《传感器与检测技术》课程标准

262《传感器与检测技术》课程标准课程编码：课程类别：适用专业：授课单位：学时：编写执笔人及编写日期：学分：审定负责人及审定日期：1、课程定位和课程设计1.1课程性质与作用课程的性质本课程是电气、自动化、电子、测控专业的专业基础课程，是自动化专业的主干课程，必修课，电子、测控专业一般在第三学期开设，自动化专业一般在第四学期开设，电气专业在第五学期开设。课程的作用本课程主要培养学生理解传感器的基本原理，掌握工业现场检测的基本技能，为学习后续课程及就业打下基础。课程衔接在课程体系中，前导课程有《电工技术》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机应用实训》等课程，需要学生具备电工技术、电子技术、单片机系统等方面知识和技能；后续课程有《计算机控制技术》、《自动化仪表及装置实训》、《毕业实践》等。1.2课程设计理念与思路本课程具有一定的理论性，同时又有较强的实践性，结合课程的作用和教学目标，课程设计理念与思路如下几点：1.本课程是专业基础课，同时又兼有专业课的特点，课程设计时既要考虑为后续专业课程服务，强调理论性，又要考虑知识的现场应用，强调实用性。所以在学习各类传感器时，一般重点是基本原理、调试和应用维护，对内部结构和电路设计只作一般要求。2.以生为本、因材施教充分考虑学生的实际情况，尤其是前导课程的掌握情况，在课程教学目标方面，要求掌握检测仪表的使用，检测系统的维护，对检测系统的设计不作要求。考虑学生没有学习大学物理方面的知识，在课程内容上增加了温度、压力、流量等物理量的基本概念及检测方法。3.按照“以职业能力为主线，以典型工作为载体，以真实工作环境为依托，以完整工作过程为行动体系”为要求，进行课程内容设计、教学模式设计、实施方案设计及考核评价体系设计。2632、课程目标2.1总体目标通过本课程学习，使学生在三个方面达到预期目标：熟悉常用传感器基本原理、结构，掌握现场物理量的检测方法，检测仪表及系统的安装、调试、运行和维护的基本技能，培养适应仪表检修和维护岗位、自动化生产线运行和维护岗位的职业素质。2.2具体目标知识目标（1）熟悉常用传感器基本原理、结构。（2）熟悉现场物理量的概念、特点。（3）掌握检测仪表及检测系统的工作原理。能力目标（1）掌握现场物理量的检测方法及检测仪表的使用。（2）团队协作能力、与他人的沟通能力、责任意识等社会能力达到一定标准。（3）具有一定的信息收集，使用各种资源完成工作任务及知识更新的能力。素质目标通过本课程的学习，达到以下素质培养目标：具有能适应仪表检修和维护岗位、自动化生产线运行和维护岗位的职业素质，树立职业道德，初步养成良好职业习惯。3、课程内容与要求及教学方法单元1检测技术基本知识学时：4教学内容与要求：熟悉测量方法、检测系统组成和检测系统的基本特性；了解检测系统的作用、地位，检测技术的新发展。掌握测量及误差等理论知识；能针对测试数据作误差分析处理。重点：理解检测系统的基本特性。难点：误差分析处理。教学方法建议：1.本单元内容重点在于使学生掌握检测技术的基本概念，理解检测系统的基本特性，建议通过课堂提问、讨论等形式巩固相关内容。2.要使学生认识到本课程在人才培养体系中的作用和地位，课程的主要内容，以及本课程的学习方法。2643.学习单元难点“误差分析处理”时，直接从案例引出，使学生更好地理解误差处理和数据分析的作用。单元2力敏传感器及检测学时：8教学内容与要求：熟悉电阻应变式传感器、压电式传感器、电容式传感器、电感式传感器等力敏传感器的工作原理，掌握电阻应变式传感器和电容式传感器的结构与及测量电路，掌握各种力敏传感器的典型应用。重点：力敏传感器的应用。难点：电阻应变式传感器和电容式传感器的测量电路。教学方法建议：1.本单元学习力敏传感器的应用时，要多采用图片、动画、实物等辅助教学。2.对于力敏传感器的测量电路部分，只要求学生熟悉主要原理和与检测系统调试有关的部分，掌握调试方法，对于测量电路设计不作为重点和基本要求。3.本单元实验“金属箔式应变片单臂电桥性能实验”要在实验报告中强调对实验数据的分析。单元3温度传感器及检测学时：6教学内容与要求：掌握温度测量的基本知识，熟悉热电阻传感器、热电偶传感器、集成温度传感器的工作原理和测量电路的调试，熟悉热电偶器的冷端补偿方法。掌握各种温度传感器的应用和温度的工业测量。重点：温度传感器的应用难点：热电偶冷端补偿。教学方法建议：1.本单元内容中热电偶的基本定律只要求学生理解，不作具体计算要求。2.学习温度传感器要对比分析各自测量范围、精度等级、应用场所等。3.提前布置预习作业“选择测温方式有哪些考虑因素”，课堂讨论，教师总结。单元4位移及物位传感器学时：6教学内容与要求：掌握位移和物位测量的基本知识，熟悉机械位移传感器、光栅位移传感器、接近传感器、265液位传感器的工作原理，掌握各种位移和物位传感器的应用。重点：机械位移传感器、液位传感器的应用难点：机械位移传感器、液位传感器的应用教学方法建议：1.对于光栅传感器的工作原理只做了解要求，重点是其特点和应用。2.本单元学习各种位移和物位传感器的应用时，要多采用图片、动画、实物等辅助教学。单元5流量传感器及检测学时：4教学内容与要求：理解流量及流量测量的基本概念，熟悉超声波传感器及超声波流量计、电磁流量计、转子流量计的工作原理、结构，掌握流量计的应用。重点：流量计的应用。难点：超声波流量计。教学方法建议：1.学习本单元内容时要多采用图片、动画、实物等辅助教学。2.把超声波流量计作为重点，其他流量计只分析基本工作原理，同时对比超声波流量计的特点和应用场合。单元6磁传感器学时：4教学内容与要求：熟悉霍尔传感器和其他磁传感器的工作原理；掌握霍尔传感器的特性和应用。重点：霍尔传感器的应用。难点：霍尔传感器的工作原理和特性。教学方法建议：1.学习本单元内容时要多采用图片、动画、实物等辅助教学。2.本单元内容中，把霍尔传感器作为重点，对磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏晶体管等其他磁传感器只需掌握其基本工作原理。单元7其他传感器学时：4教学内容与要求：熟悉气体传感器、湿度传感器、光电传感器、激光传感器等传感器的工作原理及特性；掌握其典型应用。266重点：传感器的工作原理及特性难点：传感器的工作原理及特性。教学方法建议：1.学习本单元内容时要多采用图片、动画、实物等辅助教学。。2.多采用案例来学习传感器的应用。3.教学中根据实际情况把其中某一种或两种传感器作为重点学习。单元8检测装置的信号处理技术学时：4教学内容与要求：掌握检测装置的信号放大与传输变换技术；熟悉常用的信号补偿方法；熟悉检测装置的干扰来，掌握检测装置的干扰抑制技术。重点：检测装置的信号变换。难点：检测装置的干扰抑制技术。教学方法建议：1.本单元内容比较抽象，教学中要注意从工程角度启发教学。2.多采用简单案例。3.对信号的非线性补偿和干扰抑制不作设计要求。表1：课时分配表（含实验项目）序号单元名称总学时学时分配备注1检测技术基本知识4检测技术的地位、作用，系统组成1测量方法及分类，检测系统的特性1误差的概念及分类、误差的分析处理22力敏传感器及检测8电阻应变式传感器2电容式传感器2压电式传感器1电感式传感器1金属箔式应变片单臂电桥性能实验23温度传感器及检测8热电阻传感器2热电偶传感器2温度检测1267集成温度传感器1热电阻测温特性实验24位移及物位传感器6机械位移传感器2光栅位移传感器1液位传感器1电容式传感器位移特性实验25流量传感器及检测4超声波传感器2流量检测26磁传感器6霍尔传感器2磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏晶体管2霍尔测速实验27其他传感器2气体传感器、湿度传感器、光电传感器、激光传感器28检测装置的信号处理技术4检测装置的信号处理2检测装置的干扰抑制2总学时424．考试考核办法过程考核与目标考核并重，注意评价范围的全面性，评价指标的科学性与可操作性。表2：课程考核标准及办法考核项目实施细则比重备注课堂考勤每旷课一次扣3分，旷课超过总学时三分之一的，不得参加期末考试，总成绩记0分。迟到一次扣1分，早退视为旷课。10%每次课均考勤，采用课堂点名或签到。课堂表现课堂表现主要是课堂提问和课上讨论，前面知识的提问主要看回答问题对错，学习中的讨论更多地考虑讨论的参与情况和认真态度。10%教师应及时记录每堂课课堂表现情况。自学情况自学情况主要是布置预习，做相关资料查询，通过课堂发言或交电子稿作业来考察。10%268作业成绩习题作业按教学单元布置，为纸质作业，一般在学完每一单元后布置。10%课堂作业布置与否视授课内容而定。实验成绩1）实验报告，占每次实验成绩40%。2）实验过程由任课教师和实验室教师根据实际情况评分，占每次实验成绩60%。10%实验报告每人提交一份。期末考试闭卷考试50%表3：期末试卷（闭卷）标准此部分试卷权重分布仅作建议，请任课教师根据实际情况调整。单元评价观测点权重（%）备注检测技术基本知识检测系统的组成、检测系统的特性15力敏传感器及检测电阻应变式传感器、电容式传感器、压电式传感器原理、应用15温度传感器及检测热电阻、热电偶、集成温度传感器的原理、应用、温度检测方法。20位移及物位传感器机械位移传感器的基本原理、应用，液位测量方法。15流量传感器及检测超声波传感器的原理、应用，流量测量方法15磁传感器霍尔传感器的基本原理、特性及应用。10其他传感器气体传感器、湿度传感器、光电传感器、激光传感器5检测装置的信号处理技术检测装置的信号处理、干扰抑制5注：此部分试卷权重分布仅作建议，请任课教师根据实际情况调整。5.课程实施条件5.1任课教师要求任课教师要求具有本科及以上学历，所学专业为自动化类或相关专业，具有3年以上相关工作经验。熟悉相关专业课程体系，取得教师资格证书，以及相应职业资格证书。5.2校内外实践教学条件要求269本课程所安排的实践教学内容，要求在传感器实验室进行，23人一组，要求有专门的实验教师指导。在教学过程中，教师可以根据学生的接受能力，适当修改实验课题的内容和难易程度，并可根据实际情况，规定必做内容和选做内容。主要仪器设备见下表。表4：主要仪器设备附表序号名称备注1传感器综合实验台各类设备、仪表的数量根据需要确定。2传感器3传感器实验模块4示波器5万用表5.3课程资源的开发与利用5.3.1教材的选用教材应选用适合类教学要求的高职高专类规划教材。主要参考教材：（1）（2）张玉莲，《传感器与自动检测技术》第2版，机械工业出版社，2014年（3）（4）徐科军，《传感器与测试技术》，电子工业出版社，2008年（5）5.3.2课程网站和信息化教学资源建设学校应有校园网、多媒体教室、多媒体教学资源等，学校的网络教学资源和硬件环境，应为开展网络教学、远程教学提供了良好的条件。应构建本课程的教学资源库。网络教学资源包括课程标准、教案、电子课件、授课计划、试题库、行业标准、技能认证、技术动态等资源。6．说明1.本课程标准制定依据是生产过程自动化技术专业人才培养计划（2014年版）、电气自动化专业人才培养计划（2014年版）、应用电子技术专业人才培养计划（2014年版）、生产过程自动化技术专业人才培养计划（2014年版）测控仪器与仪表专业人才培养计划（2014年版）。2702.本课程标准由自动化教研室等老师合作编制。