传感器原理课程简介（最终5篇）

第一篇：传感器原理课程简介

《传感器原理》课程简介

（Sensors Principle）

课程编号：X1602007课程类别：专业选修学时：32学分：2考核方式：随堂 课程目的：本课程是针对物联网方向本科学生开设的一门专业课程。通过《传感器原理》课程的学习，使学生掌握基本的传感技术原理，了解常规敏感元器件的工作原理和特性，掌握常见物理量的检测方法和传感器选型，提高解决实际测量及控制问题的能力。

课程内容：传感与检测技术的理论基础、传感器概述、应变式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、光电式传感器

教材：郁有文编 《传感器原理及工程应用》西安电子科技大学出版社，2005年。主要参考书目：

[1] 陈杰著，《传感器与检测技术》，高等教育出版社，2006年

[2] 唐贤远著，《传感器原理及应用》，电子科技大学出版社，2005年

第二篇：传感器原理及应用课程总结

绪论 传感器定义：传感器是将各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置。

组成：敏感元转，转换元件（调制作用），测量电路

分类：按输入量分类，按测量原理分类，按结构型和物理型分类【第2页】

第一章

静态特性：传感器在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系称为稳态特性。

Y=a0+a1X+a2X2+…+anXn 【第4页 公式1-1 线性度：在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间最大偏差裕满量程（F·S）输出值的百分比称为线性度。δL=±ΔYmax/YF·S×100％

灵敏度：指到达稳定工作状态时输出变化量与引起次变化的输入变化量之比。

【第7页 公式1-2】 动态特性：指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。（传感器的动态特性是传感器的输出值能够真实地再现变化着的输入量能力的反映。）【第10~11页，0，1，2阶数学模型】 幅频特性，相频特性【第13~15页】

对系统响应测试时，常采用正弦和阶跃两种输入信号。这是由于任何周期函数都可以用傅里叶级数分解为各次谐波分量，并把它近似地表示为这些正弦量之和。而节约信号则是最基本的瞬变信号。

第二章（应变传感器 与 压阻式传感器相联系）

金属应变片，特点：1.精度高，测量范围广。2.频率响应特性好。3.结构简单，尺寸小，质量轻。4.可在高（低）温、告诉、高压、强烈震动、强磁场及核辐射和化学腐蚀等恶劣条件下正常工作。5.易于实现小型化，固态化。6.价格低廉，品种多样，便于选择。

缺点：大应变状态时明显非线性，半导体传感器非线性严重；输出信号微弱，抗干扰能力差；不能显示应力场中应力梯度变化。

金属丝：应变系数【第20页 公式2-6】

金属应变片：【第23页 公式2-7】 横向效应：金属应变片由于敏感栅的两端为半圆弧形的横栅，测量应变时，构件的轴向应变ε使敏感栅电阻发生变化，其横向应变εr也将使敏感栅半圆弧部分的电阻发生变化，应变片的这种既受轴向应变影响，又受横向应变影响而引起电阻变化的现象称为横向效应。温度误差：温度漂移→温度误差→因环境温度改变而引起电阻变化的两个主要因素：其一是应变片的电阻丝具有一定温度系数；其二是电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同。

【公式2-16，17，18】（补偿方式？）

应变极限：【第25页 公式2-11】与测量电路联系起来看 测量电路：电桥： 相邻相异，相对相同【第30页 公式2-27】

应用：看书后习题【第332页】

第三章

电容表达式：C=ε0εrS/dε=ε0εr

三种类型：变面积型，变介质介电常数型，变间距型【第46页】

变间距型，采用差动式电容传感器，使灵敏度提高已被，而且使非线性误差可以减小一个数量级。线性度极大减少？【第49页】 测量电路：【第53页 图3-10】

差动脉冲宽度调制电路：分析【第55页】

误差分析：寄生分布电容，边缘效应【第59页】

边缘效应：边缘效应的影响相当于传感器并联一个附加电容，引起了传感器的灵敏度下降和非线性增加。消除方法：增大初始电容C0，即增大极板面积，减小极板间距，加装等位环。寄生分布电容：一般电容传感器的电容值很小，如果激励电源频率较低，则电容传感器的容抗很大。因此，对传感器绝缘电阻要求很高；另一方面传感器除有极板间电容外，极板与周围物体也产生电容联系，这种电容称为寄生电容。寄生电容极不稳定，导致传感器特性不稳定，产生严重干扰。措施：静电屏蔽，将电容器极板放置在金属壳体内，并将壳体与大地相连。电极引出线也必须用屏蔽线，屏蔽线外套要求接地良好。

第四章

电涡流传感器

电涡流传感器工作原理：当被测物体与传感器间的距离d改变时，传感器的Q值和等效阻抗Z、电L均发生变化，越是把位移量转化为电量。

为何说被测导体是传感器一部分：1.无被测导体，不发生电涡流效应，必要条件。2.被测导体变化，传感器特性也变化。

如何测，测量参数，影响因素【第89页】

第五章

压电式传感器是一种典型的有缘传感器。

压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在他的两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电状态。压电陶瓷和晶体有何不同，有极性为何不显电性 电致伸缩效应 正负压电效应

测量电路：原理 【第105页】

内部泄露：传感器内部不可能没有泄露，外电路负载也不可能无穷大，只有外力以较高频率不断地作用，传感器的电荷才能得以补充，从这个意义上讲，压电晶体不适合于静态测量。电压放大器【第106页 图5-17 公式5-18】模值，峰峰值，理想输出

电荷放大器

压电加速度传感器【第110页】阻尼系数，固有频率

第六章

数字式传感器：直接采用数字式传感器可将被测参数直接转换成数字信号输出【第114页】 光栅式传感器：由照明系统、光栅副和光电接收元件组成。

摩尔条纹形成【第120页】

辨向原理：如果能够在物体正向移动时，将得到的脉冲数累加，而物体反向移动时可从已累加的脉冲数中减去反向移动的脉冲数，这样就能得到正确的测量结果。

细分技术【第123页】 光栅传感器特性

第八章 霍尔效应，霍尔系数【第167页】

为何选N型材料：输出电势小，受温度影响小，线性度较好 磁敏传感器温度补偿：【第173页】半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度等随温度变化的缘故。因此，霍尔元件性能参数，如内阻、霍尔电势等都将随温度变化。为减少霍尔元件温度误差，可：1.选温度系数小的材料。2.采用恒温措施。3.采用恒流源供电。4.采用补偿电路 为何尺寸，外形有要求？ 测量电路，概念，两种符号，各种特性，形状系数，不等位电势

光敏传感器

光电效应

外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象称为外光电效应。内光电效应：受光照的物体导电率发生变化，活产生光生电动势的效应叫内光电效应 各种元件的基本特性，原理 负载，功率的选择

应用【第367页 例8-5】

光电传感器的类型及应用【第201页】

类型划分，按原理，按测量量（连续，断续）

光纤传感器 特点，原理，计算公式，结构，分类

特点：1.电绝缘2.抗电磁干扰3.非侵入性4.高灵敏度5.容易实现队被测信号的远距离监控 原理：斯奈尔定理：当光由光密物质射出至光疏物质时，发生折射，其折射角大于入射角。

【第245页】

结构：发送器、敏感元件、光接收器、信号处理系统以及光纤构成公式E=Asin(ωt+ ø)

第三篇：《地球物理学原理》课程简介

《地球物理学原理》课程简介

课程编号:14120

课程名称： 地球物理学原理

英文名称： Principles of Applied Geophysics

学时：100学分：5

课程简介：

《地球物理学原理》是地球物理和应用地球物理专业的主干专业课程，也是新调整后的地矿类工科本科专业的主要专业基础课之一。

《地球物理学原理》是应用地球物理专业的新课程体系－“应用地球物理学原理”、“应用地球物理的数据采集与处理”、“地球物理反演的基本理论及应用方法”和“地球物理方法的综合应用与解释”4本专业系列课程的第1门课程，是整个专业系列课程的基础。

《地球物理学原理》课程是应用地球物理专业的必修专业课程之一。它的主要任务和目的是从应用地球物理学科的整体角度上，系统地向学生传授应用地球物理的基础知识、基本原理和基本方法，使学生能完整和系统地掌握应用地球物理的专业基础知识，具有专业基础扎实，知识面较宽，适应性较强，为后续的专业课程的学习及以后的工作打好良好的专业基础。

本课程共九章，由四个部分组成：

1）应用地球物理方法的物质基础，重点为物性参数及影响因素；

2）地球物理场的基本特征，重点为地球物理正常场特征的叙述；

3）应用地球物理常用的正演方法，主要为数值模拟方法和物理模拟方法；

4）常用应用地球物理方法的基本原理，主要包括重力、磁法、电法、地震、放射性、地热和测井等方法的基本原理。

本课程的先导课程为数学、物理、场论、计算方法和地质基础课，后续课为“应用地球物理的数据采集与处理”、“地球物理反演的基本理论及应用方法”和“地球物理方法的综合应用与解释”。

授课对象：地球物理专业、工科勘察技术专业的本科生

教材：张胜业、潘玉玲主编，应用地球物理学原理，中国地质大学出版社，2004 参考书：

1．罗孝宽、郭绍雍，应用地球物理教程——重力磁法，地质出版社，1991

2．傅良魁，应用地球物理教程——电法放射性 地热，地质出版社，1991

3．何樵登、熊维纲，应用地球物理教程——地震，地质出版社，1991

4．周远田，地球物理测井教程，中国地质大学出版社，1999

主讲教师：张胜业、徐义贤、张玉芬、顾汉明、潘和平等

开课教师所在的院系：地空学院地球物理系

第四篇：政治学原理课程简介

《政治学原理》课程简介

适用专业：公共事业管理学

总学时：54 理论学时：46 实验学时：8 考试性质：考查课

一、课程的性质、地位和教学目标

1、课程的性质、地位

政治学原理是为公共事业管理学专业开设的一门专业必修课程之一，是政治学训练的逻辑起点。政治学原理不是一般地分析和研究政治学的基本概念与基本内容，如对国家、整体、国体、政府、民族、政治文化和政治发展等进行简单的描述和陈述，也不是仅仅介绍政治现象和政治活动的基本机构与基本特征，而是从客观政治现实出发，对政治现象与政治活动发生、发展规律进行揭示、分析和探讨，并把它概括归纳上升为理论形态的课程。因此，这门课程主要解决的是政治现象“是什么”和“为什么”的问题，是人们对于政治的理性认识和理论思考。也正因为如此，这门课程所进行的分析和论述，关注的是政治的一般性规律和特征，是掌握政治学各方面知识的理论基础，是以培养学生的政治思维和和分析能力为目标，以知识阐述和理论分析为基本内容，同时结合实际政治生活进行分析与探讨。

2、教学目标

通过政治学原理课程的教学与训练，使同学深入理解和掌握马克思主义政治学的基本立场、观点和方法，理解和掌握邓小平建设中国特色的社会主义政治的基本理论和“三个代表”重要思想，树立正确的政治观；并切实掌握分析和认识政治现象的基本方法，从而具备分析现实政治现象的基本能力，提高认识复杂的政治现象的水平，比较深刻而准确地把握政治现象及其发展的基本规律；同时，为学习专业系列课程作好政治理论方面的准备，使学生能够把握政治学的基本立场、观点和方法贯穿于这些课程的学习过程中，从而能够更加深入领会和掌握所学的其他专业知识。

二、教学方法、教学手段

政治学原理是为培养和检验学生所应具有的政治学基本理论和理论联系实际能力而设置的一门专业基础理论课程。该课程以马克思主义理论为指导，系统 地阐述以国家为核心的政治学重要范畴、基本概念和原理体系。在阐释过程中，注重贯彻理论联系实际，分析和解决社会现实问题的基本原则，在内容上既考虑这门课程的理论性、科学性和实用性的统一，又要强调对基本范畴、基本原理的理解和应用。因此，本课程在教学方法上注重理论联系实际，在教学中多采用引导、启发性教学，使学生能够融会贯通、举一反三。在教学过程中使用PPT课件立体教学和传统教学手段相互配合使用，运用典型案例组织教学（案例主要为现实政治问题或热门政治事件），启发学生独立思考，增强学生的感性认识，引导学生理解政治学相关原理和问题，提高学生的实践能力。

三、考核办法

本课程为考查课，考核方法为期末考试、平时考核相结合。其中，期末考试采取开卷的形式，成绩占50%。考试题型主要为论述题，涉及理论的阐述、分析和说明，涉及到特定分析方法的运用，提供特定案例，要求学生理论联系实际进行分析和论述。考核的部分内容在课程中，部分内容则要求学生谈自己对于问题的理解或对于相关参考书和文章的阅读，对实际政治现象的把握和理解来分析与说明，要求观点准确，论述符合逻辑，语言连贯，符合题目要求并有自己的见解。平时考核成绩占50%，平时考核包括作业和平时上课情况、小测验、案例分析、小组讨论等方面。

四、实践教学环节

1、名称：无

2、主要内容与要求：无

五、作业要求

根据教学计划的安排，每8学时安排一次作业，作业形成文稿形式上交。及时检查作业完成情况并解答学生普遍性的问题。作业题型按照大纲规定的知识、能力、素质结构比例要求来安排。

同时，因为政治学原理这门课程必须把握本课程基本范畴和概念的准确含义、掌握政治学的分析方法、把握基础知识和知识线索、注意特定问题的分析和论述，因此，作业着重强调理论联系实际、提高学生观察和分析问题能力。为了训练和培养学生的表达能力和文字能力和分析能力，本课程结束后要求学生完成一篇课程论文，从现实政现象入手进行理论分析，提出自己的见解，成绩占10%。

六、本课程与其它课程的联系 本课程所进行的分析和论述，是从一般性和普遍性意义上展开和进行的，是对于所有同类政治现象的一般概括和论述，关注的是政治的一般性规律和特性，是以培养学生的政治思维和分析能力为目标，以知识阐述和理论分析为基本内容，同时结合实际政治生活进行分析与探讨。因此，政治学原理作为公共事业管理学专业的基础理论课程之一，在学科体系中处于承前启后的地位，既是对政治学原理的具体运用，又是进一步学习后续专业主干课程的必要前提和基础。

七、教材和参考书目

1、政治学原理，王惠岩，高等教育出版社，2000

2、政治学基础，王浦劬，北京大学出版社，2006

3、当代政治学基本理论，王惠岩，高等教育出版社，2001

4、政治学导论，杨光斌，主编中国人民大学出版社，2004

5、当代中国政治制度，浦兴祖，复旦大学出版社，1999

6、当代中国政府与政治，谢庆奎，高等教育出版社，2003

7、中外政治制度比较，梁琴、钟德涛，商务印书馆，2000

8、公民社会与第三部门，何增科，社会科学文献出版社，2000

9、政治文明建设与民主政治发展，许耀桐、刘昌雄，中国经济出版社，2006

10、中国近现代政治发展史，关海庭，北京大学出版社，2005

11、全球化与政治发展，俞可平，社会科学文献出版社，2001

第五篇：传感器原理 试题

一、填空（30分，每空1.5分）

1、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为，当测量100℃ 时的示值相对误差为。

2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。

3、传感器由、、三部分组成。

4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。

5、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对

于镍铬-镍硅热电偶其正极是。

6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。

7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。

二、选择题(30分，每题2分)

1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。

A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式

2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。

A、热端直径B、热端和冷端的温度

C、热端和冷端的温差D、热电极的电导率

3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。

A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应

4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。

A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变

C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变

5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。

A、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片

6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了

A、提高测量灵敏度B、减小非线性误差

C、提高电磁兼容性D、减小引线电阻的影响

7、当石英晶体受压时，电荷产生在。

A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上

8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。

A、悬臂梁B、弹簧管C、实心轴D、圆环

9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。

A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用

C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度

10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。

A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器

11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为。

A、20dBB、1 dBC、0 dB12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取措施。

A、接地保护环B、将机箱接大地C、抗电磁干扰

13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了测量方法。

A、微差式B、零位式C、偏差式

15、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。

A、计算修正法B、仪表机械零点调整法C、冰浴法

三、证明热电偶的参考电极定律：EAB（t,t0）= EAC（t,t0）-EBC（t,t0）,并画出原理图（本

题10分）

四、有一额定荷重为20×103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V。

激励源电压为12V，求：

1、在额定荷重时的输出电压Uom,2、当承载为5×103N时的输出电压Uo。(本题10分）

六、已知待测拉力约为70N左右，现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0∽500N；

另一只为1.0级，测量范围为0∽100N。问选用哪一只测力仪表较好?为什么?(写出计算过

程)(本题10分）

参考答案

一、填空题：

1、±1℃，±1%

2、1．5倍

3、敏感元件、传感元件、测量转换电路

4、NTC突变

5、CU50，镍铬

6、减小温漂

7、偏位式

8、干扰源，干扰途径，敏

感接收器

9、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离

10、X面

二、选择题

1、C2、C3、C4、B5、D6、D7、B

8、C9、C10、C11、C12、B13、B14、C15、C

四、24 mV，6 mV

五、K拨至1位，反复调节R0，使仪表指示为0，K拨至3位，反复调节RF，使仪表指示

为满偏，K拨至2位，进行测量。

六、选用1.0级，测量范围为0∽100N的测力仪表。

一、填空（本题共39分，每空1.5分）

1、传感器由、、三部分组成。

2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。

3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差

为，当测量100℃ 时的示值相对误差为。

4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。

5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。

6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。

7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。

8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶

其正极是。

9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件起

来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件起来。

10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。

12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。

14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC组成的电阻补偿网络，其目的是为了。

二、选择题（本题共30分，每题2分）

3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。

A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变

C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变

4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了测量

方法。

A、微差式B、零位式C、偏差式

5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了

A、提高测量灵敏度B、减小引线电阻的影响

C、减小非线性误差D、提高电磁兼容性

10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。

A、冰浴法B、仪表机械零点调整法C、计算修正法

11、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。

A、提高灵敏度B、将输出的交流信号转换为直流信号

C、使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的幅度和相位

12、要测量微小的气体压力之差，最好选用变换压力的敏感元件。

A、悬臂梁B、平膜片C、弹簧管D、膜盒

13、以下四种传感器中，属于四端元件的是。

A、霍尔元件B、压电晶体C、应变片D、热敏电阻

14、下列不能用做加速度检测传感器。

A、电容式B、压电式C、电感式D、热电偶

15、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。

A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应

三、我国的模拟仪表有哪些精度等级？现欲测量240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V的电压表，其精度应选哪一级？若选用量

程为500V的电压表，其精度又应选哪一级？（本题10分）

四、热电偶参考电极定律有何实际意义？以知在某特定条件下材料A与铂配对的热电动势为13.967mv, 材料B与铂配对的热电动势为8.345mv,求出在此特定条

件下材料A与B配对后的热电动势？此时哪种材料为正极？（本题10分）

五、根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？（本

题11分）

1、加速度：

2、温度：

3、工件尺寸：

4、压力：

参考答案

一、填空题：

1、敏感元件、传感元件、测量转换电路2、1．5倍

3、±1℃，±1%

4、NTC突变

5、X面

6、减小温漂

7、偏位式

8、CU50，镍铬

9、并联，串联

10、增大

11、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离

12、应变效应

13、干扰源，干扰途径，敏感接收器

14、温度补偿

二、选择题

1、C2、D3、B4、B5、B6、A7、C8、C9、A10、C11、D12、A13、D14、C15、C

三、0．10．20．51．01．52．55．0

选用量程为250V的电压表，其精度应选0．5级，选用量程为500V的电压表，其精度应选0．2级

四、大大简化了热电偶的选配工作，5．622 mv，A为正极

五、1、电阻应变片，电容等

2、热电偶，热电阻等

3、电感，电容等

4、压电，霍尔等

二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电

阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。（10分）

证明：

略去 的二次项,即可得