• 傳感器技術 主講教師 仲志平   安徽師范大學 開課時間 2020-02-17 至 2020-06-07 學習總人數:335人 視頻時長:1:44:54


    • 課程簡介
    • 授課教師
    • 章節目錄
    • 課程討論
    • 課程公告

    《傳感器技術》是信息技術和產業的重要組成部分,是信息化領域感知、采集、轉換、傳輸和信息處理的功能器件。自1996年在物理與電子信息學院首次開設以來,已有24年時間,目前面向學院電子信息工程、自動化、通信工程3個專業的本科生開設,課程總學時為42(其中理論學時為32,實踐學時為10),每年授課學生人數在200人左右。

    本課程的開設時間為第4學期,教學內容主要包括:緒論、傳感器技術基礎、電阻式傳感器、變磁阻式傳感器、電容式傳感器、霍爾式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器及光纖傳感器等。

    通過本課程的學習,要求學生理解各類傳感器的工作原理和測量技術,掌握傳感器的選用原則和方法、傳感器的誤差分析及其性能改進途徑。提高學生分析自動化領域或工程問題的能力,為進一步從事自動化設備與自動控制系統的分析、設計、產品開發、生產管理、運營與維護等方面提供良好的基礎和參考。                                         

    經過多年的課程建設,積累了比較豐富的教學資料、齊全的電子文檔和電子課件,靈活多樣的教學形式。在教材建設上,該課程選用的《傳感器技術》(第3版),系由賈伯年等人編著、東南大學出版社出版。與本課程配套的實驗教材,由學院教師自行編寫的實驗指導書。提供了儀表技術與傳感器、傳感器世界、中華傳感器、傳感技術學報網、中國傳感器網等學習參考資料。

    與本課程相關的教學條件也初具規模,學校已建成相當數量的多媒體教室,學院已建成傳感器實驗室,使課堂教學和實驗教學都基本上得到保證。

    在教學方法上,除了傳統的黑板教學外,還注意引入多媒體輔助教學。與課堂教學配套的實驗教學則注意實驗內容的選取,使學生能夠熟練、規范地使用傳感器實驗常規儀器,學會常規傳感器工作原理的驗證、實驗數據的處理、實驗誤差的分析,進一步加深學生對課程內容的理解。

    本課程自1996年開設以來,經過相關主講教師和實驗教師的共同努力,使得該課程不斷完善,取得一定的教學效果。


    • 仲志平  安徽師范大學
    • 仲志平,男,出生于1964年10月,安徽師范大學物理學專業理學學士、東南大學計算機應用專業工學碩士、復旦大學計算機學院訪問學者,安徽師范大學物理與電子信息學院副教授。獨立承擔過“數據結構”、《操作系統》、《離散數學》、《數據庫原理》、《傳感器原理與應用》、《網頁設計與制作》等課程。教科研:1.        教材出版:網頁設計與制作(中國科學技術出版社),第一參編<span style="fon
    • 陳衛松  安徽師范大學
    • 陳衛松,男,1973年生,南京大學信號與信息處理專業博士畢業,物理與電子信息學院副教授、碩士生導師。
    • 黃云飛  安徽師范大學
    • 黃云飛,安徽師范大學教師。主要教授專業必修課“單片機與接口技術”、 “傳感器原理與應用”和專業基礎必修課“工程制圖”。指導學生參加第二課堂,如全國大學生智能車競賽、全國大學生電子設計大賽,并獲得各類獎項。
    緒論
    第1章 傳感器技術基礎
    > 1.1 線性度
    > 1.2 靜態特性-重復性
    > 1.3 頻率響應特性
    > 1.4 一階環節
    第2章 電阻式傳感器
    > 2.1 導電材料的應變電阻效應
    > 2.2 橫向效應及橫向效應系數
    > 2.5 電阻應變計的溫度效應及其補償
    第3章 變磁阻式傳感器
    > 3.1 變氣隙式自感傳感器
    > 3.3 差動式變壓器
    第4章電容式傳感器
    > 4.1 變極距型電容傳感器
    第5章 磁電式傳感器
    > 5.1 霍爾傳感器
    第6章 壓電式傳感器
    > 6.1 壓電陶瓷傳感器
    第7章 熱電式傳感器
    > 7.1 熱電效應
    第8章 光電式傳感器
    > 8.1 外光電效應
    第9章 光纖傳感器
    > 9.1 光纖波導原理
    第1章傳感器技術基礎
    第2章電阻式傳感器
    第3章變磁阻式傳感器
    第4章電容式傳感器第5章磁電式傳感器
    第8章光電式傳感器第9章光纖傳感器
    習題解析7-7
    2020-05-19 09:15:14

    用鎳鉻-鎳硅熱電偶測得介質溫度為800C,若參考端溫度為25C,問介質的實際溫度為多少?

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    習題解析9-0
    2020-05-19 08:56:22

    如圖所示,請敘述光纖液位傳感器的工作原理。556.png


    答:當測頭置于空氣中,沒有接觸液面時,光線射到纖芯與空氣界面時,發生全內反射而返回到光電二極管,如圖(a)所示;當測頭接觸液面時,由于液面折射率大于空氣,全內反射被破壞,將有部分光線透射到液體內,使返回到光電二極管的光強變弱,如圖(b)所示。返回光強發生突變時,表明測頭已經接觸到液位。利用液位傳感器進行防洪報警。

    習題解析9-2
    2020-05-19 08:07:09

    一階躍光纖,已知n1=1.46,n2=1.45,外部介質為空氣n0=1。試求光纖的數值孔徑和最大入射角。

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    習題解析2-8
    2020-05-18 13:29:05

    一試件受力后的應變2×10-3,絲繞應變計的靈敏系數為2,初始阻值為120Ω,溫度系數為-50×10-6/℃,線膨脹系數為14×10-6/℃;試件的線膨脹系數為12×10-6/℃。試求,溫度升高20℃時,應變計輸出的相對誤差。

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    習題解析2-6
    2020-05-18 13:24:28

    有柵長為3mm5mm兩種絲式應變計,其橫向效應系數分別為5%3%,欲用來測量泊松比為0.33的鋁合金構件,在單向應力狀態下的應力分布(其應力梯度較大)。試問:應選用哪一種應變計?為什么?

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    習題解析2-4
    2020-05-18 09:20:07

    述應變電橋產生非線性的原因及消減非線性誤差的措施。

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    習題解析3-2
    2020-05-18 08:46:06

    為什么在設計電感式傳感器時應盡量減小鐵損?試述減小鐵損的方法。

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    習題解析5-0
    2020-05-18 07:33:50

    某霍爾元件尺寸為L=10mm,w=3.5mm,d=1.0mm,沿L方向通以電流I=1.0mA,在垂直于L和w的方向上加有均勻磁場B=0.3T,靈敏度為22V/(A.T),試求輸出霍爾電勢及載流子濃度。 

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    習題解析1-8
    2020-05-18 07:24:04

    設一力傳感器可作二階系統來處理。已知傳感器的固有頻率為800KHz,阻尼比ξ=0.4,問在使用該傳感器測定400Hz正弦變化的外力時會產生多大的振幅相對誤差和相位誤差。

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    習題解析1-11
    2020-05-18 07:23:12

    某測振傳感器可為二階系統來處理,其幅頻特性見圖1-10。已知傳感器的固有頻率為800 Hz,阻尼比ξ=0.4,問:用該傳感器測定正弦振動時,若要求幅值誤差小于2%,求允許使用的頻率范圍及相應的最大相位誤差;欲用來測量復合周期振動,應對傳感器的那個參數進行調整?怎樣調整?[提示:按系統不失真條件考慮]

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    習題解析1-10
    2020-05-18 07:22:31

    有一個二階系統如圖1-12所示,求其輸入為F=A·u(t)的階躍響應,并畫出響應曲線圖(假定特征方程的根r1、r22個不相等的實根)。

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    如圖中阻尼比大于1的特性曲線。


    習題解析1-9
    2020-05-18 07:21:51

    今有兩加速度傳感器均可作為二階系統來處理,其中一只固有頻率為25KHz,另一只為35KHz,阻尼比ξ=0.3,若欲測量頻率為10KHz的正弦振動加速度,應選用哪一只?試計算測量時將帶來多大的振幅誤差和相位誤差?

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    習題解析2-11
    2020-05-18 07:20:58

    一圓筒型力傳感器的鋼質彈性筒截19.6cm2,彈性模量E=2×1011N/m2;4阻值R1=R2=R3=R4=120歐姆,K=2的應變計如表2-7(a)所示布片,并接入差動全橋電路。試問,(1)當輸入電壓為3V,加載后測得輸出電壓為U0=2.6mV時,求載荷大???(2)此時,彈性件貼片處的縱向應變和橫向應變各是多少?

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    如果還不清楚,查閱教材55、56頁內容。


    習題解析2-10
    2020-05-18 07:20:18

    為什么常用等強度懸臂梁作為應變式傳感器的力敏元件?現用一等強度梁:有效長l=150mm,固支處寬b=18mm,厚h=5mm,彈性模量E=2×105N/mm2,貼上4片等阻值,K=2的電阻應變計,并接入四等臂差動電橋構成稱重傳感器。試問,(1)懸臂梁上如何布片?(2)當輸入電壓為3V,有輸出電壓為2mV時的稱重量是多少?

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    習題解析3-18
    2020-05-18 07:18:22

    計算P3-2所示差動變壓器式傳感器接入橋式電路(順接法)時的空載輸出電壓U0;已知初級線圈激勵電流為I1,電源角頻率為ω,初、次級間的互感為:Ma、Mb,兩個次級線圈完全相同。又若同一差動變壓器式傳感器接成(b)所示反串電路(對接法),問兩種方法中哪一種靈敏度高?高幾倍?[提示:1將圖(a)次級簡化為圖(c)等效電路(根據已知條件Za=Zb;2)空載輸出電壓,與圖(c)計算結果比較。]

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    習題解析3-19
    2020-05-18 07:17:54


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    習題解析3-21
    2020-05-18 07:15:56

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    習題解析4-0
    2020-05-18 07:06:48

    已知差動式電容傳感器的初始電容C1=C2=100PF,交流信號源電壓有效值U=6V,頻率f=100KHz。求,

        (1)在滿足有最高輸出靈敏度條件下設計交流不平衡電橋電路,并畫出電路原理圖;

        (2)計算另外兩個臂的匹配阻抗值;

        (3)當傳感器電容變化量為±10PF時,求橋路輸出電壓。

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    習題解析4-9
    2020-05-08 08:14:42

    變間隙(極距)式平行板電容傳感器,如圖P4-3所示。當初始極板距離δ0=1mm時,若要求測量線性度為0.1%。求允許的間隙最大變化量是多少?

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    期中檢查
    2020-04-21 14:53:46

    各位同學,下午好!

    學期教學內容已經過半,線上教學是與線下教學密切配合的?!癳會學”平臺上已經安排的教學內容,線下教學一般不會再次詳細介紹,根據教學進度,由同學們自己利用空余時間提前或及時觀看學習,并完成配套的隨堂練習和作業,否則會影響后期內容的學習。每個章節教學內容學習結束之后,還配有章節測試,目的是為了檢測大家對本章知識點的掌握情況,希望沒有跟上教學進度的同學,針對自己線上學習情況抓緊時間完成。免得學習任務堆積影響后期學習效果。

    學習公告
    2020-02-18 10:49:00

    同學們,大家好!本學期《傳感器技術》課程線上開課時間為:2020年2月17日至2020年6月7日。

    課程教學方法:采用線上線下混合式教學。線上學習資源:主要是我在安徽省網絡課程學習中心(e會學),上線的省級質量工程項目《傳感器技術》MOOC課程,上面含有15講上課視頻、隨堂練習、課件、考試等資源,大家可以根據上課進度觀看視頻、完成隨堂練習和測試,系統根據同學們完成情況,自動給出各項評分,并將各項成績按照一定的比例計入學期總評。

    線下學習,采用網絡平臺“雨課堂”直播和面授形式授課,教學內容包括預習、測試、練習、答疑和互動等形式,每項任務都需要在規定時間內完成。

    課程性質:專業必修課程。

    總學時:42(其中,理論課32個學時,實驗課10個學時。

    教材:采用東南大學出版社出版,賈伯年等編著的《傳感器技術》。

    參考資料:包括兩大類一是參考書:清華大學出版社出版、孫建民等編著的《傳感器技術》;國防工業出版社出版、劉迎春等編著的《傳感器原理、設計與應用》和《現代新型傳感器原理與應用》;電子工業出版社出版、吳興惠編著的《敏感元器件及材料》等。二是網絡學習資源:儀表技術與傳感器、傳感器世界、中華傳感器、傳感技術學報網、中國傳感器網等。

    疫情當前,保重身體!


    2019-2020學年度第2學期《傳感器技術》課程開課公告
    2020-01-30 10:42:18

    最新版e會學學生端操作手冊.pdf

    e會學APP操作手冊.pdf

    安徽師范大學物理與電子信息學院 2018級自動化專業的同學們,你們好!

    本學期開設的《傳感器技術》課程,將采用線上、線下混合教學模式進行授課。請同學們按照下列步驟操作:

    1、注冊:附件中“e會學APP操作手冊”或“最新版e會學學生端操作手冊”中提供的方式進行注冊;

    2、每次課前按照老師要求線上觀看課程視頻、完成隨堂練習、作業或考試等工作,你們所做的工作都會按比例自動計入課程成績的總評中;

    3、視頻中未涉及的教學內容將在課堂上完成。

    4、禁止發布與課程學習無關的任何內容。

    由于是首次采用這種模式進行授課,希望同學們能積極配合。謝謝!

    仲志平


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