《传感器原理》实验教学大纲

《传感器原理》实验教学大纲（共12篇）

篇1：《传感器原理》实验教学大纲

《传感器原理》课程实验教学大纲

一、适用专业: 自动化

二、教学目标：通过实验验证和巩固所学的理论知识，能够运用所学的理论知识掌握分析和处理问题的方法。训练实验技能，掌握传感器的应用方法与技巧。认真观察现象，正确检查和判断。正确地书写实验报告，分析实验结果。培养实际动手能力和严谨、实事求是的科学态度。

要求：

1．熟悉传感器的基本原理，掌握应用的领域与和范围，能够正确组成控制系统

2．掌握基本实验技能，能够正确使用实验仪并对实验现象加以分析和判断。

3．能正确连接实验电路，合理布线和安排仪器，分析并排除故障。

4.正确地书写实验报告，分析实验结果

三、实验教学学时数：6学时

四、实验内容：

实验一三种桥路性能比较（验证性）（2学时）

1、实验目的：熟悉实验设备，掌握箔式应变片式传感器及组桥原理。

2、基本技能训练内容：熟悉实验设备及应片式传感器的工作原理及应用软件的使用方法,观察金属箔式应变片的结构、贴片方式以及接桥方式；测试应变梁变形的应变输出；比较应变片不同接桥方式对电桥输出结果的影响,。

3、主要仪器设备和药品：CSY2000传感器与检测技术实验台，应变式传感器实验模板、数显表、万用表、计算机。

4、实验方法：根据测量原理，将应片式传感器桥路与实验台连接，并运行软件进行主要测试。

5、实验报告要求：写出应片式传感器和桥路测量的工作原理、运行分析和说明。

实验二差动变压器性能实验（验证性）（2学时）

1、实验目的：熟悉实验设备，掌握差动变压器原理和特性。

2、基本技能训练内容：熟悉实验设备及差动变压器的工作原理及应用软件的使用方法。

3、主要仪器设备和药品：CSY2000传感器与检测技术实验台，差动变压器模板，测微头，示波器，差动变压器，音频信号源、万用表、计算机。

4、实验方法：根据测量原理，将差动变压器与差动变压器模板及实验台连接，并运行软件进行主要测试。

5、实验报告要求：写出差动变压器的工作原理、运行分析和说明。

实验三压力传感器的压力测量实验（验证性）（2学时）

1、实验目的：熟悉实验设备，掌握扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。

2、基本技能训练内容：熟悉实验设备及压力传感器的工作原理及应用软件的使用方法。

3、主要仪器设备和药品：CSY2000传感器与检测技术实验台，压力源，压力表，压力传感器及实验模板，流量计，数显单元，计算机。

4、实验方法：根据测量原理，将压力传感器模板与实验台连接，并运行软件进行主要测试。

5、实验报告要求：写出压力传感器测量的工作原理、运行分析和说明

实验四电容式传感器的特性实验（综合性）（2学时）

1、实验目的：熟悉实验设备，掌握掌握电容式传感器的工作原理和测量方法。

2、基本技能训练内容：熟悉实验设备及电容式传感器的工作原理及应用软件的使用方法。

3、主要仪器设备和药品：CSY2000传感器与检测技术实验台，低通滤波模板，示波器，数显单元，计算机。

4、实验方法：根据测量原理，将传感器安装在模板上并与实验台连接，并运行软件进行主要测试。

5、实验报告要求：写出电容式传感器测量的工作原理、运行分析和说明。

五、考核方式：

根据实验报告、实验中的动手能力和解决实际问题的能力以及实验报告进行综合考核。实验教学部分成绩占课程总成绩的10%。

六、实验教科书、参考书：

《CSY2000传感器与检测技术实验台实验指南》杭州赛特传感技术有限公司 说明：大纲中列举的4个实验题目每学期可根据实际情况选择3个题目做为实验题目，教师根据实际情况选择实验题目。

篇2：《传感器原理》实验教学大纲

摘要：根据“传感器原理及应用”这门课程的特点，以课堂高效率教学高质量为教学目的出发，本文探讨了从四个方面进行教学方法的改进。

关键词： 传感器原理及应用 天之信多媒体资源 实验教学 任务式教学

《传感器原理及应用》是电子信息科学系的主干专业课, 具有较强实践性，课程涉及的知识面广，是一门工程性、应用性都非常强的课程。其教学质量的好坏,直接影响到许多后续专业课的教学效果。该课程知识覆盖面广、内容多而且更新发展快,理论性和应用性都很强,再加上教学过程中的一些难点，为了达到课堂高效率教学高质量,迫切需要改进教学方法。本人从事了一段时间的传感器课程的教学，对教学方法有了一些个人的看法，可以从以下四个方面进行尝试，以达到课堂高效率，教学高质量。

一、充分利用多媒体资源，将实际应用的场景融入到教学课件中，让学生对这门课程产生浓厚的学习兴趣。给学生展示传感器的实际应用场景，使理论知识在实际应用场合中慢慢渗入，充分调动学生的积极性，在课堂让学生思维充分动起来，充分发挥学生的主观能动性，引导学生积极思维，从思想上行动起来，把课堂变成老师和学生共同学习，解决问题的场所。在讲解某种具体的传感器之前，演示几个生活中的传感器实例，例如：在进行电容式传感器的教学之前，用多媒体播放几个实际的应用实例，电容式扩音器的示意图和工作过程，电容式接近开关的工作原理，电容式双联收音机等的工作原理，让学生在进入具体的理论知识学习之前对这种传感器有个感性认识，提高学生的积极性和兴趣。再比如，在讲温度传感器时，如果配以动画演示热电偶中电流是如何随着两端温度的变化而变化时，学生就会很容易接受温度传感器的工作原理。

二、将实际事例的简明工作原理演示之后，再来解剖实际应用场景中的电路框图，这样让学生对传感器的理解从感性过渡到理性，对所用到的传感器的工作原理进行讲解说明，让学生掌握该传感器的工作原理和设计思路；进一步分析传感器的测量电路，让学生了解传感器的设计原理。例如，当教师讲解了红外自动干手器的工作原理时，再配上实际电路进行具体分析，会激发学生的自己动手设计的欲望，也会对相应的传感器了解得更透彻。

三、实验教学，单纯的理论知识对于学生而言比较枯燥无味，应配以实验课让学生对具体的传感器有所接触，加深印象。例如教师在讲解电桥式测量电路时过于理论化，学生只是硬性的记住公式，如果配以实验课用CSY-传感器系统实验仪验证单臂、半桥、全桥的性能，比较它们的测量结果了解交流供电的四臂应变电桥的原理、工作情况和实际应用，会让学生对电桥式，相敏检波电路有比较深刻的印象。实验教学不仅能帮助学生巩固和加深理解所学的理论知识，更重要的是能训练学生的实验技能，培养学生的动手能力,树立工程实际观点和严谨的科学作风，使他们能独立的进行实验。

四、任务式教学，布置相关的任务，在学生掌握了一定程度的传感器原理之后自己根据实际应用去设计合适的传感器。要求学生了解传感器的选型原则，让学生掌握不同传感器的优缺点以及相应的应用场合。例如，液位的测量有很多种测量方式，分接触式和非接触式，有浮体式、电容式、差压式、超声波式、光纤式、核辐射式等。那么要测量储水池的液位应该选择哪种传感器呢？密闭容器的液位检测又该怎么选择？布置适当的任务不仅能让学生加深对所学知识的印象，更能培养学生的设计思维和激发学生的设计欲望。

篇3：《传感器原理》实验教学大纲

关键词：传感器,教学改革,项目教学法

随着科学技术的快速发展, 传感器技术已经成为高科技领域不可或缺的重要部分之一。传感器是测控系统直接采集对象信号的首要部位, 是检测信号、获取信息的最前端[1]。在我校教学中, 《传感器原理及应用》已成为通信工程、物联网工程、电气工程及其自动化、建筑电气与智能化等专业的专业基础课程, 既是电路、模拟电子技术、数字电子技术的后续课程, 也是单片机与接口技术、电子技术实训等课程与实训的先修课程, 因此在课程体系中具有非常重要的地位。

1 传感器原理及应用传统教学存在的问题

1.1 传统理论教学

《传感器原理及应用》课程一般以传统的理论加实验教学方法进行授课。在理论课程讲授过程中笔者发现, 教材中的理论部分包括传感器的基本原理、工作特性、结构类型、测量电路、误差分析等方面内容, 涉及到的学科有热力学、光学、力学、材料学、电磁学、机械原理、声学等多学科知识, 内容多而冗杂。学生在学习过程中感到对各学科知识的掌握比较困难, 理论推导枯燥难懂, 实际应用与理论知识联系不大, 逐渐失去学习兴趣, 降低对本门课的积极性。

1.2 传统实验教学

传统的实验课程也仅是对照实验指导书进行简单的电路连接与数据记录, 大多数是验证性实验内容, 学生无法真正掌握传感器的选用、调试、测量电路的用法, 教学效果一般, 不符合应用为本的教学理念, 也不利于学生的综合素质提高。

1.3 考核方式

传统的考核方式以出勤情况, 作业质量和考试成绩为主, 这就导致了学生为了短期提高成绩在期末考试前突击复习背题, 无法真正掌握传感器的应用, 更无法提高实验动手操作能力。学习目的不明确, 学习动力不足, 逐渐失去学习兴趣, 因此对《传感器原理及应用》课程的教学改革势在必行。

2 教学改革思路及实现方法

针对传统教学方法出现的弊端, 在新一轮的教学过程中, 主要采用项目教学法进行教学, 并取得了一定成果。

2.1 项目教学法特点

项目教学法, 即是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。在项目教学中, 学习过程成为所有学生参与的创造实践活动, 注重的不是最后的结果, 而是完成一个项目的过程。学生在项目实践过程中, 理解和把握课程要求的知识和技能, 体验创新的艰辛与乐趣, 培养分析问题和解决问题的思想和方法。

项目教学法最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”, 改变了以往“教师讲, 学生听”的被动教学模式, 创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式, 其意义体现在以下3 个方面: (1) 对学生而言, 通过转变学习方式, 在主动积极的学习环境中, 激发好奇心和创造力, 培养分析和解决实际问题的能力。 (2) 对教师, 通过对学生的指导, 转变教育观念和教学方式, 从单纯的知识传递者变为学生学习的促进者、组织者和指导者。 (3) 对学校而言, 建立全新的课程理念, 通过项目教学法的实施, 探索组织形式、活动内容、管理特点、考核评价、支撑条件等的改革, 逐步完善和重新整合课程体系。

2.2 具体实施过程

在传感器原理及应用课程教学中, 通过一定的项目让学生完成资料的搜集、简易制作、分组讨论、演讲演示等环节, 从中学习和掌握传感器原理、测试电路分析、变送电路设计、传感器的使用与操作。例如在学习应变式压力传感器在电子称中的应用[2]这一项目时, 首先教师引用生活中的实际例子, 激发学生的好奇心和学习兴趣, 向学生提问:“同学们都见过什么样的称?它们是如何称重的?”学生的回答多种多样, 有杆秤、机械称、体重秤、超市电子称等, 然后让学生自己分析不同种类的称工作原理有什么不同。然后以超市电子称为例, 向学生讲解电子称的硬件框图, 简单分析工作原理。再根据学生特点给学生分组并布置本节课项目任务, 学生搜集相关资料, 教师指导学生根据教材中相应内容完成简易电子称的制作。针对学生在制作过程中发现的问题, 教师对学生进行启发、引导, 鼓励学生自主思考、解决问题, 对共性问题、重难点问题集中讲解。电子称制作完毕后, 每组同学自己制作PPT并结合每组的电子称进行讲解, 其他组同学对其点评, 最后教师进行补充、总结并给出相应的分数。在实施过程中, 发现学生和传统的教学过程中有很大不同, 都很有学习热情, 积极搜集资料并愿意动手参与制作, 最后的PPT讲解也能将电子称原理解说的很到位, 并和其他同学一起分享了自己怎么发现并解决问题的过程, 学习的主动性和兴趣都有了较大的提高。

每个项目结束后, 教师也要对项目进行及时的总结。针对学生的实际操作能力、资料搜集能力、PPT讲解能力、团队合作能力都要给出合理的评判, 指出学生的不足之处, 鼓励学生在其他项目中有更好的表现。同时, 教师不能仅局限于教材中的内容, 要根据项目内容向学生介绍相关新型传感器的知识, 例如智能传感器、光纤传感器、数字传感器、机器人传感器等。同时结合国内外重大科技事件, 如北斗系列导航卫星、嫦娥工程、机器人产业的快速发展等, 介绍传感器在这些最新科研科技领域的重要应用, 引导学生进行关注, 激发学习兴趣。项目教学考核方式以每组在各项目中的得分成绩为主, 分别考查实际电路制作、PPT展示、答辩表现、项目论文等几个方面。每位学生在组内的表现再分别进行排序, 这就避免了单纯靠出勤、作业、期末考试决定学生成绩的弊端, 激发了学生的学习热情, 每个项目都积极参与, 努力提高自己组的综合排序, 并增强了学生的团队合作意识。

2.3 改革效果

在新一轮项目教学法的具体实践中, 把学生作为学习的主体, 教师指引启发, 通过独立完成项目把理论知识与实验操作有机地结合起来, 不仅提高了理论水平和实操技能, 而且又在教师有针对性的启发引导下, 培养了共同协作、解决实际问题等综合能力。同时, 教师在观察学生、指导学生的过程中, 也同样开阔了视野, 转换思考角度, 提高了专业水平。所以说, 项目教学法是师生共同完成项目, 共同取得进步的一种共赢的教学方法。

结束语

《传感器原理及应用》是一门实践性很强的课程, 这就要求学生不仅要学会理论知识, 更要加强理论联系实际的能力。因此在教学过程中, 要根据实际情况进行相应的探索与改革, 找到最适合的教学方法, 最大的激发学生的学习兴趣。目前采用的项目教学法已经起到了较好的教学效果, 学生的学习状态与学习效果都有了大幅度的提高。同时这种教学方式也对教师提出了更高的要求, 要求教师不仅要扎实的掌握理论知识, 更要在实践方面能够给予学生更多的指导。我们还会在教学过程中不断探索、调整, 为进一步的发展努力。

参考文献

[1]陈静.传感器与检测技术教学改革探索[J].中国现代教育装备, 2011, 15.

篇4：《传感器原理》实验教学大纲

关键词　传感器原理与技术　教学改革　地方院校

随着科学技术的迅猛发展和地方经济的高速发展，　社会对应用性创新人才提出了新的要求，这同时也对高等教育，尤其是地方高校的教育和教学改革提出了要求。五邑大学作为珠三角地区的地方高校，其定位是服务于地方经济、为地方经济发展培养人才，其毕业生主要是面向地方，直接到地方企业就业。因此，如何满足企业和社会对应用性创新人才培养提出的更高要求是地方院校人才培养面临的主要任务。

传感器被广泛应用于现代测量、控制、自动化技术以及航空航天等领域，因此“传感器原理与技术”往往被列为信息、机电和物理等专业的必修课程。该课程作为一门综合型多学科交叉课程，涉及的知识面较广，包含物理、材料、电路、计算机、控制、工艺以及误差理论等方面的知识。因此，具备扎实的理论基础和多学科的综合知识是学习传感器的基础。另一方面，“传感器原理与技术”这门课程的应用性非常强，直接面向传感器的生产和使用。然而，对于地方院校而言，由于受到经费等方面的限制，其实验室建设往往滞后于理论教学，这使理论教学与实践教学脱节。另一方面，由于学生理论基础较薄弱，自主学习能力较差，这也是该专业课教学所面临的一些问题。

针对上述问题，我们在长期的教学过程中，根据珠三角地区企业对应用型创新人才培养的需求，把“实物教学”、“案例教学”、“项目教学”以及“小组合作学习”等教学方法引入到教学过程中，有机地将理论教学与实验教学、各级科技竞赛结合起来，提高学生的自主学习能力和创新能力，最终形成培养应用型创新人才的模式，主要体现在以下几个方面：

第一，修订教学大纲，优化教学内容。通过深入珠三角地区企业调研，我们了解到社会对“传感器以及传感器相关人才”的需求特征，并根据企业需求修订“传感器原理与技术”和“传感器专业实验”两门课的教学大纲，使理论教学与实验教学相结合，优化教学内容和教学计划，将企业的需求特征内嵌于教学内容之中，使教学直接为社会和企业服务。

第二，优化教学手段，更新教学理念，定期研讨分析理论教学、实践教学和企业的需求，确定最佳授课手段。在授课过程中，任课教师充分利用物理实验中心内容新颖的测量方法和技术先进的传感器实验教学仪器；在互联网和精品课程网站搜集相关视频录像，利用视频录像等多媒体教学手段丰富教学形式；同时，利用五邑大学网络教学平台提供的基于互联网的现代化教学手段，通过网站实现知识学习、资料查询以及师生互动等教学活动。

第三，改进教学方法，结合理论教学和实践教学，着重培养学生自主创新能力。我们将“实物教学”、“案例教学”、“项目教学”以及“小组合作学习”等教学方法引入理论教学的过程中，把理论教学与实践教学（包括实验教学、课外科技活动小组以及各级科技竞赛）紧密结合在一起，具体表现在以下教学手段：

（1）实物教学。购买相关的传感器的元器件，结合大学物理实验中心的传感器教学仪器，用于实物教学，让学生熟悉传感器的相关产品。

（2）实验教学。利用大学物理实验中心的传感器教学仪器，开设传感器专业实验，使理论教学与实验教学紧密结合，提高学生的动手能力。

（3）案例教学。以传感器的实际应用为案例，讲授各类传感器的原理、电路以及相关的信号处理过程，增加学生对传感器原理和实际应用的理解。

（4）项目教学。以各级科技竞赛为内容，建立与传感器和自动控制相关的科技作品模型，以项目的形式让学生参与科技作品模型的调研、设计、制作的全过程，锻练学生的动手能力和创新精神。

（5）课外活动小组合作学习。成立课外科技活动小组，根据学生的不同层次和阶段，结合传感实验室相关实验仪器的维修、维护和开发，循序渐进地使学生提高动手能力，在小组合作学习的过程中，提高学生的自主学习能力和创新能力。

（6）利用学科竞赛促进学生课外实践。以　“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛、广东省大学生物理实验设计大赛以及校级物理实验设计大学为驱动，将课内学习和课外实践相结合，调动学生群体将“传感器原理与技术”中所学的理论知识应用于指导竞赛中的实物制作，使学生在实践过程中不断加深对传感器原理的理解。

经过长期的教学实践，我们针对地方院校自身的特点以及地方经济对地方院校的要求，按照地方企业的需求制定教学大纲和培养计划，将实物教学、案例教学、项目教学、课外活动小组以及学科竞赛等手段引入到“传感器原理与技术”的教学实践中，理论联系实践，同时提升学生的理论水平和工程实践能力，形成了一套具有自身特色的应用型人才培养体系。

参考文献

[1]　向丹.传感器原理及应用教改新探[J].广东技术师范学院学报，2008.89：91.

[2]　周宇，王国红，徐铁峰.地方高校应用性创新人才培养教学改革与实践[J].中国高教研究，2009.92：93.

篇5：《传感器原理》实验教学大纲

一、考试要求：

课程要求：掌握生物医学传感器基本原理、静态和动态模型和分析计算理论方法；掌握生物医学传感器基本分类和应用；能动手设计基本的物理传感器并分析其机理和提出应用解决方案。

答题要求：答题，思路清晰，条理清楚，按技术点给分。

二、考试内容：

1、传感器的基本概述（传感器定义，基本参数，发展概况）；

2、检测技术数据处理基础，主要包括最小二乘原理的数据拟合方法；

3、传感器特性静态特性，静态特性指标；

4、传感器动态特性，动态模型的数学表示，包括：传递函数，动态响应，传感器的其他基本常识（噪声，干扰，对系统的影响）；

5、压电式传感器：超声换能器，压电效应，逆压电效应，超声医学仪器的应用；

6、压阻式传感器：压阻效应以及压阻系数，压阻器件，相关电路；

7、电磁式传感器，热电式传感器，电阻传感器各自的原理，特点和相互关系；

8、电容、电阻式传感器及其特点和相互关系；

9、生理参数测量中实际的传感器应用，如：血压测量，心音测量，多普勒血流测量，温度测量；

10、运用上述传感器原理综合设计数字医疗仪器设计应用中信息检测传感装置，并分析其特点。

三、考试题型：

名词解释（20%）、计算题（30%）、分析题（30%）、综合设计题（20%）；括号内为该题型大约占比，实际分值以考题为准。

四、参考书目：

篇6：《传感器原理》实验教学大纲

1.传感器原理

常用传感器工作原理：包括电容、电感、电涡流、电阻、热电偶、压电、光电及数字式传感器。

传感器测量电路原理

2.测试技术

信号分析基础：包括模拟信号与数字信号、频谱图，周期与非周期信号频谱，随机信号数值特征

测试系统特性：包括静态特性、动态特性及其指标，频率响应，阶跃响应，测试系统不失真条件

工程测试技术：包括位移测试、振动测试、温度测试方法，传感器及测试仪器的选用

二、参考书目

1. 冯凯P，《工程测试技术》，西北工业大学出版社，

篇7：《传感器原理》实验教学大纲

化工原理实验属于工程实验范畴，化工原理实验的目的是理论联系实际帮助学生掌握处理工程问题的实验方法及手段，熟悉单元操作的原理及设备的选型，建立初步的工程观点和经济观点。

1.流体阻力测定（必做）实验目的及要求

（1）熟悉测定流体流经直管和管件时的阻力损失的实验组织及测定摩擦系数的工程意义；

（2）学会压差计和流量计的使用方法；

（3）识别组成管路中各个管件、阀门并了解其应用； 2.流量计的流量校正（选做）实验目的及要求

（1）学会流量计的流量校正的方法；

（2）通过孔板流量计孔流系数的测定，了解孔流系数的变化规律；

3.离心泵特性曲线的测定（必做）实验目的及要求

（1）熟悉离心泵操作，了解离心泵的结构和特性；（2）学会离心泵特性曲线的测定方法。4.过滤实验（选做）实验目的及要求

（1）掌握过滤问题的简化工程处理方法，及过滤常数的测定；（2）了解过滤设备的构造和操作方法。5.换热器的操作和传热系数的测定（必做）实验目的及要求

（1）了解换热器的结构；

（2）学会传热系数测定的实验数据处理方法；（3）了解影响传热系数的因素和强化传热的途径；（4）学会换热器的操作方法。

6.填料吸收塔的操作及吸收系数的测定（必做）实验目的及要求

（1）了解填料吸收塔的结构和流程；

（2）了解吸收剂进口条件的变化对吸收操作结果的影响（3）掌握吸收总传质系数Kya的测定方法。7.精馏塔的操作与塔效率的测定（必做）实验目的及要求

（1）熟悉板式塔的结构及流程；（2）掌握精馏塔的操作；（3）学会精馏塔的测定方法。

8.干燥操作和干燥速度曲线的测定（选做）实验目的及要求

（1）掌握测定物料干燥速度曲线的工程意义；（2）了解影响干燥速度曲线的因素 9.雷诺实验（演示实验1）实验目的及要求

(1)观察流体在管内流动的两种不同型态；(2)确定临界雷诺准数。

10.流体机械能的变化（演示实验2）实验目的及要求

（1）通过本实验加深对能量转化的理解；

篇8：《传感器原理》实验教学大纲

关键词：传感器,教学体系,教学方法

0 引言

“传感器原理与应用”课程是测控技术与仪器、电气工程及其自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、机械工程及其自动化、核工程与核技术等专业的专业基础课,也是很多其他工程类专业的选修课程[1]。这门课程是已学课程知识的综合及后续课程的基础,在课程体系中担负着承上启下的作用。理论性和实践性都很强,与通信技术、计算机技术并称为现代电子信息技术的三大支柱[2]。本文针对“传感器原理与应用”课程的特点,结合专业培养的目标,探讨该课程理论教学和实践教学的改革问题。

1 课程特点

传感器课程主要内容是介绍各种传感器的内部结构、测量电路、应用领域及敏感元件的工作原理、制作材料和工艺等。种类繁多,不仅涉及电学、磁学、力学、光学、声学、化学、生物学、数学、材料、机械原理、计算机技术等多门学科[3],还涉及工业现场的一些实际情况及制作工艺学等,几乎涉及支撑现代文明的所有学科。另外,科学技术的发展对传感器的发展也不断提出新的要求和挑战,大批新型优质传感器不断涌现,要求教学内容能够与时俱进。

2 合理设置教学体系

面对传感器课程综合性强、实践性强、知识更新快的特点[4],要具体应用某种传感器实现实际的测量,则需综合应用各学科的知识,而知识应用的多元化又使学生很不容易理出头绪,很难找到一条主线。现行的专业设置,人为隔离了学科间的联系,导致学生在知识结构、技能训练和素质培养等方面的片面性,无法提升学生传感器的设计、开发技能。为真正提高学生的综合应用各学科知识的能力,近年来,东北石油大学测控技术与仪器专业在课程体系设置方面进行了调整。开设了“传感器原理与应用”、“数据误差分析”、“单片机原理与应用”、“测控电子线路”等基础课程,注重基础知识的讲解;开设了“模拟电子课程设计”、“传感器课程设计”、“单片机课程设计”等,注重培养学生综合应用的能力。其中“传感器原理与应用”为64学时,其中理论教学56学时,实验8学时,“传感器课程设计”为两周时间。这样,从理论教学、实验教学以及课程设计三个环节完善了课程的设置。

3 优化教学内容,改革教学方法

3.1 提纲挈领,启发式教学

为了便于学生学习理论知识,我们对讲课的内容作了以下处理:把种类繁多的传感器按原理进行分类,如电阻式、电容式、电感式、光电式、压电式、磁电式等;在讲解每一类传感器的原理部分,先引入现实生活中常见的某个应用,调动学生学习的兴趣,之后分析工作原理,并辅以动画演示,增加学习的生动性,进一步分析测量电路及误差影响因素,最后结合实际总结该传感器的应用领域、应用范围等。利用这条主线来学习,大大减少了学生的负担。

3.2 创设问题情境,讨论式教学

由教师通过讲解、板书以及教学多媒体的辅助,把教学内容传递或者灌输给学生的“以教师为中心”的教学方法下,学生逐渐养成了不爱问、不想问“为什么”,甚至是不知道问“为什么”的麻木的学习习惯,形成过度依赖、拒绝思考的现状。针对这一问题,在讲解传感器工作原理、测量电路等理论知识时,采用边推导边设问的方式与给出结论由学生推导分析过程、教师补充不足相结合,增加学生讨论互动环节,使学生不再是被动的接受者,把教学内容转化为个体的学习任务,给学生自我思考时间,并进行实践探索,从而发现问题(使用哪种类型的传感器)、分析问题(传感器的性能、原理)、解决问题(传感器的应用),提高学生思维能力,在设疑解惑中获得传感器知识,构建以提出问题、分析问题、解决问题为主线的能力培养体系,调动学生学习的主动性。

3.3 承上启下,建立各章节间联系

传感器课程知识零碎,内容较多且分散,各章之间缺乏系统性和连续性[5]。针对各章节内容较分散的问题,在讲解某个传感器原理及测量电路时以提问的方式复习前几种传感器原理及测量电路类型,讲解应用时提问是否有用已经讲述过的传感器来替代现有传感器的可能,同时要对这几种传感器的应用优劣性做出对比。例如在讲解电感式传感器原理时通过推导给出电感传感器计算基本公式,此时复习电阻式及电容式的基本计算公式及其推导过程;讲解电感式测量电路时以提问的方式复习电阻式及电容式测量电路形式、特点、注意事项等;讲解应用时以加速度测量为例,可由学生讨论用电阻式及电容式传感器实现测量的原理并分析数学模型,并且要对利用这三种传感器实现加速度检测功能的材料成本、传感器性能、产品制造工艺和检测方法等做出对比。通过这种教学模式,将各章之间建立紧密的联系,这样可以拓宽学生的视野,增进学生对不同传感器之间联系的进一步理解。

3.4 重视实践环节,培养学生科学探究能力

在实验教学中,根据客观条件适当减少验证性实验,增加综合性设计性实验。对于验证性实验,教师利用多媒体技术讲授实验原理,使学生对所做实验有一个理性的认识;学生根据指导书内容独立完成实验。对于综合性设计性实验,每次实验内容在实验指导书中仅提出本次实验的目的、测量目标、测试具体要求、需要掌握的内容等,不限制方法和思路。让学生独立设计实验,并在安全范围内大胆让学生自我设计并进行实验,自行探索,学生成为独立完成实验设计和实验过程的主体,实验教师在必要时给予提示帮助。例如,在转速测量的实验中,教师不用规定学生具体使用哪一种传感器,学生可以自主独立选择传感器。电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器、光电式传感器等均可以实现转速的测量,学生可以选择其中一种甚至几种来实现测量,然后对测量结果进行比较分析,可以得出在各种情况下哪一种传感器的测量可靠性、精度更高。这样可以充分调动起学生学习的积极性,不但可以提高学生的思维空间,同时还会让学生有惊奇的发现,大大提高了教学效果。通过对这些情况的处理,可以培养学生解决问题的能力和创新思维的能力,在探讨解决较复杂问题的过程中,还可以培养学生的团结协作精神。

课程设计过程通过以下几个步骤完成:选择题目、收集资料、问题总结、答疑解惑、确定方案、具体设计、检查调试、成绩评定。课程设计既要体现个体的综合应用能力,又要体现团体的合作,所以在设置过程中,要求每人一个题目,每五个人一组,在完成自己题目设计的同时又要了解同组同学的设计思路、方法。在课程设计成绩评定中,采取小组答辩的形式进行,让学生对自己的设计思路、设计中遇到的问题、解决问题的方法、结果进行演讲式答辩,教师和其他学生可以提出相关问题(要求同组同学要对本组设计的提问进行补充,视各组团体成绩给最终成绩)。这样既锻炼了学生的表达能力,也有助于学生之间的团结互助,对不同课题组的同学之间的相互学习也起到了一定的促进作用。对于设计思路和效果比较好的小组,可以进一步深化设计体系,进而参加各级别的创新大赛。

4 结束语

在近几年的课程教学中,按人才培养的需求,对课程的理论与实践教学进行了改革与尝试,将知识传授、实践能力培养、综合素质教育融为一体,及时更新、补充教学内容并反映新的传感技术;改革教学手段,增强学生学习的主动性和能动性。学生对于“传感器原理及应用”这门课程的学习兴趣有了显著的提高,教学成果明显。课堂学习气氛较浓,考试成绩也较以往有显著提高,学生在对老师的评教中也给予了很好的肯定;学生创新意识、创新能力在不断提高。

参考文献

[1]陈淑静,马天才“.传感器原理及应用”课程教学改革探讨[J].天中学刊,2011,26(5):86-88.

[2]应蓓华,李林功,钟伟红“.传感器技术及应用”课程实践教学改革探讨[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2011,4:64-66.

[3]张向文《.传感器原理及应用》课程教学改革的探讨[J].科教资讯,2007,3(27):150-151.

[4]李姿景,张具琴,陈嘉义“.传感器原理及应用”课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2010,21:110-111.

篇9：《传感器原理》实验教学大纲

摘要：本文基于近几年的教学实践，结合实际，打破了传统的教材上分章教学的方法，探讨了理科专业传感器原理及应用课程新的教学尝试。

关键词：理科专业；传感器教学；教学方法

【中图分类号】TP212-4

1.绪论

随着电子计算机、生产自动化、现代信息、交通、环保、遥感等科学技术的发展，社会对传感器的需求量与日俱增，其应用的领域已渗透到国民经济的各个部门以及人们的日常文化生活之中。

《传感器原理及应用》这门课程已作为应用物理学专业、机械类、电气信息类等国内外理工科学生的专业基础课或专业方向课，在教学中占有重要的地位。掌握传感器技术，不仅有助于学生对专业知识技能的提高和动手能力与创新精神的培养，更重要的是能够获得实用的技能，增强就业竞争力。

然而一直以来，理科的学生学习传感器原理及应用这门课程的效果都不太理想，造成教学效果不理想的原因主要有：（1） 对物理学原理的学习本身就是非常枯燥的；（2） 对于大多数的传感器教材[1-4]来说，其章节的划分都是根据传感器的工作原理进行分类的，如应变式、电容式、压电式、磁电式等。章节的划分太过于固定，致使教学缺乏灵活性；（3） 教学手段为单一的课堂教学。

针对学生学习过程中出现的这些问题，作者在传感器原理及应用课程的教学过程中从现实生活中遇到的实际问题出发，打破了教材上的分章教学体系，并采用多种教学手段，进行了一些新的教学尝试。

2.新的教学尝试

（1） 从生活中遇到的实际问题出发。我们学习传感器的目的，就是将学到的基本知识应用到实际生活中去。因此学习的出发点也应源于现实生活中遇到的各种问题，为了解决这些问题，我们应该如何去做？按照这个思路逐渐引出所需要的传感器，进而再去分析该类传感器的原理及实际应用过程。

例如，随着社会经济的不断发展，人均汽车拥有量越来越多，汽车成为了人们的代步工具。这样不仅提高了人们的出行效率，而且缩短了时空距离。因此汽车成了现在人们经常谈论的话题，并且在高校里面，拿到驾照似乎成了必修课，学生逃课去考驾照的现象已屡见不鲜。然而，在汽车使用的过程中也随之出现了各种各样的问题。在汽车这样一个狭小的空间内，空气的质量显得尤为重要。由于汽车内部不通风、车体装修等原因，通常情况下车内空气质量极差，这种车内空气污染对人们的身体健康会带来严重的影响。据统计，我国每年冬、夏两季都会发生多起空调车内一氧化碳中毒死亡的事故，是有车族必须警惕的另类“车祸”。除了一氧化碳，汽车内还存在二氧化碳、苯、甲醛、二甲苯等。如何来有效的检测出这些气体，几乎成了每一个人关注的问题。由此便可引出对红外探测器，各种气敏传感器的原理及使用的了解。爆胎是汽车在行驶过程中、尤其是在高速公路上行驶时遇到的非常危险的情况。怎么样提前预防这些危险呢？可以在车上安装胎压监测系统。而胎压监测系统最主要的部分就是压力传感器，由此便又可引出对各种压力传感器的学习。

（2） 有效使用多种教学手段。为了达到应用为本、学以致用的教学目标，国内外学者对传感器教学在教学体系、教学理念、教学方法、考试方法等方面都在进行研究，并将项目化教学法、仿真教学法、多媒体教学法等先进的教学方法引入到传感器教学当中。基于自身的特点，我们在教学过程中也采用了多种教学手段。

多媒体教学。多媒体“声、图、文、颜色、光彩、视听”并举的特点，使得其在教学的过程中被广泛使用。多媒体的优点很多，如多媒体教学可以激发学生的学习兴趣，多媒体教学可以启发学生的想象力，多媒体教学可以扩大信息容量，满足学生的求知欲等。

注重实验。加强实验教学，有助于培养学生的观察能力、操作能力、独立分析问题解决问题的能力以及实事求是的科学态度和创新意识和创造能力。对照各种实实在在的传感器，使教学更形象、直观。我们在理论教学结合实验的过程中主要注重了：① 把部分演示实验改成学生上台演示形式，给学生提供更多的亲自动手操作机会，这些做法可以让学生亲身体验研究过程，激发兴趣。② 培养学生严肃认真，实事求是的科学态度和独立分析问题、解决问题的能力。③ 提供适当的机会让学生能根据所学的知识自己设计实验，培养创新意识。

考察传感器实际生产过程。现在很多的高校为了提高学生的就业率，也给学生提供实习的机会，都会与一些企业建立联系，一些企业成为了学生的实习基地。如作者所在的学校与格利尔数码科技股份有限公司建立了合作关系。该公司有一个传感器加工车间。借助于合作关系，带学生亲临车间去观看实实在在的传感器生产过程。

考查方式多样。把考查方式由单一的试卷考试转换到多种考查模式。如在教学中，给学生留下这样的一个问题：根据所学的传感器理论知识，解决生活中存在的一个问题。再比如，把考试的时间和空间都扩展到教室外面，我们曾经让学生写出一天之中见到的传感器以及可能和传感器有关的器件等。学生对这些课外考查方式更感兴趣。

（3） 师生互动讨论，发挥学生的主观性。爱因斯坦曾指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要。因为解决问题，也许仅是技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”因此，鼓励让学生去主动提出问题。并且，学生提出的问题才是他们真正关注、感兴趣的问题。

针对以上学生提出的问题，鼓励学生上讲台提出来并给出自己设计的解决方案，然后师生集体讨论优缺点。在相互探讨的过程中需注意：① 让学生成为学习的主人。苏霍姆林斯基曾说过：“人的心灵深处，总有一种把自己当作发现者、研究者、探索者的固有需要。”② 营造良好氛围。在教学中营造宽松、民主的课堂氛围，营造师生间，生生间相互尊重，接纳的学习氛围。③ 给学生空间。给学生质疑的空间，给学生求同存异的空间。

3.结论

本文针对理科学生在学习传感器原理及应用课程中出现的问题，从现实生活中遇到的实际问题出发，打破了教材上的分章教学体系，并采用多种教学手段，结合近几年的教学经验，我们发现，通过这些新的尝试，学生学习的主动性有所提高，学生的学习兴趣也有所增强。更重要的是，培养了学生提出问题、分析问题、解决问题的能力。

参考文献

[1] 郁有文，常健，程继红编著，传感器原理及工程应用[M]，西安电子科技大学出版社，2003.

[2] 孟立凡，藍金辉主编，传感器原理及应用[M]，电子工业出版社，2011.

[3] 何道清，张禾，谌海云编著，传感器与传感器技术[M]，科学出版社，2014.

篇10：《传感器原理》实验教学大纲

(Experiments of Computer Orgnaization)

一、基本信息

课程代码：1200211 学分：1 总学时：28

适用对象：计算机科学与技术专业 先修课程：无

二、课程性质、教学目的和要求

（一）课程性质和目的

《计算机组成结构实验》是为配合《计算机组成结构原理》课程的教学而开设的独立实验课程，主要培养学生在计算机组成方面的基本知识，了解模型机的设计、调试与分析。

通过本实验大纲所安排的实验内容，使学生能更好地理解和掌握计算机组成结构的工作原理、内部各单元的工作过程和涉及的相应技术，锻炼学生的动手能力以及一定的简单计算机设计能力。

（二）教学方法和手段

《计算机组成结构实验》课程的教学方式包括课堂教学、课堂实验、实验考核和实验报告四部分。

课堂教学部分教师可采用多媒体教学展示及现场操作演示两种方式开展。课堂实验部分学生独立实验，根据实验目的及要求开展实验活动。实验考核部分由教师根据实验目的检查学生的实验结果，进行实际测评。

实验报告部分由学生递交详细实验报告，记录实验过程、心得体会、所遇到的问题及解决问题的过程。

（三）教学安排及实验环境 学时数：28学时 学时安排：实验一～实验八每个实验2学时。

实验九～实验十一每个实验4学时。

所有教学课程均在计算机组成实验室开展。

三、教学内容及学时分配

实验一 实验台基本操作（2学时）

（一）目的

1、了解实验台基本结构，熟悉实验台连线的识别、实验台控制信号标识规则。

2、掌握实验基本操作方法，为以后的实验作技术准备。

（二）内容

1、熟悉实验台各个组成部分。

2、把输入开关上的数据送总线。

3、把总线上的数据输出到输出部件。实验二 算术逻辑运算实验（2学时）

（一）目的

1、了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能。

2、掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置。

3、观察在不同工作模式下数据运算的规则。

（二）内容

1、完成运算器的数据传输操作。

2、验证运算器的各项运算功能。实验三 进位与判零控制实验（2学时）

（一）目的

1、掌握运算器标志位产生的方法。

2、通过实验从实际电路中观察标志位产生的过程。

（二）内容

1、观察运算器的判零标志。

2、观察运算结果的进位标志。

3、完成多位数的算术运算功能。实验四 寄存器读写实验（2学时）

（一）目的

1、掌握通用寄存器的组成及数据传输操作。

（二）内容

1、完成通用寄存器组的写入操作，读出操作。实验五 移位控制实验（2学时）

（一）目的

1、了解移位寄存器芯片（74LS299）的逻辑功能。

2、掌握移位寄存器数据载入、左移、右移及带进位左右移的方法。

3、掌握移位寄存器工作模式的设置，观察在不同工作模式下移位寄存器的逻辑功能。

（二）内容

1、完成移位寄存器的数据传输操作。

2、完成各种移位功能操作。实验六 存储器读写实验（2学时）

（一）目的

1、掌握存储器的工作特性。

2、熟悉静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。

（二）内容

1、完成地址总线的相关操作。

2、完成存储器的写入操作，读出操作。实验七 总线数据传输控制实验（2学时）

（一）目的

1、理解总线的概念，了解总线的作用和特性。

2、掌握用总线传输数据的控制原理和方法。

（二）内容

2、完成运算器、寄存器、移位寄存器、存储器、输入输出部件等单元的数据传输和数据处理操作。

实验八 脱机方式下微代码装入与执行实验（2学时）

（一）目的

1、通过微程序的编制、装入、执行，验证微程序控制器控制的工作方法。

2、观察微程序的运行过程，为进行简单模型计算机实验作准备。

（二）内容

1、微代码的写入和校验。

2、单步执行微代码。

3、连续执行微代码。

实验九 简单模型计算机实验（4学时）

（一）目的

1、通过实验分析简单模型机结构，了解计算机工作原理。

2、掌握计算机微程序控制器的控制方法，掌握计算机指令执行过程。

（二）内容

1、设计模型机指令系统。

2、编制微程序实现各条指令功能。

3、按指定功能要求编制程序，并运行、调试。实验十 带移位运算的模型机设计与实现（4学时）

（一）目的

1、进一步熟悉用微程序控制方式构造模型计算机的过程。

2、掌握调试计算机的基本步骤及方法。

（二）内容

1、设计模型机指令系统。

2、编制微程序实现各条指令功能。

3、按指定功能要求编制程序，并运行、调试。实验十一 机器指令设计实验（4学时）

（一）目的

1、综合运用所学计算机原理知识，设计指令的微代码。

2、提高学生对计算机机器指令的理解，锻炼学生自己动手设计模型计算机机器指令的能力。

（二）内容

1、设计模型机指令系统。

2、编制微程序实现各条指令功能。

四、考核方式及成绩评定标准

考核方式：本实验课程考核方式包括实验理论和实验操作两部分。

成绩评定标准：本实验课程总成绩包括实验报告成绩、实验操作成绩、期末考试成绩三部分。其中实验报告成绩占20％，实验操作成绩占30％，期末考试成绩占50％。实验报告成绩评定为五分制（A/B/C/D/E），实验操作成绩评定为五分制（A/B/C/D/E），期末考试成绩评定为百分制，总成绩评定为百分制。

五、教材及主要参考书目

教材: 张建中、严义，《计算机组成原理实验指导》，浙江科学技术出版社。参考书：[1]、包健、冯建文、章复嘉，《计算机组成原理》，浙江科学技术出版社。

[2]、王爱英，《计算机组成与结构》，清华大学出版社，第二版，2000.7

篇11：食品保藏原理实验教学的改革论文

食品保藏原理是研究食品在保藏过程中物理特性、化学特性和生物特性的变化规律，这些变化对食品质量及其保藏性的影响，以及控制食品质量变化应采取的技术措施的一门科学。目前，西南林业大学食品科学与工程专业开设的“食品保藏原理”理论课程48学时，由于理论课程内容较多且相对抽象，学生理解和接受这门课程难度较大。食品保藏原理实验教学可以很好地将理论学习与实践结合一起，更容易激发学生的学习热情和主观能动性，是提高学生综合素质的有效途径。如何使实验教学更好地将理论和实际相结合，探索新的实践教学模式，全面提升实验教学的综合水平和可持续发展能力，是目前各高校研究的热点和亟需解决的重要问题。林业类院校的食品保藏原理实验教学要突出林业院校的办学特点，要结合本地林业发展实际制定相应的实验教学教材和考核方法。

1编写具有林业特色的实验教材

目前西南林业大学食品保藏原理的理论教学共48学时，教学内容包括食品的低温保藏、气调保藏、干燥保藏、罐藏、辐射保藏、超高压保藏、腌渍保藏、发酵保藏、熏藏及化学保藏等内容，内容涵盖谷类、果蔬类、奶类、肉类、水产类等食品原料。实践教学共30学时，包括实验教学和企业参观，以实验教学为主。实验教学包括食品的低温保藏、腌渍保藏、发酵保藏等，多以果蔬为主。由于没有编写适合本学校本专业学生的实验教学教材，一直按照传统的食品专业相关教学内容进行授课，没有体现专业特色，也没有考虑学生将来就业优势。林业类院校食品专业必须编写能够体现学校办学特色，能够发挥学生积极主动性，能够满足学生就业岗位需要的食品保藏原理实验教材。以西南林业大学为例，实验教材的编写要适应云南省食品行业的需要，以核桃、坚果、青梅、油茶、油橄榄、酸木瓜等云南林产品为主，实验内容包括鲜核桃的气调保藏和冷藏、青梅或油橄榄的腌渍保藏及发酵保藏等，既能满足保藏原理的实验教学内容有可以掌握云南某些经济林产品的加工、保藏技能，既学到了知识又锻炼了能力，为以后进入林产品行业奠定一定的基础。另外，林业院校的食品专业应在有限的时间内尽可能多安排一些综合设计实验，比如香蕉的催熟与保藏、青梅的腌渍与保藏、葡萄酒的发酵与保藏等内容，让学生结合所学知识自己动手完成实验并观察食品经过不同处理后品质的变化，并确定保质期。通过学生自行设计、亲自动手，在实验的过程中不断积累知识的和能力，最终会有一种成就感，因此，学生的学习兴趣的调动为综合设计性实验的开展奠定了基础[3]。

2试验教学和参观实践相结合

合理利用教学计划中的实践环节，在实验教学的同时，鼓励学生走出校园、走进工厂、走进企业，同学可以自己联系有关企业，也可以通过老师帮助联系进入企业实习。同时加强安全意识教育，要求学生不怕吃苦、虚心学习，最后写一份实习总结报告[4]。西南林业大学食品保藏原理的实践教学除了在实验室完成要求的实验外，至少到一个食品企业去参观学习，通过学生的所见所闻，对于食品工艺、食品设备、包装贮藏等学过的内容都是一个再学习的过程，将课堂上学到的理论知识与生产实际相结合，达到学以致用的目的。由于时间、经费的`不足等原因，目前主要参观一些酒厂，比如啤酒厂、蓝莓酒厂等，主要涉及食品的发酵保藏，对于其他的教学内容甚少涉及，原因主要是和企业的联系不紧密，再加上可能会影响企业和企业担心学生的安全等问题。教学实践基地是学生将书本知识转化为行为能力的重要场所，目前大多数高校对食品科学与工程专业的教学实践关心不够，对教学实践基地的建设资金投入不够，甚至没有相关的教学实践基地。这样的教学严重打击学生的学习积极性及分析问题与解决问题的能力，更谈不上什么创新，无法满足当今社会对人才培养的要求。实践教学应该从学校或学院层面上与企业签订合作办学，建立教学实习基地，从根本上解决联系企业的难题。另外可以结合寒暑假，大力鼓励学生到当地的食品企业做兼职。

3考核形式多样化

传统的食品保藏原理实践教学考核多以撰写实验实习报告为主，内容都是实验原理、方法步骤、结果、总结等，不能反映学生对这门课程知识的掌握和运用能力。为了提高大学生的综合素质，培养他们的创新思维、创新能力和科研能力，培养学生综合运用理论结合实践的能力解决食品保藏环节中的实际问题，故考核方式应该多样化，不仅要撰写报告，而且还要包含产品展示、交流心得、提出意见等讨论会的形式。灵活采用部分实验实习报告、课题小论文、口试等多种形式，注重过程及能力的考核。

3.1实践报告全班每位同学根据实验小组交流的结果独立撰写实验报告，并上交给指导教师。任课教师对研究报告进行评阅。根据实验过程考勤与实践技能、交流讨论及实验报告等情况分别给学生评分。实验教学过程中要大力鼓励创新,对实验过程中所出现的问题能够自我分析并发表见解、能够使用不同的食品原料和实验方法,对切合实际并有创新的实验予以鼓励。这样不仅加强了对学生实验课的管理,而且也有效地激发了学生学习的主动性,增强了他们对实验课的兴趣,同时,对提高学生的实验能力和培养学生的创新精神皆具有良好的效果。

3.2交流讨论实验报告要有规定的格式，包括实验原理、步骤、方法、结果，除此之外，还要要求学生对实验结果进行分析和讨论。实验取得较好效果的，让学生分析成功的方法和体会;结果不理想的，也可让学生分析实验失败的原因并提出改进意见。另外，对于综合设计实验，实验的产品应展示出来，供大家参观和提出意见。比如香蕉的催熟实验，催熟剂催熟浓度的不同及处理后的温度不同，香蕉催熟的效果也有差异，效果好不好产品就可以观察出来。让学生交流讨论，既培养了我们的学生对食品保藏原理实验课的浓厚兴趣,同时又培养了学生在遇到问题时的分析解决能力。

4培养学生创新思维

篇12：传感器原理习题

4-1以阻值R=120Ω，灵敏系数K=2.0的电阻应变片与阻值120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电压为无穷大，当应变片的应变为2με和2000με时，分别求出单臂、双臂差动电桥的输出电压，并比较两种情况下的灵敏度。

4-2 在材料为钢的实心圆柱试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R1和R2，把这两片应变片接入差动电桥(题图4-2)。若钢的泊松比μ=0.285，应变片的灵敏系数K=2，电桥的电源电压Ui=2V，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R1的电阻变化值∆R=0.48Ω，试求电桥的输出电压U0；若柱体直

112径d=10mm，材料的弹性模量E210N/m，求其所受拉力大小。

题图4-2 差动电桥电路

4-3 一台采用等强度的梁的电子称，在梁的上下两面各贴有两片电阻应变片，做成称重量的传感器，如习题图4-3所示。已知l=10mm，b0=11mm，h=3mm，E2.1104N/mm2，K=2，接入直流四臂差动电桥，供桥电压6V，求其电压灵敏度(Ku=U0/F)。当称重0.5kg时，电桥的输出电压U0为多大?

题图4-3悬臂梁式力传感器

4-4 有四个性能完全相同的应变片(K=2.0)，将其贴在习题图4-4所示的压力传感器圆板形感压膜片上。已知膜片的半径R=20mm，厚度 h=0.3mm，材料的泊松

112比μ=0.285，弹性模量E210N/m。现将四个应变片组成全桥测量电路，供

桥电压Ui=6V。求：

(1)确定应变片在感压膜片上的位置，并画出位置示意图；(2)画出相应的全桥测量电路图；

(3)当被测压力为0.1MPa时，求各应变片的应变值及测量桥路输出电压U0；(4)该压力传感器是否具有温度补偿作用?为什么?(5)桥路输出电压与被测压力按是否存在线性关系?

题图4-4 膜片式压力传感器

4-5一测量线位移的电位器式传感器，测量范围为0~10mm，分辨力为0.05mm，灵敏度为2.7V/mm，电位器绕线骨架外径d=0.5mm，电阻丝材料为铂铱合金，其4ρ3.2510Ωmm。当负载电阻RL=10kΩ时，求传感器的最大负载误电阻率为差。

4-6 某差动螺管式电感传感器(题图4-6)的结构参数为单个线圈匝数W=800匝，l=10mm，lc=6mm，r=5mm，rc=1mm，设实际应用中铁芯的相对磁导率μr=3000，试求：

(1)在平衡状态下单个线圈的电感量L0=?及其电感灵敏度足KL?(2)若将其接入变压器电桥，电源频率为1000Hz，电压E=1.8V，设电感线圈有效电阻可忽略，求该传感器灵敏度K。

(3)若要控制理论线性度在1%以内，最大量程为多少?

题图4-6 差动螺管式电感传感器

4-7 有一只差动电感位移传感器，已知电源电压Usr=4V，ƒ=400Hz，传感器线圈铜电阻与电感量分别为R=40Ω，L=30mH，用两只匹配电阻设计成四臂等阻抗电桥，如题图4-7所示，试求：(1)匹配电阻R3和R4的值；

(2)当∆Z=10时，分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；(3)用相量图表明输出电压Usc与输入电压Usr之间的相位差。



题图4-7 差动电感位移传感器四臂等阻抗电桥

2S44mm4-8如题图4-8所示气隙型电感传感器，衔铁截面积,气隙总长度δ=0.8mm，衔铁最大位移∆δ=±0.08mm，激励线圈匝数W=2500匝，导线直径d=0.06mm，电阻率ρ1.75106Ωcm，当激励电源频率ƒ=4000Hz时，忽略漏磁及铁损，求：

(1)线圈电感量；(2)电感的最大变化量；(3)线圈的直流电阻值；(4)线圈的品质因数；

(5)当线圈存在200pF分布电容与之并联后其等效电感值。

题图4-8 气隙型电感式传感器(变隙式)4-9 试计算题图4-9所示各电容传感元件的总电容表达式。

图4-9 4-10 在压力比指示系统中采用差动式变间隙电容传感器和电桥测量电路，如题图4-10所示。已知：δ0=0.25mm，D=38.2mm，R=5.1kΩ；Usr=60V(交流)，频率ƒ=400Hz。试求：

(1)该电容传感器的电压灵敏度Ku(V/μm)；

(2)当电容传感器的动极板位移∆δ=10μm时，输出电压Usc值。

题图4-10 4-11 有一台变间隙非接触式电容测微仪，其传感器的极板半径r=4mm，假设与被测工件的初始间隙d0=0.3mm。试求：

(1)如果传感器与工件的间隙变化量∆d=±10μm，电容变化量为多少?(2)如果测量电路的灵敏度足Ku=100mV/Pf,则在∆d=±1μm时的输出电压为多少? 4-12 有一变间隙式差动电容传感器，其结构如图13所示。选用变压器交流电桥作测量电路。差动电容器参数：r=12mm，d1=d2=d0=0.6mm，空气介质，即

εε08.851012F/m。测量电路参数：usr=u=Usr3sinωinωt。试求当动板上输

入位移(向上位移)∆x=0.05mm时，电桥输出端电压Usc?

题图4-12

4-13 一只电容位移传感器如图14所示，由四块置于空气中的平行平板组成。板A、C和D是固定极板；板B式活动极板，其厚度为t，它与固定极板的间距为d。B、C和D极板的长度均为 a，A板的长度为2a，各板的宽度为b。忽略板C和D的间隙及各板的边缘效应，试推导活动极板刀从中间位置移动x=±a/2时电容CAC和CAD的表达式(x=0时为对称位置)。

题图4-13 4-14已知平板电容传感器极板间介质为空气，极板面积Saa(22)cm2，间隙d0=0.1mm。求：传感器的初始电容值：若由于装配关系，使传感器极板一侧间隙d0，而另一侧间隙d0+b(b=0.01mm)，此时传感器的电容值。

4-15 如图4-15a所示差动式同心圆筒柱形电容传感器，其可动内电极圆筒外径d=9.8mm，固定电极外圆筒内径D=10mm，初始平衡时，上、下电容器电极覆盖长度L1=L2=L0=2mm，电极间为空气介质。试求：

(1)初始状态时电容器C1、C2的值；

(2)当将其接入图4-15b所示差动变压器电桥电路，供桥电压E=10V(交流)，传感器工作时可动电极筒最大位移∆x=±0.2mm，电桥输出电压的最大变化范围为多?

题图4-15(a)

(b)

4-16 有一 压电晶体，其面积为20mm²，厚度为10mm，当受到压力p=10MPa作用时，求产生的电荷量及输出电压：

(1)零度X切的纵向石英晶体；(2)利用纵向效应的BaTiO3。

4-17 某压电晶体的电容为1000pF，kq=2.5C/cm，电缆电容CC=3000pF，示波器的输入阻抗为1MΩ和并联电容50 pF，求：

(1)压电晶体的电压灵敏度足Ku；(2)测量系统的高频响应；

(3)如系统允许的测量幅值误差为5%，可测最低频率是多少?(4)如频率为10Hz，允许误差为5%，用并联连接方式，电容式多大? 4-18 分析压电加速度传感器的频率响应特性。若测量电路为电压前量放大器C总=1000 pF，R总=500MΩ；传感器固有频率ƒ0=30kHz，阻尼比ζ=0.5，求幅值误差在2%以内的使用频率范围。

4-19 用石英晶体加速度计及电荷放大器测量机器的振动个，已知：加速度计灵敏度为5Pc/g，电荷放大器灵敏度为50mV/pC，当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值为2V，试求该机器的振动加速度。(g为重力加速度)4-20 用压电式传感器测量最低频率为1Hz的振动，要求在1Hz时灵敏度下降不超过5%。若测量回路的总电容为500pF，求所有电压前置放大器的输入电阻为多大? 4-21已知压电式加速度传感器的阻尼比ζ=0.1，其无阻尼固有频率ƒ0=32kHz，若要求传感器的输出幅值误差在5%以内，试确定传感器的最高响应频率。4-22 某压电式压力传感器为两片石英晶片并联，每片厚度h=0.2mm，圆片半径r=1cm，εr=4.5，X切型d112.311012C/N。当0.1MPa压力垂直作用于PX平面时，求传感器输出电荷Q和电极间电压Ua的值。

4-23 已知铜热电阻—Cu100的百度电阻比W(100)=1.42，当用此热电阻测量50ºC温度时，其电阻值时多少?若测温时的电阻值为92Ω，则被测温度是多少? 4-24 用分度号为Pt100铂电阻测温，在计算时错用了Cu100的分度表，查得的温度为140ºC，问实际温度为多少? 4-25 镍铬-镍硅热电偶灵敏度为0.04mV/ºC，把它放在温度为1200ºC处，若以指示仪表作为冷端，此处温度为50ºC，试求热电势大小。

4-26 用K型热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20mV，冷端(室温)为25mV，求设备温度?如果改用E型热电偶来测温，在相同的条件下，E热电偶测得的热电势为多少? 4-27 现用一只镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30ºC，显示仪表的机械零位在0ºC时，这时指示值为400ºC，则认为换热器内的温度为340ºC

对不对?为什么?正确值为多少? 4-28 有一台数字电压表，其分辨率为100μV/1个字，现与Cu100热电阻配套应用，测量范围为0~100ºC，试设计一个标度变换电路，使数字表直接显示温度数值。

4-29 试述光电倍增管的结构和工作原理与光电管的异同点。若入射光子为10³个(一个光子等效于一个电子电量)。光电倍增管共有16个倍增级，输出阳极电流为20A，且16个倍增级二次发射电子数按自然数的平方递增，试求光电倍增管的电流放大倍数和倍增系数。

4-30.求光纤n1=1.46，n2=1.45的NA值；如果外部n0=1，求光纤的临界入射角。4-31 四个应变片粘贴在扭轴上，安排得到的最大灵敏度，应变片阻值为121Ω而应变灵敏系数K=2.04，并接成全桥测量电路。当用750kΩ的电阻器并联在一个应变片上分流以得到标定时，电桥输出在示波器上记录到2.20cm的位移。如果变形的轴引起示波器3.2cm的偏移，求指示的最大应变?设轴为钢制的，求应力(钢的扭转弹性模量E1.6231011N/m2)? 4-32 为防止电容传感器击穿，在两极之间加入厚度为a的两片云母片，如图14所示，其相对介电常数为εr，空气接点常数εo（空气介电常数近似于真空介电常数），求传感器总容量（设圆形极板直径为D两片云母片之间的距离为δ0）。

题图4-32 4-33 设题图4-33所示电感位移传感器的铁心相对磁导率为104，空气的相对磁导率为1，已知真空中的磁导率04π107H/m。试对下述情况计算该传感器的输出电感：（1）气隙为0；（2）气隙为2mm。