传感器应用工程师、自动化设备开发人员、测控技术与仪器专业学生、智能制造系统集成人员。
理解各类传感器(位移、力、视觉、环境)的工作原理与输出特性。
掌握传感器信号调理与数据采集方法。
能够独立完成传感器选型、接口设计与数据处理。
传感器基础:传感器的定义与组成(敏感元件、转换元件、信号调理电路);传感器的分类(按被测对象、按工作原理、按输出信号);传感器的静态特性(灵敏度、线性度、迟滞、重复性、分辨率);传感器的动态特性(阶跃响应、频率响应)。
电阻式传感器:电位器式传感器的原理与应用;应变片式传感器的原理(金属应变效应、半导体压阻效应);应变片的粘贴技术;电桥电路(惠斯通电桥)的平衡与测量;电阻式传感器的信号调理。
电感式传感器:自感式传感器的原理(变气隙式、变面积式);互感式传感器(差动变压器LVDT)的原理与特性;电涡流式传感器的原理与应用(位移测量、探伤);电感式传感器的测量电路。
电容式传感器:电容式传感器的工作原理(变极距型、变面积型、变介质型);电容式传感器的特点(灵敏度高、动态响应好、温度稳定性好);电容式传感器的测量电路(调频电路、运算放大器电路);电容式传感器在压力、液位、加速度测量中的应用。
压电式传感器:压电效应(正压电效应、逆压电效应);压电材料(石英、压电陶瓷、PVDF);压电式传感器的等效电路;电荷放大器与电压放大器;压电式传感器在振动、冲击、压力测量中的应用。
磁电式传感器:磁电感应式传感器的工作原理(动圈式、磁阻式);霍尔传感器的原理(霍尔效应)与霍尔元件;霍尔传感器的应用(位移测量、转速测量、电流测量);磁敏电阻与磁敏二极管。
光电式传感器:光电效应(外光电效应、内光电效应、光伏效应);光电器件(光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管);光电传感器的应用(光电开关、编码器、光栅尺);CCD与CMOS图像传感器的工作原理。
光纤传感器:光纤的结构与导光原理;光纤传感器的分类(功能型、非功能型);强度调制型光纤传感器;相位调制型光纤传感器(干涉仪);光纤传感器的应用(温度、压力、应变测量)。
智能传感器:智能传感器的定义与特点(自补偿、自校准、自诊断、通信功能);智能传感器的硬件结构(传感器+微处理器+通信接口);IEEE 1451智能传感器接口标准;MEMS传感器技术。
无线传感器网络:无线传感器网络(WSN)的体系结构;无线通信技术(ZigBee、BLE、LoRa、NB-IoT)在传感器网络中的应用;传感器节点的功耗管理;WSN的时间同步与定位技术。
多传感器融合:多传感器融合的必要性(提高可靠性、扩展时空覆盖、提高精度);数据融合的层次(数据级、特征级、决策级);融合算法(加权平均、卡尔曼滤波、贝叶斯估计、D-S证据理论);融合在目标跟踪、组合导航中的应用。
综合实战项目:典型测控系统中多传感器融合应用设计(如移动机器人环境感知、智能制造质量检测),包含位移/力/视觉传感器的选型、信号调理电路设计、数据采集、融合算法实现与系统调试。