《傳感器與測試技術》課程標準

《傳感器與測試技術》課程標準【課程編碼】【適用專業(yè)】電氣、自動化、電子、測控專業(yè)【總學時】【課程編碼】【適用專業(yè)】電氣、自動化、電子、測控專業(yè)【總學時】42【編寫日期】【課程類別】專業(yè)基礎課【授課單位】【教材】【編寫執(zhí)筆人】'、課程定位和課程設計.1課程性質(zhì)與作用.課程性質(zhì)本課程是電氣、自動化、電子、測控專業(yè)的專業(yè)基礎課程，是自動化專業(yè)的主干課程,必修課，電子、測控專業(yè)一般在第三學期開設，自動化專業(yè)一般在第四學期開設，電氣專業(yè)在第五學期開設。.課程作用本課程主要培養(yǎng)學生理解傳感器的基本原理，掌握工業(yè)現(xiàn)場檢測的基本技能，為學習后續(xù)課程及就業(yè)打下基礎。.2課程設計思路本課程具有一定的理論性，同時又有較強的實踐性，結合課程的作用和教學目標，課程設計理念與思路如下。.理論與實踐相結合本課程是專業(yè)基礎課，同時又兼有專業(yè)課的特點，課程設計時既要考慮為后續(xù)專業(yè)課程服務，強調(diào)理論性，又要考慮知識的現(xiàn)場應用，強調(diào)實用性。所以在學習各類傳感器時，一般重點是基本原理、調(diào)試和應用維護，對內(nèi)部結構和電路設計只作一般要求。.以生為本、因材施教充分考慮學生的實際情況，尤其是前導課程的掌握情況，在課程教學目標方面，要求掌握檢測儀表的使用，檢測系統(tǒng)的維護，對檢測系統(tǒng)的設計不作要求?？紤]學生沒有學習大學物理方面的知識，在課程內(nèi)容上增加了溫度、壓力、流量等物理量的基本概念及檢測方法。.以崗位需要為目標按照“以職業(yè)能力為主線，以典型工作為載體，以真實工作環(huán)境為依托，以完整工作過程為行動體系”為要求，進行課程內(nèi)容設計、教學模式設計、實施方案設計及考核評價體系設計。二、課程目標1.知識目標（1）熟悉常用傳感器基本原理、結構。（2）熟悉現(xiàn)場物理量的概念、特點。（3）掌握檢測儀表及檢測系統(tǒng)的工作原理。.能力目標（1）掌握現(xiàn)場物理量的檢測方法及檢測儀表的使用。（2）團隊協(xié)作能力、與他人的溝通能力、責任意識等社會能力達到一定標準。（3）具有一定的信息收集，使用各種資源完成工作任務及知識更新的能力。.素質(zhì)（思政）目標具有能適應儀表檢修和維護崗位、自動化生產(chǎn)線運行和維護崗位的職業(yè)素質(zhì)，樹立職業(yè)道德，初步養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣，樹立工匠精神和探索精神。三、課程內(nèi)容與教學要求本課程內(nèi)容包含了解緒論、測試系統(tǒng)的特性、常用傳感器原理及應用、機器人傳感技術、信號調(diào)理電路、信號分析與處理、傳感器應用技術、智能傳感器與傳感器網(wǎng)絡等八個部分,其教學要求和課時分配如表1所示。表1《傳感器與測試技術》課程要求及課時分配表序號課程名稱教學內(nèi)容教學目標課時分配1緒論（1）測試的含義、基本原理及過程（2）傳感器的定義、作用、組成、分類和發(fā)展趨勢（1）掌握傳感器與測試技術的基本理論（2）熟練掌握測試系統(tǒng)靜、動態(tài)特性的評價方法和實現(xiàn)不失真測試的條件（3）掌握常用傳感器及其調(diào)理電路的工作原理、性能，并能合理地選用（4）具有設計測試方案、分析和處理測試信4號的能力2測試系統(tǒng)的特性(1)測試系統(tǒng)的基本要求、線性系統(tǒng)及其主要性質(zhì)(2)測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性(3)測試系統(tǒng)的動態(tài)特性(1)了解測試系統(tǒng)的基本要求，掌握線性系統(tǒng)的定義及其主要性質(zhì)(2)掌握測試系統(tǒng)的誤差與精度，及其靜態(tài)特性參數(shù)(3)掌握測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、頻率特性和瞬態(tài)響應，以及動態(tài)特性參數(shù)的測定、實現(xiàn)不失真測試的條件和負載效應63常用傳感器原理及應用(1)電阻式傳感器(2)電容式傳感器(3)電感式傳感器(4)壓電式傳感器(5)熱電式傳感器(6)光電式傳感器(7)其他傳感器(1)掌握應變式傳感器、壓阻式傳感器和電位器式傳感的工作原理及應用(2)掌握電容式傳感器的工作原理及應用(3)掌握自感式傳感器、差動變壓器式傳感器、電渦流式傳感器和感應同步器的工作原理及應用(4)掌握壓電式傳感器的工作原理及應用(5)掌握熱電偶傳感器、熱電阻傳感器、PN結溫度傳感器和集成溫度傳感器的工作原理及應用(6)掌握光電器件、光纖傳感器、光柵傳感器和電荷耦合器件(CCD)的工作原理及應用(7)了解生物傳感器和化學傳感器的類型84機器人傳感技術(1)機器人觸覺傳感技術(2)機器人接近覺傳感技術(3)機器人視覺傳感技術(4)機器人嗅覺傳感技術(1)掌握觸覺傳感器的類型和特點，以及仿生皮膚的工作原理及應用(2)掌握接近覺傳感6（5）機器人味覺傳感技術（6）機器人聽覺傳感技術器的類型、特點和應用（3）掌握視覺傳感系統(tǒng)的組成、原理和應用（4）掌握氣敏傳感器的類型，以及電子鼻的組成結構了解味覺傳感器的類型，以及味覺傳感器的模式識別了解聽覺傳感器的類型，以及語音識別技術5信號調(diào)理電路（1）測量電橋（2）調(diào)制與解調(diào)（3）濾波器（1）掌握直流電、交流電橋和帶感應耦合臂的電橋的工作原理及應用（2）掌握調(diào)幅及其解調(diào)和調(diào)頻及其解調(diào)的原理（3）掌握濾波器的類型及應用46信號分析與處理（1）信號概述（2）周期信號及其頻譜（3）非周期信號及其頻譜（4）數(shù)字信號分析與處理（5）隨機信號分析與處理（1）掌握信號的概念和分類，并理解信號的時域分析和頻域分析（2）掌握周期信號的定義，并理解傅里葉級數(shù)的三角函數(shù)展開式和復數(shù)形式的傅里葉級數(shù)（3）理解傅里葉積分、傅里葉變換與非周期信號的頻譜、傅里葉變換的性質(zhì)和幾種特殊信號的頻譜（4）理解信號的數(shù)字化、離散傅里葉變換（DFT）、數(shù)字化分析處理中的若干問題和快速傅里葉變換（FFT）（5）掌握隨機信號的基本概念，各態(tài)歷經(jīng)隨機過程的統(tǒng)計參數(shù)，以及隨機信號的相關分析和功率譜分析67傳感器應用技術(1)傳感器的選擇(2)供電電源(3)抗干擾技術(1)掌握選擇傳感器時應考慮的因素和選擇傳感器的一般步驟(2)掌握電池和穩(wěn)壓電源的工作原理(3)掌握電磁干擾的類型，屏蔽、接地、隔離、布線與滅弧技術，以及電源干擾抑制技術48智能傳感器與傳感器網(wǎng)絡(1)智能傳感器(2)傳感器網(wǎng)絡(1)掌握智能傳感器的組成、功能、硬件結構和應用(2)掌握傳感器網(wǎng)絡的作用、結構和信息交換體系4合計42四、課程實施教學條件我校十分注重建設和完善本課程的教學設施，如多媒體教室、實操間、網(wǎng)絡教學平臺、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫等。同時，我校有一支強大的師資隊伍，可以為本課程的教學出謀劃策。教學方法建議本課程遵循“教師引導，學生為主”的原則，采用講解、多媒體演示、場景模擬法、討論、翻轉課堂等多種方法，努力為學生創(chuàng)設更多知識應用的機會。(1)講解法：主要用于講授本課程的基礎知識、行業(yè)崗位知識等理論性較強的知識。(2)多媒體演示法：在講解過程中，借助音頻、視頻、圖片等直觀手段來呈現(xiàn)教學內(nèi)容，在激發(fā)其學習興趣和積極性的同時，不斷提高其知識儲備能力和綜合文化素質(zhì)。(3)場景模擬法：針對所教內(nèi)容布置任務，引導學生通過情景化的模擬訓練來提升知識的實際應用能力和職業(yè)素養(yǎng)。(4)討論法：根據(jù)知識點，鼓勵學生運用所學知識進行主題討論，使其在討論中逐步提升交際能力、思辨能力、解決實際問題的能力等。(5)翻轉課堂法：堅持學生的主體地位，鼓勵學生在課上對自己學到的知識點進行分享和講解，并對其講解進行補充和評價，不斷完善學生的知識結構，加深其對所學知識的理解。教師在教學過程中，可根據(jù)學生的實際情況靈活選用教學方法，因材施教，盡量照顧到每一個學生的學習需求。教學評價與考核要求課程的教學評價由形成性測評（40%）和終結性測評（60%）組成，其考核要求如下:.形成性測評形成性測評考核學生在學習本課程過程中的學習情況和實際應用能力的發(fā)展情況，包括出勤考核（10%）、課堂參與程度考核（10%）、作業(yè)完成質(zhì)量考核（20%）等。（1）出勤考核：本項考核通過課前點名考核學生的課堂出勤率。遲到15分鐘以內(nèi)每次扣1分，遲到15分鐘以上或無故缺勤一節(jié)課每次扣2分，該項考核累計最多扣10分。（2）課堂參與程度考核：本項考核主要通過課堂提問和課堂積極發(fā)言來評判學生的學習態(tài)度、學習主動性、課堂參與程度，以及學生的思辨能力、問題解決能力及其對課堂教學知識的掌握情況等。只要學生能按時上課聽講，即可獲得5分的基本分。學生上課發(fā)言一次，即可另外獲得0?5分，課堂發(fā)言最多可得5分。學生的最后成績?yōu)椤?+課堂發(fā)言得分”。（3）作業(yè)完成質(zhì)量考核：本項考核主要通過學生作業(yè)來檢測其對教學主體內(nèi)容的掌握與理解程度、實際應用知識的能力、自主學習能力、信息收集與處理能力等。每次作業(yè)成績按照相應標準而定，學生作業(yè)質(zhì)量劃分為優(yōu)秀（10分）、良好（8分）、中等（7分）、及格（6分）和不及格（0分）五個檔次。最后的作業(yè)成績?yōu)閷W生作業(yè)完成質(zhì)量成績的平均數(shù)。.終結性測評終結性測評主要考核學生在學完本課程后所達到的水平，通過期末考試進行考核。期末考試由閉卷筆試（60%）組成，主要評估學生對本門課程基本知識的掌握情況與綜合運用能力。五、課程資源開發(fā)與利用5.1教材使用1.建議教材1.建議教材楊娜，《傳感器與測試技術》，航空工業(yè)出版社，2012年7月。2.參考書目呂科、王曉冬、韓?；?，《傳感器