《传感器与检测技术》
课 程 标 准
课属系部： 机电工程学院 课程代码：0701040/0701041 课程负责人: 李强 编制日期： 2014 年 7 月
山东理工职业学院
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《传感器与检测技术》课程标准
课程代码： 0701040/0701041 课程类别：专业核心课 课程学分： 6 适用专业： 机电一体化技术 课程负责人： 李强 制 定 人：《传感器与检测技术》课程组 制定时间： 2014年7月 课程名称： 传感器与检测技术 课程类型：理论+实践课 计划课时：70学时 课属部门： 机电工程学院 一、课程概述
（一）课程性质
该课程是机电一体化技术专业核心课程，目标是让学生具备用于参数测量的各种常用传感器的基础知识和选择、应用传感器的基本技能。它要以高等数学、电工学与电子学等课程的学习为基础，也是进一步学习电气控制与PLC技术、自动化生产线等课程的基础。
（二）课程设计理念
1.坚持校企合作、工学结合，强化教学、学习、实训相融合的教育教学活动。推行项目教学、案例教学、工作过程导向教学等教学模式。
2.加大课程建设与改革的力度，增强学生的职业能力，把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点。
3.以就业为导向，推动课程内容与职业标准相衔接。以实践教学为主线，采取教学做一体化教学模式。加大实习实训在教学中的比重，强化以育人为目标的实习实训考核评价。建立合理、科学的多元化评价体系。
4.贯彻教师为主导、学生为主体的教学思想，突出学生自主学习能力的培养。
（三）课程设计思路
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该课程在学校专业建设委员会的指导下，着眼于培养学生职业技能，同时考虑学生职业未来发展空间，以提升学生综合能力为目标。在通过对多家企业岗位调研分析基础上，该课程依据机电一体化技术专业人才培养方案和机电一体化技术专业岗位能力需求而设置。 课程总体设计思路是，改变纯粹以各种传感器原理性知识讲授为主的传统内容结构，而实行面向传感器的典型应用来构建综合学习情境，通过学习情境学习各种不同原理传感器的课程体系。课程内容突出对学生职业能力的训练，以会用为主要目标。理论知识的选取按照“必须、够用”的原则，删除了复杂的理论分析与计算，紧紧围绕应用学习情境的需要来进行，并融合了电工（机床）维修相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求。作为机电一体化技术专业核心课程，本课程共70学时。整个课程设置了一个知识储备和四个学习情境。知识储备模块主要介绍传感器与检测技术的基础知识，使学生具备坚实的理论基础，同时激发学生学习该课程的兴趣。学习情境在设计时，主要围绕传感器在机电一体化技术领域的应用设置，充分考虑融合了不同类型的传感器知识，安排了足够的实训内容。
表1.1教学设计的总体方案
序号 1 2 3 4 5 项目 传感器与检测基础知识 力和压力检测 位移和振动检测 温度与环境量检测 位置与转速检测 学时 6 12 26 12 14 在每个学习情境中，又分若干任务，从实际应用出发，参照六步教学法，综合各种教学方法和手段，以学生为主体实施行动导向教学。在教学过程中，充分利用校企合作、校中厂和实验实训室等，采取工学结合，给学生提供丰富的实践动手机会。教学效果评价采取过程考核和终极考核相结合的多元化评价体系，重点评价学生的职业能力。
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二、课程目标
（一）知识目标
1.了解传感器的定义、组成和分类，熟悉传感器的主要性能指标，掌握传感器的选用原则；
2.了解测量的基本概念，掌握常用测量方法和自动检测系统的组成；
3.了解常见物理量的概念和表示方法，并熟悉相应检测方法； 4.了解常见传感器分类、结构和特点以及测量电路，掌握常见传感器的工作原理。
（二）能力目标
1.能认识各种常用传感器，并能根据工程系统需要会正确选择传感器；
2.能够正确安装传感器，并能进行传感器内部和外部接线，组成简单检测系统；
3.会正确测试常见传感器的性能，并能简单调试（设置）传感器性能。
（三）素质目标
1.培养吃苦耐劳、一丝不苟的工作作风； 2.培养团队协作精神和组织协调能力； 3.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度。 三、课程内容组织与学时安排
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表3.1 《传感器与检测技术》教学内容及学时分配表
序教学号 项目 工作任务 培养目标 教学内容 学时 教学方法建议 知识目标： 1.了解传感器的定义、组成和分类； 2.熟悉传感器的主要性能指标； 3.掌握传感器选用原则。 任务1： 认识传感器 项目一：传感1 器与检测基础知识 知识目标： 1.了解测量的基本概念； 2.掌握常用测量方法； 3.掌握自动检测系统的组成。 任务2： 认识自动检测系统 能力目标： 1.会选择正确的测量方法； 2.能区分自动检测系统的各个组成部分。 素质目标： 1.培养吃苦耐劳、一丝不苟的工作作风 2.培养团队协作精神和组织协调能力 教学载体：案例、实训装置、实验装置等 学习内容： 1.测量的基本概念； 2.常用测量方法； 3.自动检测系统。 实训内容： 1.认识课程实验装置； 2.参观实训场所和设备 4 现场教学法 能力目标： 1.能阅读传感器使用说明书； 2.会正确选择传感器 素质目标： 1.培养吃苦耐劳、一丝不苟的工作作风 2.培养团队协作精神和组织协调能力 教学载体：设备、传感器实物、实验装置等 学习内容： 1.传感器的定义、组成和分类； 2.传感器的主要性能指标； 3.传感器的选用原则。 实训内容： 1.认识传感器 2 现场教学法 5
序教学号 项目 工作任务 培养目标 教学内容 教学载体：弹性元件、应变片、电子实验箱、传感器实验装置等 学习内容： 1.弹性元件； 2.电阻应变效应； 3.应变片的结构、类型和转换电路。 实训内容： 1.差动放大电路测试 2.应变片单臂、半桥和全桥特性比较 3.应变直流全桥的应用-电子秤实验 教学载体：实验装置 学习内容： 1.压力的基本概念； 2.半导体压阻效应； 实训内容： 1.压阻式压力传感器测压力 教学载体：实验装置 学习内容： 1.压电效应及逆压电效应； 实训内容： 1.压阻式压力传感器测压力 学时 教学方法建议 知识目标： 1.了解弹性元件的作用和特性； 2.掌握电阻应变效应原理； 任务1： 电阻应变片测力 3.了解应变片的结构、类型和转换电路； 能力目标： 1.利用电阻应变片构成电桥电路； 2.会用电阻应变片制作电子秤 素质目标： 项目二： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 案例教学法 启发引导教学8 法 任务驱动教学法 2 力和压力检测 任务2： 压阻式传感器测压力 知识目标： 1.了解有关压力的基本概念； 2.掌握半导体压阻效应原理； 能力目标： 1.会用压阻式压力传感器测压力 知识目标： 任务3： 压电式传感器测压力 1.掌握压电效应及逆压电效应原理； 2.了解常用压电材料特性； 能力目标： 1.会用压电式压力传感器测压力 启发引导教学2 法 任务驱动教学法 启发引导教学2 法 任务驱动教学法 6
序教学号 项目 工作任务 培养目标 知识目标： 1.掌握电容式传感器的工作原理； 2.了解电容式传感器的基本结构、工作类型及特点； 3.了解电容式传感器的测量电路及其工作原理。 能力目标： 1.能用差动电容器测位移 素质目标： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 教学内容 教学载体：课件、实验装置等 学习内容： 1.电容式传感器的工作原理； 2.电容式传感器的基本结构及特点； 3.电容式传感器的测量电路 实训内容： 1.电容式传感器测位移 教学载体：案例、实验装置等 学习内容：1.电感式传感器分类； 2.差动变压器的工作原理和测量电路； 3.电涡流传感器的工作原理和测量电路。 实训内容：1.差动变压器性能实验 2.激励频率对差动变压器特性的影响 3.差动变压器零点残余电压补偿 4.差动变压器和电涡流传感器测位移； 5.移相器、相敏检波器实验 6.被测体面积材质对电涡流传感器影响 教学载体：案例、实验装置等 学习内容：1. 电感式传感器的对振动测量的工作原理和测量电路； 实训内容：1.差动变压器测振动； 2.电涡流传感器测振动 学时 教学方法建议 任务1： 电容式传感器测位移 启发引导教学8 法 任务驱动教学法 项目三： 位移和振动检测 任务2：电感式传感器测位移 知识目标： 1.了解电感式传感器的分类； 2.掌握差动变压器和电涡流式传感器的工作原理； 2.了解电感传感器的测量位移电路组成及其工作原理。 能力目标： 1.会使用差动变压器测位移； 2.会使用电涡流式传感器测位移。 素质目标： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 知识目标：1.了解电感式传感器的测量振动情况的电路任务3：电感式传感器测量振动 组成及其工作原理。 能力目标：1.会使用差动变压器测量振动； 2.会使用电涡流式传感器测量振动。 3 启发引导教学8 法 任务驱动教学法 4 7
序教学号 项目 工作任务 培养目标 知识目标： 1.了解霍尔效应原理； 2.掌握霍尔效应概念； 3.熟悉霍尔传感器的特性，了解霍尔元件及测量电路。 能力目标： 1.会识别霍尔元件； 2.会使用线性霍尔式传感器测位移 知识目标： 教学内容 教学载体：案例、实验装置等 学习内容： 1.霍尔效应概念及原理； 2.霍尔元件和测量电路； 实训内容： 1.线性霍尔式传感器测位移 教学载体：案例、实验装置等 学习内容： 1.光纤的结构； 2.管线传感器的工作原理及分类； 实训内容： 1.光纤传感器测位移 学时 教学方法建议 启发引导教学2 法 任务驱动教学法 任务4：线性霍尔式传感器测位移 项目三： 任务5： 位移光纤传感器测位移 和振动检测 1.了解光纤结构； 2.掌握光纤传感器的工作原理及分类； 能力目标： 1.会用光纤传感器测位移 2 3 教学载体：案例、实验装置等 知识目标： 任务6： 压电式传感器测振动 1.掌握压电式传感器的工作原理； 2.了解压电式传感器测量电路 能力目标： 1.会用压电式传感器测振动 学习内容： 1.压电效应； 2.压电材料； 3.压电式传感器测量电路 实训内容： 1.压电传感器测振动 2 启发引导教学法 任务驱动教学法 8
序教学号 项目 工作任务 培养目标 教学内容 教学载体：Pt100铂电阻、AD590、NTC热学时 教学方法建议 知识目标： 1.了解电阻式温度传感器的分类； 任务1： 电阻式温度传感器测温 项目四：温度与环境量检测 任务2： 热电偶测温 知识目标： 1.掌握热电偶工作原理； 2.了解热电偶的基本定律 3.了解热电偶的结构形式及材料； 能力目标： 1.会使用热电偶测温 2.能正确熟练查找热电偶分度表 素质目标： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 2.掌握热电阻、热敏电阻和集成温度传感器的测温原理； 能力目标： 1.会正确使用电阻式温度传感器测温 素质目标： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 敏电阻、实验装置 学习内容： 1.电阻式温度传感器； 2.热电阻、热敏电阻和集成温度传感器的测温原理； 实训内容： 1.Pt100铂电阻测温特性 2.集成温度传感器AD590测温特性 3.NTC热敏电阻测温特性 4 启发引导教学法 任务驱动教学法 4 教学载体：K热电偶、实验装置等 学习内容： 1.热电偶工作原理； 2.热电偶的结构形式及材料； 实训内容： 1.使用K热电偶测温 4 案例教学法 启发引导教学法 任务驱动教学法 9
序教学号 项目 工作任务 培养目标 教学内容 学时 教学方法建议 知识目标： 1.了解气敏传感器的材料与分类； 2.掌握气敏传感器的工作原理； 任务3：气敏传感器测气体浓度 项目四：温度与环境量检测 知识目标： 1.了解湿度的概念和表示方法； 任务4：湿敏传感器测湿度 2.掌握湿敏传感器工作原理； 能力目标： 1.会用湿敏传感器测湿度 素质目标： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 教学载体：案例、实验装置等 学习内容： 1.湿度的概念和表示方法； 2.湿敏电阻传感器 实训内容： 1.湿敏电阻传感器测湿度 2 启发引导教学法 任务驱动教学法 3.了解气敏传感器的测量电路 4.了解气敏电阻元件种类 能力目标： 1.会用气敏传感器测气体浓度 素质目标： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 教学载体：案例、实验装置等 学习内容： 1.气敏传感器的材料及工作原理； 2.气敏元件的基本测量电路； 3.气敏电阻元件的种类。 实训内容： 1.气敏传感器测酒精浓度 2 案例教学法 启发引导教学法 任务驱动教学法 4 10
序教学号 项目 工作任务 培养目标 知识目标： 1.了解接近开关的分类； 2.掌握各类接近开关的工作原理及特性； 3.掌握接近开关的外部接线、安装和使用方法； 教学内容 教学载体：电容式接近开关、电感式接近开关、霍尔开关、光机电一体化实训装置、实验装置等 学习内容： 1.接近开关的分类及接线； 2.接近开关的工作原理； 实训内容： 1.接近开关接线 2.感应式接近开关测试 3.霍尔转速传感器应用 4.霍尔开关制作 教学载体：、光电开关、光机电一体化实训装置、实验装置等 学习内容：1.光电式传感器的工作原理； 2.光电式接近开关的使用方法； 实训内容：1.接近开关接线 2.光电开关测转速 3.应用光电开关控制电机转速 教学载体：实验装置等 学习内容： 1.磁电式传感器的工作原理； 2.磁电式传感器的结构和测量电路； 学时 教学方法建议 启发引导教学4 法 任务驱动教学法 任务1： 接近开关 能力目标： 1.会正确选择接近开关 2.会查阅接近开关的使用说明 3.会正确使用接近开关 项目五： 素质目标： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 知识目标： 1.了解光电式传感器的工作原理及特性； 任务2： 光电式传感器应用 3.掌握光电式传感器安装、接线和使用方法； 能力目标：1.会正确选择光电式接近开关 2.会查阅光电式接近开关的使用说明，并正确使用 素质目标： 1.培养规范操作、严谨务实和自主学习的态度 知识目标： 任务3： 磁电式传感器测转速 1.掌握磁电式传感器的工作原理； 2.了解磁电式传感器的结构和测量电路； 能力目标：1.会用磁电式传感器测转速 5 位置与转速检测 启发引导教学8 法 任务驱动教学法 案例教学法 启发引导教学2 法 任务驱动教学法 素质目标：1.培养规范操作、严谨务实自主学习的态度 实训内容：1.磁电式传感测转速 11
四、课程实施要求
（一）教材编写与选用
教材须体现任务驱动、面向应用的课程设计思想。可以采用以基础理论为主的校外教材和以情境设计为主突出应用的校本教材（讲义）联合使用，实施教学。校本教材（讲义）要与企业专家联合编写，并结合传感器与检测技术实验仪用户手册，以学习情境为主线，要包括常用的传感器工作原理、使用和调试等内容。
建议使用：
（1）宋雪臣 单振清 郭永欣主编的《传感器与检测技术》，人民邮电出版社，2011年11月出版。该书是根据高职高专电类专业教学改革的需要编写的，体现了“淡化理论，够用为度，培养技能，重在运用”的指导思想，培养具有“创造性、实用性”的适应社会需求的人才。教材压缩了大量的理论推导，重点放在使用技术的掌握和运用上。
（2）刘水平 杨寿智主编的《传感器与检测技术应用》，人民邮电出版社，2009年10月出版。该书从实践和应用角度出发，理论为实践服务。该书分为7个学习模块，主要介绍用于参数测量的各种常用传感器的工作原理、外特性及基本应用电路，并通过传感器的应用训练使学生掌握其选择和应用的方法。 （二）硬件条件
理实一体化教室，配置多媒体教学设备、各种实用传感器、传感器与检测技术实验仪、工作台和计算机（配传感器数据采集处理软件）、各种电子仪器仪表、以及各类辅助工具。
校内实训室，配置使用多种传感器、可编程控制器、触摸屏的光机电一体化综合实训装置，还有数控机床检修实训平台和典型生产线设备，用于编程和数据采集的计算机，各类辅助安装和检修工具。
校外实训基地，拥有自动化流水线、机电一体化设备、传感器备件，并能接受百人次以上学生同时参观。
（三）师资条件
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主讲教师具有教师资格硕士研究生以上学历或具有高级讲师以上职称，能综合运用各种教学方法设计课程，掌握新技术，具有较强的专业能力，并有相关的职业资格证书（中级以上维修电工）。兼职教师来自于企业，具有较强的职业技能，接受一定的专业教育培训，具有专科以上学历，有较丰富的企业一线工作经验，取得高级工以上职业资格证书。
（四）教学方法与手段
1.教学模式
采取以学生自主学习为主，突出实践的教学做一体化教学模式。以“理实一体化教室”、“校中厂”、“厂中校”为载体，在真实生产环境中实施教学，实现做中学，学中教，教学过程与生产实践有机结合。根据不同教学情境，选用不同的教学方法。基本教学流程包括内容回顾，情境导入，小组实验，原理分析，独立实验，内容总结提升，布置作业等。
2.教学方法
现场教学法，在实验实训室，向学生现场展示各种传感器。 启发引导教学法，从学生日常生活中的应用或者中学时学的物理知识作为导引，帮助学生学习各种传感器物理效应。
任务驱动教学法，学生依据任务要求，自主完成专业知识学习和技能训练。
案例教学法，通过分析典型机电一体化系统中的传感器应用，提高学生的应用技能。 3.教学手段
多媒体教学，充分使用多媒体课件或视频进行教学。有利于增加学生的学习兴趣，提高学习效果。
利用理实一体化教室、实训室、校中厂，充分利用各种软硬件资源，使学生边学边做。
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网络教学，建立《传感器与检测技术》精品课程网站，面向学生开放，学生可以通过在线学习，自主学习，交流学习经验，获得学习所需的资料，教师可以在线答疑解惑。
（五）考核与评价
针对高职培养目标和课程体系结构特点，实施过程考核和终结性考核相结合的多元化评价方式。每个学习情境学习完毕后都必须根据课程考核评价表进行过程考核，最终考试成绩中的过程考核分为所有学习情境平均分，课程结束时还需进行终结性考核。
表4.1《传感器与检测技术》考核评价表 考核方式 教师评价 过 程 考 核 考核要点 出勤率、作业质量、课堂表现、团队精神 评价依据 评分 权重 15% 考勤表、课堂表现记录、课堂笔记、作业、教师观察 学习计划、工作过程、解决方案、计划书、学习笔 团队精神 记、同学观察 学习总结、学习汇报 学生自评 安全意识、操作规范、过程 完整、按时完成 职业态度、职业道德、专业 知识、职业技能、课堂总结 传感器基础理论知识 实验报告、学习笔记、汇报PPT 终 结 性 考 核 技能考核 电工操作安全规程、 设备使用手册 小组汇报 理论考试 学习笔记、工作记录、 学习总结 期末试卷 10% 15% 25% 15% 小组评价 20% （六）课程资源的开发与利用 1.主讲教师通过教学和实践，积累多种图像资料，制作内容全面、实用的PPT教学课件、flash动画和完整的教学视频，提高教学质量，培养学生学习兴趣。
2.硬件条件，传感器实验室建于1997年配备JZY-II检测与转换技术实验仪，在2012年增加了CSY-XS-01传感器与检测技术实验仪。实验室在原有设备的用户手册和设备说明书基础上开发编写了完整
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的实验指导书方便学生学习使用。校内还有数控机床检修实训室、光机电一体化实训室和液体灌装检测喷码生产线实训室，提供教学现场和学生实践现场，使教学做相结合，提高学生的专业技能和岗位适应能力。
3.网络教学，建立校园网，开通课程网站，设立在线学习栏目，方便学生自学，同时提供各种课程资源。 五、其他说明
本标准应根据教学实际需要，及时调整学习项目。 六、课程标准论证意见
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