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传感与检测技术

发文时间：2025-07-04 撰稿人：

M407001B 传感与检测技术

（2学分，32学时；专业教育平台/专业拓展选修课程模块；适用专业：电气工程及其自动化；先修课：电路、模拟电子技术、数字电子技术）

本课程是电气工程及其自动化专业方向的专业拓展选修课程，通过学习可建立与前向通道相关的系统化知识体系，包括信息感知与转换原理、信号检测与调理方法、信号的数字化与可视化测量方法等相关技术和方案，以及误差理论、数据处理方法、系统测试和分析等相关理论和应用，能够分析和设计较为完整的信息检测系统，并能运用相关的测量技术和测量仪器对系统的性能指标进行测量和评价。

主要教学内容包括检测系统的概念、信息感知与转换（传感器）原理和关键技术、检测系统性能指标、准确性评估与保障、信号调理与转换、数字化测量技术、可视化测量技术、虚拟仪器原理与实现等。

课程教学内容和要求

序号	知识单元（章节）	知识点	教学要求	推荐学时	教学方式	支撑课程教学目标
1	检测系统概述	课程的研究对象、内容、学习目的和方法	1. 了解“检测”的内涵和特点； 2. 掌握检测系统的总体结构和关键技术； 3. 理解课程主要内容、目标和学习方法，本课程对促进生产力发展和社会进步的意义。	2	讲授	1
2	电阻式传感器及其检测原理	电阻应变式传感器的组成、特性、影响因素、转换电路和典型应用	1. 了解弹性元件的特性 2. 掌握应变片的原理与特点 3. 理解转换电路的结构和原理 4. 理解温度对测量的影响及削弱方法 5. 掌握应变式传感器的典型应用	3	讲授	1、2
3	电容式传感器及其相关检测技术	电容式传感器的原理、转换电路、关键技术、特性和典型应用	1. 了解敏感电容的三种结构及检测原理； 2. 理解差动技术的原理和作用； 3. 理解常用转换电路； 4. 理解应用中的工程问题和思维方法； 5. 掌握典型应用。	3	讲授	1、2
4	高压大电流测量	高压大电流检测的原理和要求，实现方法及特点	1. 了解高压、大电流测量的需求分析； 2. 理解利用电阻采样的测量技术； 3. 理解采用交流互感器的测量技术； 4. 理解采用霍尔传感器的测量技术，结合该要点的重点讲解技术创新的重要性； 5. 掌握比较和总结。	2	讲授	3、4
5	检测系统的基本特性	检测系统主要特性的定义、内涵和测定方法	1. 了解特性的基本概念和分类 2. 理解主要静态指标的定义和物理意义 3. 理解主要动态指标及其观测方法 4. 掌握检测系统标定/校准、传感器选用原则	2	讲授	1、4
6	测量误差分析和数据处理	误差的基本概念、影响和评估，确定误差范围、减小误差影响的技术方案	1. 了解不确定度和误差的概念； 2. 了解系统、随机和粗大误差性质和特点； 3. 理解测量误差的影响与评估方法； 4. 理解系统误差的判别和消除方法； 5. 理解置信问题和数据处理问题； 6. 掌握测量方案设计与优化方案和思路。	4	讲授	1、4
7	信号的调理与转换	信号的放大、滤波、隔离、转换，以及调制/解调	1. 掌握信号的放大技术； 2. 理解信号的滤波、隔离技术的需求和原理； 3. 了解调制/解调、信号转换的原理和方法。	4	讲授	2
8	电压的数字化测量	常用的信号数字化转换和测量技术	1. 了解数字化测量的预处理； 2. 理解频率、相位的数字化测量； 3. 掌握电压值的数字化测量； 4. 了解采样数据的线性化处理。	3	讲授	1、2
9	信号的可视化测量	信号可视化的实现原理、关键技术、应用方法和典型应用	1. 理解可视化测量的基本原理和方法； 2. 理解示波器的基本原理和结构； 3. 掌握示波器的有效操控方法； 4. 掌握波形的精确测量方法； 5. 掌握可视化测量的应用。	5	讲授	1、2、3
10	实验	实验一：检测系统性能指标测试	1. 进一步理解性能指标的概念； 2. 掌握性能指标的测试方法； 3. 掌握可视化测量仪器的使用。	2	实验	2、3
11	虚拟仪器原理与实现	虚拟仪器的体系结构、实现方法，以及系统设计	1. 了解虚拟仪器的基本概念 2. 理解虚拟仪器的组成和实现途径 3. 理解虚拟仪器方案设计	2	讲授	3、4
12	实验	实验二：位移、振动检测	1. 理解力学传感器的结构和原理； 2. 掌握转换电路和测量方案的设计； 3. 掌握实验验证和数据处理的方法。	2	实验	2、3
12	实验	实验三：温度传感器实验	1. 理解温度传感器的结构和原理； 2. 掌握温度测量的方法； 3. 掌握实验数据处理和系统标定的方法。	2	实验	2、3

注：“了解”是指学生能辨认的科学事实、概念、原则、术语，知道事物的分类、过程及变化倾向，包括必要的记忆；“理解”是指学生能用自己的语言把学过的知识加以叙述、解释、归纳，并能把某一事实或概念分解为若干部分，指出它们之间的内在联系或与其它事物的相互关系；“掌握”是指学生能根据不同情况对某些概念、定理、原理、方法等在正确理解的基础上结合实例加以运用，包括分析与综合。