《传感器与检测技术(第2版)》3-测控系统综合设计课程设计大纲

《传感器与检测技术》教学大纲《传感器与检测技术》教学大纲一、课程基本信息课程编号1070001360课程中文名称传感器与检测技术课程英文名称Technology of Sensor and detection课程类别专业与专业方向课适用专业自动化开课学期第五学期总学时40学时，其中课内讲授32学时、实验8学时总学分 2.5开课模式必修先修课程高等数学、复变函数与积分变换、大学物理、电路分析基础，数字电路课程简介本课程是自动化专业的专业课，系统地讲授了各类传感器的测量原理、测量特性和测量电路，以及常用工程参数检测原理与系统设计。

使学生能合理的选择和使用传感器，并掌握常用传感器测量系统的工程设计方法和实验研究方法。

同时从完整测量系统的角度掌握传感器检测系统的基本特性、结构原理，测量数据处理的方法以及功能实现等多方面的知识和技能。

建议教材刘利秋等.传感器原理与应用.北京：清华大学出版社，2015参考资料[1]卢艳军等.传感与测试技术.北京：清华大学出版社,2012[2]刘红丽等.传感与检测技术.北京：国防工业出版社,2007[3]孙传友等.测控电路及装置.北京：北京航空航天大学出版社,2002二、课程教学目标1.知道传感器技术的概念与应用，以及发展趋势。

2.知道测量系统的静态特性和动态特性，利用相关基础理论，分析性能指标。

3.知道传感器的一般组成，能够正确分析测量系统的测量过程。

4.掌握传感器的分类、测量特性，及其测量电路设计原则。

5.知道常见传感器信号调理电路、信号转换电路的特点及应用。

6.掌握各种常用传感器的基本原理、结构组成、测量特性、测量电路、工程应用设计方法。

7.知道常见工程参数的定义、测量方法，测量系统原理分析。

8.能够利用传感器实现实际工程背景下的参数检测系统的设计，包括系统的安装与调试，电路系统设计、测量性能分析、性能优化与功能拓展。

9.能够充分考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素的影响，利用本课程所学知识和方法解决工程问题。

传感器与检测技术课程设计《传感器与检测技术》课程改革设计方案清晨的阳光透过窗帘，洒在书桌上，我拿起笔，思绪如泉涌。

作为一名有10年方案写作经验的大师，我要为《传感器与检测技术》课程改革设计方案贡献一份力量。

我们要明确课程改革的目标。

传感器与检测技术在现代工程领域有着广泛应用，但现有的课程设置存在一定的问题，如理论过多、实践不足、知识点陈旧等。

为了让课程更贴近实际需求，提高学生的动手能力和创新能力，我们需要对课程进行改革。

一、课程体系调整1.精简理论课程，增加实践环节。

将原本的理论课程分为基础理论和应用理论两部分，基础理论课程以讲授为主，应用理论课程则采用案例教学，让学生在实践中掌握知识。

2.引入最新技术动态，更新课程内容。

将传感器与检测技术的前沿动态融入课程，让学生了解行业最新发展。

3.增加实验课程，提高学生的动手能力。

设置多个实验项目，让学生在实验室中亲自动手，体验传感器与检测技术的魅力。

二、教学方法改革1.采用线上线下相结合的教学模式。

线上课堂以讲授为主，线下课堂以实践和讨论为主，提高课堂互动性。

2.引入项目式教学，培养学生的团队协作能力。

将学生分组，每组完成一个传感器与检测技术相关的项目，从方案设计、实施到成果展示，培养学生的团队协作和沟通能力。

3.加强实践教学，提高学生的创新能力。

在实验课程中，鼓励学生发挥创意，设计并实现具有实际应用价值的传感器系统。

三、课程评价体系改革1.调整考试形式，注重过程评价。

将期末考试调整为过程性评价，关注学生在课程学习过程中的表现。

2.引入同行评审，提高评价公正性。

让学生互相评价，充分发挥学生的主观能动性，提高评价公正性。

3.建立多元化评价体系，关注学生的全面发展。

除了成绩，还要关注学生在课程学习中的综合素质，如团队合作、创新能力等。

四、课程资源建设1.编写适合改革后的教材，满足教学需求。

组织专家编写一本涵盖最新技术动态的教材，让学生在学习过程中能够接触到行业前沿。

传感器与检测技术教学大纲一、课程简介传感器与检测技术是现代电子信息技术中非常重要的一个领域。

它涉及到了物理学、电子学、计算机科学等多个学科的知识，在现代物联网、智能家居、智能制造和智能交通等领域得到广泛应用。

本课程旨在介绍传感器和检测技术的原理、分类、特点和应用，并通过实验课程让学生了解传感器的选择、使用和调试。

二、课程大纲1. 传感器原理•传感器定义及分类；•传感器的工作原理和特点；•传感器与信号处理的关系。

2. 传感器技术•压力传感器、温度传感器、湿度传感器、光电传感器、气体传感器、生物传感器、加速度传感器等类型；•传感器选择和应用的技术；3. 检测技术•检测技术定义、分类及特点；•电子测量技术、物理量测量技术、化学分析检测技术等；•数据采集、处理、传输的技术。

4. 实验教学•基础性实验：传感器和检测技术的工作原理、检测线路的选择、传感器传输出信号的处理等；•应用性实验：使用传感器实现对温度、湿度、气体、光线等检测数据的采集和处理；•创新性实验：根据自己的兴趣和特长，选取传感器和检测技术进行创新性研究。

三、教学方式本课程采用讲授、实验、讨论和创新性研究等教学方法相结合。

讲授环节主要介绍传感器原理、分类和应用、检测技术的方法和特点等基础知识；实验教学环节通过实验，让学生了解传感器的选择、使用和调试，培养学生工程实践能力和应用能力；讨论和互动环节通过提问、回答、讨论等方式，加深学生对传感器和检测技术的理解和掌握；创新性研究环节让学生自主选题，进行独立研究，把所学的知识转化为创新成果。

四、考核方式本课程的考核方式包括期中考试、实验报告、论文、课堂表现等几个方面。

期中考试主要考察学生对课程内容的掌握情况；实验报告要求学生在每个实验完成后，按要求撰写实验报告并提交；最后要求学生按指定格式撰写一篇课程论文，介绍所选传感器或检测技术的研究成果。

课堂表现包括出勤率、提问、回答、互动等方面的表现。

五、参考资料1.《传感器技术及应用》等；2.《检测技术基础》等；3.《智能检测与传感器实验》等。

一、课程性质本课程作为机电一体化技术专业基础课程，在本专业的职业能力培养中所起着承前启后的桥梁作用，它既是前期理论课的延续，又是学习其他专业课的前提。

本课程主要培养学生选择应用各类传感器的能力，组成各种检测系统的能力和各种测试模块电路的设计制作能力，这些能力是构成本专业职业岗位技能的重要部份。

本课程的前期课程主要有《工程制图》《电子电路基础》《电子路线 cad》《应用数学基础》等。

二、课程整体设计1 课程目标设计1.1 能力目标(1)能够用万用表、示波器等常用仪器检查各种传感器性能，判别其好坏；(2)能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器；(3)能够根据被测信号的特点，用不同类型的传感器设计合理的检测电路；(4)能够设计普通电子检测产品；(5)能够正确维护常用电子检测设备。

1.2 知识目标(1)掌握测量及误差理论等知识，传感器及检测技术基本知识，电桥测量电路的基本特性；(2)掌握各种常用传感器的基本工作原理、性能特点，理解它们的工作过程，掌握它们的各种应用场合和方法；(3)掌握信号处理及抗干扰技术的基本知识，理解典型检测系统的工作原理，清晰各组成部份的功能及其特性。

1.3 职业目标(1)能独立学习、工作，掌握交流与团队合作能力，具备相应的职业道德；(2)养成良好的工作责任心、坚毅的意志力和严谨的工作作风；(3)在实际工作中能创造性地完成各项任务，了解电子信息产业的相关法律法规常识；(4)掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。

2 课程内容设计课程教学内容根据课程目标，按照职业岗位能力要求进行选择，采取项目教学结合虚拟真实工作场景的实践教学，培养典型电子产品设计和生产管理人员。

教学内容包括产品开辟市场调研、产品电子路线设计制作、工艺文档编制、质量检验等，通过项目执行使学生了解项目从调研到成品检验的全过程，具体教学内容安排见表 1。

表 1 《传感器与检测技术》课程内容工作过程课程内容模块子模块课时市场调研传感器常识传感器在电子产品中的应用情况4电子路线设计制作传感器选用模块电阻传感器及其应用4电容传感器及其应用4电感传感器及其应用6热电偶传感器及其应用6光电传感器及其应用4霍尔传感器及其应用4压电传感器及其应用4超声波传感器及其应用4工艺文档编制及产品质量检验检测系统集成模块信号处理与抗干扰技术4传感器网络的组成与应用4简易电子秤系统的设计10小组答辩23 能力训练项目设计学期初，将学生分成四至六名一组的学习小组，每一个学习小组分配在编号固定的传感器实验台上，上课在传感器实验室进行，在整个学习过程中完成常用传感器选型应用训练和典型检测系统集成与使用维护训练等 10 个项目。

“传感器与检测技术”实验指导书1实验教学大纲一、适用专业：口动化、测控技术与仪器、电气工程与口动化、机械设计制造及其口动化等专业二、地位、作用和任务《传感器与检测技术》课程属于适用专业大学本科学生的必修专业基础课程。

传感器具有检测某种变量并把检测结果传送出去的功能，它们广泛应用于牛产实践和科学研究小，是获取、处理、传送各种信息的基本元件。

特别是现代大规模工业生产，儿乎全都依靠各种控制仪表或计算机实现口动控制，为保证口动控制系统的正常运行，必须随时随地把生产过程的各种变最提供给控制仪表或计算机。

要想正确及时地掌握生产过程或科研对象的各种信息, 就必须具备传感器与检测技术方面的知识。

本部分旨在以实验和课程设计的形式进一步加强学生対各类传感器与检测技术的原理与应用的深入理解，将理论与实践有机地结合起來，学以致用。

主要任务是：1、通过理论学习和实验操作，掌握各类传感器的棊木工作原理；2、了解各类传感器的特性和应用方法；3、学握基本的误差与测量数据处理方法。

三、教学基本要求通过传感器与检测技术实验的棊木训练，使学生在冇关传感器与检测技术的实验方法和实验技能方血达到下列要求：（1）能够自行或在教师的指导下正确完成实验和实验报告等主要实验程序；（2）能够学握常用传感器的性能、调试和使用方法；（3）能够通过实验完整学握各类传感器的基本工作原理；（4）能够在接受传感器与检测技术基本实验技能的训练后，进行开放性实验，以提高综合实验能力。

四、实验内容实验一金属应变片：单臂、半桥、全桥功能比较（验证）实验二差动变压器特性及应用（综合）实验三差动螺线管电感式传感器特性（设计）实验四差动变面积式电容传感器特性（验证）实验五压电加速度传感器特性及应川（验证）实验六磁电式传感器特性（验证）实验七崔尔式传感器特性（验证）实验八热敏电阻测温特性（设计）实验九光纤位移传感器特性及应川（验证）实验十汽车防撞报警系统设计（设计）五、实验教材主要教材：《传感辭与检测技术学习指导（实验部分）》六、考核方法根据实验操作效果、实验态度、实验报告撰写结果等进行综合评定。

《传感器与检测技术》课程大纲（版本1）课程名称：传感器原理与应用（Sensors and Measurement Technology）课程代码：课程类别：专业课课程性质：必修课学分：3.5总学时：56（其中：讲授40 实践16 ）适用专业：开课学期：开课单位：□□一、课程在实现人才培养目标中的价值与作用《传感器与检测技术》课程是×××专业的核心课程，也是×××专业的专业必修课，是培养学生专业能力的课程之一，同时也是培养学生对物联网系统的规划、设计、实施、管理与维护的综合性课程。

对制定物联网建设的方案，协助工程招投标，开展设计、实施、管理与维护等工程活动能力的应用型人才的培养具有重要的意义，对学生岗位能力培养和职业素质养成起主要支撑作用。

□□二、学习者分析该课程的学习对象是大学第×学期×××专业的学生。

学生已具有了《模拟与数字电路》等课程的知识。

学生对模拟与数字电路等方面的知识点有了一定的认识。

学生普遍热爱专业知识的学习，思维活跃，对相关专业知识有浓厚兴趣，能够较好的把模拟电路理论基础知识和传感器知识相结合，具有一定的理解与构建传感器系统的能力。

□□三、学习结果/目标通过本课程的学习，要求学生掌握传感器的基本原理、结构、性能、参数、特点以及传感器的信号检测转换电路和传感器技术的工程应用方法，尤其在传感器工程应用方面通过实践课程和训练提高学生专业知识的综合应用能力。

本课程以介绍传感器原理为基础，侧重于应用及理论与实际相结合，注意应用技术的介绍，重点是让学生了解掌握传感器技术的具体应用原理和方法，并在培养学生综合分析能力、解决实际问题的能力和创新能力方面获得较好的素质培养。

□□四、课程教学内容控制系统与传感器：内容包括传感器与控制系统的关系、传感器的定义、组成、分类、现状、发展趋势和以及基本应用、标准与单位等。

《传感器与检测技术》课程授课教案课程编号：课程名称：传感器与检测技术/ Sensors and Measurement Technology课程总学时/学分：40/2.5 （其中理论32学时，实验8学时）适用专业：一、课程地位传感器与检测技术是×××专业的专业课程，也可作为×××专业的专业选修课程。

传感器与检测技术课程是在电路理论、模拟电子技术、数字电子技术等先修课程的基础上开设的一门综合性很强的技术性基础课。

其作用旨在使对该专业学生介绍传感器的基本原理，以及检测系统构成的基本方法、参数获取过程中的信号调理技术、误差分析技术等。

本课程的目的在于培养学生以下能力：（1）具有测量控制系统、自动化仪表及仪器系统领域的基础知识和相关知识的运用能力及选择传感器及仪表的能力。

（2）组建一般测试系统的基本素质与能力。

（3）对一般测试过程中的技术问题进行分析和处理的能力和解决测量控制及仪器系统领域实际工程问题的初步能力。

（4）将测试系统应用于其他工程技术过程的能力，具有跟踪测控技术及仪器系统领域新理论、新知识、新技术的能力。

二、教材及主要参考资料[1]. 朱晓青等.传感器与检测技术（第2版）.清华大学出版社，2020.[2]. 梁森等，自动检测技术及应用（第2版），机械工业出版社，2012.9三、课时分配四、考核方式与成绩核定办法1. 考核方式：综合设计（基于Matlab软件）2. 成绩核定办法：综合设计成绩＋平时成绩＋实践教学环节考核成绩五、授课方案第1章，自动控制与检测教学目标及基本要求：掌握传感器的定义、组成、分类和基本应用等。

掌握传感器的静态特性、传感器的动态特性、以及传感器的标定方法等。

1.教学内容：（1） 1.1节，控制系统与传感器；1.2节，控制系统与结构图表达，分配2个学时。

（2） 1.3节，标准与单位，1.4节，误差与测量结果处理，分配2个学时。

教学大纲课程名称：传感器与检测技术课程类别：专业基础课适合专业：数控技术、机电一体化、电气自动化、检测技术（课程80学时）课程要求：必修课程先修课程：大学物理、电路基础、电子技术和微机原理等开课时间：第4学期传感器与检测技术是高等院校数控技术、机电一体化、电气自动化、检测技术类专业教学计划中一门必修的专业基础课。

本课程主要研究各类传感器的机理、结构、测量电路和应用方法，主要包括常用传感器、近代新型传感技术及信号调理电路等内容。

本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，掌握常用传感器的基本原理、应用基础，并初步具有检测和控制系统设计的能力。

第一章检测技术的基础知识(3学时)基本概念（敏感元件、变换器、检测技术、测系统的组成及特点、传感器及检测技术的发展）；；误差分析及处理技术第二章传感器的基本概念（4学时）传感器的基本概念、基本特性（静态特性、动态特性、静、动态特性标定）及其选用。

第三章常用传感器的工作原理及应用（15学时）通过对电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔传感器、热敏传感器的学习，掌握各种测量几何量的传感器的基本结构、工作原理、测量转换电路；熟悉几何量测控所需传感器的应用和选用。

第四章数字式传感器（7学时）掌握光栅数字式传感器、磁栅数字式传感器、感应同步器、编码器的工作原理及其应用。

第五章新型传感器（5学时）了解仿生传感器、光纤传感器、微型传感器、集成传感器的工作原理及应用和新型传感器研发的重点领域。

第六章传感器与检测系统的信号处理技术（5学时）通过对电桥电路、信号的放大与隔离、信号的变换的学习，重点掌握检测系统的信号放大与变换电路的处理技术。

第七章传感器与检测系统的干扰抑制技术（3学时）学习噪声干扰的形成、硬件抗干扰技术、软件抗干扰技术，熟悉检测系统的各种干扰拟制技术。

第八章典型非电参量的测试方法（7学时）熟悉掌握各种测量几何量的测试方法和传感器的选用原则。

包括：应变的测量、力及压力的测量、位移的测量、振动的测量、流量的测量。

传感器技术及应用第二版课程设计一、引言近年来，传感器技术在各个领域得到了广泛应用，如工业制造、医疗、环境保护等。

传感器的发展已经从简单的测量转变为高级技术的应用，并且如今在大数据和人工智能的背景下，其应用将迎来更大的发展。

为了让学生深入了解传感器的工作原理和应用场景，本课程旨在为大学生提供一系列的课程学习，包括传感器的基础知识、传感器的种类、传感器的选型原则、传感器的数据采集与处理、传感器的应用案例等内容。

二、课程设计内容2.1 课程大纲（1）传感器基础知识•传感器的概念和基本组成结构•传感器的工作原理•常见传感器的分类及代表性传感器（2）传感器的选型原则•传感器的基本性能指标•选型的指导原则和方法（3）传感器的数据采集与处理•传感器数据采集的方式•数据采集系统及整理分析方法•数据采集系统的调试与实验（4）传感器的应用案例•工业控制领域的传感器应用•其他领域的传感器应用•案例分析2.2 教学方法本课程采用面授、实验教学相结合的方式，课程设置了相应的实验环节，加强了课程的实践能力，提高了学生综合素质。

2.3 课程实验设计（1）实验一：传感器的测试和特性分析任务：测量和分析两个传感器的特性并对它们进行比较。

步骤：•了解传感器的基本特性，比较不同类型的传感器的特点。

•材料准备，如传感器、模块等。

•实验测试中记录数据并进行实验分析。

•报告撰写和评估。

（2）实验二：数据采集系统的设计和实现任务：设计和实现基于传感器的数据采集系统。

步骤：•了解数据库和传感器原理。

•设计数据采集系统并建立相应的数据库。

•程序编写和实现。

•数据分析和报告撰写和评估。

（3）实验三：传感器应用案例研究任务：以某个行业领域为例研究传感器的应用，并撰写报告。

步骤：•以某个行业为背景，选取相应的传感器进行研究。

•调研并撰写报告。

•报告交流和评估。

2.4 课程评估本课程考核采用综合考评的方式，主要包括平时成绩、实验报告、考试等内容。

具体评估比例参见下表：评估内容占比平时成绩20%实验报告40%期末闭卷考试40%三、教师参考资料-《传感器技术及应用（第二版）》/王选民等 -《传感器的应用与开发实例讲解》/朱洪蔚等四、学生参考资料-《传感器技术与应用》/王勇 -《传感器技术及应用的研究》/张紫薇 -《传感器应用的研究与设计》/胡军五、结语本课程旨在让学生了解传感器的基本知识、选型原则、数据采集与处理和应用案例等，使学生在实验中深入了解传感器，并能通过实践锻炼实验能力和实际操作能力，提高综合素质。