《传感器及应用》教学实施

1主题内容与适用范围本大纲是技工学校具体落实《传感器及应用》教学要求和组织教学工作的纲领性文件。本大纲中规定了《传感器及应用》课程的性质、任务和要求、教学中的注意问题、教学内容与要求及教学时数分配。以下标准所包含的条文，通过在本大纲中引用而构成本大纲的条文。执行本大纲的条文应探讨使用以下标准最新版本的可能性。劳动部培训司技工学校传感器及应用教学大纲20093课程的性质本课程是应用电子专业的一门理论与实践性较强的专业课，主要研究各类传感器及其应用。传感器是实现自动检测和控制的首要环节，为自动化生产提供重要控制依据。本课程的主要内容包括：传感器基本概念及主要性能指标；工业自动化控制中测量各种物理参数的常用传感器，如温度传感器、压力传感器、流量传感器、振动传感器、液位4课程的任务和要求本课程的主要任务是培养学生在传感技术方面具备较为实用的理论基础，了解工程检测中常用的传感器结构、原理、特性和应用，使学生获得选用、使用传感器的基本技能，能够解决实际工程中的测量问题。本课程以传感器的选用、使用方法为主，由浅入深，并最终能对工业生产自动控制过程中有关传感器技术应用的问题，提出合理的解决方案。通过本课程的学习，学生应到达以下几个方面的内容：(1)掌握传感器的基本特征，对传感技术有一整体的认识。(2)掌握常用传感器基本工作原理及其应用、测试、使用方法。(4)掌握各类传感器的应用及使用注意事项，具有正确选择传感器的能力。(5)对传感器和由传感器组成的检测系统有一定的分析能力。5教学中的注意问题主要讲授各种传感器工作机理、适用范围、测量方法。讲课时应围绕着在某一工业背景下，如何完成测量任务这一主线，将传感器的理论知识与使用技能联系起(2)本课程中各模块的内容既具有独立性，又有一定的联系，即同一原理的传感器可测量不同是物理参数，讲课时，可按传感器的测量原理将各部分内容联系起来。(3)本课程是一门综合性学科，每种传感器的测量方法都是基于一种物理效应，讲解中应着重讲清物理概念，对有关的诸多公式不予推演。(4)本课程实践性强，讲授中应尽可能结合实物进行直观教学。(5)在教学中，要注意培养学生的自学能力，在教学中注意引导学生自己提出问题，(6)要注意培养学生的动手能力。在教学中注意引导学生分析、解决实际工程应用问题，掌握使用传感器的基本技能。____________________________第十一学年模块一认识传感器1.了解本课程的学习任务及在实际工程中的作用，明确学习目标；2.认识检测、测量的基本概念及测量方法；3.掌握测量误差的计算及分类；4.了解传感器的作用及基本特性。课题一传感器的认识课题二传感器的技术指标学生对于新的学科较为陌生，需要建立新的概念。通过传感器样机的展示，结合生活中实例讲解，使学生认识传感器，了解传感器在实际工程中的作用。模块二温度的测量2.掌握膨胀式温度传感器的工作原理、基本构成及其应用；3.理解热电阻测温的工作原理；掌握热电阻的工作原理、热电阻的种类、特点、测4.掌握热电偶的工作原理，结构及应用，掌握热电偶冷端延长的目的及方法；掌握热电偶冷端温度补偿及技术处理方法；了解热电偶的应用范围；教学内容:课题一温度传感器课题二膨胀式温度传感器课题三电阻式温度传感器课题四热电偶式温度传感器教学建议:1.温度传感器的结构简单，但每种传感器因原理不同，适用的温度范围不同，在教学时要的特别强调在选用传感器时，要根据测量范围、测量要求合理选择。2.每种传感器使用方法区别较大，在教学时要特别强调传感器的使用方法及注意事项，如铂电阻接线采用三线制，应掌握接线方法；热电偶冷端延长的使用、及接3.热电偶在实际工程应用广泛，在教学时要讲解必要的理论知识，使学生掌握热电模块三力的测量教学要求:1.掌握力、压力传感器的测量方法；2.理解应变片的工作原理，掌握电阻应变片的工作特性与参数、电阻应变片桥路接线方式及测量方法，了解应变式力传感器的适用范围；3.了解压阻式压力传感器的工作压力分类与基本结构，掌握压阻式压力传感器的测量方法与适用范围，掌握压阻式压力传感器的安装和使用方法；4.掌握电容式传感器配用测量电路及电路中各参量的意义，掌握压力变送器的接线课题一力的测量课题二课题三压力的测量课题四小压力的测量课题五压力变送器1.学生最终应学会选用、使用力及压力传感器，但该传感器种类繁多、结构复杂，要根据测量要求、测量环境合理选择传感器对于学生来说较为困难，应反复举例2.压阻效应是压阻传感器的物理基础，需应用力的分析，学生不易完全掌握，只需定性说明正应变、负应变产生的部位。3.电容式压力变送器应用广泛，重点讲述压力变送器输出形式、接线及测量方法。模块四流量的测量2.熟悉各种流量计的工作原理及常见结构类型；3.掌握各种波流量计的性能、使用安装要点及其适用场合；4.掌握流量计的选型要点。课题一容积式流量计课题二差压式流量计课题三超声波式流量计课题四课题五质量流量计流量传感器在自动化生产应用广泛，但流量传感器的种类多、结构复杂，不同的流量传感器适用于不同的场所。在各个课题讲完以后，将各种流量计的优缺点、适用范围进行比照、归纳总结，以便学生全面掌握流量传感器的选用、使用。模块五振动的测量1.掌握振动、冲击的概念及其一般测量方法，了解动态参数的技术指标；2.掌握压电效应，熟悉常用压电材料；3.掌握压电式振动传感器的安装方法、测量电路及其适用范围；课题一振动传感器课题二压电式加速度传感器课题三冲击传感器课题四微硅集成加速度传感器1.振动属于动态参数，其精度的等级、要求与前几个模块截然不同，在组成测量系2.微硅集成加速度传感器集成度高，不需安装及维修。在讲解时，重点介绍该传感器性能特点及其应用场所。模块六液位的测量1.了解液位传感器的分类及液位的测量方法；2.了解各种液位传感器的工作原理；3.掌握各种液位传感器性能特点及其适用场合；4.掌握各种液位传感器的安装及使用方法课题一液位的测量方法课题二电容式液位传感器课题三超声波式液位传感器在实际工程中，测量液位还常用压差传感器进行测量。在讲授时可将模块三中的压力变送器测量液位的方法在此强调一次，特别介绍一下量程的选择方法。模块七位移的测量1.掌握位移传感器的一般测量方法；2.了解差动变压器式传感器工作原理，掌握差动变压器式传感器的性能特点及其适3.了解电涡流效应，掌握电涡流式位移传感器的性能特点及其适用场合；4.掌握光栅式位移传感器的性能特点及其适用场合。课题一位移的测量方法课题二差动变压器式位移传感器课题三电涡流式位移传感器课题四光栅式位移传感器1.电涡流效应需要用到高中物理知识，在讲解前可以稍微补充一下。只讲作用及效果，不需进行机理分析。模块八接近开关1.了解各种接近开关的工作原理2.了解电涡流式接近开关的性能特点及其适用场合3.掌握接近开关开关的选型方法4.掌握各种接近开关开关的使用、测量方法课题一电涡流式接近开关课题二电容式接近开关课题三霍尔式接近开关课题四光电式接近开关模块六、七、八从某种意义上来说，都属于位移的测量，工作原理有些重叠，但使用方法及应用范畴不同，为防止学生迷惑，在此模块结束后，将知识点的进行概括总结、梳1.学习图像检测的基本概念，掌握图像传感器的选用方法；2.掌握各种固态图像传感器的结构和使用场合3.了解光纤图像传感器的基本原理及其适用场所、使用方法。4.熟悉红外图像传感器的基本原理及其适用场所、使用方法。课题一固态图像传感器课题二光纤图像传感器课题三红外图像传感器随着数码相机的普及，半导体图像传感器应用广泛，但该传感器集成度高，不需安装及维修。在讲解时，重点介绍图像传感器应用场所及其在实际工程中的作用。模块十现代测量技术1.了解智能传感器的概念和组成，掌握智能传感器的适用范围；2.了解现场总线的种类，了解现场总线的先进性。课题一智能传感器课题二总线式传感器本模块的内容主要介绍先进测量技术。智能传感器的测量、使用方法差异较大，可不必详细讲解，现场总线技术只做知识性介绍，如果课时充裕，可用课件、图片多举实例，使学生开阔眼界，了解先进测量技术。教学时数教学时数章节名称共计讲授实验习题课模块一认识传感器2课题一传感器的认识1课题二传感器的技术指标1模块二温度的测量6课题一温度传感器1课题二膨胀式温度传感器1课题三电阻式温度传感器2课题四热电偶式温度传感器2模块三力的测量6课题一应变式力传感器1课题三应变式压力传感器课题三应变式压力传感器1课题四压阻式压力传感器1课题五压力变送器2模块四流量的测量6课题一容积式流量计1课题二压差式流量计1课题三超声波式流量计1课题五质量流量计2模块五振动的测量4课题二压电式加速度传感器1课题四微硅加速度传感器1模块六液位的测量4课题一液位传感器2课题三超声波液位传感器1模块七位移的测量6课题一位移传感器2课题二差动变压器式位移传感器1课题四光栅式位移传感器2模块八接近开关8课题一电涡流式接近开关2课题三霍尔式接近开关