《传感器应用与检测》教学大纲含实践教学大纲.docx
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《传感器应用与检测》教学大纲含实践教学大纲
《传感器应用与检测》教学大纲(66课时)
课程编码:
课程类别:
职业能力支撑课
课程归属:
数字信息技术学院
编制人:
徐文
编(修)制日期:
2013年8月
审定组(人):
审定日期:
适用专业:
物联网应用技术
一、课程的性质和任务
《传感器应用与检测》是物联网应用技术专业一门重要的职业能力课,其任务是让学生了解常用传感器的工作原理、特性,掌握力敏传感器、湿度传感器、温度传感器、光电传感器、磁敏传感器、超声波传感器等传感器在实践中的应用,以及传感器与微处理器接口电路的基本应用。
并使学生初步获得误差理论、自动检测方法及抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能,能将所学的自动检测技术灵活地应用,为今后课程设计、毕业设计和从事本专业技术工作提供高级专业技术支持。
本课程的教学任务是:
1.掌握常用传感器的原理、结构、转换电路和应用
2.掌握常用非电量的测量方法
3.了解自动检测技术中的基本概念、误差分析及补偿电路的设计方法
4.掌握检测系统组成的方法及常用的抗干扰技术
5.了解现代传感器的发展趋势和新型传感器的应用
二、课程基本要求
《传感器应用与检测》是一门理论和实践相结合但更注重实践的课程,在教学中要强调有关自动检测的基本概念和基本原理的理解和掌握,尤其注重理论联系实际,重视实验环节,加强传感器应用的实际操作能力的培养。
《传感器应用与检测》课程基本知识、基本技能、基本素养结构图
了解测量的基本知识,测量误差的概念及误差的分类;了解传感器的定义、组成及分类
了解各种电阻传感器、电容传感器的组成及其原理,并掌握电阻传感器、电容传感器的应用;
基本
知识
了解各种电感式、压电式、热电式传感器的组成及原理,并掌握用这些传感器在工程中的应用;
了解各种光电式、磁敏、辐射传感器的组成及原理,并掌握用这些传感器在实际项目的应用电路;
了解各种数字式传感器的组成及原理,并掌握用这些传感器在实际项目的应用电路;
了解抗干扰技术,并掌握检查技术中常用的抗干扰技术
检测与转换技术及应用
能计算测量误差
基本
技能
能使用电阻传感器、电感式传感器、电涡流式传感器、电容式传感器、电压式传感器、超声波传感器、霍尔传感器、热电偶传感器、光电传感器、数字式位置传感器中的数种传感器组建简单的应用电路
能设计简单的抗干扰电路
能使用多种传感器构建简单的检测系统
1、具有良好的从业道德
基本素养
2、严谨科学的态度
3、团队合作精神
三、教学条件
1、上课条件:
多媒体教室
2、实践条件:
传感器实训室、传感器试验箱
四、教学方法
1、教学设计的宗旨:
以学到实用技能、提高职业能力为出发点,注重提高学生实践动手能力及应用能力。
2.采用多种方法的组合教学手段:
理论教学在多媒体教室进行,实训教学(操作)在电子实训室实现,理论教学和实训操作相结合。
根据不同章节的教学内容采用不同的教学方法,采用电子课件+教案教学形式,主要教学方法采用讲授式、讲练结合式、讨论式、启发式和错误提示式等多种形式。
实训采用专门的实训内容,以学生操作为主,精讲多练,注重培养学生的自主学习能力。
五、课时分配
本课程正课时间内理论讲授需10课时,实验需30课时左右,机动和考试时间2课时,小计42课时。
另外安排综合实践24课时。
具体分配见下表。
教学内容
理论课学时数
实践课学时数
合计学时数
(一)检测技术概述及传感器简介
3
0
3
(二)传感器检测电路基础
6
6
(三)传感器原理及检测实训
0
30
30
(四)信号调理与转换
1
0
1
(五)课程综合实践(传感器系统设计)
0
24
24
考试
2
2
合计
10
56
66
六、考核方式
1、本课程采用形成性考核方式,总成绩由平时考核和期末考试两部分形成。
总成绩=平时考核成绩(50分)+期末考试成绩(50分)。
2、平时考核成绩(50分)=平时态度(考勤,课堂讨论、课堂实训等表现,作业或实践报告上交情况)(20分)+实践训练成绩(30分)。
3、期末采用操作考试的方式。
七、开课要求
Ø授课教师资格:
具有大学本科及以上学历或中级及以上职称。
Ø学生资格:
电子类专业高职学生。
Ø设备条件:
多媒体教室、电子实训室、传感器试验箱。
Ø保障措施:
授课内容的实践性强,要求任课教师具有一定的实践能力;授课过程中,应安排课堂提问、课外作业;每一部分内容结束时,应安排实践技能考核;授课时应多采用启发式教学,以提高教学效果;
八、教材与参考书目
1.《传感器与检测技术》,高等教育出版社陈杰,黄鸿编著,2002
2.《自动检测技术与装置》,化学工业出版社,张宏建,蒙建波编著,2004
3.《自动检测技术实训教材》清华大学出版社,俞志根,李天真编著,2004
九、教学内容
模块一传感器应用及检测技术概述
应知:
1、了解传感器的基本概念、组成、分类及工程应用;
2、了解检测技术的基本概念及方法;
3、掌握检测误差的概念及数据处理;
4、了解常规检测仪表与系统的基本类型和基本特性。
应会:
1、能够计算测量误差;
2、能够采取一定的措施降低测试误差;
3、能够区分各种传感器;
4、能够简单的选择和使用各种传感器。
模块二传感器检测电路基础
应知:
1、理解电路的基本概念:
电路和电路模型、电路的基本物理量、电压源和电流源、电桥电路的原理、受控源;
2、掌握电路的基本定律和转换方法:
基尔霍夫定律、电路的等效变换;
3、理解运算放大器的基本概念;
应会:
1、电路中电位的计算;
2、负载最大功率计算;
3、掌握电路的基本分析方法:
支路电流法、回路电流法、节点电压法、叠加定理、戴维南定理;
4、掌握传感器检测电路的分析与设计方法,具体包括:
差动放大电路、直流电桥电路、交流电桥电路、差动整流电路、相敏检波电路。
模块三传感器原理及检测实训
(一)电阻应变式传感器
应知:
1、了解各种电阻传感器的工作原理及结构;
2、掌握电阻应变传感器的特性及其应用;
3、理解电阻应变传感器的温度误差及其补偿;
应会:
1、电阻应变传感器的测量电路分析(重点是直流电桥电路分析);
2、能够用电阻传感器组建简单的测试电路;
实训项目:
金属箔式应变片——单臂电桥性能实验;
金属箔式应变片——半桥性能实验;
金属箔式应变片——全桥性能实验;
(二)变面积式差动电容传感器
应知:
1、了解各种电容式传感器的工作原理及其结构;
2、理解电容传感器的输入-输出特性及其应用;
应会:
1、掌握电容式传感器的等效电路、测量转换电路分析;
2、能够用电容式传感器组建简单的测试电路;
3、能够使用最小二乘法做输出特性拟合直线;
实训项目:
电容式传感器的位移特性;
(三)螺线管互感差动变压器
应知:
1、了解各种电感传感器的工作原理及结构;
2、掌握自感式传感器、差动变压器式传感器的特性及其应用;
应会:
1、能够分析产生零点残余电压的原因及掌握消除方法;
2、能够分析激励信号频率的极限和幅频特性;
3、能够用电感传感器组建简单的测量电路;
4、能够使用示波器进行信号分析;
实训项目:
差动变压器的性能测定;
差动变压器零点残余电压测定及补偿;
激励频率对差动变压器特性的影响;
(四)霍尔传感器
应知:
1、了解霍尔传感器的工作原理及其结构组成;
2、了解常用的霍尔集成电路;
3、掌握霍尔传感器的特性及其应用;
应会:
1、能够掌握霍尔传感器的测量误差及其补充方法;
2、能够用霍尔传感器组建简单的测试电路;
实训项目:
直流激励时霍尔传感器位移特性实验;
(五)温度传感器
应知:
1、了解温度传感器的概念、特点和种类;
2、了解热敏电阻的工作原理、温度特性;
3、掌握热电阻的工作原理、分度表原理;
4、了解集成温度传感器的种类和各自的工作原理;
应会:
1、掌握热电阻的测量线路设计与应用;
2、能够用集成温度传感器组建简单的测试电路;
实训项目:
集成温度传感器的特性;
Pt100热电阻测温实验;
热敏电阻的特性研究;
(六)光学传感器
应知:
1、了解光电效应及光电器件;
2、掌握光电器件的基本应用电路;
2、掌握光电传感器的特性及其应用;
应会:
1、能够辨别光电器件(重点是光敏电阻和光电二极管);
2、能够用光电传感器组建简单的检测试电路;
实训项目:
光电二极管和光敏电阻的特性研究;
模块四信号调理与转换检测系统的抗干扰技术
应知:
1、了解各种干扰源及其相应的防护措施;
2、了解检测系统中的调制与解调、信号放大、转换技术、非线性校正等信号调理与转换技术;
3、了解几种电磁兼容控制技术。
应会:
1、能够在检测系统中采取比较简单的抗干扰技术;
《传感器应用与检测》实践教学大纲
课程编码:
课程类别:
职业能力支撑课
课程归属:
数字信息技术学院
编制人:
徐文
编(修)制日期:
2013年10月
审定组(人):
审定日期:
适用专业:
物联网应用技术
一、实践教学目的
通过课程实训,使学生达到以下几个主要目标:
1、熟悉误差的产生及计算;
2、熟悉各种传感器的结构、各部件的作用;
3、掌握各类传感器的工作原理和特性;
4、初步掌握各类传感器的简单检测系统的设计、搭建和调试技术;
5、熟悉工程中用各类传感器组建的检测系统的抗干扰措施,并初步建立对常用检测系统的分析与维护能力。
二、实践教学内容与要求
序号
训练项目名称
训练内容与基本要求
学时
备注
1
金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
特性测试、测量应用
3
2
金属箔式应变片——半桥性能实验
特性测试、测量应用
3
3
金属箔式应变片——全桥性能实验
特性测试、测量应用
3
4
电容式传感器的位移特性
特性测试、测量应用
3
5
差动变压器的性能测定
电路设计、组装及调试
3
6
差动变压器零点残余电压测定及补偿
特性测试、测量应用
2
7
激励频率对差动变压器特性的影响
特性测试、测量应用
1
8
直流激励时霍尔传感器位移特性实验
特性测试、测量应用
3
9
集成温度传感器的特性
特性测试、测量应用
3
10
Pt100热电阻测温实验
电路设计、组装及调试
3
11
热敏电阻的特性研究
特性测试、测量应用
2
12
光电二极管和光敏电阻的特性研究
特性测试、测量应用
1
合计
12个
30
三、实践场所及设备
实验场所:
电子实训室
实验设备:
传感器试验箱
四、考核与成绩评定办法
1、实践训练项目采用形成性考核方式,占课程总成绩的20%。
2、实训成绩(30分)=实践报告(10分)+实际操作能力(20分)。
3、课程总成绩评定的具体办法见“《传感器应用与检测》教学大纲”。
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