《自动检测与转换技术》课程标准

《自动检测与转换技术》课程标准 一、课程说明 课程名称 自动检测与转换技术 标准简称 传感器技术 适用专业 物联网应用技术专业 修读学期 第三 制订时间 2022年8月 课程代码 1343090 课程学时 64 制订时间 4 课程类型 B类 课程性质 必修课 课程类别 专业基础课 先修课程 电子技术基础、电子测量基础 后续课程 通信原理、物联网工程应用 对应职业资格证或内容 无线电调试工 合作开发企业 无 执笔人 合作者 无 审核人 修定日期 无 二、课程定位 《自动检测与转换技术》是电子信息大类与自动化大类专业的专业基础课程。在本专业的职业能力培养中所起着承前启后的作用，既是前期理论课的延续，又是学习其他专业课的前提。本课程的前期课程主要有《电子技术基础》等，平行的专业课程主要有《单片机原理及应用》等，后续的专业课程主要有《物联网工程应用》等。 本课程主要培养学生选择、应用、调试和维护通用型传感器的能力，组成各种检测系统的能力和对自动检测系统的分析、调试能力，对测量数据进行简单分析处理的能力，这些能力是构成本专业职业技术领域共性职业能力的重要部分。 三、设计思路 通过对应工业电气与自动化、楼宇自动化智能产品安装调试及维修等岗位的分析，并针对高职学生理论基础相对薄弱，理论学习时间相对较少，学习动力不足的特点，确定了本课程的思路为：以智能家居产品安装调试岗位以及智能设备维修岗位等工作中接触的各种传感器为载体，确定本课程的学习内容，以传感器与检测系统的设计、制作过程为依据，整合、序化教学内容，作为训练学生职业岗位综合能力的主要方法。 在组织教学过程中，从传感器使用者的角度出发，坚持理论联系实际，以技术应用为主，着眼于提高学生选择正确的传感器、解决实际工程检测能力的目的来实施教学。 四、课程培养目标 完成本课程学习后能够获得的理论知识、专业能力、方法能力、社会能力 1．专业能力 （1）通过《自动检测与转换技术》课程的学习，掌握检测技术的基本概念及基本知识。能运用相关知识，在使用检测设备时正确获得检测数据，并对数据进行基本误差分析。 （2）掌握工业检测中常用的15种传感器的基本物理效应、工作原理及其典型结构及主要特性参数，能够运用相关知识准确区分传感器和普通电子设备。 （3）能看懂传感器的性能参数表、产品说明书。能够运用万用表、示波器等设备准确确定传感器是否存在故障。能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器并正确安装。 （4）了解传感器技术最新发展，传感器与检测技术在各领域中的应用。 2．方法能力 （1）能够在所学知识基础上，根据检测要求合理选用各种类型的传感器，并根据设计需要对现有电路做出微调整。 （2）通过本课程的学习，能够根据自动检测电路的功能情况，在针对相关条件，确定传感器进行维护或调换方案。 （3）能够利用网络资源，收集整理传感器相关参数、使用方面的知识，并会进行信息分析处理，形成总结报告 3．社会能力 （1）通过课程学习，培养学生严谨求实的工作态度，爱岗敬业，对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神。 （2）具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。具有理论联系实际的良好学风，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力。 （3）通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力；具备团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质。 （4）通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能力； （5）通过学习能够设计一般工作计划，行动方案； （6）通过学习培养学生掌握安全生产、文明生产与环境保护的相关规定及内容； 五、课程内容、要求及教学设计 （1）标准教学周为16周，课时为64节，每周2次课4课时。其中1周用于复习和考试。其中理论课时安排为42课时，实践课时（含习题课）为22课时。 （2）实践项目包括：家用防盗报警器制作、简易遥控器制作、电子温度计制作、物联网试验箱使用。 （一）课程整体设计 序号 学习情境 知识目标 专业能力 方法能力 社会能力 学时 1 检测与传感器技术基础 1.了解本课程的主要内容和学习方法。 2.掌握检测技术的基本概念。 3.掌握检测系统和传感器的组成并了解各组成部分的作用。 4.了解检测系统的主要应用及检测技术的发展方向。 5.掌握测量的基本概念及常用方法。 6.了解误差的基本概念，熟悉几种测量误差的定义和表示。 7.掌握测量误差的分类。 8.了解传感器的技术指标和选用原则。 1.能运用相关知识，在使用检测设备时正确获得检测数据，并对数据进行基本误差分析。 2.能够使用传感器定义知识，正确区分传感器与普通电子元件。 能够在所学知识基础上，结合以往学习和生活经历，认识传感器的广泛应用，做的知识的迁移。 通过误差试别和计算，培养学生对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神。 6 2 压力传感器 1.了解弹性敏感元件的特性和要求。并了解常用的四种弹性敏感元件的使用方法。 2.掌握应变传感器工作原理和。 3.了解电桥电路的原理和作用。 4.理解压电式传感器工作原理及特性。 5.掌握电容式传感器型工作原理及特性。 6.理解电感式传感器工作原理及特性。 7.掌握电涡流传感器工作原理及特性。 1.掌握单臂、双臂和全桥测量电路的异同点，并能够正确使用电桥计算公式。 2.能够正确运用所学知识，做好传感器使用的前准备工作。 1.能够利用网络资源，收集整理传感器相关参数、使用方面的知识。 2.能够使用万用表、示波器等设备检测元件好坏。 1.学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力。 2.通过相关实训练习，逐步培养学生团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质 20 3 温度传感器 1.了解温度的相关概念。 2.了解热电偶传感器的种类和特点。 3.掌握热电偶的基本定律和实用价值。 4.掌握热电偶的冷端补偿方法和集成温度传感器的测温电路的工作原理。 5.掌握热电偶分度表的应用。 6.了解热电阻的工作原理及特性。 7.掌握热敏电阻的工作原理及特性 1.能够正确使用热电偶，并对其进行冷端补偿。 2.能够对热电偶实际问题进行解答。 3.能够使用热敏电阻作为核心进行温度控制。 4利用万用表、示波器等设备，判别传感器好坏。 能够根据现有电路进行改良使得电路实现新的控制要求。 1.通过改良电路，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力。 2.进一步培养学生团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质 8 4 磁敏传感器 1.掌握霍尔传感器的工作原理及特性。 2.了解霍尔元件的温度、零位特性及补偿。 3.理解霍尔传感器的应用。 4.了解其他磁电式传感器的工作原理和特性。 能够结合磁电转换原理知识，掌握霍尔元件的使用方法。 能够在所学知识基础上，根据检测要求合理选用各种类型的传感器，并根据设计需要对现有电路做出微调整。 通过学习养成积极思考问题、自主学习和解决问题的习惯和能力 6 5 光电、光纤传感器 1.掌握光电效应的三种类型的概念 2.掌握七种常见光电传感器的工作原理、特性和结构。 3.掌握光电传感器的组成及几种常用光电传感器的使用。 4.理解光电传感器的应用电路。 5.了解光纤传感器工作原理和特性。 1.能够使用万用表、示波器等设备，判别传感器好坏。 2.能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器并正确安装。 能够根据现有电路进行改良使得电路实现新的控制要求。 通过太阳能使用，培养学生掌握安全生产、文明生产与环境保护的相关规定及内容； 8 6 数字式传感器及应用 1.了解光栅传感器的组成和结构。 2.了解莫尔条纹形成原理、特点和测量位移的原理。 3.了解磁栅传感器的组成、特点。 4.了解感应同步器的原理、结构、应用 能看懂传感器的性能参数表、产品说明书。 能够利用网络资源，收集整理传感器相关参数、使用方面的知识。 通过复杂的传感器结构学习，培养学生严谨求实的工作态度，爱岗敬业，对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神。 2 7 其他特种传感器 1.了解超声波的原理和应用。 2.掌握超声波传感器工作原理、特性和使用方法。 3.了解气敏传感器工作原理及特性。 4.了解湿敏传感器工作原理及特性。 了解特殊场合对传感器的不同要求，并能够提出解决思路。 培养学生在解决问题的思路。 通过特种传感器的具体使用，培养学生理论联系实际的能力。 6 8 调研传感器应用情况 了解传感器广泛应用 了解传感器技术最新发展，传感器与检测技术在各领域中的应用。 能够利用网络资源，收集整理传感器相关参数、使用方面的知识，并会进行信息分析处理，形成总结报告。 1.通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能力； 2.通过学习能够设计一般工作计划，行动方案； 4 9 复习与考试 全部理论知识 能够灵活使用所学知识 能够收集整理资料，做到有效利用。 养成对待学习实事求是、精益求精的精神。 4 合计 讲授32学时、实践28学时、复习与习题课4学时，共64学时 （二）课程学习单元内容与要求 学习单元情境设计 单元名称 检测与传感器技术基础 学时 6 学习要求 1.学生认可整体教学方案，并同意考核标准。 2.学生能够背诵出传感器定义。 3.学生能够正确区分误差和错误，并能够进行简单的误差计算。 任务分解 任务1 课程内容介绍 任务2 检测技术的误差分析 任务3 传感器的定义、组成、分类 任务4 传感器基本特性 学习单元情境设计 单元名称 压力传感器 学时 20 学习要求 1.学生需要掌握应力、应变的所有公式，并会进行使用。 2.学生能够明确弹性元件的应用。 3.学生能够使用仪表检测压电式传感器好坏。 4.学生尽量独立完成实训项目。 任务分解 任务1 认识力学传感器中的弹性元件 任务2 电阻应变式传感器的原理、结构、应用 任务3 压阻式传感器的原理、结构、应用 任务4 压电式传感器的原理、结构、应用 任务5 电感式传感器的原理、结构、应用 任务6 电涡流传感器的原理、结构、应用 任务7 电容式传感器的原理、结构、应用 任务8 家用防盗报警器的设计制作 学习单元情境设计 单元名称 温度传感器 学时 8 学习要求 1.学生能够使用分度表。 2.学生尽量对立完成实训项目。 3.学生能够使用仪表检测热敏电阻元件好坏。 任务分解 任务1 温度测量基本知识 任务2 热电偶传感器（重点）的原理、结构、应用 任务3 热电阻传感器的原理、结构、应用 任务4 热敏电阻的原理、结构、应用 任务5 温度传感器的原理、结构、应用 学习单元情境设计 单元名称 磁敏传感器及应用 学时 6 学习要求 1.学生掌握霍尔效应的分析与使用。 2.学生尽量对立完成实训项目。 3.学生能够使用仪表检测霍尔元件好坏。 任务分解 任务1 霍尔效应 任务2 霍尔元件的结构与特性参数 任务3 霍尔集成电路的工作原理 任务4 霍尔传感器的应用 任务5 其他磁敏传感器的工作原理和特性 学习单元情境设计 单元名称 光电、光纤传感器 学时 8 学习要求 1.学生能够准确区分内外光电效应。 2.能够针对不同需要调整电路结构。 3.能够使用仪表检测光敏电阻、光敏二极管、光电池的好坏 4.学生尽量独立完成实训项目。 任务分解 任务1 光电传感器及应用 任务2 光纤传感器的原理、结构、应用 任务3 简易遥控器制作 学习单元情境设计 单元名称