第一篇：《傳感器原理與應用》教學方法探討

《傳感器原理與應用》教學方法探討

摘要：根據“傳感器原理及應用”這門課程的特點，以課堂高效率教學高質量為教學目的出發，本文探討了從四個方面進行教學方法的改進。

關鍵詞： 傳感器原理及應用 天之信多媒體資源 實驗教學 任務式教學

《傳感器原理及應用》是電子信息科學系的主干專業課, 具有較強實踐性，課程涉及的知識面廣，是一門工程性、應用性都非常強的課程。其教學質量的好壞,直接影響到許多后續專業課的教學效果。該課程知識覆蓋面廣、內容多而且更新發展快,理論性和應用性都很強,再加上教學過程中的一些難點，為了達到課堂高效率教學高質量,迫切需要改進教學方法。本人從事了一段時間的傳感器課程的教學，對教學方法有了一些個人的看法，可以從以下四個方面進行嘗試，以達到課堂高效率，教學高質量。

一、充分利用多媒體資源，將實際應用的場景融入到教學課件中，讓學生對這門課程產生濃厚的學習興趣。給學生展示傳感器的實際應用場景，使理論知識在實際應用場合中慢慢滲入，充分調動學生的積極性，在課堂讓學生思維充分動起來，充分發揮學生的主觀能動性，引導學生積極思維，從思想上行動起來，把課堂變成老師和學生共同學習，解決問題的場所。在講解某種具體的傳感器之前，演示幾個生活中的傳感器實例，例如：在進行電容式傳感器的教學之前，用多媒體播放幾個實際的應用實例，電容式擴音器的示意圖和工作過程，電容式接近開關的工作原理，電容式雙聯收音機等的工作原理，讓學生在進入具體的理論知識學習之前對這種傳感器有個感性認識，提高學生的積極性和興趣。再比如，在講溫度傳感器時，如果配以動畫演示熱電偶中電流是如何隨著兩端溫度的變化而變化時，學生就會很容易接受溫度傳感器的工作原理。

二、將實際事例的簡明工作原理演示之后，再來解剖實際應用場景中的電路框圖，這樣讓學生對傳感器的理解從感性過渡到理性，對所用到的傳感器的工作原理進行講解說明，讓學生掌握該傳感器的工作原理和設計思路；進一步分析傳感器的測量電路，讓學生了解傳感器的設計原理。例如，當教師講解了紅外自動干手器的工作原理時，再配上實際電路進行具體分析，會激發學生的自己動手設計的欲望，也會對相應的傳感器了解得更透徹。

三、實驗教學，單純的理論知識對于學生而言比較枯燥無味，應配以實驗課讓學生對具體的傳感器有所接觸，加深印象。例如教師在講解電橋式測量電路時過于理論化，學生只是硬性的記住公式，如果配以實驗課用CSY-傳感器系統實驗儀驗證單臂、半橋、全橋的性能，比較它們的測量結果了解交流供電的四臂應變電橋的原理、工作情況和實際應用，會讓學生對電橋式，相敏檢波電路有比較深刻的印象。實驗教學不僅能幫助學生鞏固和加深理解所學的理論知識，更重要的是能訓練學生的實驗技能，培養學生的動手能力,樹立工程實際觀點和嚴謹的科學作風，使他們能獨立的進行實驗。

四、任務式教學，布置相關的任務，在學生掌握了一定程度的傳感器原理之后自己根據實際應用去設計合適的傳感器。要求學生了解傳感器的選型原則，讓學生掌握不同傳感器的優缺點以及相應的應用場合。例如，液位的測量有很多種測量方式，分接觸式和非接觸式，有浮體式、電容式、差壓式、超聲波式、光纖式、核輻射式等。那么要測量儲水池的液位應該選擇哪種傳感器呢？密閉容器的液位檢測又該怎么選擇？布置適當的任務不僅能讓學生加深對所學知識的印象，更能培養學生的設計思維和激發學生的設計欲望。

在教學中，結合多媒體等現代教學手段，充分利用豐富的網上教學資源，對特殊抽象或微觀內容，利用動畫提高教學效果，激發學生的學習興趣。在課堂上將基本原理和方法講清楚講透徹之后，實驗教學緊跟理論教學，使理論教學和實驗教學兩塊內容相結合，為學生提供驗證理論知識的條件，培養學生的探索精神。由于本課程是一門實踐性很強的專業基礎課程，所以在學生掌握了一定程度的傳感器知識之后，布置適當的任務，讓學生自己根據實際應用去設計合適的傳感器，提高學生的應用能力，真正做到學以致用。

第二篇：傳感器原理與應用

傳感器原理與應用（專業限選課）

Principle and Application of Sensor

【課程編號】XZ260111

【學分數】2

【學時數】24+6+9（實驗課時）【課程類別】專業限選 【編寫日期】2010.3.30 【先修課程】電路分析、模電、數電

【適用專業】電子信息工程類

一、教學目的、任務

《傳感器原理和應用》是電子及自動化專業的一門專業課。它有較強的實際應用價值。通過學習本課程使學生掌握各類傳感器的基本原理、主要性能及其結構特點；能合理地選擇和使用傳感器； 掌握常用傳感器的工程設計方法和實驗研究方法；了解傳感器的發展動向。

二、課程教學的基本要求

現代信息產業的三大支柱是傳感器技術﹑通信技術和計算機技術，它們分別構成了信息系統的“感官”、“神經”和“大腦”。在機械工程中,傳感器對于機械電子、測量、控制、計量等領域都是必不可少的獲取信息的關鍵部件。

鑒于上述認識并考慮學科特色,在本課程有限學時內,要求學生重點掌握下列幾方面的知識：⑴傳感器的基本概念﹑術語和特性；⑵常用傳感器的原理、結構和應用；⑶傳感器測量電路；⑷傳感器的典型應用。

三、教學內容和學時分配

第1章 傳感與檢測技術的理論基礎自學

主要內容：

1.1測量概論

1.2測量數據的估計和處理

教學要求：

了解測量的基本概念，測量系統的特性，測量誤差及數據處理的各種方法。

第2章 傳感器概述2學時

2.1傳感器的組成與分類

2.2傳感器的基本特性

教學要求：

熟悉傳感器的輸出--輸入特性與內部結構參數有關的外部特性，掌握其靜態特性，動態特性的分析方法。

第3章 應變式傳感器4學時

主要內容：

3.1 工作原理

3.2 應變片的種類、材料及粘貼

3.3 電阻應變片的特性

3.4 電阻應變片的測量電路

3.5 應變式傳感器的應用

教學要求：

熟悉應變片傳感器的工作原理及外部特性，了解其應用范圍，掌握測量電路的分析方法。其它教學環節：實驗一應變片性能測試實驗3學時

實驗性質：驗證性實驗

實驗內容：金屬箔式應變片性能——單臂電橋、半橋和全橋。

實驗目的與要求：掌握使用金屬箔式應變片組成單臂電橋、半橋和全橋的方法，了解在不同電路

形式時電路的輸出特性。

注意要點：確保接線正確，電源電壓不能用錯。

第4章 電感式傳感器3 學時

主要內容：

4.1自感式電感傳感器

4.2差動變壓器式傳感器

4.3電渦流式傳感器

教學要求：

了解電感式傳感器的應用范圍，工作特點，掌握其組成的各種測量電路的分析方法及組成特點。其它教學環節：實驗二電渦流式傳感器的靜態位移性能3學時

實驗性質：設計性實驗

實驗內容：電渦流式傳感器的工作原理和工作情況，動手自制一個渦流探頭，利用實驗室放大器

及振蕩器對不同被測材料（即混料）進行分選。

實驗目的與要求：研究電渦流傳感器特性，被測材料（物質）對傳感器的特性的影響以及電渦流

傳感器的應用。

注意要點：確保接線正確，激勵、響應線圈不能用錯。

第5章電容式傳感器3 學時

主要內容：

5.1電容式傳感器的工作原理和結構

5.2電容式傳感器的靈敏度及非線性

5.3電容式傳感器的等效電路

5.4電容式傳感器的測量電路

5.5電容式傳感器的應用

教學要求：

熟悉電容式傳感器的工作原理及結構，掌握其在非電量測量與自動檢測中的應用。

其它教學環節：實驗三 變面積式電容傳感器的性能1學時

實驗性質：驗證性實驗

實驗內容：變面積式電容傳感器的工作原理和工作情況。

實驗目的與要求：熟悉變面積式電容傳感器的工作原理和工作情況；研究差動式電容傳感器特性。注意要點：確保接線正確，電源電壓不能用錯。

第6章 壓電式傳感器3 學時

主要內容：

6.1壓電效應及壓電材料

6.2 壓電式傳感器測量電路

6.3 壓電式傳感器的應用

教學要求：

了解壓電式傳感器具有的特點及其應用范圍，掌握其組成的測量電路分析及應用。

第7章 磁電式傳感器4學時

主要內容：

7.1磁電感應式傳感器

7.2 霍爾式傳感器

教學要求：

掌握磁電式傳感器的各種不同類型及應用范圍。

其它教學環節：實驗四 霍爾傳感器特性研究及應用2學時

實驗性質：驗證性實驗

實驗內容：霍爾傳感器在交、直流信號激勵下的特性。

實驗目的與要求：了解霍爾傳感器的結構和工作原理；實驗研究霍爾傳感器在交、直流信號激勵

下的特性；掌握霍爾傳感器測量振幅和稱重應用的實驗方法。

注意要點：確保接線正確，電源電壓不能超出規定值。

第8章 光電式傳感器3 學時

主要內容：

8.1光電器件

8.2光纖傳感器

教學要求：

熟悉典型的光電器件的特性和應用，了解光纖傳感器及其技術發展方向，掌握紅外傳感器的應用。

第9章 半導體傳感器2學時

主要內容：

9.1半導體氣敏傳感器

9.2濕敏傳感器

9.3色敏傳感器

9.4半導體式傳感器的應用

教學要求：

了解以半導體材料組成的各種傳感器及其它們的工作原理，掌握氣敏、濕敏、色敏傳感器在測量電路中的應用及其電路分析。

第10章 超聲波傳感器2學時

主要內容：

10.1超聲波及其物理性質

10.2超聲波傳感器

10.3超聲波傳感器應用用

教學要求：

熟悉超聲波傳感器的工作原理及其物理性質，掌握超聲波傳感器的應用。

第11章 微波傳感器1學時

主要內容：

11.1微波概述

11.2微波傳感器的原理和組成11．3微波傳感器的應用

教學要求：

了解壓電式傳感器具有的特點及其應用范圍，掌握其組成的測量電路分析及應用。

第12章 輻射式傳感器1 學時

主要內容：

12.1紅外傳感器

12.2核輻射傳感器

教學要求：

了解輻射式傳感器的特性及應用。

第13章 數字式傳感器自學

主要內容：

13.1光柵傳感器

13.2編碼器

13.3感應同步器

教學要求：

了解數字式傳感器的特點及應用。

第14章 智能式傳感器自學

主要內容：

14.1概述

14.2傳感器的智能化

14.3集成智能傳感器

教學要求：

了解集成智能感器的特性及應用。

第15章 傳感器在工程檢測中的應用4學時

主要內容：

15.1溫度測量

15.2壓力測量

15.3流量測量

15.4物位測量

教學要求：

了解熱電偶的結構和原理、熱電效應的構成成份。掌握熱電偶的基本定律、冷端補償方法、測量計算方法。了解熱電阻的工作原理、結構，掌握應用方法。了解傳感器在工程檢測中的作用及其應用。

四、教學重點、難點及教學方法

重點：各種常見的、應用廣泛的傳感器的基本原理、基本特性、轉換電路以及工程應用，及分析、設計方法。以課堂講授為主，通過實驗加深對所學各類傳感器的性能及工作原理理解。

難點：各種傳感器的特性分析。

五、考核方式及成績評定方式：

考核方式：考查，六、教材及參考書目

推薦教材：

《傳感器原理及工程應用》（第三版），郁有文等編著，西安科技大學出版社，2008年參考書：

1．王化祥，《傳感器原理與應用》，天津大學出版社，第七版，2003

3．劉君華，《智能傳感器系統》，西安電子科技大學出版社，第一版，1999

4．單成祥，《傳感器的理論與設計基礎及其應用》，國防工業出版社，1999

4．趙負圖，《現代傳感器集成電路》，人民郵電出版社，2000

修（制）訂人：審核人：

2010年 3 月30日

第三篇：傳感器原理與應用復習

例1：量程為150V的0.5級電壓表和量程為30V的1.5級電壓表，分別測量20V電壓，問哪個測量精度高？

例2：某壓力表精度為1.5級，量程為0～2.0MPa，測量結果顯示為1.2MPa，求1）最大引用誤差δnm；2）可能出現的最大絕對誤差Δm；3）示值相對誤差δx＝？

例3：一差動變壓器式位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化1200mv，問位移傳感器的靈敏度是多少？

例4：機械式指針位移傳感器，當輸入信號有0.01mm的位移變化量式，指針位移10mm，求位移傳感器的靈敏度？

例5：進行某動態壓力測量時，所采用的壓電式力傳感器的靈敏度為90.9nC/Mpa，將它與增益為0.005V/nC的電荷放大器相連，而電荷放大器的輸出接到一臺筆式記錄儀上，記錄儀的靈敏度為20mm/V。試計算這個測量系統的總靈敏度。當壓力變化為3.5MPa時，記錄筆在記錄紙上的偏移量是多少？

例6：有一只變極距電容傳感元件，兩極板重疊有效面積為，兩極板間的距離為1mm，已知空氣的相對介電常數是1，真空中介電常數為8.85×10-12F/m,試計算該傳感器的位移靈敏度。

例7：粘貼在鋼件上的康銅電阻絲應變片，其靈敏度為2，電阻溫度系數為20×10-6/oC，敏感柵材料的線膨脹系數為15×10-6/oC，鋼件的線線膨脹系數為11×10-6/oC，彈性模量E為2×1011N/m2,求：（1）當環境溫度變化為10oC時，應變熱輸出為多少？相當于試件產生多大應力？

（2）當=1000uε時，由于熱輸出產生的溫度誤差γt是多少？

例8：半導體應變片的靈敏度為120，電阻為120歐姆，金屬電阻應變片的靈敏度為2，電阻為120歐姆，單臂非線性誤差不大于0.1，求：它們可測的最大應變為多少？

第四篇：傳感器原理與應用心得

傳感器原理與應用心得

張寶龍

電信工二班

201400121099 傳感器應用極其廣泛，而且種類繁多，涉及的學科也很多，通過對傳感器的學習讓我基本了解了傳感器的基本概念及傳感器的靜、動態 特性電阻式、電感式傳感器的結構、工作原理及應用。

傳感器的特性主要是指輸出入輸入之間的關系。當輸入量為常量或變化很慢時，其關系為靜態特性。當輸入量隨時間變換較快時，其關系為動態特性。

傳感器的靜態特性是指對靜態的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。因為這時輸入量和輸出量都和時間無關，所以它們之間的關系，即傳感器的靜態特性可用一個不含時間變量的代數方程，或以輸入量作橫坐標，把與其對應的輸出量作縱坐標而畫出的特性曲線來描述。表征傳感器靜態特性的主要參數有：線性度、靈敏度、遲滯、重復性、漂移等。

所謂動態特性，是指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。在實際工作中，傳感器的動態特性常用它對某些標準輸入信號的響應來表示。這是因為傳感器對標準輸入信號的響應容易用實驗方法求得，并且它對標準輸入信號的響應與它對任意輸入信號的響應之間存在一定的關系，往往知道了前者就能推定后者。最常用的標準輸入信號有階躍信號和正弦信號兩種，所以傳感器的動態特性也常用階躍響應和頻率響應來表示。

傳感器的作用主要是感受和響應規定的被測量，并按一定規律將其轉換成有用輸出，特別是完成非電量到電量的轉換。傳感器的組成并無嚴格的規定。一般說來，可以把傳感器看做由敏感元件和變換元件兩部分組成。

通過最近的學習，是我了解到在實際中使用傳感器的選擇一定要慎重。我們可以根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型。其次，當我們在選擇傳感器時要注意傳感器的靈敏度，頻率響應范圍，線性范圍，穩定性，精度等。

人們為了從外界獲取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現象和規律以及生產活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。

新技術革命的到來，世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。

通過對這門課的學習開闊了我的視野，讓我了解了以前沒有了解的東西。在老師的指導下讓我明白了學習要有自覺性，要自己積極主動地去學習。

第五篇：傳感器原理與應用復習提綱

《傳感器原理與應用》課程復習綱要

一、課程內容

1．基本概念名詞解釋，要完整。

例如：壓電效應：名詞解釋要包括兩部分（正、逆壓電效應），材料等。

2．傳感器的工作原理

例如：電渦流式測厚傳感器：說明傳感器的組成結構、寫出原理圖、敘述工作過程和相關的表達式（或數學模型或物理模型）等。

3．基礎知識和基本常識（包括傳感器的分類）

例如：（1）動態模型中，“標準”輸入只有三種：正弦周期輸入、階躍輸入和線性輸入，而經常使用的是前兩種。

（2）在光線作用下能使物體產生一定方向電動勢的稱光生伏特效應，如光電池。

（3）電渦流式位移傳感器有高頻反射式和低頻透射式兩種。

（4）看圖分析并敘述圖上提供的信息。

4．計算

例如：（1）金屬應變片如何貼片分布于在等強度梁上？電阻變化計算和輸出電壓計算。

（2）用于測量轉速的傳感器有哪些？結構如何？如何計算轉速？測速誤差多少？

5．測量電路簡圖和作用

例如：金屬應變片全橋電路、半橋電路等測量電路圖，及相應的作用。

6．有關誤差補償

例如：非線性補償可用差動結構；溫度補償也可差動結構，還有其它方法等。

7．看圖設計敘述

例如：（1）8個實驗內容：金屬應變片、差動變壓器、擴散硅壓阻式壓力傳感器、霍爾傳感器和光纖傳感器等。

（2）看圖敘述某傳感器的結構組成，如何工作的及優缺點。

二、考試形式

1．閉卷考試

考試時間：120分鐘。

2．考試題型

填空題(10分)、單項選擇題(10分)、簡述題(4*8分)、計算題(2*10分)和設計題(2*14分)

三、各章需掌握的內容

緒論

什么是傳感器，傳感器的物理基礎、傳感器的分類等。

第1章 傳感器技術基礎

傳感器的數學模型、物理模型、靜態特性（包括其指標，如線性度等）、動態特性（包括其指標，如二階系統的參量分析等）、標定和校準、傳感器的分析手段

和傳感器材料。

第2章 電阻式傳感器

電阻式傳感器的結構、組成和工作原理，測量電路及有關信號輸出計算，及應用。

第3章 變磁阻式傳感器

電感式傳感器的分類、組成和工作原理、測量電路的作用等；電渦式傳感器的分類、組成和工作原理；霍爾式傳感器的組成、工作原理和所用材料，及應用；磁阻效應的有關知識。

第4章 電容式傳感器

電容式傳感器分類、組成和工作原理、測量電路的作用等，如何解決存在的問題。

第5章 磁電式傳感器

磁電式傳感器分類、組成和工作原理、測量電路的作用，材料，及有關應用等。

第6章 壓電式傳感器

壓電式傳感器材料、分類、組成和工作原理、測量電路，如何解決存在的問題。

第7章 光電式傳感器

光電式傳感器材料、分類、組成和工作原理、測量電路，光源要求；包括模擬式光電傳感器、開關式光電傳感器、光纖傳感器、電荷耦合器件CCD等。

第9章 智能傳感器

智能傳感器的分類、組成和工作原理，數據采集和數據處理技術等。

第10章 數字式傳感器

哪些是直接以數字量形式輸出的傳感器、以脈沖形式輸出的傳感器和以頻率形式輸出的傳感器。