傳感器及檢測技術(shù)課程標準

1、傳感器與檢測技術(shù)課程標準課程名稱：傳感器與檢測技術(shù)課程代碼：3020322課程類型：專業(yè)課學(xué)分： 4計劃學(xué)時：64實踐課時比例： 25%主要授課方式：理論+實踐考核方式： 考試適用專業(yè)：自動化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)先修課程：電工技術(shù)及應(yīng)用等課程1. 概述1.1課程的性質(zhì) 傳感器是現(xiàn)代控制的基本工具，而檢測技術(shù)則是控制過程獲取信息的唯一手段。傳感器與檢測技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的專業(yè)課程，重點介紹各種傳感器的工作原理和特性，結(jié)合工程應(yīng)用實際，了解傳感器在各種電量和非電量檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生使用各類傳感器的技巧和能力，掌握常用傳感器的工程測量設(shè)計方法和實驗研究方法，了解傳感器技術(shù)的發(fā)展動向。1.2課程

2、設(shè)計理念傳感器與檢測技術(shù)是集工程力學(xué)、自動控制原理、信號分析等多方面知識為一體的一門課程，其理論性、實踐性、應(yīng)用性較強。為體現(xiàn)其特點本課程采用理論與實踐緊密結(jié)合，分模塊教學(xué)方法，并根據(jù)專業(yè)的不同，每一模塊安排其對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，由淺入深、逐步遞進。在教學(xué)過程中采用理論與實踐教學(xué)相統(tǒng)一的專業(yè)教師授課，加大實踐教學(xué)模式，增加學(xué)生的感性認識以提高學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)達到：理解不同傳感器的工作原理，常用的測量電路；能夠?qū)ΤＳ脗鞲衅鞯男阅軈?shù)與主要技術(shù)指標進行校量與標定。1.3課程開發(fā)思路本專業(yè)畢業(yè)生主要面向自動化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營單位，從事一般自動化設(shè)備的裝配、調(diào)試、檢測和維修工作，以及電子產(chǎn)

3、品、元器件的采購和銷售工作。也可以從事一些電工相關(guān)的行業(yè)。分析崗位群對傳感器與檢測技術(shù)課程相關(guān)內(nèi)容的要求確立課程的內(nèi)容知識點。2.課程目標本課程的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)學(xué)生初步掌握檢測技術(shù)的基本知識和應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生使用各類傳感器的能力。使學(xué)生能夠進一步應(yīng)用傳感器解決工程測控系統(tǒng)中的具體問題。通過行為導(dǎo)向的項目式教學(xué)，加強學(xué)生實踐技能的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)；獨立學(xué)習(xí)及獲取新知識、新技能、新方法的能力；與人交往、溝通及合作等方面的態(tài)度和能力。21知識目標（1）理解傳感器的靜態(tài)特性、動態(tài)特性與技術(shù)指標。 （2）掌握電阻傳感器原理與應(yīng)用。（3）掌握電感傳感器原理與應(yīng)用。（4）掌握電容傳感器原

4、理與應(yīng)用。（5）掌握光電（光纖、光柵）傳感器原理與應(yīng)用。22素質(zhì)目標在以實際操作過程為主的項目教學(xué)過程中，（1）鍛煉學(xué)生的團隊合作能力、專業(yè)技術(shù)交流的表達能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生制定工作計劃的方法能力；23能力目標（1）掌握測量誤差與數(shù)據(jù)處理的方法。（2）理解傳感器的標定和校準。（3）掌握應(yīng)變電阻傳感器的測量電路與電子秤的標定。（4）掌握螺線管電感位移測量傳感器與電感測微儀放大電路設(shè)計、調(diào)試。3.課程內(nèi)容和要求通過理論實踐一體化的教學(xué)和實訓(xùn)過程完成教學(xué)內(nèi)容，課程建議總課時為64（不含選修內(nèi)容），項目內(nèi)容組織與學(xué)時分配如下所示。學(xué)習(xí)情景工作任務(wù)知識要求技能要求學(xué)時安排1. 電阻傳感器與電子秤的制作1

5、.1 理解傳感器與檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識傳感器的靜態(tài)特性、動態(tài)特性與技術(shù)指標，傳感器的分類，傳感器的作用與工程應(yīng)用學(xué)會計算傳感器相關(guān)的技術(shù)指標，掌握使用標準器具對傳感器進行標定或校準的方法6101.2掌握電阻傳感器原理與應(yīng)用電阻應(yīng)變片的原理與主要技術(shù)參數(shù)理解電阻應(yīng)變片的主要技術(shù)參數(shù)，掌握彈性元件的分類與選擇以及電阻應(yīng)變片的選擇與粘貼21.3 掌握測量電橋的組成及工作原理測量電橋的四種型式與電壓靈敏度，測量橋路的調(diào)零與非線性誤差掌握測量電橋的電壓靈敏度與調(diào)零，電橋測量電路的制作要領(lǐng)，電子秤測量標定，汽車衡稱重系統(tǒng)22. 電感傳感器位移測量電路的設(shè)計與制作2.1電感傳感器的結(jié)構(gòu)原理與分類自感傳感器與互感

6、傳感器，電感傳感器的非線性誤差與差動結(jié)構(gòu)，螺線管差動變壓器傳感器原理與特性電感傳感器的主要技術(shù)特點，差動電感對非線性誤差的改善242.2差動交流測量電橋差動交流測量電橋的電壓靈敏度掌握測量電橋的電壓靈敏度與調(diào)零以及電橋測量電路的制作要領(lǐng)，會使用電感測微儀23.電容傳感器位移測量標定與容柵數(shù)字千分尺使用3.1電容式傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu)電容式傳感器的結(jié)構(gòu)形式，電容式傳感器的靈敏度及非線性園柱形變面積電容位移傳感器的靈敏度及非線性243.2電容式傳感器的應(yīng)用電容式傳感器的等效電路與測量電路，電容式壓力傳感器的應(yīng)用會使用電容式壓力傳感器、濕度傳感器、容柵位移千分尺24.光電傳感器與轉(zhuǎn)速測量電路的制作

7、與調(diào)試4.1光電傳感器基本原理光電效應(yīng)及光電元件，光電元件的測量電路 會使用紅外線輻射溫度計，自動門光電傳感器， 光電式帶材跑偏檢測控制器的測量電路264.2 光電傳感器主要應(yīng)用透射、反射和光輻射型光電傳感器（光源本身是被測物的應(yīng)用實例），光纖傳感器原理與應(yīng)用，光柵傳感器原理與應(yīng)用煙霧報警器（被測物吸收光通量的應(yīng)用實例），反射式煙霧報警器（被測物體反射光通量的應(yīng)用實例 ），反射式光電式轉(zhuǎn)速表的制作與調(diào)試（被測物體反射光通量的應(yīng)用實例 ）45.霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的制作與調(diào)試5.1 霍爾效應(yīng)與霍爾元件霍爾元件的主要參數(shù)霍爾元件的主要參數(shù)265.2霍爾元件的溫度誤差與補償方法霍爾元件的測量電路霍爾元件的

8、測量電路，霍爾元件的溫度誤差與補償方法35.3霍爾式微位移傳感器工作原理霍爾開關(guān)傳感器sl3501是具有較高靈敏度的集成霍爾元件霍爾開關(guān)傳感器構(gòu)成的轉(zhuǎn)速測量傳感器，霍爾高斯計（特斯拉計）的使用 16.壓電加速度傳感器電荷放大器整定6.1 壓電元件結(jié)構(gòu)與工作原理壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)，壓電材料與壓電元件壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng) 246.2 壓電元件測量電路及應(yīng)用壓電元件的等效電路與測量電路，壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測量壓電式加速度傳感器電荷放大器的整定，壓電式動態(tài)力傳感器在車床動態(tài)切削力測量中的應(yīng)用2機動4合計644.課程實施和建議4.1課程的重點、難點及解決辦法本課程在重點掌握基本概念、基本理論的基

9、礎(chǔ)上，強調(diào)工程應(yīng)用，強調(diào)實驗教學(xué)，理論課與實驗課比例為三比一。本課程主要為相關(guān)專業(yè)的本科生、專科生重點介紹各種傳感器的工作原理和特性，結(jié)合工程應(yīng)用實際，了解傳感器在各種電量和非電量檢測系統(tǒng)中的應(yīng)用，難點在于培養(yǎng)學(xué)生使用各類傳感器的技巧和能力，掌握常用傳感器的工程測量設(shè)計方法和實驗研究方法，了解傳感器技術(shù)的發(fā)展動向。要求理解不同原理傳感器的物理概念，常用的電路搭配；能夠?qū)ΤＳ脗鞲衅鞯男阅苓M行檢測并正確處理檢測數(shù)據(jù)；掌握正確使用傳感器的方法。了解傳感器技術(shù)發(fā)展前沿狀況，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生分析解決問題的能力。 4.2教學(xué)方法和教學(xué)手段421教學(xué)方法：本課程主要采用啟發(fā)式、互動式教學(xué)方法，強調(diào)

10、學(xué)生自主學(xué)習(xí)。注重問題的引入，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會對問題進行分析，抓住待解問題本質(zhì)，將復(fù)雜化為簡單，樹立學(xué)生學(xué)好電工電子基礎(chǔ)的信心。422教學(xué)手段本課程的教學(xué)應(yīng)積極運用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段，采用以實習(xí)實訓(xùn)場所為中心的教學(xué)組織形式，利用創(chuàng)造性實驗環(huán)節(jié)，充分調(diào)動學(xué)生運用新器件、新技術(shù)、新方法進行設(shè)計制作的主觀能動性。4.3教學(xué)評價學(xué)習(xí)情景工作任務(wù)評價目標評價方式評價比重1. 電子秤的設(shè)計與制作1.1 理解傳感器與檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識理解傳感器的靜態(tài)特性、動態(tài)特性與技術(shù)指標；掌握傳感器的分類過程性評價：提問、案例分析、課后作業(yè)；總結(jié)性評價：卷考判斷題、選擇題等；5%1.2掌握電阻傳感器原理與應(yīng)用電阻應(yīng)變

11、片的主要技術(shù)參數(shù)；彈性元件的分類與選擇，電阻應(yīng)變片的選擇與粘貼；1.3 掌握測量電橋的組成及工作原理測量電橋的電壓靈敏度與調(diào)零，電橋測量電路的制作要領(lǐng)，電子秤測量標定2. 電感傳感器位移測量電路的設(shè)計與制作2.1電感傳感器的結(jié)構(gòu)原理與分類電感傳感器的主要技術(shù)特點； 差動電感對非線性誤差的改善。具備分析測量電路原理的能力，具備分析及處理故障的能力，對實訓(xùn)課現(xiàn)場的組織與管理能力10%2.2差動交流測量電橋測量電橋的電壓靈敏度與調(diào)零；電橋測量電路的制作要領(lǐng)；是否會使用電感測微儀3.電容傳感器位移測量標定與容柵數(shù)字千分尺使用3.1電容式傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu)電容式壓力傳感器的應(yīng)用；測量電路具備分析測量

12、電路原理的能力，具備分析及處理故障的能力，對實訓(xùn)課現(xiàn)場的組織與管理能力10%3.2電容式傳感器的應(yīng)用電容式壓力傳感器的應(yīng)用；電容式濕度傳感器容柵位移千分尺的使用4.光電傳感器與轉(zhuǎn)速測量電路的制作與調(diào)試4.1光電傳感器基本原理光電效應(yīng)及光電元件； 光電計數(shù)傳感器的應(yīng)用具備分析測量電路原理的能力，具備分析及處理故障的能力，對實訓(xùn)課現(xiàn)場的組織與管理能力10%4.2 光電傳感器主要應(yīng)用光轉(zhuǎn)速測量電路的制作與調(diào)試5.霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的制作與調(diào)試5.1 霍爾效應(yīng)與霍爾元件霍爾元件的主要參數(shù)；霍爾元件的測量電路 過程性評價：提問、單項模擬實訓(xùn)、課后作業(yè)；總結(jié)性評價：卷考判斷題、選擇題；課程模擬實訓(xùn)；12%5.

13、2霍爾元件的溫度誤差與補償方法霍爾元件的溫度誤差與補償方法；過程性評價：提問、單項模擬實訓(xùn)、課后作業(yè)；總結(jié)性評價：卷考判斷題、選擇題；課程模擬實訓(xùn)；5.3霍爾式微位移傳感器工作原理霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器測量電路制作與調(diào)試具備分析測量電路原理的能力，具備分析及處理故障的能力，對實訓(xùn)課現(xiàn)場的組織與管理能力6.壓電加速度傳感器電荷放大器整定6.1 壓電元件結(jié)構(gòu)與工作原理壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)；壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測量的說明過程性評價：提問、單項模擬實訓(xùn)、課后作業(yè)；10%總結(jié)性評價：卷考判斷題、選擇題；課程模擬實訓(xùn)；6.2 壓電元件測量電路及應(yīng)用壓電加速度傳感器測量放大電路制作與整定具備分析測量電路原理的

14、能力，具備分析及處理故障的能力，對實訓(xùn)課現(xiàn)場的組織與管理能力7.半導(dǎo)體濕度、氣敏傳感器測量電路制作與調(diào)試7.1還原性氣體傳感器的組成與工作原理還原性氣體傳感器的組成與工作原理；氣敏半導(dǎo)體的靈敏度特性曲線；具備分析測量電路原理的能力，具備分析及處理故障的能力，對實訓(xùn)課現(xiàn)場的組織與管理能力5%7.2 常見氣體傳感器的應(yīng)用酒精傳感器的選擇性家庭用煤氣報警器；一氧化碳傳感器；7.3其他氣體傳感器的應(yīng)用二氧化鈦氧濃度傳感器；二氧化鈦氧濃度傳感器在汽車尾氣測量中的應(yīng)用；有毒氣體傳感器的使用。7.4濕敏電阻傳感器濕敏電阻傳感器； 陶瓷濕度傳感器特性曲線；電子式溫濕度計；lcd數(shù)字相對濕度傳感器的標定。合計4.4 教材編寫教材應(yīng)注重實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的編寫