课程编码：1309Z1026

　　课程名称：测试与传感技术

　　课程类型： 专业选修课

　　英文名称：Testing and sensing technology

　　总学时数： 32

　　学 分 数：2

　　适用对象：机电学院全体专业学生

　　授课学期：第5学期

　　先修课程： 《电路分析》、《电子技术》、《电工电子技术》 、《单片机》

　　一、课程性质和任务

　　《测试与传感技术》是机械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。

　　本课程的性质是：《测试与传感技术》课程是和岗位对接的课程，其教学内容来自于岗位实践，作为核心技术课程，通过 “理论与实践一体化”。工学结合为模式，工作过程为基础，形成就九个大项目，42个任务，实行“项目引导-任务驱动”教学模式，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《微机控制技术》、《数控机床》、《机器人技术等系统控制类专业技术课程的前导课程。学生必须在学完《电工基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及应用》等课程后，才能学习本课程。

　　《测试与传感技术》课程涉及到各种物理量、化学量的测量、变换和处理，并根据工程实际的需要对生产工艺过程、运载体的运动轨迹等实施精确控制，以便提高生产效率，增加产量，提高产品质量，提高武器打击命中率等。因此，自动检测技术是一门应用十分广泛，对工农业生产、国防等具有十分重要意义的机电、仪表类课程。该课程涉及到物理学、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。

　　二、教学基本要求

　　课程内容部分采用模块式、项目驱动型教学，几乎所有模块采用了先进的多媒体手段进行授课，为教师节省了时间，扩大了授课信息量，提高了上课效率;有些教师，在课堂教学中，结合自己科研课题、科研实训及典型工程应用项目开发，形象生动、具体地讲授有关测控技术在工程中应用的案例，大大激发了学生学习本课程的兴趣，提高了教学效果;教师在“实践中教”，学生在“实践中学”，充分发挥了教师和学生两方面积极性、主动性，培养了学生分析和解决工程实际问题的能力。

　　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。

　　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、教学内容和要求

　　(一)非电量检测与传感器技术基础

　　教学目的与要求：

　　1、了解检测及传感器的含义和工业检测涉及的内容

　　2、理解自动检测系统的组成

　　3、了解常用测量方法的分类，掌握相对误差、绝对误差及精度的计算

　　4、掌握传感器静特性、动特性的概念，线性度、迟滞、灵敏度、重复性等静态指标的概念及表示方法。

　　5、理解动态特性的研究方法。

　　教学内容：电量与非电量电测; 测量误差与测量方法;传感器的定义分类与基本特性

　　教学重点：测量误差与测量方法，传感器静特性、动特性的概念，线性度、迟滞、灵敏度、重复性、等静态指标的概念及表示方法。

　　(二)电阻传感器

　　教学目的与要求

　　1、掌握电阻应变式传感器的分类、工作原理、测量转换电路、特性及应用。

　　2、了解掌握测量应变、拉力、荷重、力矩的方法及计算。

　　3、了解测温热电阻传感器的分类、工作原理、特点及应用。

　　4、了解气敏电阻传感器的分类、工作原理、特点及应用。

　　5、了解湿敏电阻传感器的分类、工作原理、特点及应用。

　　教学内容：电阻应变传感器;测温热电阻传感器;气敏电阻传感器;湿敏电阻传感器

　　教学重点：应变片的工作原理、不平衡电桥

　　(三)电感传感器

　　教学目的与要求：

　　1、掌握自感传感器的原理、分类及测量转换电路。

　　2、掌握差动变压器传感器的工作原理及特性。

　　3、了解电感传感器的应用。

　　教学内容：自感传感器;差动变压器传感器;电感传感器的应用

　　教学重点：差动传感器的结构特点、工作原理及特性。

　　(四)电容传感器

　　教学目的与要求：

　　1、掌握电容传感器的工作原理、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：电容传感器的工作原理及结构形式;电容传感器的测量转换电路;电容传感器的应用;压力、液位和流量的测量

　　教学重点：电容传感器的工作原理及测量转换电路

　　(五)压电传感器

　　教学目的与要求：

　　1、了解压电效应及电荷放大器的原理。

　　2、理解振动的基本概念及跳动、振动加速度的测量。

　　教学内容：压电式传感器的工作原理;压电式传感器的测量转换电路;压电式传感器的结构和应用;振动测量及频谱分析

　　教学重点：压电传感器的工作原理、测量转换线路及应用

　　(六)霍尔波传感器

　　教学目的与要求：

　　1、了解霍尔效应及霍尔传感器的特性

　　2、理解霍尔集成电路的结构、工作原理及应用

　　3、掌握霍尔接近开关的应用

　　教学内容：霍尔元件;霍尔集成传感器及应用

　　教学重点：霍尔效应及霍尔传感器的结构原理

　　(七)超声波传感器

　　教学目的与要求：

　　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：超声波的物理基础;超声波换能器及耦合技术;超声波传感器的应用

　　教学重点：超声波传感器的应用

　　(八)热电偶传感器

　　教学目的与要求：

　　1、了解热电效应及热电偶的结构。

　　2、掌握常用热电偶的型号、特点及选用方法。

　　教学内容：温度测量的基本概念;热电偶传感器的工作原理;热电偶的种类及结构;热电偶的应用

　　教学重点：热电偶传感器的工作原理及应用

　　(九)光电传感器

　　教学目的与要求：

　　1、了解光电效应的三种类型。

　　2、掌握光敏电阻、光敏二极管、三极管的原理及应用

　　3、理解光电传感器四大类型的应用。

　　4、掌握光电开关及应用。

　　5、了解光纤传感器的原理及应用。

　　6、了解图像传感器的原理及应用。

　　教学内容： 光电效应及光电元件;光电元件的基本应用电路;光电传感器的应用;光电开关及光电断续器

　　教学重点：光电传感器原理的应用

　　(十)数字式位置传感器

　　教学目的与要求：

　　1、了解角编码器的原理及应用。

　　2、了解光栅传感器的原理及应用。

　　3、了解磁栅传感器的原理及应用。

　　教学内容： 位置测量方式;角编码器;光栅传感器;磁栅传感器;

　　教学重点：光栅、磁栅传感器的原理及应用

　　(十一)检测技术应用案例分析

　　教学目的与要求：

　　熟悉几种传感器在检测技术应用的实际方法

　　教学内容：检测技术在控制系统中的综合应用举例;带计算机的检测系统简介 ;传感器在现代汽车中的应用

　　教学重点：传感器在现代汽车中的应用

　　四、课时分配和考核方式

 

 

　　五、考核方式

　　考试成绩并不完全由一次考试决定，分数还要反映出学生的综合能力，本课程主要参照学生在能力训练中的表现来进行综合评定。

　　总评成绩=平时成绩+大作业成绩+期末考试成绩

　　平时成绩占20%

　　大作业成绩占20%

　　期末考试成绩占60%

　　六、教材及主要参考书

　　1、教材

　　梁森.自动检测技术与应用.北京：机械工业出版社，2011

　　2、主要参考书

　　⑴刘迎春编著，《传感器原理设计与应用》，国防科技大学出版社

　　⑵洪志刚主编 《传感器原理设计及应用》中南大学出版社，

　　⑶柳桂国主编《检测技术及应用》 电子工业出版社

　　七、说明

　　执笔人： 审核人： 二级学院(部)领导：

　　编写完成时间：2018.06.05