传感器及检测技术整体设计

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1、传感器及检测技术课程整体教学设计（ 2016 2017学年第 1学期）课程名称： 传感器及检测技术 所属系部： 机电工程学院 制定人： 叶剑锋 合作人： 陆莲芳、刘焕海等 制定时间： 2016.9.25 新疆交通职业技术学院课程整体教学设计一、课程基本信息课程名称：传感器及检测技术课程代码： 学分： 学时：32授课时间：第 2 学期 授课对象：高职课程类型：机电一体化专业主干课、城市轨道交通控制、电气化铁道技术、汽车电子技术、电气自动化专业必修课、先修课程:电工基础 电子技术 后续课程:机电一体化技术、电梯保养与维护平行课程：C 语言与单片机技术、PLC二、课程定位传感器及检测技术是工科高职机

2、电一体化技术、电气自动化专业的一门专业基础课，是认识、维护、设计自动检测系统中的各种信息获得、转换以及信号处理系统及其设备为主要内容的一门专业技术课，同时也是城市轨道交通控制、电气化铁道技术、汽车电子技术、工程机械控制技术等专业的专业基础课程。三、课程目标设计总体目标：知原理 会选型 懂设计 精焊接以培养适应产业经济转型升级所需要的，掌握工业中常用的各种传感器技术、测量技术、综合应用技术等内容，具备高职学生控制系统维护、机电设备维护等相关岗位所需要的“实务”能力的高素质高级应用型技术人才为目标。 培养学生具有高等技术应用性工程技术人员必备的自动检测技术方面的基本知识和基本技能，能应对实践中遇到

3、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。能力目标：通过教学项目的实施，学生能掌握检测技术的基本知识和应用，使学生能够进一步应用传感器解决工程测控系统中的具体问题。同时根据不同传感器的工作原理，常用的测量电路；能够对常用传感器的性能参数与主要技术指标进行校量与标定，并能正确处理检测数据。提高学生分析解决问题的能力和科学素养。独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。知识目标： （1）理解非电量测量的基本知识和各种数据处理方法；（2）掌握常用传感器的工作原理、基本结构、测量电路和各种应用；（3）掌握各种传感器的使用、标定、校

4、准等基本技能。（4）了解智能传感器的发展与应用素质目标： （1）能善于合作，通过分组共同完成实验，培养合作精神；（2）能持续学习，具有对知识分析、归纳、总结、综合的思维能力以及知识的迁移能力，不断更新和跟综检测技术知识，能与时俱进；（3）能够将所学专业知识应用到实践的能力，用知识来分析和判断以及处理问题的能力；（4）学会搜集、处理、运用社会信息的方法和技能。（5）通过对传感器的了解让同学们了解现今社会的科学发展程度，让其能够为祖国的今天感到骄傲和自豪；（5）通过对传感器的学习培养学生对生活中各种以传感器为核心的设备的观察能力，并对其产生浓厚的兴趣。其它目标：培养学生创新创造意识四、课程设计：

5、设计思路：1.总体思路依据新交院-传感器及检测技术课程调研报告制定本课程设计；分析课程的特点，从后续专业课程需求及高职高专专业人才培养目标出发，构建起适合高职院校特点的模块式课程教学内容体系。着力体现该课程“基础性+ 应用性+ 先进性”的特点。 突出检测与转换技术的基本理论、基本知识、基本技能的教学，以体现课程的“基础性” 。 通过开设综合性和创新设计性实验、实作以及项目式教学，体现课程的“应用性” 。利用校园网适度介绍课程领域的新进展并利用先进的实践教学手段（如仿真） ，保持课程的“先进性” 。 课程分三部分进行，理论、实验、课程设计三个部分，其中理论与实验交替展开，掌握基础知识和检修、设计

6、理念，实训为综合技能训练。课程设计为项目化教学方法的延续，按照一个简单检测系统的给定功能要求，综合运用所学知识，拟定检测系统的基本构成方案，对其中的传感器部分进行选择、 选配检测电路并对与微机的接口部分进行设计，记录实验数据并进行数据处理及误差分析，提交设计报告。通过实践环节，使学生达到以下目标：1）更好地掌握和加深理解本课程的基本理论和方法；2）进一步提高学生查阅技术资料、绘制电路图和运用计算机的能力， 初步培养学生进行创新设计的能力；3）学生应在教师指导下独立完成设计任务。要求提供完整的检测系统设计方案、传感器的选择依据及测试结果、检测电路的设计图纸及实验电路、与微机接口的接口电路图（条件

7、允许时，要求提供接口电路） 、 撰写设计说明书。4）课程设计时间由课堂时间和业余时间构成，不单独另开课程设计周,设计成绩单独评分，计入期末总评成绩。2具体思路1）将教学内容分为基本模块和选用模块，将测量基本概念、传感器的基本知识、温度测量、磁电测量作为基本模块，其它量的测量根据不同专业进行选用。2）由于传感器的种类繁多，增加传感器演示实验内容，以开拓学生的视野向学生演示相关的传感器实物，网上的课件、动画资源、习题集试题，都可巩固学生学习的知识。3）课程实验实行开放式实验，增强学生独立操作的实际动手能力。4）本课程综合训练要求学生为自己掌握求职所需的传感器原理的专业能力，含对传感器的应用系统进行

8、分析设计、正确选择传感器。进行 PROTEL 绘图、印制电路板焊接、调试；课程设计作为本课程考核的重要依据。5）综合实训安排在课余时间进行课程设计，题目自主选择，有红外传感器、超声波流量计在粒度仪中的使用；编码器、红外传感器、热电阻在煤气压力表生产、检测的应用；自动化流水线的传感器的应用等，将课堂走进工厂，培养学生对职业岗位的认知。6）加强传感器技术课程教学的课后延伸，如开放实验，生产实习、大学生电子设计制作竞赛、毕业设计等，结合日常生活和生产过程中的实际情况，选用适当的传感器，设计制作自动检测与自动控制的实用小系统。第一次改革内容设计：序号 模块 实验 作品（课外） 学时1 课程导入 体验

9、课程学习计划 22 传感器基础 特性 实例收集 23 检测技术基础 仪器选择 仪表选择 24 电阻式传感器 电子称实验 称重系统设计 45 电容式传感器 位移特性实验 测距系统设计 46 磁电式传感器 振动测量实验 振动测量系统设计 47 霍尔式传感器 测速实验 测速系统设计 48 光电传感器 声光双控实验 声光双控廊灯设计 49 热电偶传感器 测温实验 温度控制系统设计 410 课程总结 作品展示（选择作品进行制作并展示） 2合 计 32第二次改革内容设计：序号 项目 实验 备注 学时0 储备知识 参观实验室验证 必学 21 电子秤设计与制作 电阻应变片实验验证 必学 42 角位移测量仪设计

10、与制作 电容式传感器实验验证 选学3 振动测量仪设计与制作 磁电式传感器实验验证 选学4 转速表设计与制作 “霍尔效应”实验验证 必学 65 “声光双控”廊灯设计与制作 “光电效应”实验验证 必学 86 温度控制系统设计与制作 热电偶实验验证 必学 100 课程总结 每组选择 1 个作品展示 2合 计 32五、能力训练项目设计编号 能力训练项目名称 子项目编号、 名称能力目标知识目标训练方式、手段及步骤 成果11 电路设计及元器件选择1、会电阻应变片的选择与粘贴；2、会测量电桥的电压灵敏度与调零；3、会制作电桥测量电路；4、能设计重量测量电路；1、理解电阻应变片的原理与主要技术参数；2、了解电

11、阻应变片的应用；1、引入项目情景；2、分组讨论、设计电路；3、传感器选择；4、原理讲解；5、应用案例及总结；1、设计电路图纸2、元器件清单1电子秤设计与制作12 分组实验验证及行动计划1、能正确、安全、规范使用实验台；2、能用实验数据进行理论验证；1、巩固电阻式传感器的原理；2、掌握实验报告撰写流程；1、分组实验；2、数据记录；3、器材整理；4、撰写项目实施计划；1、实验报告2、项目实施计划21 电路设计及元器件选择1、能绘制电容式传感器的测量电路；2、能掌握电容式传感器的应用；3、会容栅位移千分尺的使用。4、能设计角位移测量电路；1、理解电容式传感器的工作原理与结构；2、理解电容式传感器的灵

12、敏度及非线性。3、了解电容式传感器的等效电路；1、引入项目情景；2、分组讨论、设计电路；3、传感器选择；4、原理讲解；5、应用案例及总结；1、设计电路图纸2、元器件清单2角位移测量仪设计与制作22 分组实验验证及行动计划1、能正确、安全、规范使用实验台进行实验；2、能用实验数据进行理论验证；1、巩固电容式传感器的原理；2、掌握电容传感器的应用；1、分组实验；2、数据记录；3、器材整理；4、撰写项目实施计划；1、实验报告2、项目实施计划31 电路设计及元器件选择1、能绘制磁电式传感器的测量电路；2、能掌握磁电式传感器的应用；3、能总结振动测量的几种方案；4、能设计振动测量电路；1、理解磁电式传感

13、器的工作原理与结构；2、理解磁电式传感器的灵敏度及非线性。3、了解磁电式传感器的等效电路；1、引入项目情景；2、分组讨论、设计电路；3、传感器选择；4、原理讲解；5、应用案例及总结；1、设计电路图纸2、元器件清单3振动测量仪设计与制作32 分组实验验证及行动计划1、能正确、安全、规范使用实验台进行实验；2、能用实验数据进行理论验证；1、巩固磁电式传感器的原理；2、能优化项目实施计划；1、分组实验；2、数据记录；3、器材整理；4、撰写项目实施计划；1、实验报告2、项目实施计划41 电路设计及元器件选择1、能用霍尔传感器在汽车转速测量进行设计；2、能将测速传感器检测电路的制作成品；3、能设计转动测

14、量电路；1、能理解霍尔效应与霍尔元件、主要参数、测量电路；2、能熟悉霍尔元件的温度误差与补偿方法；3、霍尔式微位移传感器工作原理。1、引入项目情景；2、分组讨论、设计电路；3、传感器选择；4、原理讲解；5、应用案例及总结；1、设计电路图纸2、元器件清单4转速表设计与制作42 分组实验验证及行动计划1、能正确、安全、规范使用实验台进行实验；2、能用实验数据进行理论验证；1、巩固霍尔式传感器的原理；2、能优化项目实施计划；1、分组实验；2、数据记录；3、器材整理；4、撰写项目实施计划；1、实验报告2、项目实施计划51 电路设计及元器件选择1、能绘制光敏传感器的测量电路；2、能掌握光电式传感器的应用

15、；3、能总结声光双控廊灯的几种方案；4、能设计项目实施电路；1、理解光电式传感器的工作原理与结构；2、理解光电式传感器的灵敏度及非线性。3、了解光电式传感器的等效电路；1、引入项目情景；2、分组讨论、设计电路；3、传感器选择；4、原理讲解；5、应用案例及总结；1、设计电路图纸2、元器件清单5“声光双控”廊灯设计与制作52 分组实验验证及行动计划1、能正确、安全、规范使用实验台进行实验；2、能用实验数据进行理论验证；1、巩固光电式传感器的原理；2、能优化项目实施计划1、分组实验；2、数据记录；3、器材整理；4、撰写项目实施计划；1、实验报告2、项目实施计划61 电路设计及元器件选择1、会进行热电

16、偶的分度表与分度号查阅。2、会热电偶冷端温度的处理；3、能设计热电偶温度测量系统的组成与标定；4、能设计温度控制测量电路；1、理解温度测量与国际温标(ITS-90)； 温度传感器分类 ；热电偶温度传感器；2、掌握热电偶的工作原理 ；3、了解热电偶按电极材料分类和按结构分类；1、引入项目情景；2、分组讨论、设计电路；3、传感器选择；4、原理讲解；5、应用案例及总结；1、设计电路图纸2、元器件清单6温度控制系统设计与制作62 分组实验验证及行动计划1、能正确、安全、规范使用实验台进行实验；2、能用实验数据进行理论验证；1、巩固热电偶传感器的原理；2、能优化项目实施计划；1、分组实验；2、数据记录；3、器材整理；4、撰写项目实施计划；1、实验报告2、项目实施计划六、项目情境设计1 电子秤