《传感器技术》课程标准

1、“传感器技术”课程标准招生对象：高中毕业生及同等学力者教学时数：56H学历层次：高职课程代码：修业年限：全日制三年学 分 数：3.0适用专业：电子信息工程技术制 订 人：朱 赣一、课程概述1课程定位传感器技术是高等专科学校电子信息工程技术专业的一门职业技能课。主要介绍了传感器原理、结构、测量电路及应用。要求学生掌握常用传感器原理、结构、特性和用途，能正确选用传感器；理解传感器的信号处理方法及测量电路以及在电子产品中传感器和测量电路的使用、调整能力。本课程是一门技术密集的新型学科。直接与本课程有关的课程有数学、物理、电工技术、电子技术、自控原理、微机原理等。在学习时，需对相关课程有一定的基础和回

2、顾。先修课程：模拟电路，数字电路，电测技术、单片机技术等。后续课程：单片机、智能仪器等。2设计思路1）注重知识和能力的双向培养就知识体系而言，通过本课程的学习，使学生建立针对传感器的从原理到应用的系统化认识，即了解如何获取被测对象信息、掌握传感器的基本原理、掌握各种传感器的特点和使用的一般性原则；就能力培养而言，要培养学生的创新意识和创新能力，引导学生勤思考、能动手、敢创新，使学生具备自主建立不断演进的知识体系的能力，适应终身学习的能力需要。2）内容设计的层次性和模块化在内容设计上，我们将本课程分为理论教学、实践教学和课外研学三个层次。理论教学又分为四大模块：传感器技术基础、常用传感器原理与应

3、用、现代新型传感器、传感器技术综合应用。理论教学内容设计兼顾了系统性和先进性的统一，基础性和应用性的统一，并将生动具体的教学案例和教学内容融入课堂教学之中。实践教学主要有两种类形：基础性实验、创新性实验。课外研学主要要求学生利用网络技术查找相关文献资料拓展丰富课堂教学内容。二、课程目标1课程总目标课程主要以各种类传感器应用案例来阐述基本理论，使学生学会各类传感器的结构、工作原理、测量电路、应用范围、应用的技术要求。达到能分析判断各种类自动控制系统与传感器有关的故障，能熟练使用、更换相关的传感器及配套电路。2职业技能目标1）掌握常见的测量方法，并能够对测量数据进行分析。2）熟练掌握各种常见传感器

4、的结构特点。3）能对常见传感器的工作原理进行分析。4）掌握各传感器测量电路的工作原理。5）熟练掌握各传感器的应用范围。6）达到能分析判断各种类自动控制系统与传感器有关的故障。7）能熟练使用、更换相关的传感器及配套电路。8）具备独立分析解决传感器方面问题的能力，试验及实际操作能力。9）利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。三、内容标准及实施建议1课题/项目安排及学时分配本课程分为检测基本理论、传感器原理及应用两大部分。共安排56学时。表1 课题/项目安排表项目序号课题/项目名称学时H1检测的基本理论6h2电阻式传感器的原理及应用10h3电感式传感器原理及应用6h4电涡流式

5、传感器原理及应用4h5电容式传感器的原理及应用6h6压电传感器的原理及应用 4h7超声波传感器原理及应用4h8霍尔传感器原理及应用6h9热电偶传感器原理及应用4h10光电传感器原理及应用6h合计 56 h 2课题/项目内容及实施各教学项目的教学内容设计见表2-12-13。表2-1 项目1教学内容设计表项目1检测的基本理论学时H6h教学目标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；3了解几种测量方法的分类；4掌握绝对误差、相对误差及精度的计算； 5了解随机误差的概念及处理方法；6了解传感器的分类、组成及特性。教学内容1检测及传感器的含义及工业检测涉及的内容；2自动检

6、测系统的组成；3测量方法的分类；4绝对误差、相对误差及精度的计算； 5随机误差的概念及处理方法；6传感器的分类、组成及特性。重点难点本项目重点是掌握绝对误差、相对误差及精度的计算，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是传感器的分类、组成及特性，通过举例，使学生理清思路，从中体会。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1检测及传感器的含义及工业检测涉及的内容讲授法；讨论法；现场教学法1.52自动检测系统的组成讲授法；讨论法；现场教学法13测量方法的分类讲授法；讨论法；现场教学法0.54绝对误差、相对误差及精度的计算讲授法；举例15随机误差的概念及处理方法举例、讨论16传感器的分

7、类、组成及特性讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：光电检测仪。考核评价1考察学生能否掌握上网搜索科技文献资料的能力，了解一个特定对象的工作原理和结构、框图等。2考察学生能否了解最基本的误差计算。表2-2 项目2教学内容设计表项目2电阻式传感器的原理及应用学时H10h教学目标1了解电阻应变式传感器的分类、特性及应用；2了解掌握测量应变、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；5了解气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用；6了解湿敏电阻传感器的结构、原理及应用。教学

8、内容1电阻应变式传感器的分类、特性及应用；2测量应变、拉力、荷重、转矩的方法及计算；3金属热电阻的分类、特点及接线方法；4热敏电阻的分类、特性及应用；5气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用；6湿敏电阻传感器的结构、原理及应用。重点难点重点：电阻应变式传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。难点：电桥的工作原理、调零，通过计算对比分析，使学生理清思路，从中体会。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1电阻应变式传感器的分类、特性及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法32测量应变、拉力、荷重、转矩的方法及计算讲授法；讨论法；案例教学法13金属热电阻的分类、特点及接线方

9、法讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法14热敏电阻的分类、特性及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法15气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法26湿敏电阻传感器的结构、原理及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法2教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种应变片、各种圆盘和直线电位器、各种热敏电阻。考核评价1考察学生能否掌握不同应变片的用途，以及不平衡电桥的调零的概念。2考察学生能否理解一只很简单的电位器传感器能有那些其他用途。3考察学生能否了解不同热敏电阻的特性及用途。表2-3 项目3教学内容设计表项目3电感式传感

10、器原理及应用学时H6h教学目标1了解自感传感器的分类及特点；2了解自感传感器转换桥路及应用；3了解差动变压器结构、工作原理及差动整流电路；4了解变换压力的弹性敏感元件结构及特点；5掌握电感测微仪的结构及应用。教学内容1自感传感器的分类及特点；2自感传感器转换桥路及应用；3差动变压器结构、工作原理及差动整流电路；4变换压力的弹性敏感元件结构及特点；5电感测微仪的结构及应用。重点难点本项目重点是差动变压器结构及工作原理，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是电感测微仪的结构及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1自感传感器的分类

11、及特点讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12自感传感器转换桥路及应用讲授法；讨论法；案例教学法13差动变压器结构、工作原理及差动整流电路讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法24变换压力的弹性敏感元件结构及特点讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法15电感测微仪的结构及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种电感传感器。考核评价考察学生能否掌握一次仪表的使用，420mA仪表的计算。表2-4 项目4教学内容设计表项目4电涡流式传感器原理及应用学时H4h教学目标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

12、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。教学内容1电涡流传感器工作原理、结构及特点；2电涡流传感器的转换电路及应用；3接近开关的概念、结构、分类、特点及用途。重点难点本项目重点是电涡流传感器工作原理及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是接近开关的特点及用途，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1电涡流传感器工作原理、结构及特点讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12电涡流传感器的转换电路及应用讲授法；讨论法；案例教学法13接近开关的概念、结构、分类、特点及用途讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法

13、2教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：电涡流传感器及接近开关。考核评价1考察学生能否掌握接近开关的使用。2考察学生能否掌握电涡流传感器的用途。表2-5 项目5教学内容设计表项目5电容式传感器的原理及应用学时H6h教学目标1了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掌握差压式流量计的原理及结构。教学内容1电容传感器工作原理、分类及转换电路；2电容传感器的应用；3电容接近开关的原理及应用；4差压式流量计的原理及结构。重点难点本项目重点是电容传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是差压式流量计的原理及结构，通

14、过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1电容传感器工作原理、分类及转换电路讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12电容传感器的应用讲授法；讨论法；案例教学法23电容接近开关的原理及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法14差压式流量计的原理及结构讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法2教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种电容传感器。考核评价1考察学生能否掌握电容传感器的工作原理及其应用。表2-6 项目6教学内容设计表项目6压电传感器的原理及应用学时H4h教学目标1了解压电效应及电荷放大器原理；2理解振动的基本概

15、念及脉动力、振动加速度的测量；3掌握频谱图的读法。教学内容1压电效应及电荷放大器原理；2振动的基本概念及脉动力、振动加速度的测量；3频谱图的读法。重点难点本项目重点是压电传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是振动加速度的测量，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1压电效应及电荷放大器原理讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12振动的基本概念及脉动力、振动加速度的测量讲授法；讨论法；案例教学法23频谱图的读法讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教

16、具：各种压电传感器。考核评价考察学生能否掌握压电传感器的工作原理及其应用。表2-7 项目7教学内容设计表项目7超声波传感器原理及应用学时H4h教学目标1了解超声波的特性；2了解超声探头的构造和应用；3掌握超声探伤的方法。教学内容1超声波的物理特性；2超声探头的构造和应用；3超声探伤的方法。重点难点本项目重点是掌握超声探伤的方法，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是超声探伤的方法，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1超声波的物理特性讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12超声探头的构造和应用讲授法；讨论法；案例教学法13超声探

17、伤的方法讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法2教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种超声波传感器。考核评价考察学生能否掌握超声波传感器在无损探伤中的应用。表2-8 项目8教学内容设计表项目8霍尔传感器原理及应用学时H6h教学目标1了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掌握霍尔传感器的三类应用；4了解磁敏电阻传感器的原理及应用；5掌握常用接近开关的分类及霍尔接近开关的应用。教学内容1霍尔效应及霍尔传感器的参数；2霍尔集成电路的结构、特性、分类及特性曲线。3霍尔传感器的三类应用；4磁敏电阻传感器的原理及应用；5常用接近

18、开关的分类及霍尔接近开关的应用。重点难点本项目重点是霍尔传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是霍尔接近开关的应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1霍尔效应及霍尔传感器的参数讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12霍尔集成电路的结构、特性、分类及特性曲线讲授法；讨论法；案例教学法13霍尔传感器的三类应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法24磁敏电阻传感器的原理及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法15常用接近开关的分类及霍尔接近开关的应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验

19、室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种霍尔元件、霍尔传感器。考核评价考察学生能否利用霍尔IC测量磁场和计算电流传感器的输入、输出。表2-9 项目9教学内容设计表项目9热电偶传感器原理及应用学时H4h教学目标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。教学内容1热电效应及热电偶结构；2常用热电偶的型号特点及选用方法；3冷端延长的方法及补偿导线的用途；4热电偶的应用；5计算修正法。重点难点本项目重点是热电偶传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是计算修正法，通过教学时对

20、实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1热电效应及热电偶结构讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12常用热电偶的型号特点及选用方法讲授法；讨论法；案例教学法13冷端延长的方法及补偿导线的用途讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法14热电偶的应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种热电偶。考核评价考察学生能否正确选择热电偶的型号、规格，冷端补偿导线，并正确接线。表2-10 项目10教学内容设计表项目10光电传感器原理及应用学时H6h教学目标1了解光电效应的三种类型；2掌握光敏电阻、光敏二

21、极管、三极管的原理及应用；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；5了解光纤传感器的原理及应用。教学内容1光电效应的三种类型；2光敏电阻、光敏二极管、三极管的原理及应用；3光电传感器的四大类型的应用；4光电开关及应用；5光纤传感器的原理及应用。重点难点本项目重点是光电传感器的特性及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。本项目难点是光电开关及应用，通过教学时对实例的详细讲解，让学生从中理解。教学实施建议步骤内容方法、资源运用课时1光电效应的三种类型讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法12光敏电阻、光敏二极管、三极管的原理及应用讲授法；讨论法；案例教学法13光电传感器

22、的四大类型的应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法24光电开关及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法15光纤传感器的原理及应用讲授法；讨论法；现场教学法；案例教学法1教学资源场地：实验室；设施：电脑、投影仪、屏幕、移动存储设备；教具：各种光电器件、光电传感器。考核评价考察学生能否利用简单的光敏电阻、光敏三极管等元件，完成光照度的测量和画出继电器的控制电路。四、考核评价考核要求：本课程考核方式为考试，以闭卷为主，结合实验、平时作业和课堂提问，各占50%、20%、20%、10%。试卷中：概念题占30%，以单项选择题为主；计算题占20%；分析题占35%；综合题占15%。五、教学实施条件1师

23、资基本条件承担本课程教学任务的教师要有一定的工程实践经验，熟练掌握检测技术的基本知识，能对测量结果进行准确细致地分析；熟练掌握各种传感器功能，结构及工作原理；熟练掌握各种传感器在工程监测中的应用。在教学中注重培养学生的学习能力和社会能力；应注意培养学生独立分析问题、解决问题的能力，以及在团队中与人沟通、交流和相互协作的能力；能够工作积极，具有教师的职业道德。2实践教学条件本课程实施配置的实训室和实习场地具体情况如表2-11所示。表2-11校内实训教学条件一览表实训场地名称主要功能主要设备配置(各60台套)传感器技术实训室1电阻应变式传感器的测试；2差动变压器式传感器对位移的测量应用；3电容式传感器的测量；4压电式加速度传感器的应用测量；5霍尔传感器的测量。传感器主试验台30台传感器电路模块30台各种传感器30台光功率