题：简易电子秤一、系统方案本系统主要由单片机控制模块、屏幕显示模块、仪表放大模块、放大器模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1、控制器选用单片机比较方案一：采用51系列单片机传统的51单片机为8位机，价格便宜，控制简单，但是运算速度慢，片内资源少，存储容量小，难以存储大体积的程序和实现快速精准的反应控制。
并且受时钟限制，计时精度不高，外围电路也增加了系统的不可靠性。
方案二：采用STM32F103系列单片机STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。
STM32集成外设有较为强大的功能，可扩展性强。
通过比较，我们选择方案二，采用STM32F103系列单片机为主控处理器。
2、显示方案选择方案一：采用LCD1602作为显示屏LCD1602是工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。
是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
使用与学习方便，但是可扩展能力弱。
方案二：采用3.2寸彩色电阻式触摸屏彩色显示，320*480分辨率，有较高的扩展性，可以用它实现键盘，显示等多种功能，功能强大，可自制UI进行使用。
综合以上两种方案，选择方案二，采用3.2寸彩色电阻式触摸屏作为显示方案。
3、仪表放大器的论证与选择方案一：使用3片op07制作仪表放大器电路Op07是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
《传感器原理与应用》课程教学大纲一、课程基本信息四、教学内容、基本要求及教学方法第一章传感器的基本概念教学目的：本章介绍传感器的组成与分类、数学模型、基本特性。
教学重点和难点：传感器的组成、数学模型。
主要教学内容及要求：1.1 传感器的组成与分类一线性度二迟滞三重复性四灵敏度与灵敏度偏差五分辨力与阈值六稳定性七温度稳定性八抗干扰稳定性九静态误差1.2 传感器的动特性一接触式传感器的动特性二模拟式传感器的动特性三数字式传感器的动特性1.3 传感器的技术指标基本要求：了解：传感器的组成。
掌握：传感器的数学模型。
第二章电阻式传感器教学目的：本章介绍电阻式传感器的原理、分类及测量电路。
教学重点和难点：应变式传感器原理及电桥测量电路。
—2—主要教学内容及要求：2.1应变式传感器一工作原理二应变片的类型和材料三金属应变片的主要特性四转换电路五温度误差及其补偿六应变式传感器举例2.2 压阻式传感器一基本原理二温度误差及其补偿三压阻式传感器基本要求：了解：电阻式传感器的分类。
理解：电阻式传感器的原理。
掌握：应变式传感器原理及电桥测量电路。
第三章电感式传感器教学目的：本章介绍电感式传感器的原理、结构及测量电路。
教学重点和难点：电涡流式传感器原理及测量电路。
主要教学内容及要求：3.1基本原理3.2电感计算及特性分析一自感计算与特性分析二互感计算与特性分析3.3转换电路和传感器灵敏度3.4零点残余电压3.5应用举例基本要求：了解：电感式传感器的分类。
理解：电感式传感器的原理。
掌握：电涡流式传感器原理及测量电路。
第四章电容式传感器3教学目的：本章介绍电容式传感器的原理、结构及测量电路。
教学重点和难点：电容式传感器原理及测量电路。
主要教学内容及要求：4.1工作原理与类型一工作原理二类型4.2转换电路一电容式传感器等效电路二电桥电路三二极管双T形电路四差动脉冲调宽电路4.3主要性能、特点和设计要点一主要性能二特点三设计要点4.4电容传感器的应用基本要求：了解：电容式传感器的类型与应用。
