传感器应用课程设计教学大纲.docVIP

传感器应用课程设计教学大纲一、课程说明1.课程代码：1040230512.2.总学时数：1周。3.学分： 1 4.适用专业（注明本科、专科、高职）： 电子信息工程专业本科学生 5.本课程设计的性质、地位和作用 本课程设计是在学完传感器原理与工程应用课程之后综合利用所学传感器知识完成一个传感器应用系统设计并在实验室实现。该课程设计的主要任务1.是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。3.通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。4.掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。能在教师指导下，完成课题任务。5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。二、课程设计时间安排时间内容地点指导教师星 期 一一落实任务书教室叶国文二查资料，设计电路方案图书馆、教室叶国文三查资料，计电路方案图书馆、教室叶国文 星 期 二一查资料，计电路方案图书馆、教室叶国文二 电路可行性检查教室叶国文三列元器件清单，领元器件教室、实验室叶国文、凌锋星 期三一安装调试实验室凌锋、叶国文二安装调试实验室凌锋、叶国文三安装调试实验室凌锋、叶国文星 期 四一安装调试，验收教室、实验室叶国文二写课程序设计报告教教室、实验室叶国文三写课程序设计报告，答辩教室、实验室叶国文星 期 五一写课程设计报告，答辩实验室凌锋、叶国文二写课程设计报告，答辩实验室凌锋、叶国文三写课程设计报告，答辩实验室凌锋、叶国文三、提供的设备1、示波器 2、稳压电源 3、万用表 4、温度计5、数字面板表四、选题的原则1选题范围 从信息技术的角度来看，传感器是获取和转换信息的一种工具，这些信息包括电、磁、光、声、热、力、位移、振动、流量、湿度、浓度、成分等。传感器的核心部件是敏感元件，它是传感器中用来感知外界信息和转换成有用信息的元件。所以有关上述信息都可以作为选题。2选题要求在实验室现有的开发装置上操作，基于元件、成本、可操作性考虑，选取磁、光、温度、电容、电阻方面的传感器的应用。设计电路，正确地进行连线，并进行安装调试，实现参考选题中要求及技术指标。要求按设计要求制订方案，直至正确地实现系统功能；写出课程设计报告；理解设计方案后再自己动手正确联线、构成硬件电路，通过独立调试实现设计方案。3参考选题 (一)温度监控装置某些车间和实验室里，对温度有一定要求，尤其是夏天温度太高，对工作人员的身体和仪器设备都有一定影响，为此需要对温度进行控制，当温度高于某一值时，就必须驱动冷风机进行降温，同时进行报警。 （1）、设计要求及技术指标设计一个控制系统，主要指标如下：温度测量范围：1530，分辨加0.05。温度控制范围 ：205，夏天使用 ，由本装置驱动冷风机降温。交流接触器线圈的工作电流为100uA报警指示，当温度大于25，用红灯报警。（2）、要求完成任务，设计电路，安装调试使之达到设计要求。（二）、光电越限报警器在有珍贵文物及危险物品存放的场所，如有人超越规定界线，造成危险或毁坏公物。在这此场所若安装光电越限报警器，当有人超越规定的界限时，立即发出报警，就能引起人们的注意，有利于保护文物或减少事故。实用的光电报警器，需要有适合的光学系统，本课题仅要求设计电路系统，至于光学器件仅做模拟实验即可。1、设计要求及技术指标设计一个光电报警器，具有一下两种功能之一：有光照时，在一个1/4W，8欧姆的喇叭上发出音频（1000HZ左右）报警信号，无光照时不发出信号；无光照时发出音频警信号，有光照时不发出信号。2、要求完成的任务设计电路，并进行安装调试（三）、产品计数器利用光敏器件制成的产品计数器，具有非接触、安全可靠的特点，可广泛用于自动化生产线的产品计数，如机械零件加工、输送线产品、汽水、瓶装酒类，还可用米来统计出入口人员的流动情况1、设计要求及技术指标设计一个光电产品计数器，主要指标如下：（1）产品输送的带度大于等于10厘米；（2）产品计数为工作十进制数。两位2、要求完成的任务设计电路，并进行安装调试（四）、自动供水装置自动供水装置了实现凭票定量自动供应开水，具有节约用水而又卫生的优点，特别适用于单位水房安装使用。当用水者打水时，需将铁制的取水牌从投口投入，取水牌沿非磁性物质制作的滑槽向下滑行，当滑行到磁传感部位，传感器输出信号经控制电路驱动电磁阀打开，水从水龙头流出，经延时一定时间后，控制电路使电磁阀关闭，又恢复到停止供应水的 状态。 1、设计要求及技术指标设计一个自动供水装置，主要指标为： （1）电磁阀的开关仅用发光二极管来模拟；（2）电磁阀开3分钟后关闭。 2、要求完成的任务 设计电路，并进行安装调试（五）、布料厚度测量装置 边缝机的自动控制中，需要测量布料的厚度，以控制进针的位置，本课题要求使用变方电容传感器测量厚度，以电压形式输出。 1、设计要求及技术指标 设计一布料厚度测量装置，主要指标如下： （1）厚度测量范围：02.0mm; （2）分辨力高于0.05mm; （3）输出电压范围：05V 2、要求完成的任务 完成装置，测量电了的安装调试使它达到设计要求。（六）、路灯控制器设计要求及技术指标：1、设计一个路灯控制器具有以下功能：（1）天黑时灯亮，利用光敏二极管的阻值变化，控制可控硅的导通。（2）天亮时，利用光敏二极管的阻值变小，控制可控硅的断路，使灯熄灭。（3）或用继电器控制灯的开、关。2、要求完成的任务设计电路并进行安装调试。（七）、光敏电阻制作的日光灯启辉器日光灯启辉器是一种无触点启辉器。其特点是采用光控方式控制启辉器的工作，可以在160250伏范围内，快速点燃日光灯。设计要求及技术指标：（1）光敏电阻RG选用硫化镉电阻，暗电阻大于4M，亮阻小于2K。（2）VD选用IN4007整流二极管，DW选用击穿电压为1015伏稳压二极管。（3）VS选用MCR1006可控硅。2、要求完成的任务设计电路并进行安装调试。（八）、感应式传感器制作的感应式讯响器：1、本设计可用做触木式报警器，如门把手、箱、包、柜等的防盗报警，也可作玩具等用。设计要求及技术指标：（1）用手摸、捏感应器时，扬声器发出响亮的音频叫声。（2）手离开感应器时，延时1（S）左右，扬声器停止叫声。2、要求完成的任务设计电路并进行安装调试。（九）、热敏电阻制作的冰箱电子温控器温控器由电源电路、温控电路和启动电路组成。电源电路。由于低压直流电供电，电流只用1520MA，因此采用电阻降压、半波整流和稳压管稳压。输出电压10伏。启动电路。一般压缩机额定电流约为0.71.4A。采用10A双向可控硅通断压缩机足够用。温控电路。利用热敏电阻传感器检测冷藏室温度来控制一个滞后电压比较器的输出电平，再控制可控硅的压缩机的工作。2、要求完成的任务设计电路并进行安装调试。（十）、转速控制电路的设计1、本电路利用光电测速传感器测出直流电机转速信号，用直流电机的转动控制光电二极管的光照频率。2、要求完成的任务设计电路并进行安装调试。五、设计报告要求要求设计报告按以下条目顺序编写：封面 摘要正文（主要内容有）设计任务书及主要技术指标和要求。选定方案论证及整机电路的工作原理。单元电路的设计计算、元器件选择、电路图。实际电路性能指标测试结果，其中包括实测记录的整理和分析，注意要用必要的曲线、图表加以说明，还应主明测试方法和仪器型号等；对调试中出现的主要问题应作出分析，从理论和实践的结合上讲清故障原因及改进措施和效果；并按国家有关标准画出整机电路图，列出元件、器件明细表。对设计成果作出评价，说明本设计的特点和存在问题，提出改进设计意见。还可以谈谈通过课程设计的收获和心得体会。参考文献六、成绩评定标准理论设计方案，演示所设计的系统，总成绩40；设计报告，占总成绩20；回答教师所提出的问题，占总成绩30；考勤情况，占总成绩10；考核成绩分为优、良、中、及格和不及格。七、参考资料1、模拟电子技术基础2、脉冲与数字电路（使用教材）3、自动检测技术4、传感器及应用八、说明本课程的先修课程是：、数子电子技术、模拟电子技术、信号系统、传感器原理与应用。编制人： 叶国文 审核人： 朱伟 编制时间： 2006、11、15 自制传感器应用电路（课程设计）一、 实践目的1、 是对学生学完这门课程后的理论学习与实验操作水平的综合检验2、 引导学生巩固和加深对该课程的理论学习，促进和深化其工程应用，提高学生综合运用所学知识及分析问题的能力，培养严谨的科学作风。二、 实验设备1、 稳压电源一台；2、 示波器一台；3、 万用表一架；4、 数字插线实验板一块；5、 若干元件与导线三、 课程设计步骤1、 拟定课题学生可根据社会调查的情况和自己理论学习的水平构想一定难度适当的有实用价值的课题，拟定课题前，心中应有大体的方案，例如选择什么样的传感器，能否购买到所需的元器件，学校给定的设备是否够用，利用什么原理，达到什么样的指标，实现怎样的功能等等。课题也可以是教师给定的。2、 画总体方框图 画总体方框图的原则：（1） 一个总体方框图一般由若干个小方框图构成。（2） 框图一般画在纸上，框图要能清晰地表示控制信息和数据信息的流向，信息的流向是任意的，通常又左至右，从上至下，连线必须清晰整齐，箭头表示信息流向。（3） 每个方框只指出功能，不必写出具体器件。3、 对小方框图进行设计对小方框图进行设计并选择元器件的原则：（1） 必须对每一个小方框图进行设计，不得遗漏。（2） 必须画出每一个小方框图内的具体电路，并说明原理；（3） 写出元器件参数的选择过程。4、 画总逻辑图，并写出详细工作原理。画逻辑图原则：（1） 一般电路输入端在左，输出端在右，或从下至上；（2） 超出一张纸的逻辑图，应使用同一坐标系统，标出信号从一张到另一张的引出点和引入点；（3） 连接线交叉处，若有相交则要用一个圆点标出，如连接拥挤而将通路分开时，应在断开口两端做上标志。（4） 所有元器件应使用标准逻辑符号。5、 列元器件清单列元器件清单的原则是：（1） 所有元器件要全部列出；（2） 每种元器件必须写出完整的型号、规格及数量；（3） 分类列出集成电路、晶体管、电阻、电容、接插件等；（4） 注意电阻、电容等的标准值；（5） 元器件清单式；元器件类型元器件名称型号数量说明集成电路D触发器74LS741电路图中F1、F2传感器湿度传感器CSR-11测湿使用温度为-1055输出信号在0100mv音乐片电阻电容二极管三极管硬导线（交两份清单，其中一份要交实验室）6、 在逻辑插件实验板上布线试制。成品试制时，一般是在逻辑插件实验板上进行，布线是制作电路的关键，应注意以下原则：(1) 选择线径为0.20.5mm的塑料硬导线，不能用软线布线。(2) 最好选择不同颜色的线表示不同的讯号。例如，微处理器中：红线-+5V 黄线-+12V黑线地线 白线-负电源棕色线控制线 橙色线数据母线紫色线地址母线（3）布线时一般参考预布线图，先插集成块，再连接电源线，地线等固定电平端点，然后按信号的流向依次连线。（4）集成电路插入时要使所有的引线均对准小孔，水平地轻轻插入，然后均匀地用力轻压。拔出时，必须用力均匀想正上方慢慢拔起，最好用使专用拔钳，避免用力不均将引起折弯或折断。（5）元器件管脚不要剪掉，最好不要跨接在多条引线之间。若元件引线太粗，应在引线上加焊线合适的硬导线，然后插入实验板。（6）要按需要长度截取导线，将导线两端剥去57mm长的绝缘层，线头可剪成45度斜口，以方便插入。剥头部分不得有刀痕，也不允许弯曲，否则应剪去重剥。嵌线、折线时可借助镊子，要求将剥头裸露部分全部插入底版，以保证接触良好。裸线不宜露在外面，以防导线短接。（7）硬线布线时一定不准跨过元器件，线必须走直线，且应贴在实验班上，线也不能压在另一条线上。7、电路通电前应检查的内容（1）根据电路原理图，检查布线图是否正确、