《传感器与测试技术》课程标准

《传感器与测试技术》课程标准【课程编码】【适用专业】电气、自动化、电子、测控专业【总学时】【课程编码】【适用专业】电气、自动化、电子、测控专业【总学时】42【编写日期】【课程类别】专业基础课【授课单位】【教材】【编写执笔人】'、课程定位和课程设计.1课程性质与作用.课程性质本课程是电气、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。.2课程设计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。.理论与实践相结合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。.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。.以岗位需要为目标按照“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。二、课程目标1.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（思政）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，初步养成良好的职业习惯，树立工匠精神和探索精神。三、课程内容与教学要求本课程内容包含了解绪论、测试系统的特性、常用传感器原理及应用、机器人传感技术、信号调理电路、信号分析与处理、传感器应用技术、智能传感器与传感器网络等八个部分,其教学要求和课时分配如表1所示。表1《传感器与测试技术》课程要求及课时分配表序号课程名称教学内容教学目标课时分配1绪论（1）测试的含义、基本原理及过程（2）传感器的定义、作用、组成、分类和发展趋势（1）掌握传感器与测试技术的基本理论（2）熟练掌握测试系统静、动态特性的评价方法和实现不失真测试的条件（3）掌握常用传感器及其调理电路的工作原理、性能，并能合理地选用（4）具有设计测试方案、分析和处理测试信4号的能力2测试系统的特性(1)测试系统的基本要求、线性系统及其主要性质(2)测试系统的静态特性(3)测试系统的动态特性(1)了解测试系统的基本要求，掌握线性系统的定义及其主要性质(2)掌握测试系统的误差与精度，及其静态特性参数(3)掌握测试系统的传递函数、频率特性和瞬态响应，以及动态特性参数的测定、实现不失真测试的条件和负载效应63常用传感器原理及应用(1)电阻式传感器(2)电容式传感器(3)电感式传感器(4)压电式传感器(5)热电式传感器(6)光电式传感器(7)其他传感器(1)掌握应变式传感器、压阻式传感器和电位器式传感的工作原理及应用(2)掌握电容式传感器的工作原理及应用(3)掌握自感式传感器、差动变压器式传感器、电涡流式传感器和感应同步器的工作原理及应用(4)掌握压电式传感器的工作原理及应用(5)掌握热电偶传感器、热电阻传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器的工作原理及应用(6)掌握光电器件、光纤传感器、光栅传感器和电荷耦合器件(CCD)的工作原理及应用(7)了解生物传感器和化学传感器的类型84机器人传感技术(1)机器人触觉传感技术(2)机器人接近觉传感技术(3)机器人视觉传感技术(4)机器人嗅觉传感技术(1)掌握触觉传感器的类型和特点，以及仿生皮肤的工作原理及应用(2)掌握接近觉传感6（5）机器人味觉传感技术（6）机器人听觉传感技术器的类型、特点和应用（3）掌握视觉传感系统的组成、原理和应用（4）掌握气敏传感器的类型，以及电子鼻的组成结构了解味觉传感器的类型，以及味觉传感器的模式识别了解听觉传感器的类型，以及语音识别技术5信号调理电路（1）测量电桥（2）调制与解调（3）滤波器（1）掌握直流电、交流电桥和带感应耦合臂的电桥的工作原理及应用（2）掌握调幅及其解调和调频及其解调的原理（3）掌握滤波器的类型及应用46信号分析与处理（1）信号概述（2）周期信号及其频谱（3）非周期信号及其频谱（4）数字信号分析与处理（5）随机信号分析与处理（1）掌握信号的概念和分类，并理解信号的时域分析和频域分析（2）掌握周期信号的定义，并理解傅里叶级数的三角函数展开式和复数形式的傅里叶级数（3）理解傅里叶积分、傅里叶变换与非周期信号的频谱、傅里叶变换的性质和几种特殊信号的频谱（4）理解信号的数字化、离散傅里叶变换（DFT）、数字化分析处理中的若干问题和快速傅里叶变换（FFT）（5）掌握随机信号的基本概念，各态历经随机过程的统计参数，以及随机信号的相关分析和功率谱分析67传感器应用技术(1)传感器的选择(2)供电电源(3)抗干扰技术(1)掌握选择传感器时应考虑的因素和选择传感器的一般步骤(2)掌握电池和稳压电源的工作原理(3)掌握电磁干扰的类型，屏蔽、接地、隔离、布线与灭弧技术，以及电源干扰抑制技术48智能传感器与传感器网络(1)智能传感器(2)传感器网络(1)掌握智能传感器的组成、功能、硬件结构和应用(2)掌握传感器网络的作用、结构和信息交换体系4合计42四、课程实施教学条件我校十分注重建设和完善本课程的教学设施，如多媒体教室、实操间、网络教学平台、网络数据库等。同时，我校有一支强大的师资队伍，可以为本课程的教学出谋划策。教学方法建议本课程遵循“教师引导，学生为主”的原则，采用讲解、多媒体演示、场景模拟法、讨论、翻转课堂等多种方法，努力为学生创设更多知识应用的机会。(1)讲解法：主要用于讲授本课程的基础知识、行业岗位知识等理论性较强的知识。(2)多媒体演示法：在讲解过程中，借助音频、视频、图片等直观手段来呈现教学内容，在激发其学习兴趣和积极性的同时，不断提高其知识储备能力和综合文化素质。(3)场景模拟法：针对所教内容布置任务，引导学生通过情景化的模拟训练来提升知识的实际应用能力和职业素养。(4)讨论法：根据知识点，鼓励学生运用所学知识进行主题讨论，使其在讨论中逐步提升交际能力、思辨能力、解决实际问题的能力等。(5)翻转课堂法：坚持学生的主体地位，鼓励学生在课上对自己学到的知识点进行分享和讲解，并对其讲解进行补充和评价，不断完善学生的知识结构，加深其对所学知识的理解。教师在教学过程中，可根据学生的实际情况灵活选用教学方法，因材施教，尽量照顾到每一个学生的学习需求。教学评价与考核要求课程的教学评价由形成性测评（40%）和终结性测评（60%）组成，其考核要求如下:.形成性测评形成性测评考核学生在学习本课程过程中的学习情况和实际应用能力的发展情况，包括出勤考核（10%）、课堂参与程度考核（10%）、作业完成质量考核（20%）等。（1）出勤考核：本项考核通过课前点名考核学生的课堂出勤率。迟到15分钟以内每次扣1分，迟到15分钟以上或无故缺勤一节课每次扣2分，该项考核累计最多扣10分。（2）课堂参与程度考核：本项考核主要通过课堂提问和课堂积极发言来评判学生的学习态度、学习主动性、课堂参与程度，以及学生的思辨能力、问题解决能力及其对课堂教学知识的掌握情况等。只要学生能按时上课听讲，即可获得5分的基本分。学生上课发言一次，即可另外获得0・5分，课堂发言最多可得5分。学生的最后成绩为“5+课堂发言得分”。（3）作业完成质量考核：本项考核主要通过学生作业来检测其对教学主体内容的掌握与理解程度、实际应用知识的能力、自主学习能力、信息收集与处理能力等。每次作业成绩按照相应标准而定，学生作业质量划分为优秀（10分）、良好（8分）、中等（7分）、及格（6分）和不及格（0分）五个档次。最后的作业成绩为学生作业完成质量成绩的平均数。.终结性测评终结性测评主要考核学生在学完本课程后所达到的水平，通过期末考试进行考核。期末考试由闭卷笔试（60%）组成，主要评估学生对本门课程基本知识的掌握情况与综合运用能力。五、课程资源开发与利用5.1教材使用1.建议教材1.建议教材杨娜，《传感器与测试技术》，航空工业出版社，2012年7月。2.参考书目吕科、王晓冬、韩海花，《传感器