傳感器應(yīng)用與檢測教學(xué)大綱含實(shí)踐教學(xué)大綱

1、傳感器應(yīng)用與檢測教學(xué)大綱（66課時(shí)）課程編碼：課程類別：職業(yè)能力支撐課課程歸屬：數(shù)字信息技術(shù)學(xué)院編 制 人：徐文編（修）制日期：2013年8月審定組（人）：審定日期：適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)一、課程的性質(zhì)和任務(wù)傳感器應(yīng)用與檢測是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)一門重要的職業(yè)能力課，其任務(wù)是讓學(xué)生了解常用傳感器的工作原理、特性，掌握力敏傳感器、濕度傳感器、溫度傳感器、光電傳感器、磁敏傳感器、超聲波傳感器等傳感器在實(shí)踐中的應(yīng)用，以及傳感器與微處理器接口電路的基本應(yīng)用。并使學(xué)生初步獲得誤差理論、自動檢測方法及抗干擾技術(shù)等方面的基本知識和基本技能，能將所學(xué)的自動檢測技術(shù)靈活地應(yīng)用，為今后課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事本專

2、業(yè)技術(shù)工作提供高級專業(yè)技術(shù)支持。本課程的教學(xué)任務(wù)是：1.掌握常用傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換電路和應(yīng)用2.掌握常用非電量的測量方法3.了解自動檢測技術(shù)中的基本概念、誤差分析及補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)方法4.掌握檢測系統(tǒng)組成的方法及常用的抗干擾技術(shù)5.了解現(xiàn)代傳感器的發(fā)展趨勢和新型傳感器的應(yīng)用二、課程基本要求傳感器應(yīng)用與檢測是一門理論和實(shí)踐相結(jié)合但更注重實(shí)踐的課程，在教學(xué)中要強(qiáng)調(diào)有關(guān)自動檢測的基本概念和基本原理的理解和掌握，尤其注重理論聯(lián)系實(shí)際，重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)傳感器應(yīng)用的實(shí)際操作能力的培養(yǎng)。傳感器應(yīng)用與檢測課程基本知識、基本技能、基本素養(yǎng)結(jié)構(gòu)圖了解測量的基本知識，測量誤差的概念及誤差的分類；了解傳感器的定

3、義、組成及分類了解各種電阻傳感器、電容傳感器的組成及其原理，并掌握電阻傳感器、電容傳感器的應(yīng)用；基本知識了解各種電感式、壓電式、熱電式傳感器的組成及原理，并掌握用這些傳感器在工程中的應(yīng)用；了解各種光電式、磁敏、輻射傳感器的組成及原理，并掌握用這些傳感器在實(shí)際項(xiàng)目的應(yīng)用電路；了解各種數(shù)字式傳感器的組成及原理，并掌握用這些傳感器在實(shí)際項(xiàng)目的應(yīng)用電路；了解抗干擾技術(shù)，并掌握檢查技術(shù)中常用的抗干擾技術(shù)檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)及應(yīng)用能計(jì)算測量誤差基本技能能使用電阻傳感器、電感式傳感器、電渦流式傳感器、電容式傳感器、電壓式傳感器、超聲波傳感器、霍爾傳感器、熱電偶傳感器、光電傳感器、數(shù)字式位置傳感器中的數(shù)種傳感器組建

4、簡單的應(yīng)用電路能設(shè)計(jì)簡單的抗干擾電路能使用多種傳感器構(gòu)建簡單的檢測系統(tǒng) 1、具有良好的從業(yè)道德基本素養(yǎng)2、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度3、團(tuán)隊(duì)合作精神三、教學(xué)條件1、上課條件：多媒體教室2、實(shí)踐條件：傳感器實(shí)訓(xùn)室、傳感器試驗(yàn)箱四、教學(xué)方法1、教學(xué)設(shè)計(jì)的宗旨：以學(xué)到實(shí)用技能、提高職業(yè)能力為出發(fā)點(diǎn)，注重提高學(xué)生實(shí)踐動手能力及應(yīng)用能力。2采用多種方法的組合教學(xué)手段：理論教學(xué)在多媒體教室進(jìn)行，實(shí)訓(xùn)教學(xué)（操作）在電子實(shí)訓(xùn)室實(shí)現(xiàn)，理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)操作相結(jié)合。根據(jù)不同章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方法，采用電子課件+教案教學(xué)形式，主要教學(xué)方法采用講授式、講練結(jié)合式、討論式、啟發(fā)式和錯誤提示式等多種形式。實(shí)訓(xùn)采用專門的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

5、，以學(xué)生操作為主，精講多練，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。五、課時(shí)分配本課程正課時(shí)間內(nèi)理論講授需10課時(shí)，實(shí)驗(yàn)需30課時(shí)左右，機(jī)動和考試時(shí)間2課時(shí)，小計(jì)42課時(shí)。另外安排綜合實(shí)踐24課時(shí)。具體分配見下表。教 學(xué) 內(nèi) 容理論課學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)踐課學(xué)時(shí)數(shù)合計(jì)學(xué)時(shí)數(shù)(一)檢測技術(shù)概述及傳感器簡介303(二)傳感器檢測電路基礎(chǔ)66(三)傳感器原理及檢測實(shí)訓(xùn)03030(四)信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換101(五)課程綜合實(shí)踐（傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)）02424考 試22合 計(jì)105666六、考核方式1、本課程采用形成性考核方式，總成績由平時(shí)考核和期末考試兩部分形成。總成績平時(shí)考核成績（50分）期末考試成績（50分）。2、平時(shí)考核成績（

6、50分）平時(shí)態(tài)度（考勤，課堂討論、課堂實(shí)訓(xùn)等表現(xiàn)，作業(yè)或?qū)嵺`報(bào)告上交情況）（20分）+實(shí)踐訓(xùn)練成績（30分）。3、期末采用操作考試的方式。七、開課要求Ø 授課教師資格：具有大學(xué)本科及以上學(xué)歷或中級及以上職稱。Ø 學(xué)生資格：電子類專業(yè)高職學(xué)生。Ø 設(shè)備條件：多媒體教室、電子實(shí)訓(xùn)室、傳感器試驗(yàn)箱。Ø 保障措施：授課內(nèi)容的實(shí)踐性強(qiáng)，要求任課教師具有一定的實(shí)踐能力；授課過程中，應(yīng)安排課堂提問、課外作業(yè)；每一部分內(nèi)容結(jié)束時(shí)，應(yīng)安排實(shí)踐技能考核；授課時(shí)應(yīng)多采用啟發(fā)式教學(xué)，以提高教學(xué)效果；八、教材與參考書目1傳感器與檢測技術(shù)，高等教育出版社陳杰，黃鴻編著，2002 2

7、自動檢測技術(shù)與裝置，化學(xué)工業(yè)出版社，張宏建，蒙建波編著，20043自動檢測技術(shù)實(shí)訓(xùn)教材清華大學(xué)出版社，俞志根，李天真編著，2004九、教學(xué)內(nèi)容模塊一 傳感器應(yīng)用及檢測技術(shù)概述應(yīng)知：1、了解傳感器的基本概念、組成、分類及工程應(yīng)用；2、了解檢測技術(shù)的基本概念及方法；3、掌握檢測誤差的概念及數(shù)據(jù)處理；4、了解常規(guī)檢測儀表與系統(tǒng)的基本類型和基本特性。應(yīng)會：1、能夠計(jì)算測量誤差；2、能夠采取一定的措施降低測試誤差；3、能夠區(qū)分各種傳感器；4、能夠簡單的選擇和使用各種傳感器。模塊二 傳感器檢測電路基礎(chǔ)應(yīng)知：1、理解電路的基本概念：電路和電路模型、電路的基本物理量、電壓源和電流源、電橋電路的原理、受控源；

8、2、掌握電路的基本定律和轉(zhuǎn)換方法：基爾霍夫定律、電路的等效變換；3、理解運(yùn)算放大器的基本概念；應(yīng)會：1、電路中電位的計(jì)算；2、負(fù)載最大功率計(jì)算；3、掌握電路的基本分析方法：支路電流法、回路電流法、節(jié)點(diǎn)電壓法、疊加定理、戴維南定理；4、掌握傳感器檢測電路的分析與設(shè)計(jì)方法，具體包括：差動放大電路、直流電橋電路、交流電橋電路、差動整流電路、相敏檢波電路。模塊三 傳感器原理及檢測實(shí)訓(xùn)（一）電阻應(yīng)變式傳感器應(yīng)知：1、了解各種電阻傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)； 2、掌握電阻應(yīng)變傳感器的特性及其應(yīng)用；3、理解電阻應(yīng)變傳感器的溫度誤差及其補(bǔ)償；應(yīng)會：1、電阻應(yīng)變傳感器的測量電路分析（重點(diǎn)是直流電橋電路分析）；2、能

9、夠用電阻傳感器組建簡單的測試電路；實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)；金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實(shí)驗(yàn)；金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)；（二）變面積式差動電容傳感器應(yīng)知：1、了解各種電容式傳感器的工作原理及其結(jié)構(gòu)； 2、理解電容傳感器的輸入-輸出特性及其應(yīng)用；應(yīng)會：1、掌握電容式傳感器的等效電路、測量轉(zhuǎn)換電路分析；2、能夠用電容式傳感器組建簡單的測試電路；3、能夠使用最小二乘法做輸出特性擬合直線；實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：電容式傳感器的位移特性；（三）螺線管互感差動變壓器應(yīng)知：1、了解各種電感傳感器的工作原理及結(jié)構(gòu)； 2、掌握自感式傳感器、差動變壓器式傳感器的特性及其應(yīng)用；應(yīng)會：1、能夠分析產(chǎn)生零點(diǎn)殘余電壓的原因

10、及掌握消除方法；2、能夠分析激勵信號頻率的極限和幅頻特性；3、能夠用電感傳感器組建簡單的測量電路；4、能夠使用示波器進(jìn)行信號分析；實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：差動變壓器的性能測定；差動變壓器零點(diǎn)殘余電壓測定及補(bǔ)償；激勵頻率對差動變壓器特性的影響；（四）霍爾傳感器應(yīng)知：1、了解霍爾傳感器的工作原理及其結(jié)構(gòu)組成； 2、了解常用的霍爾集成電路；3、掌握霍爾傳感器的特性及其應(yīng)用；應(yīng)會：1、能夠掌握霍爾傳感器的測量誤差及其補(bǔ)充方法；2、能夠用霍爾傳感器組建簡單的測試電路；實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：直流激勵時(shí)霍爾傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)；（五）溫度傳感器應(yīng)知：1、了解溫度傳感器的概念、特點(diǎn)和種類；2、了解熱敏電阻的工作原理、溫度特性；3、掌握熱

11、電阻的工作原理、分度表原理； 4、了解集成溫度傳感器的種類和各自的工作原理；應(yīng)會：1、掌握熱電阻的測量線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用；2、能夠用集成溫度傳感器組建簡單的測試電路；實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：集成溫度傳感器的特性；Pt100熱電阻測溫實(shí)驗(yàn)；熱敏電阻的特性研究；（六）光學(xué)傳感器應(yīng)知：1、了解光電效應(yīng)及光電器件；2、掌握光電器件的基本應(yīng)用電路； 2、掌握光電傳感器的特性及其應(yīng)用；應(yīng)會：1、能夠辨別光電器件（重點(diǎn)是光敏電阻和光電二極管）；2、能夠用光電傳感器組建簡單的檢測試電路；實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：光電二極管和光敏電阻的特性研究；模塊四 信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換 檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)應(yīng)知：1、了解各種干擾源及其相應(yīng)的防護(hù)措施；2、了解檢測

12、系統(tǒng)中的調(diào)制與解調(diào)、信號放大、轉(zhuǎn)換技術(shù)、非線性校正等信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換技術(shù)；3、了解幾種電磁兼容控制技術(shù)。應(yīng)會：1、能夠在檢測系統(tǒng)中采取比較簡單的抗干擾技術(shù)；傳感器應(yīng)用與檢測實(shí)踐教學(xué)大綱課程編碼：課程類別：職業(yè)能力支撐課課程歸屬：數(shù)字信息技術(shù)學(xué)院編 制 人：徐文編（修）制日期：2013年10月審定組（人）：審定日期： 適用專業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)一、實(shí)踐教學(xué)目的通過課程實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生達(dá)到以下幾個主要目標(biāo)：1、 熟悉誤差的產(chǎn)生及計(jì)算；2、 熟悉各種傳感器的結(jié)構(gòu)、各部件的作用；3、 掌握各類傳感器的工作原理和特性；4、 初步掌握各類傳感器的簡單檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、搭建和調(diào)試技術(shù)；5、 熟悉工程中用各類傳感器組建的檢測系統(tǒng)的抗干擾措施，并初步建立對常用檢測系統(tǒng)的分析與維護(hù)能力。二、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求序號訓(xùn)練項(xiàng)目名稱訓(xùn)練內(nèi)容與基本要求學(xué)時(shí)備注1金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)特性測試、測量應(yīng)用32金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實(shí)驗(yàn)特性測試、測量應(yīng)用33金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)特性測試、測量應(yīng)用34電容式傳感器的位移特性特性測試、測量應(yīng)用35差動變壓器的性能測定電路設(shè)計(jì)、組裝及調(diào)試36差動變壓器零點(diǎn)殘余電壓測定及補(bǔ)償特性測試、測量應(yīng)用27激勵頻率對差動變壓器特性的影響特性測試、測量應(yīng)用18直流激勵時(shí)霍爾傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)特性測試、測量應(yīng)用39集成溫度傳感器的特性特性測試、測量應(yīng)用310Pt100熱電