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自动检测技术教学大纲电气自动化专业（60 学时）一、课程性质与任务 自动检测与转换技术是高等职业技术学校电气自动化专业（电气运行与控制专业、仪表专业及相关各专业）必修的专业课程。它的任务是：使学生获得误差理论、传感器、自动检测方法及抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能，并能将所学到的自动检测技术灵活地应用于今后的工作、生产实践中去。 二、课程教学目标自动检测与转换技术的教学目标是：学生学习本教材后，应基本达到相当于助理工程师或中等技术人员以上的水平，具备自动检测技术方面的基本知识和基本技能，能应付生产中遇到选型、安装、调试、排除故障等方面的问题，初步形成解决生产实际问题的能力。基本知识教学目标： 1.自动检测技术中的基本概念及误差理论； 2.常用非电量的测量方法； 3.常用传感器的原理、结构、转换电路和应用； 4.检测系统组成的方法及常用的抗干扰技术。 基本技能教学目标：1能独立完成大纲规定的实验；2能正确地观察并记录实验中出现的各种现象、有关数据，并能通过分析、比较，得到正确的结论；3能正确地掌握常用非电量测量方法的选择原则；4能阅读和分析常用传感器的结构图及转换电路方框图。解决实际问题的教学目标：1能看懂常用传感器的性能参数表、产品说明书；2能根据传感器说明书，正确地完成传感器的接线、安装、调试；3能处理常见的传感器故障。 理论教学模块（一） 绪论 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。（二） 检测技术的基本概念 1了解常用测量方法的分类；2掌握绝对误差、相对误差及精度的计算。 3了解随机误差的概念及处理方法；4了解传感器的分类、组成及特性。（三） 电阻式传感器 1了解电阻应变式传感器的分类、特性及应用；2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。（四） 气敏、湿敏电阻传感器 1了解气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用；2了解湿敏电阻传感器的结构、原理及应用。（五） 自感传感器 1解自感传感器的分类及特点；2解自感传感器的应用。（六） 差动变压器传感器 1了解差动变压器结构、工作原理及差动整流电路；2理解电感测微仪的结构及应用；（七） 电涡流传感器 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。（八） 电容传感器1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掌握压力表及差压式流量计的原理、结构及应用。（九） 压电传感器 1解压电效应、压电材料及电荷放大器原理；2理解振动的基本概念及脉动力、振动加速度的测量；（十） 超声波传感器 1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。（十一） 霍尔传感器 1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掌握霍尔传感器的应用；4掌握霍尔接近开关的应用。（十二） 热电偶传感器 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；5掌握热电偶与控温仪表及用电设备之间的接线。（十三） 光电传感器 1解光电效应的三种类型；2掌握光敏电阻、光敏二极管、三极管的原理及特点；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。 （十四） 数字式传感器1了解角编码器的原理及特点；2了解光栅传感器的原理及特点；3了解磁栅传感器的原理及特点；4了解容栅传感器的原理及特点；5掌握以上几种传感器的位置测量方法的计算。（十五） 常见的干扰及抗干扰技术 1掌握信噪比的概念及计算；2了解常见干扰的种类及防护；3掌握传感器电路中的电磁兼容原理及控制技术。（十六） 检测技术的综合应用 1了解智能化仪表的特点及构成；2理解由工控机组成的检测系统； 3了解数控机床中的传感器使用；4理解由单片机组成的智能化检测系统；5理解传感器在现代汽车、机器人、智能楼宇中的应用。 实践教学选用模块 小位移传感器实验 （一） 应变传感器实验 1了解应变实验台结构及工作原理。2掌握三种实验桥路的接线方法。3熟练掌握测量方法及实验结果的分析。（二） 电感传感器实验 1解电感传感器实验装置的结构及工作原理。2掌握电感传感器的几种不同接线方法。3掌握自感和互感传感器测量微位移的实验过程及数据分析。（三） 电涡流传感器实验1了解电涡流传感器实验装置的结构及工作原理。2掌握电涡流传感器的接线方法。3掌握电涡流传感器测量微位移的实验过程及数据分析。（四） 电容传感器实验 1掌握电容传感器实验装置的结构及工作原理。2掌握几种电容传感器实验的接线方法。3掌握电容传感器测量微位移的实验过程及数据分析。（五） 电容传感器实验 1了解霍尔传感器实验装置的结构及工作原理。2掌握霍尔传感器实验的接线方法。3掌握霍尔传感器测量微位移的实验过程及数据分析。位置检测控制实验1掌握几种电感（电涡流）接近开关的正确接线方法，并安装和调整，测量起动距离、滞差等参数；2掌握霍尔接近开关的正确接线方法，并安装和调整，测量起动距离、滞差等参数；3掌握几种光电接近开关的正确接线方法，并安装和调整，测量起动距离、滞差等参数；4掌握光导纤维式转速计的正确接线方法，并安装和调整，测量起动距离、滞差等参数；5掌握磁电式接近开关的正确接线方法，并安装和调整，测量起动距离、滞差等参数；6掌握光电池的正确接线方法，并安装和调整，测量起动距离、滞差等参数，调整测光电路和阈值比较电路。三、实施细则及建议学时分配表 (60学时教学方案） 序号 授课内容 课时 演示内容 1 绪论 1 光电报警器 2 测量的基本概念及测量误差的计算 1 3 误差的来源及克服方法 1 4 传感器的特性指标 1 5 电阻应变式传感器及应用 2 电阻应变片及桥路 6 热电阻传感器及应用 1 各种热电阻 7 气敏、湿敏电阻传感器及应用 1 气敏、湿敏电阻 8 自感传感器及应用 2 电感测微仪 9 差动变压器传感器及应用 2 LVDT 10 电涡流传感器及应用 2 各种电涡流传感器 11 接近开关及应用 1 各种接近开关 12 电容传感器及应用 2 各种电容传感器 13 压力、流量测量 1 二线制压力表、流量表 14 压电传感器及应用 2 各种压电振动传感器 15 * 频谱分析 1 （ 21 ） 振动传感器及频域测量 16 超声波传感器及应用 2 各种超声探头 17 * 无损探伤 1 各种探伤探头 18 霍尔传感器及应用 2 各种霍尔集成电路 19 *OC 门特性、回差与抗干扰 1 回差演示 20 热电偶传感器及应用 2 各种热电偶 21 热电偶控温电路 1 与热电偶配套的仪表 22 光电效应及元件 1 各种光电元件特性测试 23 光电元件应用电路分析 1 24 光电传感器的应用 2 各种光电传感器的应用 25 角编码器 1 各种角编码器 26 光栅、 1 各种光栅、磁栅、容栅 27 * 磁栅、容栅 1 26 位置检测计算方法 1 27 集成温度传感器及应用 1 AD590 28 磁性、光纤传感器及应用 1 磁敏电阻、光纤 29 图像传感器及应用 1 数码相机 30 干扰及防护 1 各种干扰源 44 电磁兼容技术及控制方法 2 各种抗干扰器件 45 智能化仪表 1 46 检测系统的组成 1 讨论并设计一个检测系统 48 * 传感器在汽车、数控机床、楼宇、机器人中的应用 2 （ 48 ） 各种汽车传感器 49 应变、电感、电涡流、电容、霍尔小位移传感器实验 4 50 位置检测控制实验 4 51小结、复习 2 52机动 2 总计 60 备注：带 * 号者为较深入理解的内容，可根据不同专业方向，适当调整授课时数。 四、说明 （一）本大纲的应用范围和使用方法1本大纲适用于高等职业技术学校电气自动化专业及相关各专业。2由于传感器品种繁多，学生无法逐一实验，所以本大纲列出了各章节涉及到的常用传感器演示内容学时，可根据实际情况，尽量做到每章每节的讲授内容有实物演示，以增强学生的感性认识和理论联系实际的能力。演示及实验所需的学时不得少于本课程教学总学时的25%。3大纲列出的学时分配表为建议方案，在具体实施时，可在5%的范围内适当调整。（二）先修课程及教材1先修课程：电工、电子、单片机等2选用教材：梁森、王侃夫主编自动检测与转换技术，机械工业出版社2005年第二版。（三）教学建议1教学方法在教学中要积极改进教学方法，注意理论联系实际，注重传感器的实际应用。教师要适当从事本专业的科研和教具及实验设备的制作活动，要经常参观有关的技术展览，阅读有关传感器发展的新知识和文献资料，注意根据自动检测技术的新发展，及时将新的知识点补充到课堂教学中去。每章所布置的作业不得少于教材所附练习题的2/3，也可适当补充结合各校专业特点的应用性练习题，并安排教师辅导和答疑。根据本课程特点，可以结合各章节教学内容，组织学生到有关工厂参观传感器的安装和应用。2考核方式本课程根据各校情况，一般可安排为考查。应注意通过课堂提问、学生作业、平时测验、实验及考查情况综合评价学生成绩，对能理论联系实际的学生应特别给予鼓励。考核试题建议采用开卷形式。应注重传感器的实际应用实例的分析，兼顾基本概念和基本计算，并考核学生的传感器在生产实际中的简单应用能力。（四）对教师的要求教师在教学中要积极改进教学方法，注意理论联系实际，注重传感器的实际应用，压缩理论推导。要求教师积极从事本专业的科研和教具及实验设备的制作活动，要经常参观有关的技术展览，阅读有关仪表、传感器发展的新知识和文献资料，注意根据自动检测技术的新发展，及时将新的知识点补充到课堂教学中去。如果教师本人对涉及到的仪表和传感器不熟悉，是无法培养出适合高职要求的应用型人才的。（五）建议对应本教学大纲应具备下列示教仪器和演示用传感器。应变片、应变桥路、荷重传感器、应变仪、铂热电阻、NTC及PTC热敏电阻、气敏及湿敏电阻、电感测微器、差动变压器、电涡流接近开关、电容测微仪、湿敏电容、电容差压变送器、容栅卡尺、压电测振仪、超声测距仪、线性型及开关型霍尔集成电路、霍尔接近开关、各种类型热电偶、测温二次仪表、AD590测温IC、光敏电阻、光敏二极管、三极管、光电池、光电开关、光电断续器、光电式转速表、角编码器、光耦合器、电源滤波器、干簧管、巡回检测装置等。梁森:自动监测技术第2版前言第1版前言绪论第一章 检测技术的基本概念第一节 测量的分类第二节 测量误差及分类第二节 传感器及其基本特性思考题与习题第二章 电阻传感器第一节 电位器传感器第二节 电阻应变传感器第三节 测温热电阻传感器第四节 气敏电阻传感器第五节 湿敏电阻传感器思考题与习题第三章 电感传感器第一节 自感传感器第二节 差动变压器传感器第三节 电感传感器的应用思考题与习题第四章 电涡流传感器第一节 电涡流传感器的工作原理第二节 电涡流传感器的结构及特性第三节 电涡流传感器的测量转换电路第四节 电涡流传感器的应用第五节 接近开关及其应用思考题与习题第五章 电容传感器第一节 电容传感器的上作原理及特性第二节 电容传感器的测世转换电路第三节 电容传感器的应用第四节 压力、液位和流量的测量思考题与习题第六章 压电传感器第一节 压电传感器的工作原理及特性第二节 压电传感器的测量转换电路第三节 压电传感器的应用第四节 振动的测量思考题与习题第七章 超声波传感器第一节 超声波的基本知识第二节 超声波换能器及耦合技术第三节 超声波传感器的应用第四节 无损探伤思考题与习题第八章 霍尔传感器第一节 霍尔元件的工作原理及特性第二节 霍尔集成电路第三节 霍尔传感器的应用思考题与习题第九章 热电偶传感器第一节 温度测量的基本概念第二节 热电偶传感器的工作原理与分类第三节 热电偶冷端的延长第四节 热电偶的冷端温度补偿第五节 热电偶的应用及配套仪表思考题与习题第十章 光电传感器第一节 光电效应及光电元器件第二节 光电元器件的基本应用电路第三节 光电传感器的应用第四节 光电开关及光电断续器思考题与习题第十一章 数字式位置传感器第一节 角编码器第二节 光栅传感器第三节 磁栅传感器第四节 容栅