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1、《傳感器技術(shù)》教學(xué)大綱
一、課程基本信息
課程類別
專業(yè)拓展課程
課程性質(zhì)
理論
課程屬性
選修
課程名稱
傳感器技術(shù)
課程英文名稱
Sensor Technology
課程編碼
FI0ZX04E
適用專業(yè)
電子信息工程
考核方式
考查
先修課程
數(shù)字邏輯電路、模擬電子技術(shù)
總學(xué)時
48
學(xué)分
3
理論學(xué)時
42
實驗學(xué)時/實訓(xùn)學(xué)時/實踐學(xué)時/上機學(xué)時
實驗學(xué)時:6
開課單位
智能制造學(xué)院
二、課程簡介
《傳感器技術(shù)》是電子信息工程專業(yè)的一門專業(yè)拓展選修課,是該專業(yè)的輔修課程?,F(xiàn) 在社會智能化的發(fā)展離不開傳感器,傳感器是所有控制系統(tǒng)
2、的感知元件和實現(xiàn)控制功能的物 理基礎(chǔ),類似了人體的感官。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解傳感器的基本概念及基本特性、 各類傳感器的轉(zhuǎn)換原理,了解常規(guī)敏感元器件的工作原理和特性,掌握常見物理量的檢測方 法和傳感器選型,掌握測量電路的設(shè)計及其實際應(yīng)用,使學(xué)生具備運用傳感器解決實際測量 及構(gòu)建控制系統(tǒng)的能力。
三、課程教學(xué)目標
課程教學(xué)目標
支撐人才培養(yǎng)規(guī)格指標點
支撐人才培養(yǎng)規(guī)
格
知 識 目 標
目標1:
掌握傳感器的基本概念及基本特性、各 類傳感器的轉(zhuǎn)換原理,掌握常見物理量 的檢測方法和傳感器選型,為以后的學(xué) 習(xí)、創(chuàng)新和科學(xué)研窕工作打下扎實的理 論和實踐基礎(chǔ)。
3-2:具有綜合運
3、用學(xué)科專 業(yè)知識,解決電子信息領(lǐng)域 的實際工程問題的能力。
3.工程知識
能 力 目 標
目標2:
能夠利用傳感器的基礎(chǔ)知識,在相關(guān)系 統(tǒng)的設(shè)計中,進行傳感器的選型和使用; 使用常見的電子儀器儀表進行測試,并 根據(jù)所得數(shù)據(jù),進行問題的分析和解決。
4-1:具備應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然 科學(xué)、工程科學(xué)基本原理及 專業(yè)知識,對電子信息領(lǐng)域 相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā) 中出現(xiàn)的問題,進行有效的 描述、分析、推理及解決。
4.問題分析
4-2:能夠熟練使用常見的 電子儀器儀表,并根據(jù)所得 數(shù)據(jù),進行有效的分析,形 成可靠的結(jié)論。
素 質(zhì) 目 標
目標3:
掌握傳感器技術(shù)的基礎(chǔ)知識;
4、具有分析 問題、解決問題的意識和能力,科學(xué)務(wù) 實的工作作風(fēng)。
7-2: 了解電子信息產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展趨勢及前沿動態(tài),能夠 選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資 源、現(xiàn)代工程工具和信息技 術(shù)工具,進行電子信息領(lǐng)域 應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、設(shè)計、監(jiān) 控、調(diào)試或運行維護等。
7.掌握現(xiàn)代工具
四、課程主要教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時安排及教學(xué)策略
(-)理論教學(xué)
教學(xué)模塊
學(xué)時
主要教學(xué)內(nèi)容與策略
學(xué)習(xí)任務(wù) 安排
支撐課程 目標
傳感器的 概念和基 本特性
4
重點:傳感器的組成、應(yīng)用和發(fā)展趨勢,傳感器的靜 態(tài)特性和動態(tài)特性。
難點:傳感器的靜態(tài)特性指標的計算和靜態(tài)標定,一 階傳感器的動態(tài)特性分析。
思政元素
5、:腳踏實地、切勿好高鷲遠,從基礎(chǔ)學(xué)起, 掌握問題分析的關(guān)鍵。
教學(xué)方法與策略:線下教學(xué)。重點講解,互動教學(xué)。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:做 好筆記、 提問 課后:復(fù) 習(xí)知識 點
目標1
目標2
電阻應(yīng)變 式傳感器
6
重點:電阻應(yīng)變片的工作原理及主要特性;應(yīng)變片測 量電路;應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用。
難點:電阻應(yīng)變片傳感器的測吊電路及其應(yīng)用。
教學(xué)方法與策略:線下教學(xué)。案例分析法推進知識點 的進行,結(jié)合課本重點講解電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng) 用。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:提 問、做好 筆記 課后:布 置課后 習(xí)題
目標1
目標2
目標3
自感和互 感式電傳 感器
4
重點:自感傳
6、感器和差動變壓器的結(jié)構(gòu)、分類、工作 原理、測量轉(zhuǎn)換電路。
難點:自感傳感器和差動變壓器的工作原理、測量轉(zhuǎn) 換電路。
教學(xué)方法與策略:線下教學(xué)。用一段動畫演示電感傳 感器的工作原理,給學(xué)生們初步的認識,結(jié)合課本, 重點講解原理和應(yīng)用。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:學(xué) 生總結(jié) 問題
課后:布 置課后 習(xí)題
目標1 目標2 目標3
電渦流式 傳感器
2
重點:電渦流傳感器的原理和測量電路,電渦流傳感 器的應(yīng)用。
難點:電渦流傳感器的工作原理和測量電路。
思政元素:日常的生活和工作中,安檢是一項不可缺 少的流程,在儀器下,一切都會露出本來的面目,教 育學(xué)生做個遵紀守法的好公民。
教學(xué)方
7、法與策略:線下教學(xué)。案例推進,重點講解, 互動討論。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:做 筆記、討 論
課后:布 置課后 習(xí)題
目標1 目標2 目標3
電容式傳 感器
6
重點:電容式傳感器的類型及它們的工作原理,電容 式傳感器的等效電路和測量電路,電容式傳感器的 應(yīng)用。
難點:電容式傳感器的等效電路和測量電路,電容式 傳感器的應(yīng)用。
思政元素:通過講述電容式指紋傳感器,讓學(xué)生了解 我國手機的發(fā)展歷程,以及目前國內(nèi)芯片的狀況,激 發(fā)學(xué)生的愛國情懷和學(xué)習(xí)的動力。
教學(xué)方法與策略:線下教學(xué),案例推進,重點講解, 互動討論。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:做 好筆記、 提問 課后:布 置課后 習(xí)題
8、
目標1 目標2 目標3
壓電式傳 感器
6
重點:壓電效應(yīng),壓電材料,壓電元件的等效電路及 其測量電路;壓電式傳感器的應(yīng)用。
難點:壓電效應(yīng),壓電元件的等效電路及其測量電 路。
教學(xué)方法與策略:線下教學(xué),案例推進,重點講解, 互動教學(xué)。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:提 問、做好 筆記 課后:復(fù) 習(xí)知識 點
目標1 目標2 目標3
熱電式傳 感器
4
重點:熱電阻和熱敏電阻的溫度特性:熱電偶的熱電 效應(yīng)及其工作定律。
難點:熱電偶的熱電效應(yīng);熱電偶基本定律。
教學(xué)方法與策略:線卜教學(xué)。案例啟發(fā)引導(dǎo),互動討 論。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:學(xué) 生總結(jié) 問題 課后:布 置課后 習(xí)
9、題
目標1
目標2
光電傳感 器
4
重點:光電效應(yīng)和光電元件,光纖傳感器。
難點:光電元件。
思政元素:自動調(diào)光臺燈等生活中智能產(chǎn)品的應(yīng)用, 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識。
教學(xué)方法與策略:線下教學(xué),案例推進,互動討論。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:學(xué) 生總結(jié) 問題 課后:布 置課后 習(xí)題
目標1
目標2
化學(xué)傳感 器
2
重點:氣敏傳感器和濕敏傳感器的應(yīng)用。
難點:氣敏傳感器和濕敏傳感器應(yīng)用的電路分析。
思政元素:房間恒溫恒濕控制系統(tǒng)等智能產(chǎn)品的應(yīng) 用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識。
教學(xué)方法與策略:線下教學(xué),案例推進,互動討論。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:學(xué)
10、 生總結(jié) 問題 課后:布 置課后 習(xí)題
目標1
目標2
波式與輻 射式傳感 器
4
重點:,超聲波傳感器原理及其應(yīng)用,紅外線傳感器 的應(yīng)用。
難點:超聲波傳感器測距原理;熱釋電效應(yīng)。
教學(xué)方法與策略:線下教學(xué),案例推進,互動討論。
課前:預(yù) 習(xí)
課堂:學(xué) 生總結(jié) 問題
課后:布 置課后 習(xí)題
目標1
目標2
(二)實踐教學(xué)
實踐
類型
項目名稱
學(xué)時
主要教學(xué)內(nèi)容
項目 類型
項目
要求
支撐課
程目標
實 驗
差動變壓 器的性能 測定
2
重點:當(dāng)傳感器隨著被測物體移動 時,連接線路引出差動輸出,輸出電 勢則反映出被測體的位移量。
難點
11、:基本電路的連接和測試和實驗 結(jié)果分析。
思政元素:通過實驗明白“實踐是檢 驗真理的唯一標準”這一哲學(xué)道理。
驗證
實驗2 人一組, 須完成 實驗報 告。實驗 報告須 有詳細 的實驗 記錄。
目標1
目標2
目標3
實 驗
電容式傳 感器的位 移特性實 驗
2
重點:電容式傳感附的結(jié)構(gòu)和工作特 ri-
難點:線路的連接和實驗現(xiàn)象分析。 思政元素:要求學(xué)生具有認真、嚴謹、 細致的科學(xué)態(tài)度及團隊合作精神。
驗證、 設(shè)計
實驗2 人一組, 須完成 實驗報 告。實驗 報告須 有詳細 的實驗 記錄。
目標1
目標2
目標3
實 驗
光電轉(zhuǎn)速 傳感器測 速實驗
2
12、重點:光電轉(zhuǎn)速的原理和方法
難點:線路的連接和實驗結(jié)果的分 析。
思政元素:要求學(xué)生具有認真、嚴謹、 細致的科學(xué)態(tài)度及團隊合作精神。
驗證、 設(shè)計
實驗2 人一組, 須完成 實驗報 告。實驗 報告須 有詳細 的實驗 記錄。
目標1
目標2
備注:項目類型填寫驗證、綜合、設(shè)計、訓(xùn)練等。
五、學(xué)生學(xué)習(xí)成效評估方式及標準
考核與評價是對課程教學(xué)目標中的知識目標、能力目標和素質(zhì)目標等進行綜合評價。在 本課程中,學(xué)生的最終成績是由平時成績、實驗成績、期末考試等三個部分組成。
1.平時成績(占總成績的30%):采用百分制。平時成績分考勤(占20%),課堂表現(xiàn)(占40%)、作業(yè)(
13、占40席)三個部分。評分標準如下表:
等級
評分 標準
1.考勤;2.課堂表現(xiàn);3.作業(yè)
優(yōu)秀
(90-100 分)
1 .考勤無遲到、缺勤。
2 .認真聽課、非常積極的參與課堂互動或提出有質(zhì)量的問題交流。
3 . 90%以上的習(xí)題解答正確。
良好
(80?89分)
L遲到、缺勤占考勤記錄的10%。
2 .認真聽課、較積極的參與課堂互動或課后交流。
3 . 80%以上的習(xí)題解答正確。
中等
(70?79分)
L遲到、缺勤占考勤記錄的20%。
2 .較認真聽課、參與課堂互動或課后交流的主動性?般。
3 . 70%以上的習(xí)題解答正確。
及格
(60?69分)
14、
1 .遲到、缺勤占考勤記錄的30%。
2 .聽課認真程度一般,參與課堂互動主動性不夠。
3 . 60%以上的習(xí)題解答正確。
不及格
(60以下)
1 .曠課超過4次。
2 .聽課認真程度一般,不參與課堂互動。
3 .字跡模糊、卷面書寫零亂;超過40%的習(xí)題解答不正確。
2.實驗成績(占總成績的20%):采用百分制。實驗成績分實驗完成度(占50%)和實驗報
告(占50%)兩個部分。評分標準如下表:
等級
評分 標準
1.實驗完成情況;2.實驗報告
優(yōu)秀
(90?100 分)
1 .所有實驗內(nèi)容。
2 .實驗報告書寫工整,實驗數(shù)據(jù)完整,有數(shù)據(jù)分析。
良好
15、
(80?89分)
1 .完成所有實驗內(nèi)容。
2 .實驗報告書寫工整,實驗數(shù)據(jù)完整,無數(shù)據(jù)分析。
中等
(70?79分)
1 .完成70%實驗內(nèi)容。
2 .實驗報告書寫工整,實驗數(shù)據(jù)不全,無數(shù)據(jù)分析。
及格
(60?69分)
1 .完成60與實驗內(nèi)容。
2 .實驗報告書寫潦草,實驗數(shù)據(jù)不全,無數(shù)據(jù)分析。
不及格 (60以下)
1 .完成60%以下實驗內(nèi)容。
2 .實驗報告書寫凌亂,無實驗數(shù)據(jù),無數(shù)據(jù)分析工
3.期末考試(占總成績的50%):采用百分制。期末考試的考核內(nèi)容、題型和分值分配 情況請見下表:
核塊 考模
考核內(nèi)容
要型 主題
支撐 目標
分值
16、
傳感器的基本概 念和基本特性
傳感器的定義和組成、傳感器的分類和應(yīng)用,傳感 器靜態(tài)特性、動態(tài)特性。
填空題 選擇題 簡答題
目目
10
電阻應(yīng)變式傳感 器
電阻應(yīng)變式傳感器的工作原理和測量電路
填空題 選擇題 簡答題 計算題
目標1
目標2
目標3
16
電感式傳感器
電感式傳感器的分類,差動式電感傳感器和差動 變壓器式傳感器工作原理,電渦流傳感器的特點 和應(yīng)用。
填空題 選擇題 分析題 計算題
12 3 標標標 目目目
14
電容式傳感器
電容式傳感器的工作原理和類型,電容式傳感器 的應(yīng)用。
填空題 選擇題 分析題 計算題
12 3 標標標 目目目
17、
16
壓電式傳感器
壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)及壓電材料,壓電式傳感器 的應(yīng)用。
填空題 選擇題 簡答題 計算題
12 3 標標標 目目目
20
熱電式傳感器
熱電效應(yīng),熱電阻效應(yīng),熱電偶的基本工作原理
填空題 選擇題 簡答題
* 目目
8
光電式傳感器
內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng),和光電器件
填空題 選擇題 簡答題
* 目目
8
化學(xué)式傳感器
氣敏傳感器和濕敏傳感器的應(yīng)用。
填空題 選擇題
1 2 標標 目目
4
波式與輻射式傳 感器
超聲波傳感器的應(yīng)用、紅外傳感器的應(yīng)用
填空題 選擇題
1 2 標標 H目
4
六、教學(xué)安排及要求
序號
18、教學(xué)安排事項
要 求
1
授課教師
職稱:講師學(xué)歷(位):碩士研究生
其他:具有碩士研究生及以上學(xué)歷的高級工程師或講師
2
授課地點
Y教室Y實驗室□室外場地
口其他:
3
學(xué)生輔導(dǎo)
線上方式及時間安排:建立企業(yè)微信群,隨時與學(xué)生溝通
線卜地點及時間安排:根據(jù)上課時間安排每周一次線下答疑
七、選用教材
[1]肖慧榮.傳感器原理及應(yīng)用;項目實例型[M].北京:機械工業(yè)出版社,2020年5月
[1]姜香菊.傳感器原理及應(yīng)用(第2版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,202()年6月
八、參考資料
[1]張洪潤?quán)嚭槊艄傊t.傳感器原理與應(yīng)用(第2版)[M].北京:清華大學(xué)出版 社,2021年12月
⑵卜樂平.傳感器與檢測技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2021年9月
[3]梁森,傳感器與檢測技術(shù)項目教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2017年7月
網(wǎng)絡(luò)資料
[1]超星一平三端網(wǎng)站:
大綱執(zhí)筆人:張惠敏討論參與人:唐志輝、龍允聰
系(教研室)主任:曹麗娟學(xué)院(部)審核人:連元宏