《傳感器技術》課程標準

1、“傳感器技術”課程標準招生對象：高中畢業(yè)生及同等學力者教學時數(shù)：56H學歷層次：高職課程代碼：9040501修業(yè)年限：全日制三年學 分 數(shù)：3.0適用專業(yè)：電子信息工程技術制 訂 人：朱 贛一、課程概述1課程定位傳感器技術是高等?？茖W校電子信息工程技術專業(yè)的一門職業(yè)技能課。主要介紹了傳感器原理、結構、測量電路及應用。要求學生掌握常用傳感器原理、結構、特性和用途，能正確選用傳感器；理解傳感器的信號處理方法及測量電路以及在電子產(chǎn)品中傳感器和測量電路的使用、調整能力。本課程是一門技術密集的新型學科。直接與本課程有關的課程有數(shù)學、物理、電工技術、電子技術、自控原理、微機原理等。在學習時，需對相關課程有

2、一定的基礎和回顧。先修課程：模擬電路，數(shù)字電路，電測技術、單片機技術等。后續(xù)課程：單片機、智能儀器等。2設計思路1）注重知識和能力的雙向培養(yǎng)就知識體系而言，通過本課程的學習，使學生建立針對傳感器的從原理到應用的系統(tǒng)化認識，即了解如何獲取被測對象信息、掌握傳感器的基本原理、掌握各種傳感器的特點和使用的一般性原則；就能力培養(yǎng)而言，要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，引導學生勤思考、能動手、敢創(chuàng)新，使學生具備自主建立不斷演進的知識體系的能力，適應終身學習的能力需要。2）內容設計的層次性和模塊化在內容設計上，我們將本課程分為理論教學、實踐教學和課外研學三個層次。理論教學又分為四大模塊：傳感器技術基礎、常用

3、傳感器原理與應用、現(xiàn)代新型傳感器、傳感器技術綜合應用。理論教學內容設計兼顧了系統(tǒng)性和先進性的統(tǒng)一，基礎性和應用性的統(tǒng)一，并將生動具體的教學案例和教學內容融入課堂教學之中。實踐教學主要有兩種類形：基礎性實驗、創(chuàng)新性實驗。課外研學主要要求學生利用網(wǎng)絡技術查找相關文獻資料拓展豐富課堂教學內容。二、課程目標1課程總目標課程主要以各種類傳感器應用案例來闡述基本理論，使學生學會各類傳感器的結構、工作原理、測量電路、應用范圍、應用的技術要求。達到能分析判斷各種類自動控制系統(tǒng)與傳感器有關的故障，能熟練使用、更換相關的傳感器及配套電路。2職業(yè)技能目標1）掌握常見的測量方法，并能夠對測量數(shù)據(jù)進行分析。2）熟練掌握

4、各種常見傳感器的結構特點。3）能對常見傳感器的工作原理進行分析。4）掌握各傳感器測量電路的工作原理。5）熟練掌握各傳感器的應用范圍。6）達到能分析判斷各種類自動控制系統(tǒng)與傳感器有關的故障。7）能熟練使用、更換相關的傳感器及配套電路。8）具備獨立分析解決傳感器方面問題的能力，試驗及實際操作能力。9）利用網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)手冊、廠商名錄等獲取和查閱傳感器技術資料的能力。三、內容標準及實施建議1課題/項目安排及學時分配本課程分為檢測基本理論、傳感器原理及應用兩大部分。共安排56學時。表1 課題/項目安排表項目序號課題/項目名稱學時H1檢測的基本理論6h2電阻式傳感器的原理及應用10h3電感式傳感器原理及應用

5、6h4電渦流式傳感器原理及應用4h5電容式傳感器的原理及應用6h6壓電傳感器的原理及應用 4h7超聲波傳感器原理及應用4h8霍爾傳感器原理及應用6h9熱電偶傳感器原理及應用4h10光電傳感器原理及應用6h合計 56 h 2課題/項目內容及實施各教學項目的教學內容設計見表2-12-13。表2-1 項目1教學內容設計表項目1檢測的基本理論學時H6h教學目標1了解檢測及傳感器的含義及工業(yè)檢測涉及的內容；2理解自動檢測系統(tǒng)的組成；3了解幾種測量方法的分類；4掌握絕對誤差、相對誤差及精度的計算； 5了解隨機誤差的概念及處理方法；6了解傳感器的分類、組成及特性。教學內容1檢測及傳感器的含義及工業(yè)檢測涉及的

6、內容；2自動檢測系統(tǒng)的組成；3測量方法的分類；4絕對誤差、相對誤差及精度的計算； 5隨機誤差的概念及處理方法；6傳感器的分類、組成及特性。重點難點本項目重點是掌握絕對誤差、相對誤差及精度的計算，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是傳感器的分類、組成及特性，通過舉例，使學生理清思路，從中體會。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1檢測及傳感器的含義及工業(yè)檢測涉及的內容講授法；討論法；現(xiàn)場教學法1.52自動檢測系統(tǒng)的組成講授法；討論法；現(xiàn)場教學法13測量方法的分類講授法；討論法；現(xiàn)場教學法0.54絕對誤差、相對誤差及精度的計算講授法；舉例15隨機誤差的概念及處理方法舉例、討論

7、16傳感器的分類、組成及特性講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法1教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：光電檢測儀?？己嗽u價1考察學生能否掌握上網(wǎng)搜索科技文獻資料的能力，了解一個特定對象的工作原理和結構、框圖等。2考察學生能否了解最基本的誤差計算。表2-2 項目2教學內容設計表項目2電阻式傳感器的原理及應用學時H10h教學目標1了解電阻應變式傳感器的分類、特性及應用；2了解掌握測量應變、拉力、荷重、轉矩的方法及計算；3了解金屬熱電阻的分類、特點及接線方法；4了解熱敏電阻的分類、特性及應用；5了解氣敏電阻傳感器的結構、工作原理及應用；6了解濕敏電阻傳感器的結構、原

8、理及應用。教學內容1電阻應變式傳感器的分類、特性及應用；2測量應變、拉力、荷重、轉矩的方法及計算；3金屬熱電阻的分類、特點及接線方法；4熱敏電阻的分類、特性及應用；5氣敏電阻傳感器的結構、工作原理及應用；6濕敏電阻傳感器的結構、原理及應用。重點難點重點：電阻應變式傳感器的特性及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。難點：電橋的工作原理、調零，通過計算對比分析，使學生理清思路，從中體會。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1電阻應變式傳感器的分類、特性及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法32測量應變、拉力、荷重、轉矩的方法及計算講授法；討論法；案例教學法13金屬熱電阻的分類

9、、特點及接線方法講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法14熱敏電阻的分類、特性及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法15氣敏電阻傳感器的結構、工作原理及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法26濕敏電阻傳感器的結構、原理及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法2教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：各種應變片、各種圓盤和直線電位器、各種熱敏電阻。考核評價1考察學生能否掌握不同應變片的用途，以及不平衡電橋的調零的概念。2考察學生能否理解一只很簡單的電位器傳感器能有那些其他用途。3考察學生能否了解不同熱敏電阻的特性及用途。表2-3 項目3教學內容設計表項

10、目3電感式傳感器原理及應用學時H6h教學目標1了解自感傳感器的分類及特點；2了解自感傳感器轉換橋路及應用；3了解差動變壓器結構、工作原理及差動整流電路；4了解變換壓力的彈性敏感元件結構及特點；5掌握電感測微儀的結構及應用。教學內容1自感傳感器的分類及特點；2自感傳感器轉換橋路及應用；3差動變壓器結構、工作原理及差動整流電路；4變換壓力的彈性敏感元件結構及特點；5電感測微儀的結構及應用。重點難點本項目重點是差動變壓器結構及工作原理，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是電感測微儀的結構及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1自

11、感傳感器的分類及特點講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法12自感傳感器轉換橋路及應用講授法；討論法；案例教學法13差動變壓器結構、工作原理及差動整流電路講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法24變換壓力的彈性敏感元件結構及特點講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法15電感測微儀的結構及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法1教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：各種電感傳感器?？己嗽u價考察學生能否掌握一次儀表的使用，420mA儀表的計算。表2-4 項目4教學內容設計表項目4電渦流式傳感器原理及應用學時H4h教學目標1了解電渦流傳感器工作原理、結構及特點；2理

12、解電渦流傳感器的轉換電路及應用；3掌握接近開關的概念、結構、分類、特點及用途。教學內容1電渦流傳感器工作原理、結構及特點；2電渦流傳感器的轉換電路及應用；3接近開關的概念、結構、分類、特點及用途。重點難點本項目重點是電渦流傳感器工作原理及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是接近開關的特點及用途，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1電渦流傳感器工作原理、結構及特點講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法12電渦流傳感器的轉換電路及應用講授法；討論法；案例教學法13接近開關的概念、結構、分類、特點及用途講授法；討論法；現(xiàn)場教學

13、法；案例教學法2教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：電渦流傳感器及接近開關?？己嗽u價1考察學生能否掌握接近開關的使用。2考察學生能否掌握電渦流傳感器的用途。表2-5 項目5教學內容設計表項目5電容式傳感器的原理及應用學時H6h教學目標1了解電容傳感器工作原理、分類及轉換電路；2掌握電容傳感器的應用；3掌握差壓式流量計的原理及結構。教學內容1電容傳感器工作原理、分類及轉換電路；2電容傳感器的應用；3電容接近開關的原理及應用；4差壓式流量計的原理及結構。重點難點本項目重點是電容傳感器的特性及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是差壓式流量計的

14、原理及結構，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1電容傳感器工作原理、分類及轉換電路講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法12電容傳感器的應用講授法；討論法；案例教學法23電容接近開關的原理及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法14差壓式流量計的原理及結構講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法2教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：各種電容傳感器?？己嗽u價1考察學生能否掌握電容傳感器的工作原理及其應用。表2-6 項目6教學內容設計表項目6壓電傳感器的原理及應用學時H4h教學目標1了解壓電效應及電荷放大器原理；2理

15、解振動的基本概念及脈動力、振動加速度的測量；3掌握頻譜圖的讀法。教學內容1壓電效應及電荷放大器原理；2振動的基本概念及脈動力、振動加速度的測量；3頻譜圖的讀法。重點難點本項目重點是壓電傳感器的特性及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是振動加速度的測量，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1壓電效應及電荷放大器原理講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法12振動的基本概念及脈動力、振動加速度的測量講授法；討論法；案例教學法23頻譜圖的讀法講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法1教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移

16、動存儲設備；教具：各種壓電傳感器?？己嗽u價考察學生能否掌握壓電傳感器的工作原理及其應用。表2-7 項目7教學內容設計表項目7超聲波傳感器原理及應用學時H4h教學目標1了解超聲波的特性；2了解超聲探頭的構造和應用；3掌握超聲探傷的方法。教學內容1超聲波的物理特性；2超聲探頭的構造和應用；3超聲探傷的方法。重點難點本項目重點是掌握超聲探傷的方法，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是超聲探傷的方法，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1超聲波的物理特性講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法12超聲探頭的構造和應用講授法；討論法；案例教

17、學法13超聲探傷的方法講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法2教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：各種超聲波傳感器。考核評價考察學生能否掌握超聲波傳感器在無損探傷中的應用。表2-8 項目8教學內容設計表項目8霍爾傳感器原理及應用學時H6h教學目標1了解霍爾效應及霍爾傳感器的參數(shù)；2理解霍爾集成電路的結構、特性、分類及特性曲線。3掌握霍爾傳感器的三類應用；4了解磁敏電阻傳感器的原理及應用；5掌握常用接近開關的分類及霍爾接近開關的應用。教學內容1霍爾效應及霍爾傳感器的參數(shù)；2霍爾集成電路的結構、特性、分類及特性曲線。3霍爾傳感器的三類應用；4磁敏電阻傳感器的原理及應

18、用；5常用接近開關的分類及霍爾接近開關的應用。重點難點本項目重點是霍爾傳感器的特性及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是霍爾接近開關的應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1霍爾效應及霍爾傳感器的參數(shù)講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法12霍爾集成電路的結構、特性、分類及特性曲線講授法；討論法；案例教學法13霍爾傳感器的三類應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法24磁敏電阻傳感器的原理及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法15常用接近開關的分類及霍爾接近開關的應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法1教學

19、資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：各種霍爾元件、霍爾傳感器?？己嗽u價考察學生能否利用霍爾IC測量磁場和計算電流傳感器的輸入、輸出。表2-9 項目9教學內容設計表項目9熱電偶傳感器原理及應用學時H4h教學目標1了解熱電效應及熱電偶結構；2掌握常用熱電偶的型號特點及選用方法；3了解冷端延長的方法及補償導線的用途；4掌握計算修正法。教學內容1熱電效應及熱電偶結構；2常用熱電偶的型號特點及選用方法；3冷端延長的方法及補償導線的用途；4熱電偶的應用；5計算修正法。重點難點本項目重點是熱電偶傳感器的特性及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是計算修正法

20、，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1熱電效應及熱電偶結構講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法12常用熱電偶的型號特點及選用方法講授法；討論法；案例教學法13冷端延長的方法及補償導線的用途講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法14熱電偶的應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法1教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：各種熱電偶。考核評價考察學生能否正確選擇熱電偶的型號、規(guī)格，冷端補償導線，并正確接線。表2-10 項目10教學內容設計表項目10光電傳感器原理及應用學時H6h教學目標1了解光電效應的三種類型；2掌握光

21、敏電阻、光敏二極管、三極管的原理及應用；3理解光電傳感器的四大類型的應用；4掌握光電開關及應用；5了解光纖傳感器的原理及應用。教學內容1光電效應的三種類型；2光敏電阻、光敏二極管、三極管的原理及應用；3光電傳感器的四大類型的應用；4光電開關及應用；5光纖傳感器的原理及應用。重點難點本項目重點是光電傳感器的特性及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。本項目難點是光電開關及應用，通過教學時對實例的詳細講解，讓學生從中理解。教學實施建議步驟內容方法、資源運用課時1光電效應的三種類型講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法12光敏電阻、光敏二極管、三極管的原理及應用講授法；討論法；案例教學法

22、13光電傳感器的四大類型的應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法24光電開關及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法15光纖傳感器的原理及應用講授法；討論法；現(xiàn)場教學法；案例教學法1教學資源場地：實驗室；設施：電腦、投影儀、屏幕、移動存儲設備；教具：各種光電器件、光電傳感器?？己嗽u價考察學生能否利用簡單的光敏電阻、光敏三極管等元件，完成光照度的測量和畫出繼電器的控制電路。四、考核評價考核要求：本課程考核方式為考試，以閉卷為主，結合實驗、平時作業(yè)和課堂提問，各占50%、20%、20%、10%。試卷中：概念題占30%，以單項選擇題為主；計算題占20%；分析題占35%；綜合題占15%。五、教

23、學實施條件1師資基本條件承擔本課程教學任務的教師要有一定的工程實踐經(jīng)驗，熟練掌握檢測技術的基本知識，能對測量結果進行準確細致地分析；熟練掌握各種傳感器功能，結構及工作原理；熟練掌握各種傳感器在工程監(jiān)測中的應用。在教學中注重培養(yǎng)學生的學習能力和社會能力；應注意培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力，以及在團隊中與人溝通、交流和相互協(xié)作的能力；能夠工作積極，具有教師的職業(yè)道德。2實踐教學條件本課程實施配置的實訓室和實習場地具體情況如表2-11所示。表2-11校內實訓教學條件一覽表實訓場地名稱主要功能主要設備配置(各60臺套)傳感器技術實訓室1電阻應變式傳感器的測試；2差動變壓器式傳感器對位移的測量應用；3電容式傳感器的測量；4壓電式加速度傳感器的應用測量；5霍爾傳感器的測量。傳感器主試驗臺30臺傳感器電路模塊30臺各種傳感器30臺光功