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1、自动检测技术及应用 教学大纲课程基本信息:课程中文名称：自动检测技术及应用总学时：56 其中：理论学时：26 实践学时：30授课对象：2007级机电一体化专业课程分类：专业主干课程一、课程性质和任务自动检测技术及应用是机电一体化专业的专业主干课程，学好这门重要的专业主干课，对学生今后的工作将起到十分重要的作用。本课程的主要任务是：使学生掌握常用传感器的工作原理和一般的检测方法，能够进行一般传感器检测系统的安装、调试、设计和使用。本课程的性质是：自动检测技术及应用课程是和岗位对接的课程，其教学内容来自于岗位实践，作为核心技术课程，通过 “理论与实践一体化”。工学结合为模式，工作过程为基础，形成就
2、九个大项目，42个任务，实行“项目引导-任务驱动”教学模式，以工作情境为支撑，以工作结构为框架，融“教、学、做”为一体，实现专业教学与学生就业岗位实现最大限度的对接。学生将会获得自动检测技术综合应用能力，现场排除故障能力和工程应用能力。同时该课程又是微机控制技术、数控机床、机器人技术等系统控制类专业技术课程的前导课程。学生必须在学完电工基础、模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及应用等课程后，才能学习本课程。自动检测技术及应用课程涉及到各种物理量、化学量的测量、变换和处理，并根据工程实际的需要对生产工艺过程、运载体的运动轨迹等实施精确控制，以便提高生产效率，增加产量，提高产品质量，提高武器打
3、击命中率等。因此，自动检测技术是一门应用十分广泛，对工农业生产、国防等具有十分重要意义的机电、仪表类课程。该课程涉及到物理学、化学、测试计量学、电子学、计算机、自动控制和机械学等众多学科，其理论和实践性都很强。其任务在于使学生获得误差理论、传感器、自动检测方法等方面的基本知识和基本技能，并能将所学到的自动检测技术灵活地应用到今后的工作和生产实际中去。本课程是一门实践性很强的课程，技术发展和知识更新的速度较快，必须注意理论联系实际，加强实践环节，培养学生分析问题和解决问题的能力。二、课程教学目标课程内容部分采用模块式、项目驱动型教学，几乎所有模块采用了先进的多媒体手段进行授课，为教师节省了时间，
4、扩大了授课信息量，提高了上课效率；有些教师，在课堂教学中，结合自己科研课题、科研实训及典型工程应用项目开发，形象生动、具体地讲授有关测控技术在工程中应用的案例，大大激发了学生学习本课程的兴趣，提高了教学效果；教师在“实践中教”，学生在“实践中学”，充分发挥了教师和学生两方面积极性、主动性，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力。本课程的教学目标是：通过理论和实践教学，培养学生掌握各类传感器的基本理论，具备自动检测技术方面的基本知识和基本技能，能应付生产实际中遇到的选型、安装、调试排除故障等方面的问题，初步形成解决生产实际问题的能力。学生应达到中等技术人员以上的水平。根据机电行业职业岗位对人才的
5、需要和电工职业标准，建立以面向就业岗位群需要、以岗位技能为主线开展技能培养的课程设计理念；建立以实践为主，实践带动理论、实践贯彻整个教学过程的教学原则，树立理论教学为实践教学服务的理念，注重学生职业能力的培养，将职业岗位应具备的知识目标、技能目标和情感目标，定位于教学各环节中，强调知识的理解和应用，启迪学生的思维，培养学生独立分析和解决问题的能力，重视机电行业国际化条件下市场变化、新产品、新技术、新设施设备的重要作用。熟练选择、应用、维护、安装、调试各类传感器。三、教学内容和要求（一）非电量检测与传感器技术基础教学目的与要求：1、了解检测及传感器的含义和工业检测涉及的内容2、理解自动检测系统的
6、组成3、了解常用测量方法的分类，掌握相对误差、绝对误差及精度的计算 4、掌握传感器静特性、动特性的概念，线性度、迟滞、灵敏度、重复性等静态指标的概念及表示方法。5、理解动态特性的研究方法。教学内容：1 、电量与非电量电测2、 测量误差与测量方法3、 传感器的定义分类与基本特性教学重点：测量误差与测量方法，传感器静特性、动特性的概念，线性度、迟滞、灵敏度、重复性、等静态指标的概念及表示方法。（二）传感器信号处理技术教学目的与要求1、掌握检测技术中基本的信号转换电路，直流电桥和交流电桥2、了解常用类型传感器的测量放大电路教学内容：1、电桥与电桥电源2、传感器信号放大电路3、信号滤波电路4、信号转换
7、电路教学重点：电桥电路（三）温度传感器及应用教学目的与要求：1、掌握热电偶工作原理，冷端处理方法。2、掌握热电阻的结构工作原理及调节电路3、了解常用热敏电阻和集成温度传感器的应用教学内容：1、热电偶2、热电阻3、热敏电阻4、集成温度传感器教学重点： 热电偶及分度表的查询（四）压力传感器及应用教学目的与要求：1、了解力学传感器中的弹性元件2、掌握电阻应变式传感器的结构原理3、掌握压阻式传感器工作原理。4、掌握压电效应及压电式传感器的结构和应用5、理解电感式传感器工作原理和结构6、理解电涡流式传感器工作原理和结构7、理解电容式传感器的结构和应用教学内容：1、力学传感器中的弹性元件2、电阻应变式传感
8、器3、压阻式传感器4、压电式传感器5、电感式传感器6、电容式传感器教学重点：几种传感器的结构原理与测压应用（五）磁敏传感器及应用教学目的与要求：1、了解霍尔效应及霍尔传感器的特性2、理解霍尔集成电路的结构、工作原理及应用3、掌握霍尔接近开关的应用教学内容：1、霍尔元件2、霍尔集成传感器及应用教学重点：霍尔效应及霍尔传感器的结构原理（六）光电、光钎传感器及应用教学目的与要求：1、了解光电效应的三种类型2、掌握光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的原理及特点3、理解光电传感器的四大类型4、掌握光电开关及应用5、掌握光纤传感器的结构、工作原理和应用教学内容：1、光电效应2、光电传感器3、光纤传感器教学重
9、点： 几种形式的光电效应、光电器件和光纤传感器（七）数字式机械位移传感器及应用教学目的与要求：1、了解光电编码器的结构原理及特点2、了解光栅式传感器的结构原理及特点3、了解磁栅式传感器的结构原理及特点4、了解感应同步器的结构原理及特点教学内容：1、光电编码器2、光栅式传感器3、磁栅式传感器4、感应同步器教学重点：几种传感器的具体应用（八）新型传感器及应用教学目的与要求：1、了解超声波物理特性、超声波传感器原理及应用2、理解气敏、湿敏传感器原理及应用3、理解红外、热释电传感器原理及应用教学内容：1、 超声波传感器2、气敏、湿敏传感器3、红外、热释电传感器教学重点：传感器原理的应用（九）检测技术应
10、用案例分析教学目的与要求： 熟悉几种传感器在检测技术应用的实际方法教学内容：1、检测技术在控制系统中的综合应用举例2、带计算机的检测系统简介 3、传感器在现代汽车中的应用教学重点：传感器在现代汽车中的应用 四、课时分配和考核方式1、 课时分配表 模块序号项目名称任务序号任务名称课时安排理论实训模块一非电量检测与传感器技术基础任务一概述了解课程内容2任务二掌握检测技术的误差任务三了解传感器的定义、组成、分类2任务四掌握传感器基本特性模块二掌握传感器信号处理技术任务一分析电桥与电桥电源22任务二分析传感器信号放大电路2任务三分析信号滤波电路2任务四分析信号转换电路模块三温度传感器任务一掌握温度测量
11、基本知识22任务二掌握热电偶传感器（重点）的原理、结构、应用任务三掌握热电阻传感器的原理、结构、应用22任务四掌握热敏电阻的原理、结构、应用任务五掌握温度传感器的原理、结构、应用模块四压力传感器任务一认识力学传感器中的弹性元件22任务二掌握电阻应变式传感器的原理、结构、应用2任务三掌握压阻式传感器的原理、结构、应用2任务四掌握压电式传感器的原理、结构、应用2任务五掌握电感式传感器的原理、结构、应用2任务六掌握电涡流传感器的原理、结构、应用22任务七掌握电容式传感器的原理、结构、应用模块五磁敏传感器及应用任务一掌握霍尔元件结构22任务二掌握霍尔元件的特性参数任务三掌握霍尔集成电路的原理任务四掌握
12、霍尔传感器的应用模块六光电、光纤传感器任务一掌握光电传感器及应用22任务二掌握光导纤维传感器的原理、结构、应用模块七数字式传感器及应用任务一掌握光电编码器的原理、结构、应用22任务二掌握光栅式传感器的原理、结构、应用任务三掌握 磁栅传感器的原理、结构、应用任务四掌握 感应同步器的原理、结构、应用模块八其他新型传感器任务一掌握湿敏传感器的原理、结构、应用22任务二掌握气敏传感器的原理、结构、应用任务三掌握超声波传感器的原理、结构、应用任务四掌握热释电红外传感器的原理、结构、应用任务五掌握色敏传感器的原理、结构、应用模块九检测技术的案例分析任务一分析检测技术在控制系统中的综合应用举例22任务二带计
13、算机的检测系统简介任务三带计算机的检测技术应用实例分析任务四了解传感器在现代汽车中的应用任务五了解传感器在机器人中的应用任务六掌握传感器在智能楼宇中的应用任务七掌握电梯的运行管理2、考核方式：考试形式为闭卷考试，内容主要是课程中的重点知识和基础知识。 3、成绩评定方法：考试成绩并不完全由一次考试决定，分数还要反映出学生的综合能力，本课程主要参照学生在能力训练中的表现来进行综合评定。 总成绩考试成绩60能力训练成绩40 其中，能力训练成绩在平时记录，实训满分50分，实训成绩满分50分，共计100分。 期末考试采取闭卷考试形式，试卷命题以课程教学大纲与知识点范围为依据考试试卷结构比例如下：基本概念与基本方法部分：30%原理分析题：30%计算题：20%应用电路分析：20%五、与其它课程的联系电路分析、电子技术是自动检测技术的先修课。本课程可选择的后续课程有微机控制技术、数控机床、机器人技术等系统控制类专业技术课程。六、教材及主要参考书1、教材自动检测技术朱强主编山东科学技术出版社 2、主要参考书刘迎春编著，传感器原理设计与应用，国防科技大学出版社 洪志刚主编 传感器原理设计及应用中南大学出版社， 柳桂国主编检测技术及应用 电子工业出版社严忠豪、谭祖根主编，非电量电测技术，机械工业出版社，修订本