《測(cè)控技術(shù)與系統(tǒng)》教學(xué)大綱

PAGEPAGE7《測(cè)控技術(shù)與系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱測(cè)控技術(shù)與系統(tǒng)課程編號(hào)310050035課程性質(zhì)必修課課程類別核心課程開課單位測(cè)控教研室授課學(xué)期第7學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2.5/40課內(nèi)學(xué)時(shí)40理論授課40上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)40適用專業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器是否雙語(yǔ)否先修課程測(cè)控電路，信號(hào)分析與處理，傳感器原理及應(yīng)用、單片機(jī)原理及接口技術(shù)后續(xù)課程畢業(yè)設(shè)計(jì)二、課程簡(jiǎn)介《測(cè)控技術(shù)與系統(tǒng)》課程是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門專業(yè)核心課，是理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的一門綜合性傳統(tǒng)課程。主要講授各類常見測(cè)控儀器及系統(tǒng)的原理、構(gòu)成、特點(diǎn)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用方法、發(fā)展動(dòng)向。應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的許多部門，是測(cè)控工程技術(shù)的重要理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)能掌握基于51單片機(jī)的各類常見測(cè)控儀器及系統(tǒng)的原理、構(gòu)成和特點(diǎn)；能設(shè)計(jì)測(cè)控通道、基于51單片機(jī)的接口電路；能進(jìn)行基本的測(cè)量數(shù)據(jù)處理。課程目標(biāo)2.能力目標(biāo)能夠利用測(cè)控通道選擇和設(shè)計(jì)、接口電路設(shè)計(jì)等知識(shí)在工程實(shí)踐中正確地設(shè)計(jì)、使用和研制設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過(guò)了解工程案例和工程技術(shù)人員成才經(jīng)歷等，能夠具備愛崗敬業(yè)、精益求精和不斷創(chuàng)新的工匠精神。課程目標(biāo)3.素質(zhì)目標(biāo)能夠綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)對(duì)復(fù)雜測(cè)控系統(tǒng)工程問題解決方案進(jìn)行設(shè)計(jì)與改進(jìn)。同時(shí)樹立現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀和追求真理的理想和獻(xiàn)身科學(xué)的精神。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)13.3能夠設(shè)計(jì)滿足特定需求的測(cè)控模塊、系統(tǒng)或儀器，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。3-設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案課程目標(biāo)21.4綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)雜工程問題解決方案的設(shè)計(jì)與改進(jìn)。2.2能夠?qū)⑾嚓P(guān)基礎(chǔ)理論和基本原理綜合應(yīng)用于復(fù)雜工程問題的表述，對(duì)復(fù)雜工程問題的解決途徑進(jìn)行分析、對(duì)比并試圖改進(jìn)；1-工程知識(shí)2-問題分析課程目標(biāo)31.4綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)雜工程問題解決方案的設(shè)計(jì)與改進(jìn)。1-工程知識(shí)四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論（學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)）課程主要內(nèi)容測(cè)控儀器和系統(tǒng)的地位與作用；測(cè)控系統(tǒng)微機(jī)化的重要意義；微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)的類型和組成；本課程的內(nèi)容與性質(zhì)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：測(cè)控系統(tǒng)微機(jī)化的重要意義；微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)的類型和組成。難點(diǎn)：微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)的類型和組成。3.教學(xué)方法通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠理解測(cè)控儀器和系統(tǒng)的地位與作用、測(cè)控系統(tǒng)微機(jī)化重要意義、微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)的類型和組成以及本課程的內(nèi)容與性質(zhì)。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3第二單元測(cè)控通道（學(xué)時(shí)數(shù)：14學(xué)時(shí)）課程主要內(nèi)容模擬輸入通道原理及設(shè)計(jì)、模擬輸出通道的原理及設(shè)計(jì)、開關(guān)量輸入/輸出通道原理及設(shè)計(jì)、單元電路的級(jí)聯(lián)原理及設(shè)計(jì)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：模擬輸入通道原理及設(shè)計(jì)、模擬輸出通道的原理及設(shè)計(jì)、開關(guān)量輸入/輸出通道原理及設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：?jiǎn)卧娐返募?jí)聯(lián)原理及設(shè)計(jì)。3.教學(xué)方法通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。通過(guò)案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。通過(guò)課堂匯報(bào)，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠運(yùn)用模擬輸入/輸出通道、開關(guān)量輸入/輸出通道的原理及設(shè)計(jì)原則進(jìn)行特定需求的模塊設(shè)計(jì)；能夠運(yùn)用單元電路的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)的規(guī)則進(jìn)行簡(jiǎn)單的多模塊系統(tǒng)輸入/輸出通道部分的分析與設(shè)計(jì)。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3第三單元主機(jī)及接口（學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)）課程主要內(nèi)容測(cè)控接口及程序、人-機(jī)接口及程序的原理及設(shè)計(jì)，主機(jī)電路、通信接口的工作原理。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：測(cè)控接口及程序，人-機(jī)接口及程序的原理及設(shè)計(jì)。難點(diǎn)：測(cè)控接口及程序。3.教學(xué)方法通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。通過(guò)案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。通過(guò)課堂匯報(bào)，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠運(yùn)用測(cè)控接口電路和人-機(jī)接口電路及程序的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行接口模塊的電路分析與設(shè)計(jì)；能夠運(yùn)用通信接口相關(guān)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單通信接口的選擇與設(shè)計(jì)。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3第四單元測(cè)量數(shù)據(jù)處理（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）課程主要內(nèi)容量程切換、標(biāo)度變換、零位和靈敏度的誤差校正的原理及應(yīng)用，非線性校正、越限報(bào)警、數(shù)字濾波的原理及應(yīng)用。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：零位和靈敏度的誤差校正的原理及應(yīng)用，非線性校正、數(shù)字濾波的原理及應(yīng)用。難點(diǎn)：數(shù)字濾波的原理及應(yīng)用。3.教學(xué)方法通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。通過(guò)案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。通過(guò)課堂匯報(bào)，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠運(yùn)用量程切換、標(biāo)度變換、非線性校正、數(shù)字濾波等知識(shí)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)處理。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3第五單元PID控制算法（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）課程主要內(nèi)容PID控制原理與程序流程、數(shù)字PID參數(shù)的選擇、標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)、數(shù)字PID控制的工程實(shí)現(xiàn)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：PID控制原理與程序流程、數(shù)字PID參數(shù)的選擇。難點(diǎn)：數(shù)字PID控制的工程實(shí)現(xiàn)。3.教學(xué)方法通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明課程與教學(xué)基本原理，豐富學(xué)生課程與教學(xué)的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)規(guī)范。通過(guò)案例分析，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。通過(guò)課堂匯報(bào)，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的教學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果能夠運(yùn)用PID控制原理與程序流程設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)單系統(tǒng)的數(shù)字PID參數(shù)的選擇、標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1、課程目標(biāo)2、課程目標(biāo)3（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元緒論講授法課程目標(biāo)321：1第二單元測(cè)控通道講授法、案例教學(xué)、課堂匯報(bào)課程目標(biāo)1、2、3141：1第三單元主機(jī)及接口講授法、案例教學(xué)、課堂匯報(bào)課程目標(biāo)1、2、3121：1第四單元測(cè)量數(shù)據(jù)處理講授法、案例教學(xué)、課堂匯報(bào)課程目標(biāo)1、2、381：1第五單元PID控制算法講授法、案例教學(xué)、課堂匯報(bào)課程目標(biāo)1、241：1合計(jì)401：1五、課程考核及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績(jī)構(gòu)成（百分制）課程成績(jī)構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績(jī)30%作業(yè)（百分制）40本門課程4次作業(yè)，主要考核測(cè)控通道設(shè)計(jì)、接口電路設(shè)計(jì)、測(cè)量數(shù)據(jù)處理、PID控制算法等內(nèi)容，作業(yè)評(píng)分的具體標(biāo)準(zhǔn)：布置作業(yè)后的下次課前提交紙質(zhì)版目標(biāo)分值=0.4*作業(yè)平均成績(jī)測(cè)驗(yàn)（百分制）20本門課程進(jìn)行2次線上測(cè)驗(yàn)，以客觀題為主，主要考核測(cè)控通道設(shè)計(jì)、接口電路設(shè)計(jì)、測(cè)量數(shù)據(jù)處理相關(guān)內(nèi)容中的小知識(shí)點(diǎn)目標(biāo)分值=0.2*測(cè)驗(yàn)平均成績(jī)課堂表現(xiàn)（百分制）20主要考核出勤情況和上課回答問題情況目標(biāo)分值=0.2*課堂表現(xiàn)平均成績(jī)課堂匯報(bào)20分小組進(jìn)行匯報(bào)，主要考核對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和語(yǔ)言組織能力及團(tuán)隊(duì)分工合作能力目標(biāo)分值=0.2*課堂平均成績(jī)期末考試70%知識(shí)40考核內(nèi)容：全部教學(xué)內(nèi)容考試題型：填空、選擇、簡(jiǎn)答、計(jì)算、綜合評(píng)價(jià)細(xì)則：填空20%、選擇10%、簡(jiǎn)答30%、計(jì)算20%、綜合20%能力40綜合應(yīng)用20（二）課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元緒論1-1微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)的類型和組成1-2測(cè)控儀器和系統(tǒng)的地位與作用課堂表現(xiàn)課程目標(biāo)3第二單元測(cè)控通道2-1模擬輸入通道原理及設(shè)計(jì)2-2模擬輸出通道的原理及設(shè)計(jì)2-3開關(guān)量輸入/輸出通道原理及設(shè)計(jì)2-4單元電路的級(jí)聯(lián)原理及設(shè)計(jì)作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，課堂匯報(bào)，課堂表現(xiàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2、3第三單元主機(jī)及接口3-1測(cè)控接口及程序3-2人-機(jī)接口及程序的原理及設(shè)計(jì)3-3主機(jī)電路3-4通信接口的工作原理作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，課堂匯報(bào)，課堂表現(xiàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2、3第四單元測(cè)量數(shù)據(jù)處理4-1標(biāo)度變換4-2非線性校正4-3數(shù)字濾波作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，課堂匯報(bào)，課堂表現(xiàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2、3第五單元PID控制算法5-1PID控制原理與程序流程5-2數(shù)字PID參數(shù)的選擇5-3標(biāo)準(zhǔn)PID算法的改進(jìn)作業(yè)，測(cè)驗(yàn)，課堂匯報(bào)，課堂表現(xiàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材李濤，孫傳友主編：《測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)》(第4版普通高等教育十一五規(guī)劃教材)，北京航空航天大學(xué)出版社，2020年版（二）相關(guān)推薦書目1.李醒飛主編：《測(cè)控電路》，機(jī)械工業(yè)出版社，2021年版2.張毅剛主編：《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》，人民郵電出版社,2014年