《传感器技术》课程标准.docx
《《传感器技术》课程标准.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《传感器技术》课程标准.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
《传感器技术》课程标准
“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：
朱赣
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H
1
检测的基本理论
6h
2
电阻式传感器的原理及应用
10h
3
电感式传感器原理及应用
6h
4
电涡流式传感器原理及应用
4h
5
电容式传感器的原理及应用
6h
6
压电传感器的原理及应用
4h
7
超声波传感器原理及应用
4h
8
霍尔传感器原理及应用
6h
9
热电偶传感器原理及应用
4h
10
光电传感器原理及应用
6h
合计
56h
2．课题/项目内容及实施
各教学项目的教学内容设计见表2-1～2-13。
表2-1项目1教学内容设计表
项目1
检测的基本理论
学时H
6h
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
1.5
2
自动检测系统的组成
讲授法；讨论法；现场教学法
1
3
测量方法的分类
讲授法；讨论法；现场教学法
0.5
4
绝对误差、相对误差及精度的计算
讲授法；举例
1
5
随机误差的概念及处理方法
举例、讨论
1
6
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2-2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H
10h
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；现场教学法；案例教学法
3
2
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
1
3
金属热电阻的分类、特点及接线方法
讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法
1
4
热敏电阻的分类、特性及应用
讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法
1
5
气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用
讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法
2
6
湿敏电阻传感器的结构、原理及应用
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2-3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H
6h
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
1
2
自感传感器转换桥路及应用
讲授法；讨论法；案例教学法
1
3
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
2
4
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
1
5
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，4～20mA仪表的计算。
表2-4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H
4h
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
讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法
1
2
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
1
3
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2-5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H
6h
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
1
2
电容传感器的应用
讲授法；讨论法；案例教学法
2
3
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
1
4
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2-6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H
4h
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
讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法
1
2
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
2
3
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2-7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H
4h
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
1
2
超声探头的构造和应用
讲授法；讨论法；案例教学法
1
3
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2-8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H
6h
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．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
1
2
霍尔集成电路的结构、特性、分类及特性曲线
讲授法；讨论法；案例教学法
1
3
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
2
4
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
1
5
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2-9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H
4h
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
1
2
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
1
3
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
1
4
热电偶的应用
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2-10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H
6h
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
1
2
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
1
3
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
2
4
光电开关及应用
讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法
1
5
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、考核评价
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%、20%、10%。
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
1）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。
升级会员 