传感器原理与应用课程标准.doc

《传感器原理与应用》课程标准
课程信息
课程编码

课程名称
传感器技术与应用
课程类别
专业课程
课程类型

课程学分
4
计划学时
64
课程性质

适用专业
电气自动化
职业资格
（中、高级）维修电工
课程部门
电气教研室
课程负责人
贾卫坊
制定时间
2014-2-25
一、课程定位
本课程是高等职业技术学校“电子电气技术应用类”专业的一门重要的专业核心课程，其专业性、实践性很强，是本专业学生必修的综合技术应用课程之一。其主要包括传感器的认识、结构原理和使用方法，并在此基础上分别介绍常用传感器应用技术及实用电路的分析与设计。所选的电路具有设计新颖、结构合理、性能优良和实用性强等特点。
通过本课程的学习和技能训练，使学生能认识传感器，了解测量基本原理，理解各种传感器进行非电量电测的方法，掌握传感器的基本结构和使用方法。初步具备实用传感器的应用和电路制作技能，并了解相应的测量转换电路、信号处理电路的原理及各种传感器在工业中的应用。
二、课程目标
（一）总目标：
通过学习使学生掌握传感器的结构组成和基本工作原理，以构建测试电路的基本技能；了解传感器在生产实践中的应用，以及传感器的应用技术和发展趋势，学习科学探究方法，养成自主学习能力，培养良好的思维习惯和职业规范，为就业打好基础；了解科学技术与社会的相互作用，逐步养成科学的价值观；锻炼学生的团队合作精神，掌握实际操作技能。
（二）知识目标
1．了解传感器的概念、种类和结构组成，了解传感器的最新发展方向和水平。
2．理解常用传感器的工作原理及相应的测量转换电路、信号处理电路及各种传感器特点及在工业中的应用。
3．了解检测技术中常用的误差处理、弹性元件及抗干扰技术等相关知识。
（三）能力目标
1．具备传感器应用电路的安装和调试技能；
2．针对不同类型的传感器应用电路进行仿真；
3．根据实际项目的需求，挑选合理的传感器，并进行电路的分析与设计；
(四)素质目标
1．在教学过程中，关心和帮助学生，努力提高学生学习本课程的信心，培养学生在理解基础上记忆的习惯。激发学生的成就感，积极引导学生提升职业素养，提高职业道德。
2．具备社会交往能力，独立分析解决问题能力和寻找解决问题途径的能力。
3．培养学生的创新思维能力，培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。
4．引导学生发展良好的思想品质，锻炼团队合作精神，养成认真细致、实事求是、积极探索的科学态度和工作作风，形成理论联系实际，自主学习、努力创新的良好习惯。
三、课程设计理念与思路
传感技术课程特点是内容分散性大,缺乏系统性和连续性,同时实践性强,学生学起来觉得枯燥和难懂。教师讲授时遇到了很大的困难,既要有较强的综合能力,同时又要结合实际进行教学方法的改进。
本课程贯彻“以就业为导向，以能力为本位”的职教思想，以学生将来从事的职业岗位群所需要的相关知识和基本技能为依据，以项目课程为主体的模块化专业课程体系，它突破了学科为中心的课程体系，减少理论推导，重点突出应用。将学科内容按“项目”进行整合，在内容安排上也是由简到繁，逐步深入，已应用性教学为主，注重增强学生的能力。
本课程按项目或任务式教学课程进行设计，以项目为引导，任务为驱动，内容以实用为主，原理分析通俗易懂。各项目中典型传感器应用电路的分析和测试，融合常用传感器的基本知识。课程内容包含了传感器检测若干个项目，每个项目又分为若干个典型工作任务，每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合，突出实际应用，减少理论推导，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。据本课程的教学目标，已各种测量手段为主线，传感器的应用贯穿课程整个内容，让学生在用什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。由于本课程与实际联系紧密，理论教学和实践实验训练有机结合，对学生的成绩评定应采用新的评价方式。
四、课程内容与要求
序号
任务
学习内容
知识要求
能力要求
教学建议与说明
学时
分配
备注
1
项目1
认识传感器
任务1传感器的定义和作用
1、什么是传感器？
2、传感器的组成和种类； 3、传感器有什么作用？ 4、传感器的发展趋势。
熟悉传感器的的定义和作用
认识基本传感器
通过常用传感器的观察、分析，了解常用传感器的结构组成、作用和类型；通过网络资料的查询活动，进一步了解传感器的类型，主要技术性能指标和发展趋势；通过观察和思考，了解传感器信号的传输和处理方式。
4

任务2传感器的特性和类型
1、传感器是如何分类的？
2、传感器静态特性指标
3、对传感器的要求（非电量测量） 4、转换前后量与量的关系（线性要求）
了解传感器的特性和类型
会利用网上资源查找传感器的技术性能指标
2

任务3传感器信号的传输和处理方式
1、智能式传感器的概念
2、功能特点及构成
3、传感器输出信号的类型
4、传感器输出模拟信号的处理

了解传感器信号的传输和处理
输出模拟信号的处理
2

2
项目2力和压力的测量
任务1应变式测力传感器
1、导电材料的应变效应
2、应变片的结构和类型
3、应变式测力传感器

掌握应变片的原理、熟悉应变式测力传感器的作用原理
了解变换力的弹性敏感元件的作用，熟悉称重传感器的输出与输入的关系
通过对基本测力、测压力传感器的功能分析，了解常用测力、测压力传感器的作用和原理，了解测量电路的作用和原理。通过相应的实验，能熟悉常用的测力、测压力传感器的实际使用。
4

任务2应变式压力传感器
1、变换压力的弹性敏感元件的作用 2、测力、压力有什么异同？
掌握应变式压力传感器测量流体压力的原理
了解变换压力的弹性敏感元件的作用，熟悉应变式电子称的原理
2

任务3差动变压器式测力传感器
1、自感式传感器{变隙式、变面积式、螺管式、差动式} 2、自感式传感器的测量电路 3、互感式传感器（差动变压） 4、差动变压器的测量电路 5、差动变压器式力传感器

通过学习和思考，掌握差动变压器式力传感器的作用原理，了解变磁阻式
传感器的工作原理和特性。
熟悉差动相敏检波电路和差动整流电路的作用，了解差动变压器式力传感器的组成和作用原理。
2

任务4电感式压力传感器
1、微压力传感器的结构 2、电路组成 3、原理和测量范围
主要掌握电感式压力传感器的作用原理
熟悉微压力传感器的测量范围。
2

任务5电容式力传感器
1、电容式传感器的工作原理、结构及特性
2、基本测量电路、变压器电桥、脉冲调宽调节电路
3、电容式力和压力传感器
4、电容式称重传感器和电容式压差传感器
掌握电容式传感器原理，熟悉电容式力传感器的组成和作用原理
熟悉变压器电桥转换原理和脉宽调节电路输出与输入关系。
4

任务6压电式力和压力传感器
1、压电效应及压电材料
2、等效电路和测量电路
3、压电式测力传感器和压电式压力传感器
了解压电效应和压电材料，压电元件等效电路及测量电路。
熟悉等效电路和放大器的特点。
4

3
项目3测温传感器的应用
任务1热电阻和热敏电阻
1、热电阻的材料和特性 2、热敏电阻的特点和特性
了解热电阻和热敏电阻的特性及测量电路。
熟悉热电阻测温范围、热敏电阻的主要用途，会操作相应的实验
通过测温元件的学习，了解测温元件的作用原理和应用，，会利用分度表确定实际温度，能根据工作要求正确选择传感器，正确安装和使用。
4

任务2热电偶传感器
1、热电效应、热电偶的组成和结构
2、热电偶工作定律
3、热电偶的分度表
4、热电偶测量电路

掌握热电偶的结构和测温原理，熟悉热电偶测量电路。
通过热电偶结构分析，熟悉热电偶的选配，会利用分度表确定实际温度。
4

4
项目4湿敏传感器的应用
湿敏传感器
1、湿度的表示方法
2、湿敏传感器的类型
3、湿敏传感器的工作原理及其电路设计要点
4、湿敏传感器电路使用要点
掌握湿敏传感器的结构和测量原理，熟悉测湿电路的使用。
通过湿敏传感器电路分析，熟悉使用要点。
通过湿敏元件的学习，熟悉湿敏传感器的作用原理和应用
4

5
项目5光敏传感器的应用
任务1转速测量装置
1、光电式传感器的组成
2、光电效应及器件
3、光电式数字转速表
掌握光电开关组成的转速计原理，了解光电效应和光电器件的特性
通过光电传感器结构和电路的学习分析，熟悉光电器件的特性，认识各种光电元器件
通过光敏传感器电路的学习，了解光敏传感器的测量原理及其实际应用。
4

任务2光敏传感器其他应用电路
1、指针式照度计
2、光敏防盗报警器
3、光电计数器
了解光敏传感器其他应用电路。
通过光电传感器有关实用电路的学习分析，熟悉各种实用电路的原理，会操作相应的实验。
4

6
项目6液位、物位和流量的测量
任务1电容式液位、料位传感器
1、被测介质变化引起电容量变化
2、测量转换电路
3、电容式液位传感器结构原理
了解电容式液位、料位传感器电路其他应用电路。
通过结构和测量原理分析，熟悉电容式液位传感器结构原理
通过电容式液位、料位传感器电路的学习和超声波液位传感器的学习，了解液位、物位及流量传感器的测量原理及其实际应用。
4

任务2超声波传感器测流量
1、超声波、终波、横波、表面波
2、超声波的物理基础
3、超声波探头的结构原理
4、超声波传感器测流量原理

了解超声波传感器的结构原理，熟悉超声波传感器的测量原理。
通过超声波传感器的结构原理分析，熟悉超声波的性质，结构原理，了解超声波遥控照明灯电路原理和制作。
4

7
项目7磁敏传感器的结构组成和应用
任务1霍尔传感器的实际应用
1、霍尔效应与霍尔元件
2、霍尔元件的主要特性
3、霍尔传感器的应用实例

了解霍尔效应，霍尔元件的主要特性，熟悉霍尔传感器的应用实例
熟悉霍尔传感器的应用电路，霍尔元件的识别
通过霍尔元件，磁敏元件的学习，了解霍尔元件的主要特性，霍尔传感器的应用实例，会识别霍尔元件，了解磁敏元件结构，金属探测器原理。
4

任务2磁敏传感器
1、磁敏电阻的形状
2、磁敏效应
3、磁敏电阻的应用
了解磁敏效应，磁敏元件结构和工作原理
熟悉磁敏电阻的应用及其磁敏传感器的识别
4

任务3金属异物探测器
1、探测器的结构组成
2、电路原理
了解金属探测器的结构和原理
会分析电路的原理
2

学时合计
64

五、课程实施条件
（一）学生基础
具备信息控制方面基础知识，具备计算机应用基础知识，特别是要用c51仿真，学生需要具备一定的c51编程知识；具备一定的元器件知识、测量和线路连接能力。
（二）教师条件
1.具有行动导向教学设计和应用能力。
2.教师为“双师型”教师，具有讲师以上职称，同时具备3年以上信号采集及自动控制系统设计制作的实际经验。
六、考核形式
采用阶段考核、平时（过程管理）成绩、实验实践环节相结合的方式来综合评定学生的学习成绩。
其中期末考核成绩占50%，平时（过程管理）成绩占20%，实验实践成绩占30%。
平时（过程管理)成绩评价包括单元测验、作业情况、上课纪律、出勤情况、课堂笔记等；实验实践环节评价包括操作传感器应用电路的仿真结果，包括程序的编制，原理图的绘制以及对电路的改进等。
要注重学生的学习过程，对在学习和操作应用方面突出和有创新的学生，综合成绩评定中应重点给予鼓励。
七、课程资源
1．传感器技术与应用多媒体课件
2．CAD/CAM实验实训室
3．参考教材
[1] 王化祥 张淑英. 传感器原理及应用.天津：天津大学出版社， 2007.
[2] 叶湘滨.传感器与测试技术.北京：国防工业出版社， 2000.
[3] 刘红丽、张菊秀.传感与检测技术.北京：国防工业出版社 2007.
[4] 曾光宇.现代传感器技术与应用基础.北京：北京理工大学出版社，2006.

制定单位： 制定日期：
审定单位： 审定日期：
9