2014年《傳感與檢測技術》課程教學計劃內容要點（可用作復習大綱）一、緒論1、傳感與檢測技術的地位、作用：傳感器的位置與重要性，檢測技術的具體作用與重要性；2、基本概念：測量、檢測技術、傳感器的定義與內涵；3、傳感器的組成、分類：組成環節及各環節的作用、分類及其原因與意義；4、檢測系統的一般構成：主要功能環節；5、檢測技術的主要研究內容：原理、方法、系統、數據分析；6、檢測方法分類：直接與間接測量及特點、絕對與相對測量及特點、開環與閉環測量及特點；偏差法、零位法、微差法及其特點；7、發展狀況：傳感器技術的發展狀況、檢測技術發展狀況。二、誤差理論及數據處理（不作要求）1、測量誤差基本理論：定義和名詞、來源、性質與分類、表示方法、測量精度2、數據處理：算術平均法、異常數據剔除、最小二乘法、函數誤差計算、微小誤差準則三、傳感器與檢測系統技術基礎1、傳感器的數學模型：理想傳感器、靜態模型、線性關系及其益處、動態模型、傳遞函數；2、靜態特性與指標：線性度（工作直線擬合法與相應線性度及特點）、靈敏度、重復性、遲滯、分辨力、精度，決定工作能力的指標、衡量精度性能的指標；3、動態特性與性能指標：研究目的與方法、頻響特性及性能指標、一、二階系統的參數及取值；4、實現不失真測量的條件：幅值條件、相位；5、改善性能的措施*：結構、材料及參數的選擇，差動技術、平均技術、穩定性處理、抗干擾、消減系差的測量方法、補償與校正；6、傳感器的標定*：概念、系統組成與要求、靜態標定目的、關鍵和一般過程、動態標定目的四、電阻應變式傳感器1、原理：應變效應、靈敏系數、材料影響與特點；2、應變片結構、種類、命名及黏貼*（不作要求）3、應變片的主要特性：靈敏系數、橫向效應、動態響應、溫度效應及溫度補償；4、測量電路-直流電橋：類型、電壓靈敏度、非線性及補償、溫度補償；5、應用：方式及特點，柱式和梁式力傳感器的結構、特點，布片與電路連接；6、壓阻式傳感器：原理、結構，測量橋路與溫度補償。五、電容式傳感器1、性能特點2、原理與結構類型及性能特點：變極距、變面積、變介質型結構與性能特點，差動結構與特點；3、等效電路與特殊問題：等效電路與特點，寄生電容、外界干擾與技術處理措施；4、測量電路：類型（電橋、調頻、脈寬調制、運算放大）與特點；5、應用：性能優勢，應用方式與典型實例方案六、電感傳感器1、自感式傳感器：原理、類型與結構、基本測量電路-電橋、應用；2、互感式傳感器：原理結構、誤差（零殘電壓）與因素、測量電路（相敏整流、相敏檢波），典型應用；3、電渦流傳感器：結構原理、類型與性能特點(系統構成、靈敏度影響因素)，電路、應用方案七、壓電傳感器1、原理：壓電效應、正逆效應；2、器件與材料：主要材料與特點、方向性；3、等效電路和測量電路：電壓源與電荷源，前置放大的作用、類型及特點、靈敏度及影響因素；4、合理使用：串、并聯及特點、參數關系、適用場合；5、應用：加速度傳感器、力傳感器，典型應用。八、超聲式傳感器1、超聲檢測的物理基礎：超聲波的性能與特征（反射、穿透）；2、超聲傳感器：傳感的原理、探頭結構（直立、傾斜）及特點；3、電路：典型電路構成模塊；4、應用：基本方法、特點（影響因素）。九、磁電式傳感器1、類型與基本原理：動圈式、磁阻式及其特點；2、典型應用與測量電路十、霍爾式傳感器1、原理與器件：霍爾效應、器件與材料、靈敏度與影響因素、主要技術參數；2、溫度影響和不等位電勢：產生原因、補償方法；3、基本測量電路：串聯、并聯，驅動方式、輸出；4、集成器件：開關型、線性型及特點5、應用：直接應用，間接應用與條件，典型應用。十一、熱電式傳感器熱電偶傳感器：熱電效應、工作定律及作用、結構與種類、冷端處理問題與方法、應用；熱電阻：金屬熱電阻及特點與測量電路、熱敏電阻及其特點、應用方法。十二、光電式傳感器1、光電效應：種類與對應器件；2、光電元件特點與特性：光電導器件、光伏器件、光電池，器件的工作特性(光照、光譜、時間、溫度、伏安)，光源及特點；3、典型器件：光耦、開關、CCD的特點與應用；4、光電式傳感器的應用：構成、類型、應用方法與典型應用；5、紅外與紅外探測器：概念、特點，測溫原理、特性參數，光子型、熱電型（熱釋電）；6、紅外傳感器應用：典型應用7、光纖波導原理：結構、種類、傳光原理、參數(NA)；8、光纖傳感器：組成成分、傳感器類型；9、光纖傳感器工作原理：信號調制的方式及特點；10、光纖傳感器應用：典型應用方案十三、化學傳感器氣敏傳感器：概述、工作機理與分類、電阻型半導體氣敏元件結構、性能（靈敏度、選擇性）影響因素、性能參數，非電阻型半導體氣敏器件結構，應用；濕度傳感器：濕度概念、表示法、分類、半導體陶瓷濕敏電阻感濕機理、器件特性參數、陶瓷濕敏傳感器結構、應用問題-電源、加熱器；離子敏傳感器（不作要求）：ISFET的原理、結構、等效電路、性能參數、離子敏感膜、應用-溶液的電解質濃度。十四、數字式傳感器概述：定義、特點、分類；光電編碼器：結構及分類、增量式和絕對式的工作原理、特點、應用；光柵傳感器：光柵結構、莫爾條紋及其作用，辨向原理，系統組成、應用特點；十五+十六、智能傳感器和網絡化標準（不作要求）1、智能傳感器：概念、特點、功能、實現方式；2、接口標準：組成、作用、特點。十七、電學參量測量1、電壓的數字測量：重要性，數字電壓表的結構與應用方法（量程、分辨力、顯示）；交流電壓的測量方法（不作要求）；2、電流的間接測量：歐姆法；電流-磁場轉換法-利用霍爾效應測電流的兩種方法及其異同；3、電阻的測量：按阻值分類與相應測量法及特點，應用；4、電感、電容、電功率的測量（不作要求）：電橋法、諧振法測電容、電感；功率測量；5、頻率/周期的測量方法：測頻法和測周法、計數法的誤差特點，測頻系統的一般構成，提高精度的措施與方法-多周期同步；6、相位差的測量：脈沖計數法與誤差特點及影響因素、提高精度的方法；基于FFT的方法和相關計算的測相法。十八、力、壓力和力矩1、力的測量：一般方法的原理，電阻應變式測力方法、與壓磁式、壓電式測力的應用差異；2、力矩的測量：傳遞法及其系統組成、測量方法、誤差、特點；3、壓力的測量：電氣式壓力測量方法與裝置及特點。十九、幾何量、運動量測量1、長度測量：基本原則（阿貝）、非接觸式尺寸測量、微小尺寸測量的技術方法；2、位移測量：位移、厚度測量與常用傳感器；3、物位測量：概念、方法、類型（機械、電容、超聲、磁致伸縮）及性能特點，適用場合；4、速度與轉速的測量方法：時間、位移計算法(光閘、相關、空間濾波器)及特點、電磁式測速法，多普勒測速法；常用的電子式轉速測量傳感器-光電式、變磁阻式、電渦流式、霍爾式的原理與特點，數字式測量法與系統組成；6、加速度測量：基于壓電式、電阻式、光纖式等不同加速度傳感器的測量類別、要點與特點。二十、溫度測量1、概述：溫度與溫標、測溫的特殊性與方法分類及特點；2、接觸式測溫：膨脹式的原理、特點，集成溫度傳感器的基本電路、器件類型、應用；3、非接觸式測溫：輻射式、亮度式、比色式溫度計原理、特點、與真實溫度的差異及修正。二十一、流量測量1、概述：體積流量、質量流量和測量方法；2、轉速/速度法流量：渦輪式、電磁式流量傳感器的原理、結構、影響因素、應用特點；3、差壓法測流量：節流式、轉子式流量傳感器的工作原理、結構、影響因素、應用特點；4、測頻法測流量：激光多普勒頻移流速測量原理與應用特點，光纖漩渦流量及原理、特點，5、時差法測流量：超聲波流量傳感器的原理、特點。二十二、測量信號的調理處理1、放大電路：比例和差動、儀表、PGA和隔離放大、高輸入阻抗和高共模抑制比等放大器的特點與適用場合；2、信號變換：電壓/電流、交/直（交流-有效值）、V/F、電壓-脈寬變換等變換電路的特點與適用場合；3、濾波電路（不作要求）：濾波器概念、分類、功能、組成；主要參數與特征頻率以及幅頻特性、性能逼近的方法；RC有源電路模式*。4、調制解調：方法；類型(調幅、調頻、脈沖調寬)與基本原理、實現方式與性能特點異同；5、非線性校正和補償的（硬件）方法*（不作要求）二十三、檢測算法1、常見數字濾波算法：平均、中值、慣性濾波、（加權）遞推平均等算法的功能與特點；2、克服系差的軟件算法：非線性校正（線性插值法）；3、量程切換與標度變換：切換量程的方法、標度變換的計算（線性與非線性）。二十四、抗干擾技術與自動檢測系統設計1、抗干擾技術：干擾類型、形成條件，四種典型耦合方式，串擾與共擾；抑制干擾的措施(典型屏蔽技術及實現方法)；接地技術-裝置接地、電路接地、系統內印制板電路接地的不同方式、檢測系統的接地、浮空；其他措施(隔離、濾波)、脈沖電路的噪聲抑制。2、檢測系統組建原則與性能評價設計方法（不作要求）：一般設計步驟、組建原則及性能評價、傳感器選用原則二十五、典型檢測系統方案*（不作要求）電子皮帶秤注：不作要求-