摘要：針對傳感器與檢測技術(shù)課程中，傳感器種類多、轉(zhuǎn)換原理各異、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，在講授中注重比較相同傳感器的激勵方式、測量電路，比較同類傳感器的轉(zhuǎn)換原理、結(jié)構(gòu)形式和測量范圍，比較相同用途傳感器的適用范圍和應(yīng)用特點。

關(guān)鍵詞：傳感器；檢測技術(shù)；教學(xué)；比較

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）10-0170-02

一、引言

“傳感器與檢測技術(shù)”是自動化類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，主要講授各種傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)組成、測量電路和應(yīng)用，以及各種過程量的檢測技術(shù)[1，2]。傳感器的種類多，涉及到的轉(zhuǎn)換原理也多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用廣泛。即便是同一種傳感器，也有不同的結(jié)構(gòu)組成、激勵方式和測量電路。在同一類傳感器中，其轉(zhuǎn)換原理、結(jié)構(gòu)形式、測量范圍等也有所不同。當學(xué)習(xí)了多種傳感器后，不知道如何在實際應(yīng)用中選擇最為合適的傳感器來完成檢測任務(wù)。學(xué)生在學(xué)習(xí)“傳感器與檢測技術(shù)”課程中存在一定的困難。為此，我們在教學(xué)中注重采用比較的方式進行講授，以便幫助學(xué)生更加全面、準確和深刻地理解和掌握各種傳感器和檢測技術(shù)的原理和應(yīng)用。

二、對同一種傳感器進行比較

針對同一種傳感器，比較其激勵方式和測量電路，以便學(xué)生較為全面地掌握這種傳感器的工作原理和測量電路。

1.比較不同的激勵方式。電渦流傳感器有高頻激勵和低頻激勵兩種方式。高頻激勵的電渦流傳感器稱為高頻反射式電渦流傳感器，用于測量位移、距離。低頻激勵的電渦流傳感器稱為低頻透射式電渦流傳感器，用于測量金屬鍍層的厚度等。

電磁流量計有正弦波勵磁和矩形波勵磁兩種方式。正弦波勵磁產(chǎn)生的交變磁場能有效地降低極化效應(yīng)，響應(yīng)速度快。但是，由于勵磁磁場一直在變化，容易造成渦流損耗和磁滯損耗，產(chǎn)生正交干擾，使零點不穩(wěn)定。矩形勵磁是目前主流的勵磁方式，勵磁頻率約為工頻的1/8～1/32。由于勵磁切換時間較短，所以，產(chǎn)生的微分干擾比較小。勵磁的平穩(wěn)段有效地克服了微分干擾和正交干擾；同時，交變的磁場也能抑制極化電壓的影響。

2.比較不同的測量電路。差動變壓器式傳感器輸出是交流電壓。若用交流電壓表測量，只能反映鐵芯位移的大小，不能反映其移動的方向。為了達到既能辨別位移的方向，又能消除零點殘余電壓的目的，常采用差動整流電路和相敏檢波電路。差動整流電路是把差動變壓器式傳感器的兩個次級輸出電壓分別進行整流，然后，將整流后的電壓或者電流的差值作為輸出。相敏檢波電路同樣是利用二極管的單向?qū)щ娦?，但是，增加了參考電壓對二極管的控制。所以，這兩種電路都可以實現(xiàn)信號的解調(diào)，但是，前者電路比較簡單，后者多了參考電壓，有一定的抗干擾作用。

三、對同一類傳感器進行比較

我們對傳感器進行了歸類[3，4，5]：將應(yīng)變式傳感器和壓阻式傳感器歸為電阻式傳感器；將自感式傳感器、差動變壓器式傳感器、電容式傳感器、電渦流式傳感器和壓磁傳感器歸為變阻抗式傳感器；將光電器件、光電碼盤、電荷耦合器件、光纖傳感器和光柵傳感器歸為光電式傳感器；將磁電式傳感器、霍爾傳感器和壓電式傳感器歸為電動勢式傳感器式。針對同一類傳感器，比較其工作原理、測量范圍、應(yīng)用特點等，以便對它們進行區(qū)別，幫助學(xué)生理解和記憶。例如，熱電阻與熱電偶的比較如表1所示，對差動電感式傳感器與差動變壓器式傳感器的比較如表2所示。

四、對相同用途的傳感器進行比較

當講授了各種傳感器的原理和應(yīng)用之后，學(xué)生最大的困惑是：針對某一種應(yīng)用，可以采用不同的傳感器去實現(xiàn)，但是，哪種傳感器最合適？為此，我們針對應(yīng)用相同的傳感器進行比較。各種測量位移傳感器的比較如表3所示，各種測量壓力的傳感器的比較如表4所示。

五、結(jié)束語

在“傳感器與檢測技術(shù)”課程的講授中，注重采用比較的方式進行教學(xué)，幫助學(xué)生清楚地認識和掌握同一傳感器中的不同激勵方式和測量電路，區(qū)別和理解同一類傳感器在工作原理、結(jié)構(gòu)組成、測量電路和測量范圍方面的相同點和差異，熟悉相同用途傳感器的適用范圍和應(yīng)用特點。近幾年來，“傳感器與檢測技術(shù)”課程考試的不及格率逐年下降；本校學(xué)生參加本校研究生入學(xué)考試復(fù)試時，“傳感器與檢測技術(shù)”課程的筆試和口試成績逐年提高。

參考文獻：

[1]徐科軍，馬修水，李曉林，等.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[2]王化祥，張淑英.傳感器原理及應(yīng)用[M].第3版.天津：天津大學(xué)出版社，2007.

[3]徐科軍，馬修水.《傳感器與檢測技術(shù)》教材建設(shè)[J].電氣與電子教學(xué)學(xué)報，2014，36（1）：115-117.

[4]徐科軍.“傳感器與檢測技術(shù)”課程建設(shè)探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009，31（3）：23-24.

[5]徐科軍.信號檢測、處理及實現(xiàn)系列課程建設(shè)探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009，31（2）：11-12，24.