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XuetangX

传感器技术及应用

Beihang University via XuetangX

Overview

        “传感器技术及应用”是北航仪器类专业重点建设的品牌课,前身为著名爱国科学家林士谔先生在建校之初设立的“航空仪表”;目前是测控技术与仪器国家一流专业(2019)的核心课、国家精品课(2010)、首批国家级精品资源共享课(2016)、首批国家级一流本科课程(2020)、首批教育部课程思政示范课程(2021)。

        课程的配套教材《传感器技术及应用(第4版)》由课程负责人樊尚春教授独立编著。第一版是“十五”国防规划教材,2002年立项,2004年出版;第二版是“十一五”国家级规划教材,北京市精品教材,2010年出版;第3版2016年出版。目前使用的是第4版,2022年出版。

        课程以航空航天、工业自动化领域为主要应用背景,以物理型传感器为主,系统介绍传感器技术涵盖的主要内容。目前教学包括:基础知识(第1章-第3章)、模拟式传感器(第4章-第10章)、谐振式传感器(第11、第12章)。共72段,总时长7小时20分钟。课程还介绍了我国传感器领域一些科技工作者勇攀高峰、爱国奉献的感人事迹,希望同学们有所感悟,学好本领,报效祖国。

        课程以测量为主线,介绍传感器的性能评估和弹性敏感元件特性这两个共性科学理论,然后从物理效应、变换原理、应用特点三个层次具体介绍每一种类型传感器。每节、每章都有配套客观题,方便学生及时评估学习效果。

       


Syllabus

  • 第1章 基础知识
    • 1. 课程介绍
    • 2. 传感器的作用与功能
    • 3. 传感器的基本结构、分类
    • 4. 传感器的特点
    • 5. 传感器技术的发展
    • 6. 传感器的重要性
    • 7. 课程教学思路与学好传感器的建议
  • 第2章 传感器的特性
    • 1. 传感器静态特性的描述与标定
    • 2. 传感器静态标定的主要性能指标
    • 3. 传感器动态特性方程与性能指标
    • 4. 传感器的动态标定
  • 第3章 基本弹性敏感元件的力学特性
    • 1. 弹性敏感元件的基本特性
    • 2. 常用弹性敏感元件的力学特性
  • 第4章 电位器式传感器
    • 1. 电位器的基本结构与功能
    • 2. 电位器负载特性及负载误差
    • 3. 电位器式传感器典型实例
  • 第5章 应变式传感器
    • 1. 应变式变换原理及金属应变片
    • 2. 应变片的温度误差及其补偿
    • 3. 电桥的测量原理
    • 4. 典型的应变式传感器
  • 第6章 压阻式传感器
    • 1. 硅材料与压阻效应
    • 2. 压阻式传感器测量原理及其信号处理
    • 3. 压阻式敏感结构设计
  • 第7章 热电式传感器
    • 1. 热电式传感器概述
    • 2. 热电阻测温传感器
    • 3. 热电偶测温传感器与半导体测温传感器
    • 4. 其他测温系统与热电式传感器的应用实例
  • 第8章 电容式传感器
    • 1. 基本电容式敏感元件
    • 2. 电容式敏感元件基本特性
    • 3. 变面积式及变介质式电容敏感元件
    • 4. 几种典型的电容式传感器
  • 第9章 变磁路式传感器
    • 1. 电感式变磁路传感器原理与电感式变换元件
    • 2. 差动变压器式变换元件、电涡流效应和霍尔效应
    • 3. 典型变磁路式传感器
  • 第10章 压电式传感器
    • 1. 压电效应
    • 2. 压电材料
    • 3. 等效电路和信号转换电路
    • 4. 典型的压电传感器
    • 5. 超声换能器和B超成像
    • 6. 多模超声成像方法
    • 7. 用于乳腺的超声CT成像
  • 第11章 谐振式传感器
    • 0. 谐振式传感器的重要性
    • 1. 谐振状态及其评估
    • 2. 谐振式传感器的闭环自激系统
    • 3. 谐振弦、谐振膜式压力传感器
    • 4. 谐振筒式压力传感器
    • 5. 石英谐振梁式压力传感器
    • 6. 硅谐振式压力微传感器
    • 7. 谐振式科里奥利直接质量流量传感器
    • 8.直接输出频率的硅微机械角速度传感器
  • 第12章 声表面波传感器
    • 1. 声表面波基本特性
    • 2. 声表面波谐振器
    • 3. 典型声表面波谐振式传感器
  • 第13章 光纤传感器
    • 1.光纤的基本结构与种类
    • 2.几种调制型光纤传感器
    • 3.分布式光纤传感器
    • 4.石墨烯光纤F-P声压传感器
  • 课程总结
    • 期末考试
      • 【讨论区】
        • 课程辅助资料
        • 课程辅助视频
        • 《新型传感技术及应用》辅助资料-主要用于研究生“新型传感技术”课程
        • part1-传感器的基础知识-讨论题
        • part2-传感器的材料与工艺-讨论题
        • part3-传感器的力学建模-讨论题
      • 【走近传感器-作业】
        • 2024年春-作业
        • 2023年春-第一次课作业
        • 2023年春-思考题(六选四)
        • 2022年春-第五次课作业
      • 【新型传感技术-作业】
        • 2022秋-第一次作业
        • 2022秋-第二次作业
        • 2022秋-第三次作业
        • 2023春-第一次作业
        • 2023春-第二次作业
        • 2023春-第三次作业
        • 2023春-第四次作业
        • 2023春-第五次作业
        • 2023秋-第一次作业
        • 2023秋-第二次作业
        • 2023秋-第三次作业
      • 【传感器技术及应用-思考题】
        • 2022秋-第一次思考题
        • 2022秋-第二次思考题
        • 2022秋-第三次思考题
        • 2022秋-第四次思考题
        • 2023秋-第一章思考题
        • 2023秋-第二章思考题
        • 2023秋-第三章思考题
        • 2023秋-第四章思考题
        • 2023秋-第十一章思考题
        • 2024秋-第一章思考题
        • 2024秋-第二章思考题
        • 2024秋-第三章思考题

      Taught by

      Shangchun Fan, Cheng Li, Zhanshe Guo, Dezhi Zheng, Weiwei Xing, Xiaolei Qu, Yufu Qu, and YU NING

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