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1、传感器技术课程标准招生对象：高中毕业生及同等学力者教学时数：56H学历层次：高职课程代码：9040501修业年限：全日制三年学分数：3.0适用专业：电子信息工程技术制订人：一、课程概述1 .课程定位传感器技术是高等专科学校电子信息工程技术专业的一门职业技能课。主要介绍了传感器原理、结构、测量电路及应用。要求学生掌握常用传感器原理、结构、特性和用途，能正确选用传感器；理解传感器的信号处理方法及测量电路以及在电子产品中传感器和测量电路的使用、调整能力。本课程是一门技术密集的新型学科。直接与本课程有关的课程有数学、物理、电工技术、电子技术、自控原理、微机原理等。在学习时，需对相关课程有一定的基础和回
2、顾。先修课程：模拟电路，数字电路，电测技术、单片机技术等。后续课程：单片机、智能仪器等。2 .设计思路1）注重知识和能力的双向培养就知识体系而言，通过本课程的学习，使学生建立针对传感器的从原理到应用的系统化认识，即了解如何获取被测对象信息、掌握传感器的基本原理、掌握各种传感器的特点和使用的一般性原则；就能力培养而言，要培养学生的创新意识和创新能力，引导学生勤思考、能动手、敢创新，使学生具备自主建立不断演进的知识体系的能力，适应终身学习的能力需要。2）内容设计的层次性和模块化在内容设计上，我们将本课程分为理论教学、实践教学和课外研学三个层次。理论教学又分为四大模块：传感器技术基础、常用传感器原理
3、与应用、现代新型传感器、传感器技术综合应用。理论教学内容设计兼顾了系统性和先进性的统一，基础性和应用性的统一,并将生动具体的教学案例和教学内容融入课堂教学之中。实践教学主要有两种类形：基础性实验、创新性实验。课外研学主要要求学生利用网络技术查找相关文献资料拓展丰富课堂教学内容。二、课程目标1 .课程总目标课程主要以各种类传感器应用案例来阐述基本理论，使学生学会各类传感器的结构、工作原理、测量电路、应用范围、应用的技术要求。达到能分析判断各种类自动控制系统与传感器有关的故障，能熟练使用、更换相关的传感器及配套电路。2 .职业技能目标1）掌握常见的测量方法，并能够对测量数据进行分析。2）熟练掌握各
4、种常见传感器的结构特点。3）能对常见传感器的工作原理进行分析。4）掌握各传感器测量电路的工作原理。5）熟练掌握各传感器的应用范围。6）达到能分析判断各种类自动控制系统与传感器有关的故障。7）能熟练使用、更换相关的传感器及配套电路。8）具备独立分析解决传感器方面问题的能力，试验及实际操作能力。9）利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。三、内容标准及实施建议1 .课题/项目安排及学时分配本课程分为检测基本理论、传感器原理及应用两大部分。共安排56学时。表1课题/项目安排表项目序号课题/项目名称学时H1检测的基本理论6h2电阻式传感器的原理及应用IOh3电感式传感器原理及应用
5、6h4电涡流式传感器原理及应用4h5电容式传感器的原理及应用6h6压电传感器的原理及应用4h7超声波传感器原理及应用4h8霍尔传感器原理及应用6h9热电偶传感器原理及应用4h项目序号课题/项目名称学时H10光电传感器原理及应用6h合计56h2.课题/项目内容及实施各教学项目的教学内容设计见表21-213。表21项目1教学内容设计表项目1检测的基本理论学时H6h教学目标1. 了解检测及传感器的含义及工业检测涉及的内容；2. 理解自动检测系统的组成；3. 了解几种测量方法的分类；4. 掌握绝对误差、相对误差及精度的计算；5. 了解随机误差的概念及处理方法；6. 了解传感器的分类、组成及特性。教学内
6、容1 .检测及传感器的含义及工业检测涉及的内容；2 .自动检测系统的组成；3 .测量方法的分类；4 .绝对误差、相对误差及精度的计算；5 .随机误差的概念及处理方法；6 .传感器的分类、组成及特性。重点难点本项目重点是掌握绝对误差、相对误差及精度的计算，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是传感器的分类、组成及特性，通过举例，使学生理清思路，从中体会。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1检测及传感器的含义及工业检测涉及的内容讲授法；讨论法；现场教学法1.52自动检测系统的组成讲授法；讨论法；现场教学法13测量方法的分类讲授法；讨论法；现场教学法0.54绝对误差、相对误差及
7、精度的计算讲授法；举例15随机误差的概念及处理方法举例、讨论16传感器的分类、组成及特性讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：光电检测仪。考核评价1 .考察学生能否掌握上网搜索科技文献资料的能力，了解一个特定对象的工作原理和结构、框图等。2 .考察学生能否了解最基本的误差计算。表22项目2教学内容设计表项目2电阻式传感器的原理及应用学时HIOh教学目标1. 了解电阻应变式传感器的分类、特性及应用；2. 了解掌握测量应变、拉力、荷重、转矩的方法及计算；3. 了解金属热电阻的分类、特点及接线方法；4. 了解热敏电阻的分类、特性及
8、应用；5. 了解气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用；6. 了解湿敏电阻传感器的结构、原理及应用。教学内容1 .电阻应变式传感器的分类、特性及应用；2 .测量应变、拉力、荷重、转矩的方法及计算；3 .金属热电阻的分类、特点及接线方法；4 .热敏电阻的分类、特性及应用；5 .气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用；6 .湿敏电阻传感器的结构、原理及应用。重点难点重点：电阻应变式传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。难点：电桥的工作原理、调零，通过计算对比分析，使学生理清思路，从中体会。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1电阻应变式传感器的分类、特性及应用讲授法；讨论法
9、；现场教学法；案例教学法32测量应变、拉力、荷重、转矩的方法及计算讲授法；讨论法；案例教学法13金属热电阻的分类、特点及接线方法讲授法教学法讨论法；现场案例教学法14热敏电阻的分类、特性及应用讲授法教学法讨论法；现场案例教学法15气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用讲授法教学法讨论法；现场案例教学法26湿敏电阻传感器的结构、原理及应用讲授法教学法讨论法；现场案例教学法2教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种应变片、各种圆盘和直线电位器、各种热敏电阻。考核评价1 .考察学生能否掌握不同应变片的用途，以及不平衡电桥的调零的概念。2 .考察学生能否理解一只很简单的电
10、位器传感器能有那些其他用途。3 .考察学生能否了解不同热敏电阻的特性及用途。表23项目3教学内容设计表项目3电感式传感器原理及应用学时H6h教学目标1. 了解自感传感器的分类及特点；2. 了解自感传感器转换桥路及应用；3. 了解差动变压器结构、工作原理及差动整流电路；4. 了解变换压力的弹性敏感元件结构及特点；5. 掌握电感测微仪的结构及应用。教学内容1.自感传感器的分类及特点；2 .自感传感器转换桥路及应用；3 .差动变压器结构、工作原理及差动整流电路；4 .变换压力的弹性敏感元件结构及特点；5 .电感测微仪的结构及应用。重点难点本项目重点是差动变压器结构及工作原理，通过教学时对实例的详细讲
11、解，让学生从中理解。本项目难点是电感测微仪的结构及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1自感传感器的分类及特点讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12自感传感器转换桥路及应用讲授法；讨论法；案例教学法13差动变压器结构、工作原理及差动整流电路讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法24变换压力的弹性敏感元件结构及特点讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法15电感测微仪的结构及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种电感传感器。考核评价考察学生能否掌握一次仪表的使用，4
12、20mA仪表的计算。表24项目4教学内容设计表项目4电涡流式传感器原理及应用学时H4h教学目标1 .了解电涡流传感器工作原理、结构及特点；2 .理解电涡流传感器的转换电路及应用；3 .掌握接近开关的概念、结构、分类、特点及用途。教学内容1 .电涡流传感器工作原理、结构及特点；2 .电涡流传感器的转换电路及应用；3 .接近开关的概念、结构、分类、特点及用途。重点难点本项目重点是电涡流传感器工作原理及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是接近开关的特点及用途，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1电涡流传感器工作原理、结构及特点
13、讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法12电涡流传感器的转换电路及应用讲授法；讨论法；案例教学法13接近开关的概念、结构、分类、特点及用途讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法2教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：电涡流传感器及接近开关。考核评价1 .考察学生能否掌握接近开关的使用。2 .考察学生能否掌握电涡流传感器的用途。表25项目5教学内容设计表项目5电容式传感器的原理及应用学时H6h教学目标1 .了解电容传感器工作原理、分类及转换电路；2 .掌握电容传感器的应用；3 .掌握差压式流量计的原理及结构。教学内容1 .电容传感器工作原理、分类及转换电路；2 .电
14、容传感器的应用；3 .电容接近开关的原理及应用；4 .差压式流量计的原理及结构。重点难点本项目重点是电容传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是差压式流量计的原理及结构，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1电容传感器工作原理、分类及转换电路讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法12电容传感器的应用讲授法；讨论法；案例教学法23电容接近开关的原理及应用讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法14差压式流量计的原理及结构讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法2教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设
15、备；教具：各种电容传感器。考核评价1.考察学生能否掌握电容传感器的工作原理及其应用。表26项目6教学内容设计表项目6压电传感器的原理及应用学时H4h教学目标1 .了解压电效应及电荷放大器原理；2 .理解振动的基本概念及脉动力、振动加速度的测量；3 .掌握频谱图的读法。教学内容1.压电效应及电荷放大器原理；2 .振动的基本概念及脉动力、振动加速度的测量；3 .频谱图的读法。重点难点本项目重点是压电传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是振动加速度的测量，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1压电效应及电荷放大器原理
16、讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法12振动的基本概念及脉动力、振动加速度的测量讲授法；讨论法；案例教学法23频谱图的读法讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种压电传感器。考核评价考察学生能否掌握压电传感器的工作原理及其应用。表27项目7教学内容设计表项目7超声波传感器原理及应用学时H4h教学目标1. 了解超声波的特性；2. 了解超声探头的构造和应用；3. 掌握超声探伤的方法。教学内容1 .超声波的物理特性；2 .超声探头的构造和应用；3 .超声探伤的方法。重点难点本项目重点是掌握超声探伤的方法，通过教学时对实例的详细
17、讲解，让学生从中理解。本项目难点是超声探伤的方法，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1超声波的物理特性讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法12超声探头的构造和应用讲授法；讨论法；案例教学法13超声探伤的方法讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法2教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种超声波传感器。考核评价考察学生能否掌握超声波传感器在无损探伤中的应用。表28项目8教学内容设计表项目8霍尔传感器原理及应用学时H6h教学目标1 .了解霍尔效应及霍尔传感器的参数；2 .理解霍尔集成电路的结构、特性、分类及特性曲线。3
18、 .掌握霍尔传感器的三类应用；4 .了解磁敏电阻传感器的原理及应用；5 .掌握常用接近开关的分类及霍尔接近开关的应用。教学内容1 .霍尔效应及霍尔传感器的参数；2 .霍尔集成电路的结构、特性、分类及特性曲线。3 .霍尔传感器的三类应用；4 .磁敏电阻传感器的原理及应用；5 .常用接近开关的分类及霍尔接近开关的应用。重点难点本项目重点是霍尔传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是霍尔接近开关的应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1霍尔效应及霍尔传感器的参数讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12霍尔集成电路
19、的结构、特性、分类及特性曲线讲授法；讨论法；案例教学法13霍尔传感器的三类应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法24磁敏电阻传感器的原理及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法15常用接近开关的分类及霍尔接近开关的应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种霍尔元件、霍尔传感器。考核评价考察学生能否利用霍尔IC测量磁场和计算电流传感器的输入、输出。表29项目9教学内容设计表项目9热电偶传感器原理及应用学时H4h教学目标1 .了解热电效应及热电偶结构；2 .掌握常用热电偶的型号特点及选用方法；3 .了解冷端延长的方法
20、及补偿导线的用途；4 .掌握计算修正法。教学内容1 .热电效应及热电偶结构；2 .常用热电偶的型号特点及选用方法；3 .冷端延长的方法及补偿导线的用途；4.热电偶的应用;5.计算修正法。重点难点本项目重点是热电偶传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是计算修正法,通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1热电效应及热电偶结构讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法12常用热电偶的型号特点及选用方法讲授法；讨论法；案例教学法13冷端延长的方法及补偿导线的用途讲授法；讨论法；现场教学法;案例教学法14热电偶的应用讲授法；讨
21、论法；现场教学法;案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种热电偶。考核评价考察学生能否正确选择热电偶的型号、规格，冷端补偿导线，并正确接线。表210项目10教学内容设计表项目10光电传感器原理及应用学时H6h教学目标1 .了解光电效应的三种类型；2 .掌握光敏电阻、光敏二极管、三极管的原理及应用；3 .理解光电传感器的四大类型的应用；4 .掌握光电开关及应用；5 .了解光纤传感器的原理及应用。教学内容1 .光电效应的三种类型；2 .光敏电阻、光敏二极管、三极管的原理及应用；3 .光电传感器的四大类型的应用；4 .光电开关及应用；5 .光纤传感器的原理
22、及应用。重点难点本项目重点是光电传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是光电开关及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1光电效应的三种类型讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12光敏电阻、光敏二极管、三极管的原理及应用讲授法；讨论法；案例教学法13光电传感器的四大类型的应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法24光电开关及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法15光纤传感器的原理及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种光电
23、器件、光电传感器。考核评价考察学生能否利用简单的光敏电阻、光敏三极管等元件，完成光照度的测量和画出继电器的控制电路。四、考杉评价考核要求：本课程考核方式为考试，以闭卷为主，结合实验、平时作业和课堂提问,各占50%、20乐20%、10%o试卷中：概念题占30%,以单项选择题为主；计算题占20%；分析题占35%；综合题占15%。五、教学实施条件1.师资基本条件承担本课程教学任务的教师要有一定的工程实践经验，熟练掌握检测技术的基本知识,能对测量结果进行准确细致地分析；熟练掌握各种传感器功能，结构及工作原理；熟练掌握各种传感器在工程监测中的应用。在教学中注重培养学生的学习能力和社会能力；应注意培养学生
24、独立分析问题、解决问题的能力，以及在团队中与人沟通、交流和相互协作的能力；能够工作积极，具有教师的职业道德。2 .实践教学条件本课程实施配置的实训室和实习场地具体情况如表2-11所示。表2-11校内实训教学条件一览表实训场地名称主要功能主要设备配置（各60台套）传感器技术实训室1 .电阻应变式传感器的测试；2 .差动变压器式传感器对位移的测量应用；3 .电容式传感器的测量；4 .压电式加速度传感器的应用测量；5 .霍尔传感器的测量。传感器主试验台30台传感器电路模块30台各种传感器30台光功率计15只数字示波器30台万用表30只计算机30台另外，我系已建立了10个以上具备顶岗实习、工学交替、产
25、学结合功能的校外实习基地，逐步形成了从认知实习到生产学习、从顶岗实习到就业相结合的校外实习基地网络,内时建立了较完善的校外实习管理制度，确保学生在外学习的质量及安全。3 .教学资源条件为配合学生对课程的自主学习方式，增加学习渠道，根据“传感器技术”课程教与学的要求，为本课程设置了如下表现形式：教材、电子课件、电子讲义、习题库、试卷库、教材教参、教学录像、教学动画库等。课程参考书目：传感器技术及应用薛永毅主编，北京航空航天大学出版社传感器与检测技术谢志萍主编，电子工业出版社传感器与检测技术陈杰主编，高等教育出版社传感器及应用王煜东主编，机械工业出版社传感器原理及工程应用郁有文主编，西安电子科技大
26、学出版社六、其它建议和说明1 .教学组织实施建议本课程宜采用讲授与讨论相结合的形式。一部分内容由教师“精讲”，在此基础上，部分内容由学生自学，然后由学生在课堂上讲解、讨论，最后由教师补充、概括和总结。在自学中，指导学生多方面收集资料，开阔视野，不局限于教材的内容。目的在于调动学生的主观能动性，既掌握知识，又培养能力。另外，宜采用实物、图片、幻灯、录象片、演示实验等教学手段，加大课堂信息量,提高课堂教学效果，培养学生的学习兴趣。2 .教学评价建议考核应以知识、技能作为评价的两个主要内容。态度作为评价因素，指导教师的全过程评价为依据。衡量指标：遵守纪律、服从指挥的表现；以及团结协作、与人沟通能力等。3 .课程资源的利用和开发D充分利用图书资源，为学生提供完备的参考书籍。教师应为学生指明参考书目，强化针对性学习。2）计算机的应用将传感器的教学与计算机的应用相结合，讲授如何在计算机测控系统中使用传感器的实例。指导学生进行传感器与计算机相融合的系统设计。
