《检测与传感技术》课程课程标准
适用专业:机电一体化技术
开设学期:第二学年 第2 学期
学时:32 学分:2
(一)课程性质与作用
《检测与传感技术》是机电一体化专业的专业主干课程,学好这门重要的专业主干课,对学生今后的工作将起到十分重要的作用。
本课程的主要任务是:使学生掌握常用传感器的工作原理和一般的检测方法,能够进行一般传感器检测系统的安装、调试、设计和使用,培养学生选择应用各类传感器的能力,组成或设计各种检测系统的能力。
《检测与传感技术》课程涉及到物理学、化学、测试计量学、电子学、计算机、自动控制和机械学等众多学科,其理论和实践性都很强。其任务在于使学生获得误差理论、传感器、自动检测方法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到今后的工作和生产实际中去。本课程是一门实践性很强的课程,技术发展和知识更新的速度较快,必须注意理论联系实际,加强实践环节,培养学生分析问题和解决问题的能力。
本课程的教学目标是:通过理论和实践教学,培养学生掌握各类传感器的基本理论,具备自动检测技术方面的基本知识和基本技能,能应付生产实际中遇到的选型、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。学生应达到中等技术人员以上的水平。
(二)课程设计思路
《检测与传感技术》通过 “理论与实践一体化”,以工学结合为模式,工作过程为基础,课程内容部分采用模块式、项目驱动型教学,利用先进的信息技术,采用线上线下混合式手段进行授课,以工作情境为支撑,以工作结构为框架,融“教、学、做”为一体,实现专业教学与学生就业岗位实现最大限度的对接。学生将会获得自动检测技术综合应用能力,现场排除故障能力和工程应用能力。同时该课程又是《电气控制与PLC》、《数控机床》等课程的前导课程。学生必须在学完《电工基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等课程后,才能学习本课程。
根据机电行业职业岗位对人才的需要和电工职业标准,建立以面向就业岗位群需要、以岗位技能为主线开展技能培养的课程设计理念;建立以实践为主,实践带动理论、实践贯彻整个教学过程的教学原则,树立理论教学为实践教学服务的理念,注重学生职业能力的培养,将职业岗位应具备的知识目标、技能目标和情感目标,定位于教学各环节中,强调知识的理解和应用,启迪学生的思维,培养学生独立分析和解决问题的能力,重视机电行业国际化条件下市场变化、新产品、新技术、新设施设备的重要作用。熟练选择、应用、维护、安装、调试各类传感器。
(三)课程目标
1.认知目标
(1)掌握测量及误差理论等知识,传感器及检测技术基本知识,电桥测量电路的基本特性;
(2)掌握各种常用传感器的基本工作原理、性能特点,理解它们的工作过程,掌握它们的各种应用场合和方法;
(3)掌握信号处理及抗干扰技术的基本知识,理解典型检测系统的工作原理,清楚各组成部分的功能及其特性。
2.能力目标
(1)能够用万用表、示波器等常用仪器检查各种传感器性能,判别其好坏;
(2)能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器;
(3)能够根据被测信号的特点,用不同类型的传感器设计合理的检测电路;
(4)能够设计一般机电检测产品;
(5)能够正确维护常用机电检测设备。
3.素质目标
(1)能独立学习、工作,掌握交流与团队合作能力,具备相应的职业道德;
(2)养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风;
(3)在实际工作中能创造性地完成各项任务;
(4)掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。
(四)课程内容和要求
1.课程内容结构安排
序号 |
项 目 |
参考学时 |
1 |
项目一 认识传感器 |
2 |
2 |
项目二 温度的测量 |
6 |
3 |
项目三 力的测量 |
10 |
4 |
项目四 位移的测量 |
6 |
5 |
项目五 接近开关的应用 |
6 |
6 |
项目六 现代测量技术 |
2 |
|
合计 |
32 |
2.课程内容要求
项 目1 |
认识传感器 |
学时 |
2 |
学习目标 |
1、认识常用传感器的种类 2、了解传感器静特性、动特性的概念 3、掌握误差、准确度、灵敏度等静态指标的计算 |
学习内容 |
教学方法和建议 |
任务1传感器的认识 任务2误差的计算 |
任务引导法 案例分析法 操作示范 小组讨论法 |
教学媒体与设备 |
学生已有的知识、能力要求 |
教师执教能力的要求 |
多媒体教室 传感器实验设备 电工仪表 |
具有电工电子技术相关知识 具有电路装调、检测等基本技能 能熟练应用电工电子仪表及工具的使用 |
应具有检测技术及仪器仪表专业(或电气工程自动化专业或机电一体化专业)本科及以上学历或讲师及以上职称,并具有一定的物理量检测实际应用能力。 |
项 目2 |
温度的测量 |
学时 |
6 |
学习目标 |
1、掌握热电偶工作原理,冷端处理方法。 2、掌握热电阻的结构工作原理及调节电路 3、了解常用热敏电阻和集成温度传感器的应用 |
学习内容 |
教学方法和建议 |
任务1 温度传感器的认识 任务2电阻式温度传感器的应用 任务3 热电偶的温度测量 |
任务引导法 案例分析法 操作示范 小组讨论法 |
教学媒体与设备 |
学生已有的知识、能力要求 |
教师执教能力的要求 |
多媒体教室 传感器实验设备 电工仪表 |
具有电工电子技术相关知识 具有电路装调、检测等基本技能 能熟练应用电工电子仪表及工具的使用 |
应具有检测技术及仪器仪表专业(或电气工程自动化专业或机电一体化专业)本科及以上学历或讲师及以上职称,并具有一定的物理量检测实际应用能力。 |
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项 目3 |
力的测量 |
学时 |
10 |
学习目标 |
1、了解力学传感器中的弹性元件 2、掌握电阻应变式传感器的结构原理 3、理解振动传感器的工作原理 4、掌握压电效应等基本概念 5、掌握MEMS传感器的工作原理 |
学习内容 |
教学方法和建议 |
任务1 认识电阻应变式传感器及电阻应变片 任务2 制作简易电子秤 任务3 振动的测量 任务4 MEMS传感器的应用 |
任务引导法 案例分析法 操作示范 小组讨论法 |
教学媒体与设备 |
学生已有的知识、能力要求 |
教师执教能力的要求 |
多媒体教室 传感器实验设备 电工仪表 |
具有电工电子技术相关知识 具有电路装调、检测等基本技能 能熟练应用电工电子仪表及工具的使用 |
应具有检测技术及仪器仪表专业(或电气工程自动化专业或机电一体化专业)本科及以上学历或讲师及以上职称,并具有一定的物理量检测实际应用能力。 |
项 目4 |
位移的测量 |
学时 |
6 |
学习目标 |
1、了解位移传感器的基本工作原理 2、掌握位移传感器的基本测量方法 3、掌握液位的测量方法 |
学习内容 |
教学方法和建议 |
任务1 机械位移传感器检测位移 任务2 差动式位移传感器的应用 任务3 电涡流式位移传感器的应用 任务4 光栅位移传感器的使用
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任务引导法 案例分析法 操作示范 小组讨论法 |
教学媒体与设备 |
学生已有的知识、能力要求 |
教师执教能力的要求 |
多媒体教室 传感器实验设备 电工仪表 |
具有电工电子技术相关知识 具有电路装调、检测等基本技能 能熟练应用电工电子仪表及工具的使用 |
应具有检测技术及仪器仪表专业(或电气工程自动化专业或机电一体化专业)本科及以上学历或讲师及以上职称,并具有一定的物理量检测实际应用能力。 |
项 目5 |
接近开关的应用 |
学时 |
6 |
学习目标 |
1、掌握电涡流式、电容式接近开关的工作原理及特点 2、掌握霍尔效应及霍尔传感器的特性 3、掌握霍尔接近开关的应用 4、掌握光电开关及应用 |
学习内容 |
教学方法和建议 |
任务1 接近开关的认识 任务2 物料检测 任务3 霍尔测速 |
任务引导法 案例分析法 小组讨论法 |
教学媒体与设备 |
学生已有的知识、能力要求 |
教师执教能力的要求 |
多媒体教室 传感器实验设备 电工仪表 |
具有电工电子技术相关知识 具有电路装调、检测等基本技能 能熟练应用电工电子仪表及工具的使用 |
应具有检测技术及仪器仪表专业(或电气工程自动化专业或机电一体化专业)本科及以上学历或讲师及以上职称,并具有一定的物理量检测实际应用能力。 |
项 目6 |
现代测量技术 |
学时 |
2 |
学习目标 |
1、了解现代测量技术 2、把握传感器技术的发展趋势
|
学习内容 |
教学方法和建议 |
现代检测技术的应用案例分析 |
任务引导法 案例分析法 小组讨论法 |
教学媒体与设备 |
学生已有的知识、能力要求 |
教师执教能力的要求 |
多媒体教室
|
具有电工电子技术相关知识 具有电路装调、检测等基本技能 能熟练应用电工电子仪表及工具的使用 |
应具有检测技术及仪器仪表专业(或电气工程自动化专业或机电一体化专业)本科及以上学历或讲师及以上职称,并具有一定的物理量检测实际应用能力。 |
(五)实施建议
1. 教材及主要参考书
1)教材
张米雅.《传感器应用技术》.北京理工大学出版社.2020年
2)主要参考书
(1) 于彤.《传感器原理及应用》(项目式教学).机械工业出版社.2008年
(2) 《传感器及应用》.王倢婷主编.中国劳动社会保障出版社.2010年
(3) 樊尚春.《传感器技术及应用》(第2版)(十一五).北京航空航天大学出版社.2010年
(4) 李增国.《传感器与检测技术》.北京航空航天大学出版社.2009年
2.教学组织与设计
1) 教学条件和环境
本课程结合学院具体的实训条件,力求按项目任务形式实施教学。课程内容力求在理实一体化教室完成,通过学习环境与模拟工作环境相结合,提高学生理论水平和职业素养。
2) 本课程在教学方法上的特殊性
(1) 在教学过程中,力求以项目引导、案例教学、问题教学、操作示范、小组讨论等手段提高学生学习兴趣,激发学生的学习动力。
(2) 在教学过程中,要广泛应用图片、动画等教学资源辅助教学,帮助学生理解各种传感与检测系统的常识要点。
(3) 教学过程中加强安全教育,提高安全意识,培养学生严谨的工作态度。
3.课程考核与评价
1) 本课程教学过程以学生为主体,因此考核要以过程性考核为主,重在考查学生在工作任务中表现出来的能力。学生都要对各个项目开展过程进行总结,完成项目报告并汇报,采用项目实训报告和设计或作业的形式增加对学生完成项目的过程和结果的评价。过程性考核在总成绩中所占比例不少于50%。
2) 学期末以实操考核和理论考查的形式,对课程重要的知识和能力进行综合性考核,重在考查运用知识解决实际问题的能力。
教学评价表
评价内容 |
权重 |
常规评价 |
出勤与课堂表现 |
20% |
项目评价 |
线上作业 |
20% |
线下操作 |
20% |
综合考核(实操+理论) |
40% |
合计 |
100% |
4.课程教学资源使用与建设(包括条件)
目前,学院已建成电子焊接实训室和综合布线实训室,学生在实训室中可以完成各类传感器识别、性能标定、结构分析、原理分析、综合应用等多项实训和技能。而传感器实训室还在积极地建设过程中。