传感器与检测技术第六章

传感器与检测技术教案NO6一、教案概述本教案是以传感器与检测技术为主题的教学内容，旨在帮助学生了解传感器的基本概念、分类、原理以及常见的检测技术和应用。

通过理论讲解和实例分析，培养学生对传感器的认知能力和应用能力，为学生今后的学习和工作提供基础。

二、教学目标1. 了解传感器的基本概念、分类和工作原理；2. 掌握常见检测技术的原理和应用；3. 能够应用所学知识解决简单的传感器与检测技术问题；4. 培养学生的实验操作和数据处理能力。

三、教学重点1. 传感器的分类和工作原理；2. 常见检测技术的原理和应用；3. 实验操作和数据处理。

四、教学内容与方法1. 传感器基础知识讲解a. 传感器的定义和作用；b. 传感器的分类和特点；c. 传感器的工作原理和参数。

2. 常见传感器分类与原理a. 接触式传感器和非接触式传感器；b. 模拟传感器和数字传感器；c. 主动传感器和被动传感器；d. 特殊传感器（温度传感器、压力传感器、湿度传感器等）。

3. 常见检测技术原理与应用a. 光电检测技术；b. 电磁感应检测技术；c. 超声波检测技术；d. 激光雷达检测技术；e. 红外线检测技术；f. 微波雷达检测技术。

4. 实验操作和数据处理a. 利用传感器进行温度检测实验；b. 利用传感器进行压力检测实验；c. 利用传感器进行湿度检测实验；d. 实际应用案例分析和讨论。

五、教学步骤与安排1. 引入（5分钟）通过举例引入传感器的作用和应用领域，激发学生的学习兴趣。

2. 传感器基础知识讲解（15分钟）详细讲解传感器的基本概念、分类和工作原理，引导学生理解传感器的本质和功能。

3. 常见传感器分类与原理（30分钟）分别介绍接触式传感器和非接触式传感器的工作原理和应用，让学生了解不同传感器的特点及适用场景。

4. 常见检测技术原理与应用（40分钟）介绍光电检测技术、电磁感应检测技术、超声波检测技术、激光雷达检测技术、红外线检测技术和微波雷达检测技术的原理和应用，加深学生对各种检测技术的理解。

传感器及检测技术教案第一章：传感器概述1.1 教学目标让学生了解传感器的基本概念和作用。

让学生了解传感器的分类和特点。

让学生了解传感器在现代科技领域的应用。

1.2 教学内容传感器的定义和作用传感器的分类和特点传感器在现代科技领域的应用1.3 教学方法采用讲授法，讲解传感器的定义、作用和分类。

采用案例分析法，分析传感器在现代科技领域的应用。

采用小组讨论法，让学生讨论传感器的特点和优缺点。

1.4 教学评估课堂问答，检查学生对传感器的基本概念和作用的理解。

小组讨论，评估学生对传感器特点和优缺点的理解。

第二章：温度传感器2.1 教学目标让学生了解温度传感器的原理和结构。

让学生了解常见温度传感器的特点和应用。

让学生了解温度传感器的选择和安装。

2.2 教学内容温度传感器的原理和结构常见温度传感器的特点和应用温度传感器的选择和安装2.3 教学方法采用讲授法，讲解温度传感器的原理和结构。

采用案例分析法，分析常见温度传感器的特点和应用。

采用实验演示法，展示温度传感器的安装和应用。

2.4 教学评估课堂问答，检查学生对温度传感器原理和结构的理解。

实验操作，评估学生对温度传感器的安装和应用的掌握。

第三章：压力传感器3.1 教学目标让学生了解压力传感器的原理和结构。

让学生了解常见压力传感器的特点和应用。

让学生了解压力传感器的选择和安装。

3.2 教学内容压力传感器的原理和结构常见压力传感器的特点和应用压力传感器的选择和安装3.3 教学方法采用讲授法，讲解压力传感器的原理和结构。

采用案例分析法，分析常见压力传感器的特点和应用。

采用实验演示法，展示压力传感器的安装和应用。

3.4 教学评估课堂问答，检查学生对压力传感器原理和结构的理解。

实验操作，评估学生对压力传感器的安装和应用的掌握。

第四章：湿度传感器4.1 教学目标让学生了解湿度传感器的原理和结构。

让学生了解常见湿度传感器的特点和应用。

让学生了解湿度传感器的选择和安装。

4.2 教学内容湿度传感器的原理和结构常见湿度传感器的特点和应用湿度传感器的选择和安装4.3 教学方法采用讲授法，讲解湿度传感器的原理和结构。

可编辑修改精选全文完整版《传感与测试技术》A复习题7月无纸化考试复习专用一、单选题1.所指测试系统的输出与输入间实际曲线偏离所求直线的程度的描述。

A.灵敏度B.线性度C.重复性参考答案：B知识点：第3章难度：3解析：测试系统的静态特性定义之一。

2. 把被测量转换为感应电动势的常规传感器之一是：。

A. 电容传感器B. 压电传感器C. 变磁阻电感传感器参考答案：C知识点：第4章难度：3解析：传感器的分类方法。

3.测量值与被测量真值之差，称为。

A.测量残差B.测量标准差C.测量误差参考答案：C知识点：第6章难度：3解析：测量误差的定义。

4. 信号的幅值和独立变量均为连续量。

A. 模拟B. 数字C. 离散参考答案：A知识点：第2章难度：3解析：信号分类描述方法。

5. 随机误差的绝对值相等的正误差与负误差出现的次数相等，称为。

A. 单峰型B. 对称性C. 有界性参考答案：B知识点：第6章难度：3解析：第六章第二节关于随机误差的统计意义。

也是以算数平均值代替真值的依据。

6. 传感器将非电量转换为电能量。

A. 电阻B. 无源C. 有源参考答案：B知识点：第4章难度：3解析：传感器分类方法之一。

7.通过测量仪器，将被测量参数与同一物理量的标准量直接比较的测量是。

A. 直接测量B. 间接测量C. 感官测量参考答案：A知识点：第7章难度：3解析：测量依靠仪器，且进行直接比较所的结果，称为直接测量。

8.实现模拟量到数字量转换的装置称为 _____。

A. A/DB. D/AC. F/V参考答案：A知识点：第7章难度：3解析：计算机测试系统的核心部件定义。

二、填空题1.按滤波器的通频带分为: 滤波器、滤波器、滤波器和滤波器。

参考答案：低通、高通、带通和带阻知识点：第5章难度：3解析：第五章第三节关于滤波器的基本分类。

2.测量结果通常用、和来表达。

参考答案：数字、图形和经验公式知识点：第7章难度：2解析：第七章第一节关于测试结果的表示方法。

传感器与检测技术实践训练教程第一章：传感器与检测技术概述1.1 什么是传感器1.2 传感器的分类与应用领域1.3 检测技术的发展与应用1.4 传感器与检测技术的重要性第二章：传感器的工作原理2.1 传感器的基本原理2.2 常见传感器的工作原理介绍2.2.1 压力传感器2.2.2 温度传感器2.2.3 光电传感器2.2.4 加速度传感器2.2.5 气体传感器2.2.6 液位传感器2.2.7 气象传感器第三章：传感器的选择与应用3.1 传感器的选择因素3.2 传感器的应用案例分析3.2.1 工业自动化领域的传感器应用3.2.2 环境监测领域的传感器应用3.2.3 医疗器械领域的传感器应用3.2.4 智能家居领域的传感器应用第四章：传感器的实践训练4.1 传感器实验室介绍4.2 传感器实验器材与软件的使用方法4.3 基于Arduino的传感器实验4.4 基于树莓派的传感器实验4.5 传感器数据的采集与处理方法第五章：检测技术的实践训练5.1 检测技术实验室介绍5.2 常见检测技术的实验方法与操作要点5.3 光学检测技术实验5.4 电化学检测技术实验5.5 红外检测技术实验第六章：传感器与检测技术的未来发展6.1 传感器与检测技术的发展趋势6.2 人工智能与传感器技术的结合6.3 新兴传感器与检测技术的研究方向6.4 传感器与检测技术的社会影响与应用前景结语：传感器与检测技术实践训练的重要性与价值通过本教程的学习与实践训练，读者将能够全面了解传感器与检测技术的基本原理、分类与应用，掌握传感器与检测技术的实践操作方法，以及对未来发展趋势有一定的了解。

希望本教程能够帮助读者在相关领域的学习与工作中取得更好的成果。

.精品 第六章 压电传感器 思考题与习题 答案1．单项选择题1）将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的___C ___；蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的___D ___。

A. 应变效应B. 电涡流效应C.压电效应D. 逆压电效应2）在实验室作检验标准用的压电仪表应采用___D ___压电材料；能制成薄膜，粘贴在一个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用___C ___；用在压电加速度传感器中测量振动的压电材料应采用__B____。

A. PTCB. PZT C .PVDF D. SiO 23）使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量___C ___。

A. 人的体重B. 车刀的压紧力C. 车刀在切削时感受到的切削力的变化量D. 自来水管中的水的压力4）动态力传感器中，两片压电片多采用___B ___接法，可增大输出电荷量；在电子打火机和煤气灶点火装置中，多片压电片采用___A ___接法，可使输出电压达上万伏，从而产生电火花。

A. 串联B.并联C. 既串联又并联5）测量人的脉搏应采用灵敏度K 约为___A ___的PVDF 压电传感器；在家用电器（已包装）做跌落试验，以检查是否符合国标准时，应采用灵敏度K 为___B ___的压电传感器。

A. 10V/gB. 100mV/gC. 0.001mV/g6）PZT 是利用____B ____的原理工作的，它是用____H ____材料制作的；上网查阅GMM ，是利用___A ____的原理工作的，它是用____E ____材料制作的。

A.超磁致伸缩效应B.压电效应C. 逆压电效应D.热敏效应E.稀土铁磁合金F. 含镍铁磁合金G. 高分子H. 压电陶瓷2．用压电式加速度计及电荷放大器测量振动加速度，若传感器的灵敏度为70pC/g （g 为重力加速度），电荷放大器灵敏度为10mV/pC ，试确定输入3g （平均值）加速度时，电荷放大器的输出电压o U （平均值，不考虑正负号）为____B ____mV 。

第一章习题答案1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为和之有确定对应关系的、便于使用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。

敏感元件是直接感受被测量，并输出和被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。

2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。

（2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统①MEMS技术要求研制微型传感器。

如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。

②研制仿生传感器③研制海洋探测用传感器④研制成分分析用传感器⑤研制微弱信号检测传感器（3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。

它们的特点是传感器和微型计算机有机结合，构成智能传感器。

系统功能最大程度地用软件实现。

（4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。

（5）多功能和多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。

3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。

衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。

1）传感器的线性度是指传感器的输出和输入之间数量关系的线性程度；2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy和引起输出量增量Δy的输入量增量Δx的比值；3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；4）传感器的重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。

第一章传感与检测技术理论基础1．什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？它们通常应用在什么场合？答：测量误差是测得值与被测量的真值之差。

可用绝对误差和相对误差表示,引用误差也是相对误差的一种表示方法。

在实际测量中，有时要用到修正值，而修正值是与绝对误差大小相等符号相反的值。

在计算相对误差时也必须知道绝对误差的大小才能计算。

采用绝对误差难以评定测量精度的高低，而采用相对误差比较客观地反映测量精度。

引用误差是仪表中应用的一种相对误差，仪表的精度是用引用误差表示的。

2．用测量范围为-50～+150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。

解：绝对误差2140142=-=∆kPa 实际相对误差%43.1%100140140142=⨯-=δ标称相对误差%41.1%100142140142=⨯-=δ引用误差%1%10050150140142=⨯---=）（γ3．什么是随机误差？随机误差产生的原因是什么？如何减小随机误差对测量结果的影响？答：在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。

随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微小因素（测量装置方面的因素、环境方面的因素、人员方面的因素），如电磁场的微变，零件的摩擦、间隙，热起伏，空气扰动，气压及湿度的变化，测量人员感觉器官的生理变化等，对测量值的综合影响所造成的。

通过增加测量次数估计随机误差可能出现的大小，从而减少随机误差对测量结果的影响。

第二章传感器概述2-1什么叫传感器？它由哪几部分组成？它们的作用及相互关系如何？答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

通常由敏感元件和转换元件组成。

敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部份；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部份。