检测技术与智能仪表设计_第五专题共86页
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《传感器和检测技术》课程设计一.课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器和检测技术》课程的内容有机的联系起来,形成系统的概念,培养学生综合使用知识的能力,掌握智能检测(或仪表)系统设计的基本思想和方法。
二.设计方法(一)智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时,首先要进行仪表的总体设计。
在课程设计中要考虑以下两点。
1.从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时,根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务,分别并绘制硬件和软件总框图,然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务,这些子任务再向下分,直到每个低级的子任务足够的简单,可以直接而且容易实现为止。
这些低级子任务可用模块化的方法来实现,有些子任务可以采用某些通用化的模块(模件)实现。
2.经济性要求为了获得较高的性能价格比,设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。
在满足性能指标的前提下,应尽可能采用简单的方案,因为方案简单意味着元器件少,可靠性高,从而也比较经济。
在进行实际的产品设计时,还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。
(二)智能化测量控制仪表的硬件电路设计1.单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。
选择时,应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件,以及相关的技术支持等因素。
2.存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时,应设计片外存储器。
3.输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道(包括A/D转换器和输入电路)输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息(如功能选择,量程范围、阈值等)以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态(如报警信息)都需要通过接口电路实现,因此要设计相应的接口电路。
以上设计工作完成后,仪表中的单片机系统的设计工作就完成了。
4.测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成,即模拟测量部分和A/D转换器。
技术检测与仪表课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解技术检测与仪表的基本原理,掌握常用检测仪表的工作原理及其应用场景。
2. 学生能够描述各种传感器的工作原理,并列举其在工程检测中的应用。
3. 学生能够掌握检测数据的处理与分析方法,了解数据处理中的常见问题及其解决策略。
技能目标:1. 学生能够正确使用常见的检测仪表,进行简单的系统调试和故障排查。
2. 学生通过实际操作,培养解决实际工程技术问题的能力,提高动手操作和团队协作能力。
3. 学生能够运用所学的知识,设计简单的技术检测方案,并进行数据分析和解释。
情感态度价值观目标:1. 学生通过技术检测与仪表的学习,培养严谨的科学态度,增强对技术研究的兴趣。
2. 学生在学习过程中,能够体会技术检测在工程实践中的重要性,增强社会责任感。
3. 学生通过小组合作,培养团队协作精神,学会尊重他人意见,提高沟通与交流能力。
课程性质分析:本课程属于技术实践类课程,侧重于技术原理与实际操作的结合,旨在培养学生的实践能力和创新精神。
学生特点分析:考虑到学生所在年级,他们已具有一定的理论基础,但实际操作经验相对不足,需要通过实践课程来提高技术应用能力。
教学要求分析:教学中应注重理论与实践相结合,强调学生在教师引导下的主体地位,通过项目驱动和问题导向的教学方法,提高学生的技术检测与仪表应用能力。
通过具体的学习成果分解,确保教学设计和评估的针对性和实效性。
二、教学内容1. 技术检测基础理论:- 检测仪表的分类、原理及其应用。
- 传感器的工作原理、特性及其在检测技术中的应用。
2. 常用检测仪表:- 电磁式仪表、电动式仪表、数字式仪表的结构与功能。
- 温度传感器、压力传感器、流量传感器等的使用方法和操作技巧。
3. 检测数据处理与分析:- 数据采集、处理和存储的基本方法。
- 数据分析中的误差处理、信号处理技术。
4. 实践操作与案例分析:- 设计简单的技术检测方案,进行实际操作。
《传感器与检测技术》课程设计一.课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》课程的内容有机的联系起来,形成系统的概念,培养学生综合应用知识的能力,掌握智能检测(或仪表)系统设计的基本思想和方法。
二.设计方法(一)智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时,首先要进行仪表的总体设计。
在课程设计中要考虑以下两点。
1.从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时,根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务,分别并绘制硬件和软件总框图,然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务,这些子任务再向下分,直到每个低级的子任务足够的简单,可以直接而且容易实现为止。
这些低级子任务可用模块化的方法来实现,有些子任务可以采用某些通用化的模块(模件)实现。
2.经济性要求为了获得较高的性能价格比,设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。
在满足性能指标的前提下,应尽可能采用简单的方案,因为方案简单意味着元器件少,可靠性高,从而也比较经济。
在进行实际的产品设计时,还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。
(二)智能化测量控制仪表的硬件电路设计1.单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。
选择时,应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件,以及相关的技术支持等因素。
2.存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时,应设计片外存储器。
3.输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道(包括A/D转换器和输入电路)输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息(如功能选择,量程范围、阈值等)以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态(如报警信息)都需要通过接口电路实现,因此要设计相应的接口电路。
4.测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成,即模拟测量部分和A/D转换器。
模拟测量部分如传感器、传感器测量电路、信号放大电路、滤波电路以及其它的信号调理电路都是一些独立的模块或组件,如果已有相应的模块芯片出售,设计时只要选用合适(符合技术要求)的芯片即可;如果没有相应的模块供应,则在设计时要根据仪表的技术指标,自行设计这些组件。
检测技术及仪表课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握检测技术的基本原理,理解仪表的构成、分类及其工作原理;2. 使学生了解各种传感器的工作原理及其在检测技术中的应用;3. 让学生掌握检测信号的处理与分析方法,了解数据采集与传输的基本技术。
技能目标:1. 培养学生能够正确选择和使用检测仪表,进行简单检测系统的设计与搭建;2. 培养学生运用检测技术解决实际问题的能力,提高实验操作和数据处理技能;3. 培养学生通过查阅资料、开展小组合作,提高自主学习与解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对检测技术及仪表的兴趣,激发他们探索科学技术的热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与创新,树立工程意识;3. 培养学生具备良好的团队合作精神,学会尊重他人、沟通交流。
本课程针对高年级学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,将课程目标分解为具体的学习成果,以便后续的教学设计和评估。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养他们具备实际操作能力和解决问题的能力。
二、教学内容1. 检测技术基本原理:包括检测系统的组成、分类及性能指标,仪表的基本工作原理等;参考教材章节:第一章 检测技术概述2. 传感器及其应用:介绍常见传感器(如温度、压力、流量等传感器)的工作原理、特性及应用;参考教材章节:第二章 传感器及其应用3. 检测信号处理与分析:包括信号处理的基本方法、数据采集与传输技术,滤波算法等;参考教材章节:第三章 检测信号处理与分析4. 检测仪表的使用与维护:介绍仪表的正确使用方法、维护保养技巧以及故障排除方法;参考教材章节:第四章 检测仪表的使用与维护5. 检测系统设计:结合实际案例,指导学生进行检测系统的设计与搭建,包括传感器选型、信号处理、数据采集等;参考教材章节:第五章 检测系统设计6. 实践教学环节:组织学生进行实验操作,提高实际操作能力和数据处理技能;参考教材章节:第六章 实践教学环节教学内容安排和进度:按照教学大纲,分阶段进行理论教学和实践操作,确保学生能够逐步掌握检测技术及仪表的知识和技能。