《《传感器与检测技术》课程标准.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《传感器与检测技术》课程标准.docx（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、传感器与检测技术课程标准一管理信息课程名称：传感器与检测技术课程代码：13023401学分：4学分 总学时：72二、课程性质根据高职电子自动化类专业培养目标，以信息的获取、转换、显示、处理为主 要内容的检测技术在专业知识能力体系培养中具有十分重要的地位。它主要学习各 种传感器的基本原理、性能特点及其具体应用，是电子技术应用、工业自动化、过 程控制、检测技术应用等专业的一门骨干公共专业基础课。传感技术作为现代电子 信息技术的三大支柱之一，在任何检测系统和控制系统中都是不可缺少的。在自动 控制系统中，传感器就如同人的耳朵和眼睛一样负责向控制器传送各种被控信息， 如位置、速度、压力、成分等各种参数的
2、变化情况，是实现电子化和自动化的首要 条件。因此，本课程在电子自动化类专业中起着承前启后的桥梁作用，它既是前期 基础理论课的延续，又是学习各门专业课的基础。因此本课程定位为电子技术应用、 工业自动化、过程控制、检测技术应用等专业的专业必修课。本课程的前期课程主 要有工程制图、电子技术基础和电路基础等。三、课程整体设计1课程目标设计1.1能力目标（1）能根据不同传感器的性能特点正确选用万用表、示波器等仪器判别其好坏;（2）能根据检测要求合理选用各种类型的传感器；（3）能根据被测信号的特点，合理选用信号处理芯片，组成高效合理的检测电 路；（4）能运用所学知识设计制作基本的检测单元模块电路;3536
3、4小组辩论，对本组设计 思路和实施过程进行 讲解并回答师生问题2.4能够对本组设 计思路和实施 过程进行讲解， 能够回答师生 提出的相关问 题每组用5分钟对本组的设计思 路、测量过程、系统组成及特 点进行说明，师生自由提问10 分钟辩论说明及回 答问题的流利 程度5第一堂课设计梗概5.1 通过例子引出课程15分钟通过电饭煲的温度控制原理来引出传感器的重要作用。先向学生提问题：为什 么电饭煲饭烧好后能可以自动切断电源？可以通过给出实物图片、电路等帮助学生 思考。如有人能讲清楚，可让学生来讲解，再组织讨论，最后点明传感器在自动控 制中的重要作用，引出本课程的学习目的及其在所学专业中的基础地位，使同
4、学们 了解学习本课程的重要意义。（10分钟左右给学生考虑和发言）5.2 说明本课程的结构框架5分钟通过课件结合板书说明课程主要由传感器选用及检测系统组成两大模块、16个 子模块组成。5.3 说明学习目的、方法及考核方案10分钟学习本课程要到达的知识和能力目标见前面的课程目标设计，学习方法上要注 意理论联系实际，注重动手能力培养，重视实验课学习，还要重视课后的拓展学习， 考核方案见下面第四大点。5.4 测量误差、传感器及检测技术等基本概念介绍55分钟可先向学生提问，如何测量电路中某点的电位、电流等基本电路参数，让学生 考虑几分钟，再由学生解答，老师对解答情况进行分析讲解，引出测量误差、传感、 检
5、测技术、测量电路等概念。15分钟（10分钟给学生考虑和回答下列问题）让学生用万用表、电桥等仪器来测量相应参数，结合仪器实物讲解其使用方法 和考前须知，培养学生们的操作技能。5分钟在测量过程中讲解传感器在测量中的作用及其定义,传感器的类型和形式表示。10分钟在得到测量数据后，分别讲解测量误差的定义、类型及其在测量中的重要作用, 测量误差的处理方法。15分钟（10分钟给学生进行测量操作）提问学生检测系统应该由哪几局部组成，根据回答情况结合所用仪表讲解检测 系统的组成及检测技术的概念。10分钟（5分钟让学生考虑和回答下列问题）小结 5分钟第一次课主要让学生对本课程有一大致了解，激发他们的学习兴趣，布
6、置一些 课后学习要求，要求学生到有关传感器、自动检测专业网站或专门论坛，查找一下 电动自行车是如何调速的，并找一下看，有哪些测量速度的传感器，各有何不同？ 并形成书面作业。以培养同学们的自学能力，养成良好的自学习惯。四、考核方案根据传感器与检测技术课的特点和课程整体设计要求，为了更好地实现对 学生所学知识和能力进行检查，重在测试学生的动手操作能力和知识运用能力。为 表达学生的学习态度、学习积极性和学习态度，考核分以下四个方面进行：第一，任课老师根据学生的平时学习情况，包括到课率、课堂表现、作业完成 情况和实训完成的熟练程度进行评定，此项为16分。具体分配如下：到课率5分, 课堂表现5分，作业完
7、成情况6分；第二，平时的12个实训工程要求完成实训报告，每个工程2分，根据完成情况 和撰写实训报告的认真程度评定，此项共24分；第三，综合实训工程，此项为40分。在本课程学习的最后安排一次综合性实训L 每个学生（允许两人一组）必须完成一项综合实训任务（从设计与制作一个位移检 测装置、设计与制作一个温度检测装置、设计与制作一个振动检测装置、设计与制 作一个光电计数装置中选定一个）。以培养学生选用各种传感器和元器件的能力和综 合运用能力，掌握各种常用检测仪器和传感器的操作和调试技能，具备一定的传感 器与检测装置的设计能力，培养一定的本钱核算意识和经济头脑，养成严谨的工作 作风和良好的职业道德，培养
8、良好的人际关系协调能力和互助合作精神。20分为设计分，评分标准为：整体设计方案，包括原理框图和实现原理图（5 分）；选择各种元器件，说明理由，设计信号处理和驱动电路（10分）；设计说 明文件（5分）；本钱预算费用（5分）；每一单项的具体标准为完成很好得总分值, 良好得该项的80%,中等为70%, 一般为60%,差为40%,根据具体情况每个等第 可以有5%到10%的浮动。另20分为制作分，主要看实物制作的完成情况及实际效果。评分标准为：实物 美观大方，外形设计结构合理实用，测量效果良好的可评定为优等，得分为1720 分；完成实物制作，效果较好的可评为良好，得1417分；基本完成制作，能调试 出效
9、果的可评为中等，得12-14分；大概完成实物制作的可评为及格，得10-12 分；其余根据制作完成程度给5到10分。第四，最终辩论20分，根据学生的设计说明及制作的实物向其提出2到3个问 题，考察同学们的口头表达能力和临场应变能力。具体评分标准为：对所作设计和 实物的说明10分，回答下列问题10分。(5)能根据测试要求对制作的模块电路进行简单地测试；(6)能根据所学知识和技能组成温度、压力或机械检测系统，掌握检测系统基本维护技能。1.2 知识目标(1)掌握测量及误差理论等基础知识，传感器及检测技术基本知识，电桥测量 电路的基本特性；(2)掌握各种常用传感器的基本工作原理、性能特点，理解它们的工作
10、过程, 掌握它们的各种应用场合和方法；(3)掌握信号处理及抗干扰技术的基本知识，理解典型检测系统的工作原理, 清楚各组成局部的功能及其特性。1.3 素质目标(1)养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风；(2)培养良好的合作精神、创新精神和竞争意识；(3)培养一定的领导才能和大局意识，养成个人服从全局，少数服从多数的良 好品德；2课程内容设计根据课程能力目标的要求，传感器与检测技术课程的内容分两大模块，16 个子模块。分别为传感器选用模块和检测系统集成模块。具体内容安排见表1所示:表1传感器与检测技术课程内容模块名称子模块课时传感器选用模块电阻传感器及其应用12电容传感器及其应用6电
11、感传感器及其应用8热电偶传感器及其应用6压电传感器及其应用2光电传感器及其应用4霍尔传感器及其应用6光纤传感器及其应用4红外线传感器及其应用4检测系统集成模块信号处理与抗干扰技术6典型温度检测系统的组成与操作6光电计数装置的设计4小组辩论43能力训练工程设计整个课程设计一个综合型设计制作工程一一从位移检测装置、振动检测装置、 温度检测装置和光电检测装置等四个工程中任选一项，作为课程设计，安排在学期 结束时完成理论设计，并进行实物制作。学期初，将学生分成四至六名一组的学习 小组，每个学习小组分配在编号固定的传感器实验台上，上课在传感器实验室进行, 在整个学习过程中完成常用传感器选型应用训练和典型
12、检测系统集成与使用维护训 练等16个工程。前12个工程属于传感器选用能力培养训练方面，每次按不同检测 要求的需要合理选择所需传感器及其测量电路完成检测要求，后4个工程为综合应 用所学知识进行检测系统的理论设计，并通过到企业实地考察光电检测系统及炉温 自动控制系统，掌握自动检测系统的操作维护技能。最后，每组学生设计并动手制 作温度、位移、振动或光电这四种检测装置中的一种，做出实物，写出设计说明文 件，并进行课程辩论。具体的能力训练工程安排见表2所示：表2传感器与检测技术课程能力训练工程编 -7inJ号能力训练工程能力训练亚工程拟实现的 能力目标相关支撑知识训练方式手段及步 骤结果（可展示）1电阻
13、式、电容式等各1.1电阻应 变片的性能 测试与电子 称的制作能够根据检测要求 选择合理的电阻应 变片型号，进行性 能测试，并组成相 应的测量电路测量误差理论、 电阻式传感器的 工作原理，应变 片的型号组成、 粘贴工艺技术电阻应变电桥、运 算放大模块、液晶 显示电压表及烙 铁、钳子、起子等 工具和标准祛码应变测量电路 的测量结果与 标称值的误差 情况，说明测 量精度种传感器 的性能测 试、判别及 选型应用 训练1.2热电阻 传感器的选 型与热电阻 测温电路的 制作能够根据温度测量 的具体要求选择合 适的热电阻型号及 相应的信号调理电 路，并组成测温电 路热电阻工作原理 及其结构类型、 热电阻型号
14、组成热电阻型号表、各 种类型热电阻、温 度调理电路模块、 液晶电压表及烙 铁、钳子、起子等 工具和标准温度计温度测量值及其精确度1.3差动式 电容位移传 感器的判 别、性能测 试与应用训 练能够根据测量要求 合理选择差动式位 移传感器传感器型 号，并用其组成测 量电路，进行微小 位移的测量差动电容的工作 原理及其测量电 路，常用类型及 型号构成说明测量要求后由 学生来确定型号， 在实验室的传感器 实验台上分组进行 位移的模拟测量用测得的位移 值与螺旋测微 器的读数值进 行比拟，得出 测量精度，如 误差较大，那么 分析其产生的 原因并设法排 除1.4电容式 物位传感器 的选型及应 用训练能够根据
15、被测物的 理化特性正确选择 电容式物位传感器 的型号，并组成合 理的测量电路物位测量原理、 物位传感器的类 型、电容式物位 传感器的型号提供一杯水，合理 选择传感器型号， 提供必要仪表与工 具，分组进行水位 测量观察水位测量 的准确程度， 进行适当调 节，使精度最 高1.5差动变 压器式电感 传感器的性 能测试、选 型与应用训 练能够根据测量要求 正确选择差动传感 器的型号，并根据 实验室条件组成适 当测量电路进行微 小位移或低频振动 的测量电感式传感器的 工作原理与类 型、型号的构成 与选用提出测量要求，分 析差动传感器测量 的特点和先型要 点，让学生选择合 适型号，在实验室 组成测量电路进
16、行 测量位移和振动的测量结果1.6电感式 接近开关的 性能判别与 选型及应用 训练能够根据控制要求 选用合理的电感式 接近开关，并组成 符合控制要求的控 制电路电感式接近开关 的结构原理、类 型及型号组成、 应用场合教师讲解传感器原 理和型号组成后， 提出控制要求，学 生根据要求选择合 适的传感器，并组 成控制电路控制电路的控制效果1.7热电偶 的性能判 别、选型与 应用训练能够根据测温环境 要求选择恰当的热 电偶，并组成温度 测量电路热电偶工作原 理、类型与型号、 温度测量电路教师提出测量温要 求，指定用热电偶 进行测量，学生根 据要求选择合理型 号的热电偶并组成 测量电路进行测量测量得到温
17、度 值与实际温度 进行比拟得出 测量精度1.8压电传 感器的判 别、选型与 应用训练能够正确选择压电 传感器并组成测量 电路进行振动测量压电传感器原理 与选型、测量电 路模块正确选择压电传感 器，组成测量电路 进行测量得到振动的频 率与振幅1.9光电传 感器的性能 判别、选型 与应用训练能够合理选择光电 传感器的类型与型 号，组成所需测量 电路进行测量或控 制光电传感器的结 构原理、常用类 型及其型号构成 与基本应用提出测量或控制要 求，合理选择光电 传感器型号，在实 验室构建测量电路 完成转速、振动的 参数测量转速、振幅、 频率等参数1.10霍尔 元件的测 试、选型与 应用能够根据测量要 求
18、，结合霍尔元件 特点，选择合适的 型号，并能够熟悉 多种应用方法霍尔元件的结构 原理、类型及其 典型应用明确测量要求后由 学生选择合适的型 号，在传感器实验 台上构建测量电 路，测量转速、频 率等得到转速、频 率等被测参数1.11光纤 传感器的判 别、选型与 应用训练能够根据光纤特点 和测量要求，选择 合适的光纤和恰当 的测量方法实现测 量目的，到达测量 要求光纤的结构原理 和性能特点及适 用场合老师明确测量要 求，学生选择恰当 的光纤，在实验室 组成测量电路测量 转速或振动参数测量得到的转 速或振幅、频 率及周期等参 数1.12红外 线、激光及 超声波传感 器的特性测 试与应用训 练掌握红外
19、线、激光 及超声波传感器的 性能特点及其应用 场合，了解这些传 感器的类型与维护 常识红外线、激光及 超声波传感器的 结构原理、型号 构成与适用场合老师讲解为主，学 生网上查找相关资 料，完成有关红外 线、激光及超声波 传感器的应用情况 调查作业红外线、激光 及超声波传感 器应用的调查 报告2检测系统 的组成及 其操作维 护技能训 练2.1信号处 理与抗干扰 技术的应用能够根据信号的特 点采取恰当的放 大、整形、倍频、 隔离等措施，获得 标准的电压或电流 信号信号放大、线性 化技术，干扰隔 离技术与滤波技 术教师讲解为主，学 生到网上查找各种 信号放大芯片、线 性化电路、滤波器 隔离电路等各种
20、技 术资料完成关于信号 处理与抗干扰 技术的调查报 告2.2典型热 电偶测温系 统的操作与 维护训练能够在加热炉温度 自动控制系统中完 成温度控制的各种 参数设定，掌握基 本的系统维护技 能，会设计简单的 温度测控系统典型温度测量与 控制系统的组 成，各局部的作 用，关键操作与 维护先参观炉温控制系 统，学会基本操作 与维护技能，然后 布置测温系统的控 制要求，本组学生 分工合作完成系统 的设计完成测温系统 的理论设计， 制作出实物， 会对系统进行 参数调试，正 确设定系统的 参数2.3光电检 测系统的设 计与维护训 练能够完成一个光电 计数检测系统的理 论设计，按设计要 求正确合理的选择 传
21、感器及其信号修 理芯片，掌握基本 的系统维护技能典型光电检测控 制系统的组成， 弄清各局部的作 用与器件选择原 那么，掌握关键操 作与维护技能布置位移测量的各 项要求，上网查找 所需技术资料，本 组学生分工合作完 成系统的设计完成光电检测 系统的理论设 计，制作出实 物，会对系统 进行参数调 试，正确设定 系统的参数2.4分组答 辩，对本组 设计思路和 实施过程进 行讲解并回 答师生问题能够对本组设计思 路和实施过程进行 讲解，能够回答师 生提出的相关问题本课程所有知识每组用5分钟对本 组的设计思路、测 温过程、系统组成 及特点进行说明， 师生自由提问10 分钟辩论说明及回答问题的流利程度4教
22、学进度表设计根据上述课程内容的模块结构和能力训练工程安排的要求，传感器与检测技 术课程教学进度表设计如表3所示：表3传感器与检测技术课程教学进度表课次学时能力目标工程 编号知识目标其它内容（授课方法）考核内容与方法124会识别各种传感器型 号的意义，会对测量误 差进行必要的分析1.1传感器分类及 型号表达方法， 测量误差类型 及处理课件展示电饭煲或其它常用 电器的控制电路，引出本课程 的重要作用。讲述本课程的模 块结构、主要内容、教学方法 及考核方案，用实物训练仪表 使用是否积极动手 参操作仪表进 行测量，所得 结果的准确 性，课后作业32能够根据测量需要正 确选择电阻应变片的 型号，能够用万
23、用表对 应变片进行好坏判别， 会正确粘贴应变片1.1掌握电阻应变 片的工作原理、 适用场合、粘贴 方法结合某种电阻应变片进行传 感器型号的讲解，传感器的分 类；结合电压测量介绍测量误 差的类型及处理方法，实验室 中进行应变片粘贴操作和检 测操作，组成各种测量电桥， 并用于称重试验，做成简单的 电子称让学生对给出 的传感器型号 进行说明，完 成实训报告和 课后书面作业42能够看懂热电阻型号， 会合理选用，会判别其 好坏1.2了解其工作原 理，型号表示方 法，日常维护要 占八、在实验室用标准热电阻进行 水温的测定，并对其测量精度 进行计算，最后分析其产生误 差的主要原因测定结果做成实训报告52能够
24、正确合理地选用 光敏电阻组成测量电 路，清楚光敏电阻的应 用场合1.2光敏电阻的工 作原理及其型 号表示光敏电阻的典型测量电路介 绍，光敏电阻在控制电路中的 应用，教师提出基本控制要 求，让学生用光敏电阻来实 现，设计出控制电路图完成课后作业情况62能够用湿敏和气敏电 阻进行空气湿度的简 单测量和有害气体的 监测1.2湿敏电阻测量 空气湿度的原 理，气敏电阻的 工作原理及其 应用电路用酒精气敏传感器来对酒精 气体进行报警，在实验室观察 其报警效果，思考如何进行报 警界限点的调整设计一个酒精 或煤气的报警 电路，简单说 明其工作原理784能够正确选用差动电 容传感器组成测量电 路，正确识别电容传
25、感 器的型号含义，会判别 其好坏1.3差动电容传感 器的结构原理， 型号表示方法 及其适用场合在教师指导下用差动电容传 感器进行微小位移的测定，熟 悉常用电容传感器的型号类 型表示方法完成书面作业 和实验报告， 分析测量误差 的主要来源92能够用电容式物位传 感器进行水位的测量， 会正确选用各种电容 式物位传感器，并会排 除常见故障1.4电容式物位传 感器的结构原 理及其型号表 示在教师指导下设计一种电容 式物位传感器的应用电路，选 择合理的型号，根据测量要求 合理配用各种电路元件，做到 既正确合理又经济实用完成电路设 计，写出设计 说明10114能够正确选用电感式 传感器进行控制或测 量，能
26、判断其好坏1.5自感式电感传 感器的工作原 理，型号表示及 其应用场合结合实验室中的电感传感器 实物讲解其工作原理，在实验 台上进行测量演示，然后由学 生进行测量操作，得到测量结 果对测量到的数 据进行分析处 理，写出书面 报告12134能够用电感式接近开 关组成工作台控制电 路，会正确应用电感式 接近开关1.6电感式接近开 关的结构原理、 型号表示及适 用场合结合机床实物讲解工作台来 回运动控制过程，由学生设计 电感式接近开关控制电路，并 进行理论验证设计的控制电 路作为作面作 业上交142能够正确选用热电偶 进行温度测量，合理选 择热电偶型号和类型1.7热电偶工作原 理、型号表示、 主要类
27、型及基 本定律在实验室对常用热电偶进行 模拟标定，分组进行水温测量写出实验报 告，完成课后 作业15164能够用热电偶组成测 量温度的基本电路，根 据测量要求合理选用 热电偶类型1.7热电偶主要类 型、典型测温电 路设计热电偶测量温度的典型 电路，在实验室加以验证课后书面作 业，实验报告172能够正确识别压电传 感器的型号类型，正确 选用这种传感器组成 适当测量电路1.8压电晶体工作 原理及其主要 类型，压电传感 器的典型测量 电路演示用压电传感器测量振动 的过程，讲解其测量原理和操 作要领，让每个学生进行测量 操作，得到测量结果完成结测量数 据的处理，分 析其误差原 因，完成实验 报告181
28、94能够识别各种光电传 感器的型号，会根据需 要正确选用光电传感 器的规格，会组成简单 光电检测电路或控制 电路1.9光电效应及光 电传感器工作 原理，常用光电 器件的测量电 路教师讲解光电效应及其工作 原理，光电传感器的类型及型 号表示，提出检测要求，学生 根据要求选择合理的光电器 件在实验台上进行操作，获得 测量数据课后作业及实 验报告202能够根据检测要求合 理选用霍尔传感器的 类型和规格大小1.10霍尔效应及其 工作原理，霍尔 传感器的类型 与型号表示在实验室由老师讲解霍尔效 应及霍尔传感器的基本原理 与型号表示方法，提出测量要 求，进行型号和类型的选择， 在实验台上进行验证性操作操作
29、过程与课 后书面作业21224能够用霍尔传感器组 成转速测量电路，或开 关控制电路1.10霍尔元件的测 量电路与典型 应用设计好转速测量电路，在实验 室进行分组操作，测量出各种 不同状态下电机的转速电路设计情 况、实际效果、 完成实验报告23244能够正确识别光纤传 感器的型号，会根据要 求正确选用1.11光纤传感器的 原理与类型，型 号表示及测量 电路在实验室演示物性型光纤传 感器测量转速的工作过程，说 明其原理，然后让学生进行测 量操作课堂提问、课后作业25264会识别各种红外传感 器的型号，能够正确运 用红外线传感器组成 测量温度电路，合理选 用这种传感器1.12红外线测温、报 警原理，
30、红外传 感器的应用，超 声波、激光工作 原理与应用在实验室讲解红外线传感器 的结构原理及型号表示，演示 典型红外报警电路的工作过 程，每组设计一种红外报警电 路，进行试验操作课堂提问、课 外作业及实验 报告2728296能够识别常用集成放 大器芯片型号，会根据 工作要求合理选用放 大器，能根据环境及检 测需要采取适当抗干 扰措施2.1常用信号处理 电路芯片，干扰 及其预防措施， 非线性信号的 线性化方法及 电路在实验室介绍常用放大器芯 片的型号规格与作用，演示正 确组成信号处理系统的方法， 提出信号处理要求，由学生选 择相应器件组成处理电路，进 行效果测试课堂提问、所 得到的测试效 果及课后书
31、面 作业3031326能够设计基本的温度 测量系统，进行常规操 作和维护，会编制系统 操作使用说明书2.2典型热电偶炉 温测量与控制 系统的工作原 理及其操作维 护常识到企业参观、在过程控制实验 室讲解炉温测控系统的工作 原理与操作维护，学生在老师 的指导下进行温度调节与测 量设计一温度测 量系统，完成 说明书编制33344能够设计一个光电检 测系统，进行常规的操 作和维护，会编制系统 操作使用说明书2.3典型光电检测 与控制系统的 工作原理及其 操作维护常识到生力电子去实地考察参观， 了解光电检测系统的工作原 理与操作维护要求，及其在手 机主板生产线中的实际应用 情况，在老师的指导下设计一 个光电计数装置设计一个光电 计数装置，完 成说明书编制