《传感器原理与应用》课程教学大纲

《传感器原理与应用》课程是针对电子信息工程和电子材料与科学专业的核心课程，旨在培养学生的传感器理论知识和实践技能。课程共48学时，3学分，由朱华贵编写于2005年。这门课程不仅涵盖理论知识，也强调实践应用，为学生未来从事工程技术工作和科学研究打下基础。 课程内容分为多个部分，详细讲解了不同类型的传感器： 1. **传感器的基本概念**：介绍传感器的组成、分类、基本要求、数学模型以及历史和趋势。这部分使学生理解传感器的基础特性并学会工程和技术上的应用。 2. **电阻式传感器**：讲解应变片的工作原理、转换电路、温度误差补偿，以及电桥计算和粘贴工艺，培养学生设计和使用电阻式传感器的能力。 3. **电容式传感器**：涉及工作原理、结构类型、寄生电容消除，以及电容式传感器的应用。难点在于理解和消除寄生电容。 4. **电感式传感器**：涵盖了自感式、差动变压器式和电涡流式传感器的工作原理，主要误差和补偿方法。重点在于零点残余电压的补偿和传感器设计原则。 5. **压电式传感器**：讲述压电转换元件的特性，电荷放大器和电压放大器的作用，以及压电加速度传感器的使用和性能。 6. **热电式传感器**：讲解热电偶工作原理和冷端处理，以及热电阻和热敏电阻的使用。重点在于理解和应用热电效应。 7. **光电式传感器**：包括四种光电效应、半导体光电元件和模拟式光电传感器，以及脉冲式光电传感器的应用。 8. **气、湿敏传感器**：讨论气体传感器的分类，特别是半导体湿敏电阻的感湿特性，以及气敏、湿敏和色敏传感器的工作原理。 9. **磁敏传感器**：涉及磁电式传感器和霍尔式传感器的工作原理、误差补偿，以及磁电和霍尔元件的应用。 10. **辐射式传感器**：讲解超声波测距、热释电红外传感器以及核辐射检测传感器的基本原理。 11. **传感器的标定**：介绍传感器标定的概念，包括静态和动态标定的方法。 12. **新型传感器、传感器发展展望**：探讨提高传感器性能的技术，了解传感器的发展趋势，如光纤、激光、仿生、智能和生化传感器的工作原理和应用。 课程要求学生具备工程图学、工程材料、电路分析等相关课程的基础知识，采用课堂讲授为主，辅以幻灯教学和多媒体教学系统，旨在提升学生全面掌握传感器技术的能力。通过本课程的学习，学生将能够合理选择和使用传感器，进行工程设计和实验研究，跟上传感器技术的发展步伐。