传感器与检测技术.docx
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传感器与检测技术
《传感器与检测技术》课程标准
课程名称:
传感器与检测技术
适用专业:
机电一体化专业
教学模式:
课堂教学
总学时:
48
实践学时:
0
第一部分前言
一、课程性质
传感器是现代控制的基本工具,而检测技术则是控制过程获取信息的唯一手段。
《传感器与检测技术》是一门多学科交叉的专业课程,重点介绍各种传感器的工作原理和特性,结合工程应用实际,了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用,培养学生使用各类传感器的技巧和能力,掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法,了解传感器技术的发展动向。
二、课程设计理念
《传感器与检测技术》课程的教学以高等职业教育培养目标为依据,遵循“结合理论联系实际,应知、应会”的原则,以拓展学生专业知识覆盖面为重点。
本课程注重培养学生的专业思维能力。
重点通过对典型传感器产品的讲解,使学生对当前传感器产品现状有较为全面的了解,对传感与检测技术的发展趋势有一个明确的认识,为学生进入社会做前导;
本课程应把创新素质的培养贯穿于教学中。
采用行之有效的教学方法,注重发展学生专业思维和专业应用能力,通过简单具体的实例深入浅出地讲解专业领域的知识。
三、课程设计思路
本课程遵循项目化教学宗旨,采用以点带面,讲解授课为主的教学方式。
课程主要可以分为传感器技术基础、电阻式、压阻式、电容式、电感式、霍尔式、热电光电等几个部分,内容较丰富。
课堂教学上,我们使用重点突破的方法,讲解一个或者两个典型的实例,让学生触类旁通,举一反三,从而带动整个知识面的学习。
我们应该让学生联系已学各门科目的知识点,达到温故知新的目的。
由于涉及的已学课程较多,学生由于基础薄弱,前面课程的遗忘率不容忽视,所以在讲解的过程中,对一些重要的知识点,还要做一个较为详细的说明,从而可以加强学生的知识储备,为本课程的学习扫清障碍。
传统的教学手段与现代教育技术手段灵活运用:
板书、实物模型、多媒体课件等。
尤其是在机械部分,考虑到学生的立体思维能力较为薄弱,多媒体和实物模型的使用能更好地帮助学生理解机构的工作原理。
第二部分课程目标
一、课程目标
教学目标和总体要求是让学生初步掌握检测技术的基本知识和应用,培养学生使用各类传感器的能力,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。
要求理解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;掌握传感器的工程应用方法,并能正确处理检测数据;了解传感器技术发展前沿状况,培养学生科学素养,提高学生分析解决问题的能力。
通过行为导向的项目式教学,加强学生实践技能的培养,培养学生的综合职业能力和职业素养;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。
二、职业能力目标
(一)、知识目标
1.传感器的静态特性、动态特性与技术指标;
2.电阻传感器原理与应用;
3.电感传感器原理与应用;
4.电容传感器原理与应用;
5.光电(光纤、光栅)传感器原理与应用;
6.磁电式传感器与霍尔传感器;
7.压电式传感器原理与应用;
8.温度检测系统;
9.压力检测系统;
10.液位测检系统;
11.流量检测系统。
(二)、能力目标
1.测量误差与数据处理;
2.应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定;
3.圆柱形电容位移测量传感器与数字式容栅千分尺的使用;
4.光电效应、光电器件及光电计数传感器的应用;
5.半导体光吸收型光纤温度传感器;
6.莫尔条纹及其特点,光栅的光学系统与辨向,数字式光栅传感器工程应用;
7.霍尔效应与霍尔元件,霍尔式转速传感器与霍尔开关的使用;
8.压电效应、压电传感器的结构和工作原理与测量电路,压电加速度传感器使用;
9.气体传感器的使用与有害气体测量;
10.湿度传感器的使用与湿度测量;
11.温度传感器的使用与工程检测系统集成;
12.压力传感器的使用与工程检测系统集成;
13.液位传感器的使用与工程检测系统集成;
14.流量传感器的使用与工程检测系统集成。
(三)、素质目标
在以实际操作过程为主的项目教学过程中,锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力;制定工作计划的方法能力;获取新知识、新技能的学习能力;解决实际问题的工作能力。
通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。
第三部分课程内容设计
一、课程项目设计
项目名称
子项目名称
教学模式
学时
1.传感器技术基础
1.1传感器概论
一体化教学
4
1.2传感器分类
一体化教学
1.3传感器的特性及主要技术指标
一体化教学
2.电阻式传感器
2.1电位器式传感器
一体化教学
6
2.2应变式传感器
一体化教学
2.3压阻式传感器
一体化教学
3.电感式传感器
3.1自感式传感器
一体化教学
6
3.2差分变压器式传感器
一体化教学
3.3电涡流式传感器
一体化教学
4.电容式传感器
4.1电容式传感器的结构、工作原理和特性
一体化教学
6
4.2测量电路
一体化教学
4.3保持电容式传感器特性稳定的方法
一体化教学
5.霍尔式传感器
5.1霍尔式传感器的工作原理
一体化教学
6
5.2霍尔式传感器的基本测量电路
一体化教学
5.3霍尔式传感器的误差与补偿
一体化教学
6.压电式传感器
6.1压电效应与压电材料
一体化教学
6
6.2压电式传感器的工作原理
一体化教学
6.3压电式传感器的等效电路与测量电路
一体化教学
6.4压电式传感器的应用
一体化教学
7.热电式传感器
7.1热电偶传感器
一体化教学
6
7.2金属热电阻传感器
一体化教学
7.3热敏电阻
一体化教学
8.光电式传感器
8.1光电效应
一体化教学
4
8.2光电器件
一体化教学
8.3红外线传感器
一体化教学
9.光纤式传感器
9.1光纤传感器基础
一体化教学
4
9.2功能型光纤传感器
一体化教学
9.3非功能型光纤传感器
一体化教学
9.4光纤传感器的应用
一体化教学
总学时
48
二、项目内容及实施
包括项目及子项目名称、学时、学习目标、学习内容、教学方法和建议、工具与媒体、学生已有基础、教师所需执教能力要求。
项目编号
能力训练、项目名称
知识内容及要求
技能内容及要求
训练方式手段及步骤
项目一
传感器技术基础
传感器的静态特性、动态特性与技术指标;
传感器的分类。
传感器的静态特性的标定。
项目驱动法
多媒体讲授法
项目二
电阻式传感器
了解传感器的作用与工程应用;
掌握电阻传感器原理与应用;
了解电阻应变片的原理与主要技术参数;
掌握测量电桥的四种型式与电压灵敏度;
了解测量桥路的调零与非线性误差。
1.电阻应变片的主要技术参数;
2.弹性元件的分类与选择;
3.电阻应变片的选择与粘贴;
4.测量电桥的电压灵敏度与调零;
5.电桥测量电路的制作要领;
6.电子秤测量标定;
7.汽车衡称重系统。
项目驱动法
多媒体讲授法
师生互动法
学生讨论法
动手操作法
头脑风暴法
提问引导
巡回指导法
项目三
电感式传感器
自感传感器与互感传感器;
电感传感器的结构原理与分类;
电感传感器的非线性误差与差动结构;
螺线管差动变压器传感器原理与特性;
差动交流测量电桥的电压灵敏度。
1.电感传感器的主要技术特点;
2.差动电感对非线性误差的改善;
3.测量电桥的电压灵敏度与调零;
4.电桥测量电路的制作要领;
5.电感测微仪的使用。
项目驱动法
多媒体讲授法
师生互动法
学生讨论法
动手操作法
头脑风暴法
提问引导
巡回指导法
项目四
电容式传感器
电容式传感器的工作原理与结构;
电容式传感器的灵敏度及非线性;
电容式传感器的等效电路;
电容式传感器的测量电路;
电容式传感器的应用。
1.电容式传感器的结构形式;
2.圆柱形变面积电容位移传感器的灵敏度及非线性;
3.电容式传感器的测量电路;
4.电容式压力传感器的应用;
5.电容式湿度传感器容栅位移千分尺的使用。
项目驱动法
多媒体讲授法
师生互动法
学生讨论法
动手操作法
头脑风暴法
提问引导
巡回指导法
项目五
霍尔式传感器
霍尔效应与霍尔元件;
霍尔元件的主要参数;
霍尔元件的测量电路;
霍尔元件的温度误差与补偿方法;
霍尔式微位移传感器工作原理。
1.霍尔元件的主要参数;
2.霍尔元件的测量电路;
3.霍尔元件的温度误差与补偿方法;
4.霍尔式微位移传感器工作原理;
5.霍尔高斯计(特斯拉计)的使用;
6.霍尔开关传感器构成的转速测量传感器。
项目驱动法
多媒体讲授法
师生互动法
学生讨论法
项目六
压电式传感器
压电效应与逆压电效应;
压电材料与压电元件;
压电元件的等效电路。
汽车发动机中的汽缸压力防爆震测量;
压电式加速度传感器在汽车碰撞救生中的安装使用;
压电式动态力传感器在车床动态切削力测量中的应用;
压电式动态力传感器在体育动态测量中的应用。
1.压电效应与逆压电效应;
2.压电元件的测量电路;
3.压电式传感器不能用于静态测量的说明;
4.压电式加速度传感器电荷放大器的整定。
项目驱动法
多媒体讲授法
师生互动法
学生讨论法
动手操作法
头脑风暴法
提问引导
巡回指导法
项目七
热电式传感器
温度测量与国际温标;
温度传感器分类;
热电偶温度传感器;
热电偶的工作原理;
热电偶按电极材料分类和按结构分类;
热电偶的分度表与分度号。
热电偶的补偿导线;
热电偶冷端温度的处理;
热电阻温度传感器;
热电阻的工作原理;
热电阻按电极材料分类和按结构分类;
热电阻的分度表与分度号;
1.热电偶温度传感器;
2.热电偶按电极材料分类;
3.热电偶按结构分类;
4.热电偶的分度表与分度号查阅;
5.热电偶补偿导线的使用;
6.热电偶冷端温度的处理;
7.热电偶温度测量系统的组成与标定;
8.热电阻温度传感器;
9.热电阻按电极材料分类和按结构分类;
10热电阻分度表与分度号;
11.热电阻测温系统的标定;
项目驱动法
多媒体讲授法
师生互动法
学生讨论法
动手操作法
头脑风暴法
提问引导
巡回指导法
项目八
光电式传感器
光电效应及光电元件;
光电元件的测量电路;
透射、反射和光辐射型光电传感器(光源本身是被测物的应用实例);
热释电传感器在人体检测、报警中的应用;
吸收式光电式浊度计工作原理;
1.光电效应及光电元件;
2.光电计数传感器的应用;
3.红外线辐射温度计;
4.吸收式烟雾报警器;
5.反射式烟雾报警器;
6.自动门光电传感器;
7.光电式带材跑偏检测控制器;
8.光幕及其应用;
9.反射式光电式转速表的制作与调试。
项目驱动法
多媒体讲授法
师生互动法
学生讨论法
动手操作法
头脑风暴法
提问引导
巡回指导法
项目九
光纤式传感器
光纤传感器原理与应用;
光栅传感器原理与应用。
1.半导体光吸收型光纤温度传感器;
2.光纤转速传感器使用;莫尔条纹及其特点;
3.光栅的光学系统与辨向、细分技术;
4.数字式光栅传感器工程应用。
项目驱动法
多媒体讲授法
师生互动法
学生讨论法
动手操作法
头脑风暴法
提问引导
第四部分实施建议与教学改革
一、教学评价与考核方式
(一)、对学生的评价
1.考核内容
参看第三部分知识内容及要求。
2.考核方法
本课程的成绩评定由平时成绩(40%)和考试成绩(60%)两部分组成。
平时成绩包括出勤、讨论课成绩和作业成绩3部分。
每项具体评分标准如下:
1.出勤及讨论课成绩满分为20分,出勤成绩=出勤次数/统计次数×10,出勤次数由课前学生签名为依据,统计次数为学生出勤考核总次数。
讨论课成绩10分,由讨论课后提交的报告情况评分。
2.作业成绩满分为20分,平时作业最终成绩=累计作业成绩/作业次数,每次作业成绩依据学生提交作业的正确情况评分,每次作业成绩按满分20分打分,雷同记0分,平时作业最终成绩为累计作业成绩的平均成绩。
3.试卷成绩满分为60分,试卷成绩依据学生考试试卷按照标准答案评分。
(二)、对教师的评价
按照学校相关规定进行。
(三)、对课程体系的评价
按照《课程建设工作条例》评价。
二、教学建议
1.本课程在教学活动中,应立足于加强学生实际操作能力的培养,采用项目教学,提高学生的学习兴趣。
2.本课程的教学关键是现场教学,“教”与“学”互动,教师示范,学生操作,学生提问,教师解答、指导。
3.在教学过程中,按照职业要求,创设工作情境,强化实际操作训练;要紧密结合职业技能证书的考核,在实操训练中,使学生掌握相关的传感器结构知识。
4.在教学过程中,尽可能多的采用实物教学、多媒体教学、现场教学模式。
5.尽量采用小班化教学,利于理论与实践一体化教学。
6.教师应因材施教,着力培养学生对本课程的学习兴趣,从而提高学生的学习主动性和积极性。
7.教师应具有双师型工作能力,具有与课程内容相关的机电设备维修能力,边操作、边演示、边讲解。
三、评价建议
1.改革考核手段和方法,加强实践环节的考核,可采用过程考核和结果考核相结合的考核方法。
2.结合课堂提问、学生作业,平时测验、实验实训、及考试情况,综合评定学生的成绩。
3.应注重对学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核。
对在学习和应用上有创新的学生应特别给予鼓励,综合评价学生的能力。
四、课程资源的开发与利用
1.注重实训指导书和实训标准的开发和应用。
2.常用课程资源的开发和利用。
利用多媒体软件、电子教案、传感器实物以及示教台架等课程资源创设生动形象的教学情境,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握。
建议加强常用课程资源的开发,简历多媒体课程资源的数据库,努力实现跨学校多媒体资源的共享,以提高资源利用效率。
3.积极开发和利用网络课程资源。
从分利用网络信息资源,使教学媒体从单一媒体向多种媒体转变。
4.创造一体化教学设备条件。
具备进行多媒体教学和现场教学的专业教室;具备现代机电设备维修、检测级故障诊断所必需的实训设备和场所。
5.产学合作开发实验实训课程资源。
充分利用各维修企业的资源,进行校企合作,建立实训基地,满足学生的实训需求,在此过程中进行实训课程资源开发,同时为学生提供就业机会,开辟就业渠道。
6.开放式实验实训中心的利用。
最大程度地利用开放式实训基地,进行实验实训、现场教学,满足学生职业能力培养的需求。
五、教材的编写与使用建议
1.教材应图文并茂,提高学生的学习兴趣,加深学生对于传感器的认识。
2.对于涉及本专业岗位的实践活动,教材应以岗位的操作规程为基准,并将其纳入其中。
3.教材内容应不断拓展。
将传感器的新技术、新结构、新材料、新工艺及时地纳入教材,以满足机电一体化专业不断发展的实际需要。
4.建议为教材配置专门的多媒体光盘,以利教学和学生自学。
六、工作规范
无
七、说明
1.授课:
理论讲授与实践教学结合在一起进行教学。
2.环境:
多媒体教室
3.能力培养要求:
着重培养学生的自学能力,动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。
4.主讲教师根据本课程标准制定具体的授课计划。
执笔人:
练毅
审核人:
卞云松
2014-10-16
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- 关 键 词:
- 传感器 检测 技术