《传感器与检测技术》是一门多学科交叉的专业课程，重点介绍各种传感器的工作原理和特性，结合工程应用实际，了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用，培养学生使用各类传感器的技巧和能力，掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法，了解传感器技术的发展动向。
本课程是应用电子技术专业、机电一体化技术专业的一门专业技术平台课，也是后续的电气综合实训、电工中、高级职业资格证书（其内容约占20%）、PLC技术、毕业设计、顶岗实习等基本技能养成课程，即是职业素质养成与职业能力培养最基本的理论实践一体化课程。

传感器与检测技术课程标准
课程代码 课程名称 传感器与检测技术
课程性质 专业必修课 适用范围 机电一体化技术、应用电子技术
课程学分 计划课时 64
前一工作 电工、模电、数电 后续工作 PLC技术
制订人 孔令军 审订人
一、前言
1、课程定位
《传感器与检测技术》是一门多学科交叉的专业课程，重点介绍各种传感器的工作原理和特性，结合工程应用实际，了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用，培养学生使用各类传感器的技巧和能力，掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法，了解传感器技术的发展动向。
本课程是应用电子技术专业、机电一体化技术专业的一门核心专业技术课，也是后续的电气综合实训、电工中、高级职业资格证书（其内容约占20%）、PLC技术、毕业设计、顶岗实习等基本技能养成课程，即是职业素质养成与职业能力培养最基本的理论实践一体化课程。
2、设计思路
通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
二、课程目标
1、总目标
总体目标：教学目标和总体要求是让学生初步掌握检测技术的基本知识和应用。培养学生使用各类传感器的能力。使学生能够进一步应用传感器解决工程测控系统中的具体问题。
要求理解不同传感器的工作原理，常用的测量电路；能够对常用传感器的性能参数与主要技术指标进行校量与标定。掌握传感器的工程应用方法，并能正确处理检测数据。了解传感器技术发展前沿状况，培养学生科学素养，提高学生分析解决问题的能力。
2、具体目标
（1）、知识目标
1. 掌握传感器的静态特性、动态特性与技术指标；
2. 掌握电阻传感器原理与应用；
3. 掌握电感传感器原理与应用；
4. 掌握电容传感器原理与应用；
5. 掌握光电（光纤、光栅）传感器原理与应用；
6. 掌握磁电式传感器与霍尔传感器；
7. 掌握压电式传感器原理与应用；
8. 掌握半导体物性传感器；
9. 理解温度检测系统；
10.理解压力检测系统；
11.理解液位测检系统；
12.了解流量检测系统；
13.知道传感器在汽车上的应用。
（2）、专业能力目标
1．能正确处理测量误差；
2. 能对传感器进行标定和校准；
3. 会对应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定；
4. 会使用圆柱形电容位移测量传感器与数字式容栅千分尺；
5．掌握光电器件及光电计数传感器的应用；
6. 会使用霍尔式转速传感器与霍尔开关；
10.会使用压电加速度传感器；
11.能使用基本气体传感器；
12.能正确使用湿度传感器；
13.能正确使用温度传感器，并对温度进行测量。
3、方法能力和社会能力目标
以实际操作过程为主的项目教学过程中，锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力；制定工作计划的方法能力；获取新知识、新技能的学习能力；解决实际问题的工作能力。
三、课程内容与要求
序号 工作任务 课程内容及教学要求 活动设计 学时
1
温度测量系统的集成与标定
集成温度传感器特性测试
传感器的静态特性、动态特性与技术指标；传感器的分类。
了解传感器的作用与工程应用；
温度测量与国际温标(ITS-90)； 温度传感器分类 ；热电偶温度传感器；
热电偶的工作原理 ；热电偶按电极材料分类和按结构分类；热电偶的分度表与分度号。热电阻温度传感器；热电阻的工作原理；热电阻按电极材料分类和按结构分类；热电阻的分度表与分度号；热电偶的补偿导线； 热电偶冷端温度的处理；会对数据进行处理。
集成温度传感器的工作原理；电压输出型和电流输出型集成温度传感器的输出特性；AD590电流输出型集成温度传感器的引脚功能与外部接线。AD590电流输出型集成温度传感器的引脚功能与外部接线。能正确接线，处理数据。 情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论
项目设计 制作评价
情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论 12
2 电子秤的设计与制作
力学传感器中的弹性元件；电阻传感器原理与应用；电阻应变片的原理与主要技术参数；测量电桥的四种型式与电压灵敏度；测量桥路的调零与非线性误差；能设计电路与调试，制作出电子秤。 情景设计 理论教学 问题引导 实验训练 结论分析 回馈理论 项目设计 制作评价 6
3 压电加速度传感器测量放大电路制作与整定 压电效应与逆压电效应； 压电材料与压电元件；压电元件的等效电路；压阻式传感器工作原理、特点及应用；能正确测量数据，并处理。 情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论 4
4 电容传感器位移测量标定与容栅数字千分尺使用 电容式传感器的工作原理与结构；电容式传感器的灵敏度及非线性。电容式传感器的等效电路；电容式传感器的测量电路；电容式传感器的应用；力敏传感器的应用实例；物位的检测。能正确使用测距仪和电容式传感器测量位移等数据。 情景设计 理论教学 问题引导 实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论 6
5 半导体湿敏传感器与LCD数字相对湿度的标定
湿敏电阻传感器；湿度传感器的分类；
陶瓷湿度传感器特性曲线气敏电阻传感器；还原性气体传感器的组成与工作原理；气敏半导体的灵敏度特性曲线；酒精传感器的选择性；家庭用煤气报警器；一氧化碳传感器；其他气体传感器；能正确使用酒精传感器和湿敏传感器进行测量。 情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论
项目设计 制作评价 12
6 电感传感器位移测量电路的设计与制作 自感传感器与互感传感器；电感传感器的结构原理与分类；电感传感器的非线性误差与差动结构；螺线管差动变压器传感器原理与特性；差动交流测量电桥的电压灵敏度；能使用差动式电磁传感器测量位移能数据。 情景设计 理论教学 问题引导 实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论 6
7 霍尔式转速传感器测量电路制作与调试 霍尔开关传感器SL3501是具有较高灵敏度的集成霍尔元件。霍尔效应与霍尔元件； 霍尔元件的主要参数；霍尔元件的测量电路；霍尔元件的温度误差与补偿方法；霍尔传感器的正确使用。 情景设计 理论教学 问题引导 实验讲述 实验指导 结论分析 4
8 流量传感器及检测 流量测量的意义、概念和分类；电磁流量计的测量原理、结构和特点；涡街流量计的测量原理及特点；超声波流量计的测量原理和使用；流量测量标准装置；汽车进气流量传感器的测定。 理论教学 问题思考 问题引导 观察 实验 8
9 光电传感器与转速测量电路的制作与调试
光电效应及光电元件；光电元件的测量电路； 透射、反射和光辐射型光电传感器（光源本身是被测物的应用实例）；
热释电传感器在人体检测、报警中的应用 ；光栅传感器原理与应用；能正确使用光电式传感器测量转速；光纤传感器原理与应用；能使用光纤传感器测量位移；传感器实用技术等。 情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论
项目设计 制作评价 6
四、教学实施
1、 教材选用和编写建议
（1）依据本课程标准编写教材，教材应充分体现项目引领、实践导向课程的设计思想。
（2）教材应将本专业职业活动，分解成若干典型的工作项目，按完成工作项目的需要和岗位操作规程，结合职业技能证书考证组织教材内容。要通过典型案例的分析，引入必须的理论知识，增加实践实操内容，强调理论在实践过程中的应用。
（3）教材应图文并茂，提高学生的学习兴趣，加深学生对电路认识和对理论知识的理解与消化。教材表达必须精炼、准确、科学。
（4）教材内容应体现先进性、通用性、实用性，要将本专业新技术、新设备及时地纳入教材，使教材更贴近本专业的发展和实际需要。
（5）教材中的活动设计的内容要具体，并具有可操作性
2、教学建议
（1）本课程是操作实践性很强的专业课程，教学过程中，应着重从培养学生动手能力方面入手，特别强调安装规范和方法及养成良好的职业习惯。
（2）重视对学生学习方法的指导，教师应采取项目教学法，以工作任务为出发点，注重不断创设教育情景，引导学生把课堂理论知识应用于实践。
（3）教师应采取阶段评价和目标评价与知识点考核相结合，注重过程考核，过程考核以学生实际完成的项目质量为评价依据。
（4）在教学中，应根据课程目标和学生认知特点，通过典型的项目教学，以项目引导、任务驱动，做学结合、案例分析、仿真教学等引导学生积极思考、勇于实践，提高学生的学习兴趣，激发学生的成就动机和创新意识。
五、教学方法
本课程主要采用讲授法、讲练结合法、演示法、实物展示法、多媒体演示法、实验法，辅助采用小组讨论法等教学方法。以多媒体教室和实验室为第一课堂，利用现代多媒体技术使抽象、枯燥的理论知识形象生动的展示给学生，将传统方法和多种教学方法相结合，注重学生综合能力的培养，使学生深刻理解电路构成并掌握电路分析方法，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。
六、教学评价
本课程主要采用讲授法、讲练结合法、演示法、实物展示法、多媒体演示法、实验法，辅助采用小组讨论法等教学方法。以多媒体教室和实验室为第一课堂，利用现代多媒体技术使抽象、枯燥的理论知识形象生动的展示给学生，将传统方法和多种教学方法相结合，注重学生综合能力的培养，使学生深刻理解电路构成并掌握电路分析方法，从而提高学生分析问题和解决问题的能力。
七、教学考核与评价
本课程采用过程评价与结果评价相结合、理论与实践知识相结合的考核方式，考核的重点在于测评学生是否具备了常用电子仪器仪表的使用能力，是否能运用相关理论知识进行相关电路制作与调试。以学生完成项目的态度、操作规范、相关理论测试、工作质量的内容综合评定，采取学生互评、指导教师评价、理论测试、模块考核等形式进行评定。
八．其他
由于本课程学时有限，很多实际项目在课堂内难以完成，建议学生在课堂内提交设计书、调试产品、教师检查提问；具体制作由课外完成

《传感器与检测技术》课程整体教学设计
一、管理信息
课程名称：传感器与检测技术 制定时间：
课程代码： 所属系部：机械与汽车工程系
制定人 :孔令军 批准人
二、基本信息
学 时 ：64 先修课程：电工技术、模电子、数电
授课对象：三年制高职二年级
课程性质：专业平台课 后续课程：PLC应用技术
三、课程设计
1、课程设计目标
（1） 能力目标
①能正确处理测量误差；
②能对传感器进行标定和校准；
③会对应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定；
④会使用圆柱形电容位移测量传感器与数字式容栅千分尺；
⑤掌握光电器件及光电计数传感器的应用；
⑥会使用霍尔式转速传感器与霍尔开关；
⑦会使用压电加速度传感器；
⑧能使用基本气体传感器；
⑨能正确使用湿度传感器；
⑩能正确使用温度传感器，并对温度进行测量。

（2） 知识目标
①掌握传感器的静态特性、动态特性与技术指标；
②掌握电阻传感器原理与应用；
③掌握电感传感器原理与应用；
④掌握电容传感器原理与应用；
⑤掌握光电（光纤、光栅）传感器原理与应用；
⑥掌握磁电式传感器与霍尔传感器；
⑦掌握压电式传感器原理与应用；
⑧掌握半导体物性传感器；
⑨理解温度检测系统；理解压力检测系统；
⑩理解液位测检系统；了解流量检测系统；知道传感器在汽车上的应用。
2、课程内容设计
序号 工作任务 课程内容及教学要求 活动设计 学时
1
温度测量系统的集成与标定
集成温度传感器特性测试
传感器的静态特性、动态特性与技术指标；传感器的分类。
了解传感器的作用与工程应用；
温度测量与国际温标(ITS-90)； 温度传感器分类 ；热电偶温度传感器；
热电偶的工作原理 ；热电偶按电极材料分类和按结构分类；热电偶的分度表与分度号。热电阻温度传感器；热电阻的工作原理；热电阻按电极材料分类和按结构分类；热电阻的分度表与分度号；热电偶的补偿导线； 热电偶冷端温度的处理；会对数据进行处理。
集成温度传感器的工作原理；电压输出型和电流输出型集成温度传感器的输出特性；AD590电流输出型集成温度传感器的引脚功能与外部接线。AD590电流输出型集成温度传感器的引脚功能与外部接线。能正确接线，处理数据。 情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论
项目设计 制作评价
情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论 12
2 电子秤的设计与制作
力学传感器中的弹性元件；电阻传感器原理与应用；电阻应变片的原理与主要技术参数；测量电桥的四种型式与电压灵敏度；测量桥路的调零与非线性误差；能设计电路与调试，制作出电子秤。 情景设计 理论教学 问题引导 实验训练 结论分析 回馈理论 项目设计 制作评价 6
3 压电加速度传感器测量放大电路制作与整定 压电效应与逆压电效应； 压电材料与压电元件；压电元件的等效电路；压阻式传感器工作原理、特点及应用；能正确测量数据，并处理。 情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论 4
4 电容传感器位移测量标定与容栅数字千分尺使用 电容式传感器的工作原理与结构；电容式传感器的灵敏度及非线性。电容式传感器的等效电路；电容式传感器的测量电路；电容式传感器的应用；力敏传感器的应用实例；物位的检测。能正确使用测距仪和电容式传感器测量位移等数据。 情景设计 理论教学 问题引导 实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论 6
5 半导体湿敏传感器与LCD数字相对湿度的标定
湿敏电阻传感器；湿度传感器的分类；
陶瓷湿度传感器特性曲线气敏电阻传感器；还原性气体传感器的组成与工作原理；气敏半导体的灵敏度特性曲线；酒精传感器的选择性；家庭用煤气报警器；一氧化碳传感器；其他气体传感器；能正确使用酒精传感器和湿敏传感器进行测量。 情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论
项目设计 制作评价 12
6 电感传感器位移测量电路的设计与制作 自感传感器与互感传感器；电感传感器的结构原理与分类；电感传感器的非线性误差与差动结构；螺线管差动变压器传感器原理与特性；差动交流测量电桥的电压灵敏度；能使用差动式电磁传感器测量位移能数据。 情景设计 理论教学 问题引导 实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论 6
7 霍尔式转速传感器测量电路制作与调试 霍尔开关传感器SL3501是具有较高灵敏度的集成霍尔元件。霍尔效应与霍尔元件； 霍尔元件的主要参数；霍尔元件的测量电路；霍尔元件的温度误差与补偿方法；霍尔传感器的正确使用。 情景设计 理论教学 问题引导 实验讲述 实验指导 结论分析 4
8 流量传感器及检测 流量测量的意义、概念和分类；电磁流量计的测量原理、结构和特点；涡街流量计的测量原理及特点；超声波流量计的测量原理和使用；流量测量标准装置；汽车进气流量传感器的测定。 理论教学 问题思考 问题引导 观察 实验 8
9 光电传感器与转速测量电路的制作与调试
光电效应及光电元件；光电元件的测量电路； 透射、反射和光辐射型光电传感器（光源本身是被测物的应用实例）；
热释电传感器在人体检测、报警中的应用 ；光栅传感器原理与应用；能正确使用光电式传感器测量转速；光纤传感器原理与应用；能使用光纤传感器测量位移；传感器实用技术等。 情景设计 理论教学 问题引导
实验讲述 实验指导 结论分析 回馈理论
项目设计 制作评价 6
3、能力训练项目设计
编号 能力训练
项目名称 拟实现的能力目标 相关支撑知识 训练方式手段及步骤 结果
项目
1 传感器的基础知识 1.知道各类传感的组成、分类和基本特性；
2.会初步分析数据 传感器的作用、应用、定义、分类、组成、基本特性。 观察 练习
项目
2． 1 力敏传感器的应用 1.知道各类力敏传感器的原理和结构；
2.知道力敏传感器的应用 1.电阻应变式传感器、压电、电容、电感等常用力传感器的工作原理；
2.各种力传感器的应用。 观察、查阅
项目
2．2 电阻应变片传感器的性能测试 1.学会电桥电路的搭建
2.能正确测量和使用 电阻应变式传感器的测量原理、桥式电路 实验 电子秤
项目
2．3 压电是传感器的振动测试 1.学会振动试验的测量
2.进一步使用示波器测量波形 压电式传感器的工作原理 实验
项目
2．3 霍尔、电涡流式传感器性能测试 1. 电涡流传感器的应用
2. 电涡流传感位移、振动试验
3. 霍尔传感器的使用 涡流传感器的工作原理 实验
项目
3.1 温度传感器的测量电路、补偿方法 1.知道温度传感器的应用
2.掌握温度传感器的补偿方法 温度传感器的应用；温度传感器的补偿方法 练习
查阅
项目
3.2 热电偶传感器测温性能试验 掌握热电偶传感器的测量和特性 热电偶温度传感器的工作和应用 实验
项目
3.3 PT100电阻式传感器测温试验 掌握PT100温度传感器的使用方法和测温特性 电阻型温度传感器的工作原理及测量方法 查阅
实验
项目
4.1 位移传感器的基本结构和电路 知道位移传感器的种类和结构 位移传感器的工作原理 查阅
讲授
项目4.2 差动位移传感器的测量试验 掌握电容式、电感式等差动传感器的结构和及测量方法 电容式、电感式及差动式传感器工作原理和结构 实验
项目5.1 湿度传感器测量 掌握湿度传感器的测量基本原理和方法 湿度传感器的种类和测量原理 实验
查阅
5.2 气敏传感器的测量 掌握气敏传感器的测量基本原理和方法 气敏传感器的种类和测量原理 实验
查阅
项目6.1 光电传感器的使用 掌握光电传感器的开关特性 光电效益、光电管 实验
查阅
项目6.2 光纤传感器的使用 掌握光纤传感器的位移测量试验 光纤传感器 实验
查阅

4、进度表设计
序号 学时 教学目标和主要内容
单元标题 能力目标 能力训练
项目编号 知识目标 其他内容
（课程主要内容）
1 4 传感器的基础知识 具备初步分析数据的能力
实际实用中应应掌握的技术措施 1．1
1.2 ① 传感的作用、组成
② 传感器的基本特性
…… ①传感器与检测系统
③
……
2 10 温度传感器及检测 能使用温度传感器测量温度 3.1
3.2
3.3 温度传感器的种类、测温原理和测温线路 温度补偿
3 12 力敏传感器及其检测 各种力敏传感器的使用 2.1
2.2
力敏元件；力敏传感器的种类；各类力敏传感器的工作原理及应用
4 10 湿度与气敏传感器 了解湿度传感器和气敏传感器的种类；能分析案例电路 5.1
5.2 湿度传感器和气敏传感器
5 10 磁敏传感器 掌握霍尔传感器的工作原理和使用；掌握电涡流传感器的工作原理和测量 2.3 霍尔原理、霍尔集成芯片、电涡流传感器
6 12 光电传感器 光电传感器的开关效应
光纤传感器的测量位移 6.1
6.2 光电效应
光纤传感器的结构和工作原理
7 6 传感器实用技术 传感器实际实用中应注意的问题 1．2 信号调理电路
信号处理和补偿
5、第一节课设计梗概
（1） 基本情况介绍
① 知道生活中的传感器和传感器的组成
② 知道检测技术的基础知识和检测系统的组成；初步掌握误差的分析
（2） 进入教学主题
①利用生活中的传感器进行引入新课
②介绍传感器的定义、组成，并利用实际传感器的一个容易理解的实例具体说明；
然后介绍与传感器技术密不可分的检测技术的重要性、发展趋势及组成；接着讲解误差的分析。
（3） 总结
利用实例总结传感器的组成及检测系统，根据数据分析误差产生的原因。

四、考核方案设计
1、平时成绩（40%）：如到课率、课堂表现、学生遵守纪律以及积极参与情况等。
2、实验性考核（30%）：实践考核学生从四套试题中抽取一道进行实践考核。
3、期末考试（30%）：理论试题A\B试卷。
五、教材、资料
1、教材选用：程军．传感器与检测技术．西安：西安电子科技大学出版社，2008年1月
2、主要教学参考资料：
陈晓军．传感器与检测技术项目式教程．电子科技大学出版社，2014年3月
张建忠．传感器与检测技术．北京邮电大学出版社，2015年8月

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