工业信号检测与控制课程整体设计

1、工业信号检测与控制课程整体教学设计（2014 2015学年第二学期）课程名称： 工业信号检测与控制 所属专业： 电气自动化技术 所属系部： 电气工程系 制定人： 宋清龙 合作人： 吴方 周国平 许艳梅 刘洪波制定时间： 2014/12/29 德州职业技术学院课程整体教学设计一、课程基本信息课程名称：工业信号检测与控制课程代码：0212005学分：3学时：54授课时间：第3学期授课对象：高职电气自动化技术专业课程类型：专业通用平台课程先修课程: 电气安装的规划与实施、电子电路的分析与应用等后续课程: 工业控制系统的运行与维护、PLC控制系统的设计与应用等 二、课程目标设计总体目标：通过本课程的学

2、习，学生能够使用常用仪器检查各种传感器性能，判别其好坏；能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器；通过自主性实训项目学会它的应用，最后通过设计制作型实训来培养学生的职业技能，以实现学生传感器应用和检测系统集成能力的培养。能力目标：1、 根据国家职业资格标准，能够对传感器进行选型，并能信号检测系统的设计与调试并熟练检查、排除故障；2、 能够根据被测信号的特点，合理选用信号处理芯片，组成高效合理的检测电路；3、 能够运用所学知识设计制作基本检测单元模块电路；4、 能够对制作的模块电路进行简单地测试；检测系统组成及维护使用能力.知识目标： 1、 了解传感技术的产生及发展趋势;2、掌握测量及误差理论等

3、知识，传感器及信号调理基本知识，电桥测量电路的基本特性；3、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；4、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。素质目标：通过具体项目的学习，学生应具备：1、 有科学的认知理念与认知方法和实事求是勇于实践的工作作风；2、 热爱本职工作，诚实可靠、保守企业秘密；项目序号项目名称学习任务学时项目一饮水机温度检测与处理模块设计与制作任务一：DS18B20的温度测试4任务二：热电偶的温度测试6任务三：热敏电阻的温度测试4项目二计价器转速检测与处理模块设计与制作任务

4、一：霍尔元件的电机转速测试4任务二：涡流接近开关的测试4项目三电子称压力检测与处理模块设计与制作任务一：单臂电桥的性能测试4任务二：差动半桥的性能测试4任务三：差动全桥的性能测试4任务四：电子称的制作4项目四探测小车测距与循迹检测与处理模块设计制作任务一：超声波传感器性能测试4任务二：红外传感器性能测试2任务三：光敏电阻性能测试4任务四：气敏电阻性能测试4任务五：湿度传感器性能测试23、 严格执行国家和行业企业相关标准，严格按照工作流程作业，遵守合同规定所有事项，爱护设备、具有增强产品质量和环境保护意识。三、课程内容设计：四、能力训练项目设计编号能力训练项目名称子项目编号、名称能力目标知识目标

5、训练方式、手段及步骤可展示的结果1饮水机温度检测与处理模块设计与制作任务一：DS18B20的温度测试掌握常见温度传感器的外形与结构，选型及应用 认识常见温度传感器的外形与结构，掌握工作原理“学中做、做中学”分组实施，讨论阐述，方案比较；教师指导、总结评价DS18B20传感器温度的实时显示任务二：热电偶的温度测试掌握热电偶传感器的外形与结构，选型及应用认识热电偶传感器的外形与结构，掌握工作原理运用热电偶传感器实物，分组讨论阐述原理及应用；教师指导、总结评价热电偶传感器及测温展示任务三：热敏电阻的温度测试掌握热敏电阻温度传感器的外形与结构，选型及应用认识热敏电阻传感器的外形与结构，掌握工作原理分组

6、讨论热敏电阻原理及应用。教师指导、总结评价热敏电阻温度传感器及测温展示2计价器转速检测与处理模块设计与制作任务一：霍尔元件的电机转速测试掌握霍尔传感器的结构外形，选型其应用。认识霍尔传感器的结构外形，验证其工作特性认知霍尔元件实物，了解原理及应用。教师指导、总结评价获得转速、频率等被测参数任务二：涡流接近开关的测试掌握涡流接近开关的结构外形，选型其应用。认识涡流接近开关的结构外形，验证其工作特性通过讨论涡流接近开关应用，了解其原理；教师指导、总结评价涡流接近开关测距制作3电子称压力检测与处理模块设计与制作任务一：单臂电桥的性能测试掌握单臂电桥的测量熟悉单臂的连接与设计方法。讨论单臂电桥连接与设

7、计；教师指导、总结评价单臂电桥的测量任务二：差动半桥的性能测试掌握半臂电桥的测量熟悉半桥电路的连接与设计方法。讨论半臂电桥连接与设计；教师指导、总结评价半臂电桥的测量任务三：差动全桥的性能测试掌握全桥电路的测量熟悉全桥电路的连接与设计方法。讨论全桥连接与设计教师指导、总结评价全桥电路的精度测量任务四：电子称的制作掌握电子称的原理全桥电路应用分组讨论电子称原理及设计方案；教师指导、总结评价电子称展示4探测小车测距与循迹检测与处理模块设计制作任务一：超声波传感器性能测试熟悉超声波传感器应用和选用掌握超声波传感器的基本结构、工作原理、测量转换电路， 超声波传感器原理及性能讨论；教师指导、总结评价超声

8、波传感器性能展示任务二：红外传感器性能测试熟悉红外传感器应用和选用掌握红外波传感器的基本结构、工作原理、测量转换电路，对红外传感器应用讨论阐述；教师指导、总结评价红外传感器性能展示任务三：光敏电阻性能测试熟悉光敏电阻传感器应用和选用掌握光敏电阻传感器的基本结构、工作原理、测量转换电路，对光敏电阻传感器应用和选用讨论阐述；教师指导、总结评价光敏电阻传感器性能展示任务四：气敏电阻性能测试熟悉气敏电阻传感器应用和选用掌握气敏电阻传感器的基本结构、工作原理、测量转换电路，对气敏电阻传感器讨论阐述，方案比较；教师指导、总结评价气敏电阻传感器性能展示任务五：湿度传感器性能测试熟悉湿度传感器应用和选用掌握湿

9、度传感器的基本结构、工作原理、测量转换电路，对湿度传感器应用和选用讨论阐述，方案比较；教师指导、总结评价湿度传感器性能展示五、项目情境设计编号能力训练项目名称项目由来要素条件工作环境情境类型1饮水机温度检测与处理模块设计与制作项目选自：山东蓝建物流科技有限公司产品情境设计：近两年先后安排学生参加该厂物流设备的安装与调试， 在工作中，学生完成了哪些工作任务，遇到了哪些困难？经历了哪些考验呢？根据企业产品中的主要部件设计学习任务，减少学生就业距离角色分工：教师：技术主管学生：技术员校内一体化教室或“校中厂”实训中心创设是否有具体的内容？实物情境引发学生学习兴趣；创设问题情境引导学生自主探索学习；创

10、设练习情境，引导学生团队协作完成任务。2计价器转速检测与处理模块设计与制作3电子称压力检测与处理模块设计与制作4探测小车测距与循迹检测与处理模块设计制作六、课程进程表第×次周次学时单元标题项目编号能/知目标师生活动其它（含考核内容、方法）1、214任务一：DS18B20的温度测试1熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核具体的考核内容是什么？根据什么给学生打分？课堂表现拓展训练1、224任务二：热电偶的温度测试1熟悉其基本结构、工作原理、测量转换

11、电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核同上课堂表现拓展训练1、234任务三：热敏电阻的温度测试1熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核同上，以下同上，不再一一指出。课堂表现拓展训练1、244任务一：霍尔元件的电机转速测试2熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集

12、，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练1、254任务二：涡流接近开关的测试2熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练1、264任务一：单臂电桥的性能测试3熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练1、274任务二：差动半桥的性能测试3熟悉其基本结构、工作原理、

13、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练1、284任务三：差动全桥的性能测试3熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练1、294任务四：电子称的制作3熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务

14、演练。形成性考核课堂表现拓展训练1、2104任务一：超声波传感器性能测试4熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练1、2114任务二：红外传感器性能测试4熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练1、2124任务三：光敏电阻性能测试4熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用

15、教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练1132任务四：气敏电阻性能测试4熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训练2142任务五：湿度传感器性能测试4熟悉其基本结构、工作原理、测量转换电路；掌握其应用和选用教师活动：设置任务情境；指导答疑，归纳总评。学生活动：问题探讨，信息搜集，分组讨论，阐述方案，互查互评，任务演练。形成性考核课堂表现拓展训

16、练七、第一次课设计1、第一堂课设计梗概(1)通过例子引出课程 15分钟通过电饭煲的温度控制原理来引出传感器的重要作用。先向学生提问题：为什么电饭煲饭烧好后能可以自动切断电源？可以通过给出实物图片、电路等帮助学生思考。如有人能讲清楚，可让学生来讲解，再组织讨论，最后点明传感器在自动控制中的重要作用，引出本课程的学习目的及其在所学专业中的地位，使同学们了解学习本课程的重要意义。（10分钟左右给学生考虑和发言）（2） 说明本课程的结构框架 5分钟通过课件结合板书说明课程主要由传感器选用及检测系统组成四个项目、14个子任务组成。(3) 说明学习目的、方法及考核方

17、案   10分钟学习本课程要达到的知识和能力目标见前面的课程目标设计，学习方法上要注意理论联系实际，注重动手能力培养，重视实验课学习，还要重视课后的拓展学习，考核方案见下面第四大点。(4) 测量误差、传感器及信号调理等基本概念介绍 55分钟可先向学生提问，如何测量电路中某点的电位、电流等基本电路参数，让学生考虑几分钟，再由学生解答，老师对解答情况进行分析讲解，引出测量误差、传感、检测技术、测量电路等概念。15分钟（10分钟给学生考虑和回答问题）让学生用万用表、电桥等仪器来测量相应参数，结合仪器实物讲解其使用方法和注意事项，培养学生们的操作技能。5分钟在测

18、量过程中讲解传感器在测量中的作用及其定义，传感器的类型和形式表示。10分钟在得到测量数据后，分别讲解测量误差的定义、类型及其在测量中的重要作用，测量误差的处理方法。15分钟（10分钟给学生进行测量操作）提问学生检测系统应该由哪几部分组成，根据回答情况结合所用仪表讲解检测系统的组成及信号调理的概念。10分钟（5分钟让学生考虑和回答问题）(5)小结   5分钟第一次课主要让学生对本课程有一大致了解，激发他们的学习兴趣，布置一些课后学习要求，要求学生到有关传感器、自动检测专业网站或专门论坛，查找一下电动自行车是如何调速的，并找一下看，有哪些测量速度的传感器，各有何不同？并形成书面

19、作业。以培养同学们的自学能力，养成良好的自学习惯。八、考核方案序号考核项目考核方式、依据成绩比例1任务考核（过程性考核）任务过程评价具体的考核内容表格，评分表格？（团队协作、自主学习、交流沟通等能力）50%2理论知识储备（期末考试）闭卷测试30%3平时成绩（作业、课堂表现、学习态度等）日常记录10%4“6S”管理规范及质量意识日常考核（职业素养）10%九、教学材料序号书名主编出版社备注1传感器与检测技术李枫电子工业出版社21世纪高职高专电子技术规划教材)2传感器技术基础唐程山劳动出版社全国高职高专教育规划教材3信号处理与转换 何彦虎北京大学出版社高职高专规划教材4信号检测与处理李志兴中国电力出版社高职高专