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传感器与检测技术课程设计《传感器与检测技术》课程改革设计方案
一、课程性质
本课程作为机电一体化技术专业基础课程，在本专业的职业能力培养中所起着承前启后的桥梁作用，它既是前期理论课的延续，又是学习其他专业课的前提。本课程主要培养学生选择应用各类传感器的能力，组成各种检测系统的能力和各种测试模块电路的设计制作能力，这些能力是构成本专业职业岗位技能的重要部分。本课程的前期课程主要有《工程制图》《电子电路基础》《电子线路cad》《应用数学基础》等。
二、课程整体设计
1课程目标设计
1.1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）能够设计一般电子检测产品；
（5）能够正确维护常用电子检测设备。
1.2知识目标
（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。
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1.3职业目标
（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，了解电子信息产业的相关法律法规常识；
（4）掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。
2课程内容设计
传感器与检测技术 听课笔记
以下是一份关于“传感器与检测技术”的听课笔记，供您参考：
一、课程概述
传感器与检测技术是一门涉及传感器原理、特性分析、测量系统和信号处理等方面的学科。传感器是实现自动检测和自动控制的关键环节，广泛应用于工业、农业、军事、医疗等领域。本课程将介绍传感器的基本原理、分类、特性分析、测量系统设计以及信号处理等方面的知识。
二、传感器分类
1. 按工作原理：电感式、电容式、光电式、热电式等。
2. 按输出信号：模拟输出和数字输出。
3. 按用途：压力、温度、流量、物位、成分等。
三、传感器原理
1. 电感式传感器：基于电磁感应原理，通过测量线圈的电感变化来检测物体的位移或质量。 2. 电容式传感器：基于电容器原理，通过测量电容器极板间距的变化来检测物体的位移或压力。
3. 光电式传感器：基于光电效应原理，通过光电器件将光信号转换为电信号，实现非接触测量。
4. 热电式传感器：基于热电效应原理，通过测量热电偶的温差电动势来检测温度。
四、传感器特性分析
1. 线性度：描述传感器输出与输入之间的线性关系。
2. 灵敏度：描述传感器输出变化量与输入变化量之间的比值。
3. 迟滞：描述传感器在相同输入下，正向和反向输出之间的差异。
4. 重复性：描述传感器在同一输入下，多次测量的输出一致性。
5. 漂移：描述传感器在使用过程中，输出逐渐偏离初始值的现象。
五、测量系统设计
1. 测量系统组成：传感器、信号处理电路、显示仪表和记录装置等。
2. 测量系统设计原则：精度高、稳定性好、可靠性高、成本低等。
3. 测量系统误差分析：随机误差和系统误差。 4. 测量系统校准与标定：确定传感器的线性度、灵敏度、迟滞等特性参数的方法。
六、信号处理技术
1. 信号放大与滤波：提高信号的信噪比，抑制噪声和干扰。
2. 信号转换：将模拟信号转换为数字信号，或将一种形式的信号转换为另一种形式。
3. 数字信号处理技术：通过数字计算方法对信号进行滤波、变换和分析等处理，提取有用的信息。
《传感器与检测技术》课程标准
课程代码 0511201 适用专业 机电一体化技术
课程学分 2 总学时 32
制定人 郭新兰 制定时间 2014-6
修订人 郭新兰 修订时间 2018-8
合作企业 审核部门
1.课程性质与设计思路
1.1课程的性质
《传感器与检测技术》是机电一体化专业技术的一门核心课程,其专业性、实践性很强。其主要包括传感器的认识、工作原理和使用方法，并在此基础上分别介绍常用传感器应用技术及实用电路的分析与制作。所选的电路具有设计新颖、结构合理、性能优良和实用性强等特点。《传感器与检测技术》是涉及多门学科综合课程。前导课程有《电工基础》、《电子技术基础》，后续课程有《PLC应用技术》、《自动生产线的安装与调试》。
1.2设计思路
本课程按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主题的模块化专业课程体系”设计的总体设计要求，突出体现职业能力本位。通过本课程的学习和技能训练，使学生能认识传感器，了解测量基本原理，理解各种传感器进行非电量电测的方法，掌握传感器的基本参数和使用方法。初步具备使用实用型传感器的能力，并了解相应的测量转换电路、信号处理电路的原理及各种传感器在工业中的应用。
本课程模块结合本系实训条件，按“任务布置、计划、决策、实施、评估、信息反馈”一个完整的过程实施教学。教学过程做到全过程开放，主要课程内容在校内实训基地完成，同时结合校外实训基地完成部分模块，通过学习环境与工作环境相结合，提高学生社会实践能力，融“教、学、做”为一体，强化学生职业能力。
建议本课程在第二学年的第一学期开设，总学时为32学时，2学分。
2.课程目标
2.1能力目标
通过理论实践一体化课堂学习，使学生获得较强的实践动手能力，使学生具备必要的基本知识，具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。
能够选择和测试传感器件；
能够进行元器件的焊接；
能够进行传感器的标定与校准，误差数据处理；
0.1
答：传感器处于研究对象与测试系统的接口位置，即检测与控制之首。传感器是感知、获取与检测信息的窗口，一切科学研究与自动化生产过程要获取的信息都要通过传感器获取并通过它转换成容易传输与处理的电信号，其作用与地位特别重要。
0.2
答：①敏感元件：指传感器中直接感受被测量的部分。
②传感器：能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
③信号调理器：对于输入和输出信号进行转换的装置。
④变送器：能输出标准信号的传感器。
1.1
解：
1.2
解：
1.3
解：
带入数据得：
拟合直线灵敏度 0.68,线性度±7%
1.4
解：设温差为R,测此温度传感器受幅度为R的阶跃响应为(动态方程不考虑初态)
1.5
解：此题与炉温实验的测飞升曲线类似:
1.6
解：
1.7
解：
所求幅值误差为1.109,相位滞后
1.8
答：静特性是当输入量为常数或变化极慢时，传感器的输入输出特性，其主要指标有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。
1.9
答：传感器的静特性由静特性曲线反映出来，静特性曲线由实际测绘中获得。
1.10
答：人们根据传感器的静特性来选择合适的传感器。
1.11
解：①理论线性度：
②端点线性度：
由两端点做拟和直线
中间四点与拟合直线误差：0.17 0.16 0.11 0.08
所以，
1.11
③最小二乘线性度： 所以，
1.11
1.12
解：
1.13
解：质量块(质量m),弹簧(刚度c),阻尼器(阻尼系数b)
根据达朗贝尔原理：
2.1
解：
2.2
证：
略去的第二项，即可得
2.3 答：①金属电阻应变片由四部分组成：敏感栅、基底、盖层、黏结剂、引线。分为金属丝式和箔式。
②其主要特性参数：灵敏系数、横向效应、机械滞后、零漂及蠕变、温度效应、应变极限、疲劳寿命、绝缘电阻、最大工作电流、动态响应特性。
