《传感器原理与应用》课程标准
课程名称：传感器原理与应用 适用专业：电子信息工程专业 计划学时：54
课程编号：物理B03112
第一部分 课程概述
一、课程的性质
本课程是高等职业技术学校“电子电气技术应用类”专业的一门重要的专业核心课程，其专业性、实践性很强，是本专业学生必修的综合技术应用课程之一。其主要包括传感器的认识、结构原理和使用方法，并在此基础上分别介绍常用传感器应用技术及实用电路的分析与设计。所选的电路具有设计新颖、结构合理、性能优良和实用性强等特点。
通过本课程的学习和技能训练，使学生能认识传感器，了解测量基本原理，理解各种传感器进行非电量电测的方法，掌握传感器的基本结构和使用方法。初步具备实用传感器的应用和电路制作技能，并了解相应的测量转换电路、信号处理电路的原理及各种传感器在工业中的应用。
先修的课程：高等数学、电路、模拟电路。
二、课程的基本理念
本课程贯彻“以就业为导向，以能力为本位”的职教思想，以学生将来从事的职业岗位群所需要的相关知识和基本技能为依据，以项目课程为主体的模块化专业课程体系，它突破了学科为中心的课程体系，减少理论推导，重点突出应用。将学科内容按“项目”进行整合，在内容安排上也是由简到繁，逐步深入，已应用性教学为主，注重增强学生的能力。
三、课程的设计思路
本课程讲解的内容以实用为主，原理分析通俗易懂。各章节中典型传感器应用电路的分析和测试，融合常用传感器的基本知识。课程内容包含了传感器检测若干个项目，每个项目又分为若干个典型工作任务，每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合，突出实际应用，减少理论推导，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。据本课程的教学目标，以各种测量手段为主线，传感器的应用贯穿课程整个内容，让学生在用什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。由于本课程与实际联系紧密，理论教学和实践实验训练有机结合，对学生的成绩评定应采用新的评价方式。
第二部分 课程目标
一、课程总体目标
通过学习使学生掌握传感器的结构组成和基本工作原理，以构建测试电路的基本技能；了解传感器在生产实践中的应用，以及传感器的应用技术和发展趋势，学习科学探究方法，养成自主学习能力，培养良好的思维习惯和职业规范，为就业打好基础；了解科学技术与社会的相互作用，逐步养成科学的价值观；锻炼学生的团队合作精神，掌握实际操作技能。
二、具体目标
1、了解传感器的概念、种类和结构组成，了解传感器的最新发展方向和水平。
2、理解常用传感器的工作原理及相应的测量转换电路、信号处理电路及各种传感器特点及在工业中的应用。
3、了解检测技术中常用的误差处理、弹性元件及抗干扰技术等相关知识。
4、在教学过程中，关心和帮助学生，努力提高学生学习本课程的信心，培养学生在理解基础上记忆的习惯。激发学生的成就感，积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。 5、具备传感器应用电路的安装和调试技能；
6、具备社会交往能力，独立分析解决问题能力和寻找解决问题途径的能力。 7、培养学生的创新思维能力，培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。
8、引导学生发展良好的思想品质，锻炼团队合作精神，养成认真细致、实事求是、积极探索的科学态度和工作作风，形成理论联系实际，自主学习、努力创新的良好习惯。
第三部分 内容标准
绪论（2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（4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（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（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（4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。了解差动变压器式传感器的转换电路，电涡流式传感器转换电路，应用举例。
重点：零点残余电压及其补偿。 难点：自感式传感器的设计原则。
第五章 压电式传感器（4学时）
掌握压电效应及其物理解释，压电元件常用结构形式，测量电路。了解压电材料及主要特性、应用举例。超声波传感器、探伤仪，无损检测。
重点：压电效应、测量电路
难点：压电效应的物理解释、电荷放大器与电压放大器的对比。
第六章 磁电式传感器（4学时）
掌握磁电式传感器工作原理，霍尔式传感器工作原理、误差及其补偿。理解磁电式传感器的设计，霍尔元件及材料，霍尔元件基本特性。了解磁电式、霍尔式传感器的应用。
重点：霍尔式传感器工作原理，误差及补偿。
难点：磁电式传感器的设计。
第七章 热电式传感器（4学时）
掌握热电偶工作原理，冷端处理方法。了解常用热电偶，热电阻传感器、热敏电阻。 重点：热电偶 难点：热电效应
第八章 光电式传感器（4学时）
掌握四种形式的光电效应及其器件，半导体光电元件的特性，模拟式光电传感器工作原理及分类。理解脉冲式光电传感器原理及应用。了解光电检测系统的构成。 重点：四种形式的光电效应
第九章 光纤传感器（4学时）
掌握光纤的基本原理、光纤传感器的基本原理。了解光纤机械量传感器、光纤热工量传感器、光纤电磁量传感器、医用光纤传感器、监测大气污染传感器的工作原理及应用。 重点：光纤传感器的基本原理 难点：光调制技术
第十章 固态图像传感器（4学时）
掌握固态图像传感器的敏感器件的原理，了解其应用。 重点：CCD传感器
难点：CCD的电荷耦合过程
第十一章 气体传感器（2学时）
掌握气体的检测方法，了解气体传感器的种类及应用。 重点：气体传感器的工作原理。
第十二章 湿敏传感器（2学时）
了解湿度的表示方法、湿敏传感器的种类及工作原理。 重点：湿敏传感器的种类及工作原理
第十三章 红外传感器（2学时）
掌握红外辐射的基本知识，红外传感器的工作原理，了解红外测温、红外成像、红外无损检测等。
重点：红外传感器的工作原理
第十四章 传感器的标定（讲课2学时）
掌握传感器标定的概念，静态标定的系统结构及各部分作用。理解非电量电测系统的构成。了解力传感器静态标定，加速度传感器动态标定，压力传感器动态标定。
重点：传感器标定的概念
第十五章 传感器发展展望（讲课2学时）
掌握改善传感器性能的技术途径。了解传感器的发展动向。
第四部分 实施建议
一、教学方法及建议
以课堂讲授为主，必要时辅以幻灯教学。开展电子教案的研制，尝试使用多媒体教学系统。采用“知识能力双重收益式”教学法，讲解知识做到易于理解、系统性强、注意理论与实践相结合，多学科知识融汇贯通；为提高学生能力，设计多种能力训练，在教学中采用，激发学生学习的主动性、创造性，使多种能力得到培养，同时使课堂气氛活跃生动。
二、考核评价
考试形式为闭卷考试，内容主要是课程中的重点知识和基础知识。
本课程主要参照学生在能力训练中的表现来进行综合评定。总成绩＝考试成绩×（60％~70%）＋平时成绩×（30%~40％）。
三、建议教材与主要参考书
教材的编写要体现课程的性质、课程内容标准，用浅显易懂的方法，描述传感器的基本知识，注重基本理论与自动检测技术应用的有机结合，如果采用模块化教学方法，将有关知识进行整合，实现理论教学和实践训练的有机结合。
如果采用自编教材，教学内容按课程内容标准进行整合。若采用参考教材，教学过程中可挑选教材中的相关内容教学，同时补充传感器应用的相关知识。
建议选用教材：刘迎春编著，《传感器原理设计与应用》，国防科技大学出版社 参考书目：南京航空学院、北京航空学院合编，《传感器原理》，国防工业出版社
强锡富主编,《传感器》，机械工业出版社，第2版