传感器与检测技术课程标准-重庆科创学院.doc

传感器与检测技术课程标准课程名称：传感器与检测技术课程代码：课程类型：专业课学分： 4计划学时：64实践课时比例： 25%主要授课方式：理论+实践考核方式： 考试适用专业：自动化生产设备应用专业先修课程：电工技术及应用等课程1. 概述1.1课程的性质 传感器是现代控制的基本工具，而检测技术则是控制过程获取信息的唯一手段。传感器与检测技术是一门多学科交叉的专业课程，重点介绍各种传感器的工作原理和特性，结合工程应用实际，了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用，培养学生使用各类传感器的技巧和能力，掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法，了解传感器技术的发展动向。1.2课程设计理念传感器与检测技术是集工程力学、自动控制原理、信号分析等多方面知识为一体的一门课程，其理论性、实践性、应用性较强。为体现其特点本课程采用理论与实践紧密结合，分模块教学方法，并根据专业的不同，每一模块安排其对应的教学内容，由浅入深、逐步递进。在教学过程中采用理论与实践教学相统一的专业教师授课，加大实践教学模式，增加学生的感性认识以提高学习兴趣。学生通过本课程的学习达到：理解不同传感器的工作原理，常用的测量电路；能够对常用传感器的性能参数与主要技术指标进行校量与标定。1.3课程开发思路本专业毕业生主要面向自动化设备生产企业和经营单位，从事一般自动化设备的装配、调试、检测和维修工作，以及电子产品、元器件的采购和销售工作。也可以从事一些电工相关的行业。分析岗位群对传感器与检测技术课程相关内容的要求确立课程的内容知识点。2.课程目标本课程的培养目标是培养学生初步掌握检测技术的基本知识和应用。培养学生使用各类传感器的能力。使学生能够进一步应用传感器解决工程测控系统中的具体问题。通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。21知识目标（1）理解传感器的静态特性、动态特性与技术指标。 （2）掌握电阻传感器原理与应用。（3）掌握电感传感器原理与应用。（4）掌握电容传感器原理与应用。（5）掌握光电（光纤、光栅）传感器原理与应用。22素质目标在以实际操作过程为主的项目教学过程中，（1）锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力；（2）培养学生制定工作计划的方法能力；23能力目标（1）掌握测量误差与数据处理的方法。（2）理解传感器的标定和校准。（3）掌握应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定。（4）掌握螺线管电感位移测量传感器与电感测微仪放大电路设计、调试。3.课程内容和要求通过理论实践一体化的教学和实训过程完成教学内容，课程建议总课时为64（不含选修内容），项目内容组织与学时分配如下所示。学习情景工作任务知识要求技能要求学时安排1. 电阻传感器与电子秤的制作1.1 理解传感器与检测技术基础知识传感器的静态特性、动态特性与技术指标，传感器的分类，传感器的作用与工程应用学会计算传感器相关的技术指标，掌握使用标准器具对传感器进行标定或校准的方法6101.2掌握电阻传感器原理与应用电阻应变片的原理与主要技术参数理解电阻应变片的主要技术参数，掌握弹性元件的分类与选择以及电阻应变片的选择与粘贴21.3 掌握测量电桥的组成及工作原理测量电桥的四种型式与电压灵敏度，测量桥路的调零与非线性误差掌握测量电桥的电压灵敏度与调零，电桥测量电路的制作要领，电子秤测量标定，汽车衡称重系统22. 电感传感器位移测量电路的设计与制作2.1电感传感器的结构原理与分类自感传感器与互感传感器，电感传感器的非线性误差与差动结构，螺线管差动变压器传感器原理与特性电感传感器的主要技术特点，差动电感对非线性误差的改善242.2差动交流测量电桥差动交流测量电桥的电压灵敏度掌握测量电桥的电压灵敏度与调零以及电桥测量电路的制作要领，会使用电感测微仪23.电容传感器位移测量标定与容栅数字千分尺使用3.1电容式传感器的工作原理与结构电容式传感器的结构形式，电容式传感器的灵敏度及非线性园柱形变面积电容位移传感器的灵敏度及非线性243.2电容式传感器的应用电容式传感器的等效电路与测量电路，电容式压力传感器的应用会使用电容式压力传感器、湿度传感器、容栅位移千分尺24.光电传感器与转速测量电路的制作与调试4.1光电传感器基本原理光电效应及光电元件，光电元件的测量电路 会使用红外线辐射温度计，自动门光电传感器， 光电式带材跑偏检测控制器的测量电路264.2 光电传感器主要应用透射、反射和光辐射型光电传感器（光源本身是被测物的应用实例），光纤传感器原理与应用，光栅传感器原理与应用烟雾报警器（被测物吸收光通量的应用实例），反射式烟雾报警器（被测物体反射光通量的应用实例 ），反射式光电式转速表的制作与调试（被测物体反射光通量的应用实例 ）45.霍尔转速传感器的制作与调试5.1 霍尔效应与霍尔元件霍尔元件的主要参数霍尔元件的主要参数265.2霍尔元件的温度误差与补偿方法霍尔元件的测量电路霍尔元件的测量电路，霍尔元件的温度误差与补偿方法35.3霍尔式微位移传感器工作原理霍尔开关传感器SL3501是具有较高灵敏度的集成霍尔元件霍尔开关传感器构成的转速测量传感器，霍尔高斯计（特斯拉计）的使用 16.压电加速度传感器电荷放大器整定6.1 压电元件结构与工作原理压电效应与逆压电效应，压电材料与压电元件压电效应与逆压电效应 246.2 压电元件测量电路及应用压电元件的等效电路与测量电路，压电式传感器不能用于静态测量压电式加速度传感器电荷放大器的整定，压电式动态力传感器在车床动态切削力测量中的应用2机动4合计644.课程实施和建议4.1课程的重点、难点及解决办法本课程在重点掌握基本概念、基本理论的基础上，强调工程应用，强调实验教学，理论课与实验课比例为三比一。本课程主要为相关专业的本科生、专科生重点介绍各种传感器的工作原理和特性，结合工程应用实际，了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用，难点在于培养学生使用各类传感器的技巧和能力，掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法，了解传感器技术的发展动向。要求理解不同原理传感器的物理概念，常用的电路搭配；能够对常用传感器的性能进行检测并正确处理检测数据；掌握正确使用传感器的方法。了解传感器技术发展前沿状况，培养学生科学素养，提高学生分析解决问题的能力。 4.2教学方法和教学手段421教学方法：本课程主要采用启发式、互动式教学方法，强调学生自主学习。注重问题的引入，引导学生学会对问题进行分析，抓住待解问题本质，将复杂化为简单，树立学生学好电工电子基础的信心。422教学手段本课程的教学应积极运用网络、多媒体等现代化教学手段，采用以实习实训场所为中心的教学组织形式，利用创造性实验环节，充分调动学生运用新器件、新技术、新方法进行设计制作的主观能动性。4.3教学评价学习情景工作任务评价目标评价方式评价比重1. 电子秤的设计与制作1.1 理解传感器与检测技术基础知识理解传感器的静态特性、动态特性与技术指标；掌握传感器的分类过程性评价：提问、案例分析、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题等；5%1.2掌握电阻传感器原理与应用电阻应变片的主要技术参数；弹性元件的分类与选择，电阻应变片的选择与粘贴；1.3 掌握测量电桥的组成及工作原理测量电桥的电压灵敏度与调零，电桥测量电路的制作要领，电子秤测量标定2. 电感传感器位移测量电路的设计与制作2.1电感传感器的结构原理与分类电感传感器的主要技术特点； 差动电感对非线性误差的改善。具备分析测量电路原理的能力，具备分析及处理故障的能力，对实训课现场的组织与管理能力10%2.2差动交流测量电桥测量电桥的电压灵敏度与调零；电桥测量电路的制作要领；是否会使用电感测微仪3.电容传感器位移测量标定与容栅数字千分尺使用3.1电容式传感器的工作原理与结构电容式压力传感器的应用；测量电路具备分析测量电路原理的能力，具备分析及处理故障的能力，对实训课现场的组织与管理能力10%3.2电容式传感器的应用电容式压力传感器的应用；电容式湿度传感器容栅位移千分尺的使用4.光电传感器与转速测量电路的制作与调试4.1光电传感器基本原理光电效应及光电元件； 光电计数传感器的应用具备分析测量电路原理的能力，具备分析及处理故障的能力，对实训课现场的组织与管理能力10%4.2 光电传感器主要应用光转速测量电路的制作与调试5.霍尔转速传感器的制作与调试5.1 霍尔效应与霍尔元件霍尔元件的主要参数；霍尔元件的测量电路 过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训；12%5.2霍尔元件的温度误差与补偿方法霍尔元件的温度误差与补偿方法；过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训；5.3霍尔式微位移传感器工作原理霍尔式转速传感器测量电路制作与调试具备分析测量电路原理的能力，具备分析及处理故障的能力，对实训课现场的组织与管理能力6.压电加速度传感器电荷放大器整定6.1 压电元件结构与工作原理压电效应与逆压电效应；压电式传感器不能用于静态测量的说明过程性评价：提问、单项模拟实训、课后作业；总结性评价：卷考判断题、选择题；课程模拟实训；10%6.2 压电元件测量电路及应用压电加速度传感器测量放大电路制作与整定具备分析测量电路原理的能力，具备分析及处理故障的能力，对实训课现场的组织与管理能力7.半导体湿度、气敏传感器测量电路制作与调试7.1还原性气体传感器的组成与工作原理还原性气体传感器的组成与工作原理；气敏半导体的灵敏度特性曲线；具备分析测量电路原理的能力，具备分析及处理故障的能力，对实训课现场的组织与管理能力5%7.2 常见气体传感器的应用酒精传感器的选择性家庭用煤气报警器；一氧化碳传感器；7.3其他气体传感器的应用二氧化钛氧浓度传感器；二氧化钛氧浓度传感器在汽车尾气测量中的应用；有毒气体传感器的使用。7.4湿敏电阻传感器湿敏电阻传感器； 陶瓷湿度传感器特性曲线；电子式温湿度计；LCD数字相对湿度传感器的标定。合计4.4 教材编写教材应注重实践性教学环节的编写，注重学生工程实践、创新能力的培养与综合素质的提高。应用自编校本教材。教材编写重点放在引导学生如何面对一个电系统的整体角度下手分析问题并解决，引导学生能够解决应用上可能出现的问题。将传授知识和发展能力结合起来4.5课程资源的开发与利用1教辅材料：要力求接近实践，最好是来源于实践的案例与情境，并开发课程的习题、参考文献等内容，向学生开放，以利于学生自主学习。