《井下智能仪器》课程教学大纲

《井下智能仪器》教学大纲一、课程基本信息课程名称井下智能仪器课程编码GEO264321020开课院部地球科学与技术学院课程团队测井仪器学分2.0课内学时36讲授24实验12上机0实践0课外学时0适用专业勘查技术与工程（测井）授课语言中文先修课程电工电子学、测井仪器原理课程简介（限选）本课程是勘查技术与工程（测井）专业的选修课。主要内容是井下智能仪器构成、传感器、数据采集相关技术及设计原则。介绍智能仪器的结构和特点，掌握几种典型井下传感器的类型和特性、预处理电路和数据采集知识，了解井下智能仪器设计的原则。通过学习，拓展学生电子技术知识，培养学生应用电子技术知识和设计能力，具备井下智能仪器设计的基本素养，为智能仪器研制打下基础。Thiscourseisanelectivecourseforexplorationtechnologyandengineering(logging)major.Themaincontentsarethecompositionofundergroundintelligentinstruments,sensors,dataacquisitionrelatedtechnologiesanddesignprinciples.Thispaperintroducesthestructureandcharacteristicsofintelligentinstruments,graspsthetypesandcharacteristicsofseveraltypicaldownholesensors,pretreatmentcircuitsanddataacquisitionknowledge,andunderstandsthedesignprinciplesofdownholeintelligentinstruments.Throughlearning,expandstudents'electronictechnologyknowledge,cultivatestudents'applicationofelectronictechnologyknowledgeanddesignability,havethebasicqualityofundergroundintelligentinstrumentdesign,andlayafoundationforthedevelopmentofintelligentinstruments.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：理解和掌握井下传感器的基本结构和特性，了解其选用原则和电路处理结构是1.32M2目标2：理解和掌握井下智能仪器数据采集电路结构及开发仿真工具，了解其设计原则和抗干扰措施是5.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第1章绪论本章重点难点：智能仪器与传统仪器区别；井下智能仪器发展////21.1智能仪器概述智能仪器与传统仪器；智能仪器分类、结构特点；M11讲授0/31.2井下智能仪器概述井下智能仪器发展；仪器功能与用途；仪器发展趋势M1,M21讲授0/4第2章井下传感器本章重点难点：井下传感器种类；井下传感器工作原理；井下传感器测量电路结构////52.1传感器技术基础传感器功能与分类；传感器基本特性；井下传感器技术现状与发展趋势M12讲授、讨论0/62.2电阻、电容和电感式传感器电阻、电容和电感式传感器工作原理、基本特性、测量电路、井下应用M11讲授0/72.3压电式传感器压电效应；等效电路；测量电路；井下应用M11讲授0/82.4光电式传感器基本原理；光纤传感器组成；井下应用M12讲授0/92.5其他传感器热电传感器、磁电传感器；半导体传感器；集成传感器M12讨论0/10第3章井下仪器数据采集本章重点难点：数据采集系统结构；放大器与滤波器设计；采样定理；数据采集类型和方案；软件设计方法////113.1井下智能数据采集技术概述数据采集系统结构；典型井下智能数据采集系统M21讲授、讨论0/123.2前端预处理电路设计测井前置放大器的选用；设计原则；典型前置放大器结构M20.5讲授0/133.3放大器设计仪器仪表放大器设计；程控增益放大器；M20.5讲授0/143.4模拟信号滤波器设计滤波器设计原则；典型滤波器设计M21讲授0/153.5信号采集信号采集基本知识；模数转换类型M21讲授0/163.6嵌入式微处理器井下嵌入式微处理器发展；井下微处理器分类M21讲授0/173.7通信技术串行通信基础知识；井下通讯技术概述；现场总线技术M21讲授1/183.8井下智能仪器的软件设计软件设计方法；基于裸机的软件设计；基于操作系统的软件设计M1,M22讲授、讨论0/19第4章井下智能仪器设计本章重点难点：井下智能仪器设计原则；抗干扰、可靠性设计；可测试性设计////204.1设计要求与原则基本要求；设计原则；开发步骤M1,M21讲授0/214.2抗干扰设计与可靠性设计干扰的定义和分类；抗干扰基本思路；可靠性概述；可靠性设计M21讲授0/224.3可测试性设计可测试性定义；可测试性要求；测试方案；M1,M21讲授0/234.4井下智能仪器概念机设计以电缆仪器或随钻仪器为实例，讨论设计未来井下智能仪器概念机M1,M23讨论0/四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每章布置1-2道作业，侧重接口硬件设计与实例分析2.根据作业质量评分10%2小组讨论1.针对全国电子大赛题目，分小组设计方案和实现。2.根据小组报告质量和分工质量评分。20%3实验表现1.设置课堂实验环节，对单片机硬件资源设计和开发；2.根据实验过程、方案和结果，考核接口开发设计能力，附加提高难度实验题目作为增量分30%4期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对基本知识的理解掌握能力、学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有选择题、简答题、设计题等。 40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业10%A-按时提交作业，问题分析和解决方案准确。B-按时提交作业，问题分析和解决方案有少量不足。C-按时提交作业，问题分析和解决方案方向正确，但存在较多错误。D-问题分析和解决方案思路错误，或作业抄袭2M1小组讨论20%A-小组报告和汇报及时，问题分析和解决方案符合规范，设计达到要求，结论正确。B-小组报告和汇报及时，问题分析和解决方案符合规范，设计基本达到要求，但存在少量错误，结论正确。C-小组报告和汇报及时，问题分析和解决方案合理，设计基本达到要求，但存在较多错误。D-问题分析和解决方案存在问题，或存在抄袭3M1实验表现30%A-应用实验设备和开发工具熟练，高效的解决问题，获得高质量的实验结果。B-能够使用实验设备和开发工具，获得较好的实验结果。。C-辅助下能够操作实验设备和使用开发工具，获得正确的实验结果。D-不会或不主动使用实验设备和开发工具。4M1期末考试40%（见试卷评分标准）5M2平时作业10%A-按时提交作业，使用开发工具高效准确，问题分析和解决方案准确。B-按时提交作业，使用开发工具准确，问题分析和解决方案有少量不足。C-按时提交作业，使用开发工具基本正确，问题分析和解决方案方向正确，但存在较多错误。D-不熟练使用相关开发工具，问题分析和解决方案思路错误，或作业抄袭6M2小组讨论30%A-小组报告和汇报及时，问题分析和解决方案符合规范，设计达到要求，结论正确。B-小组报告和汇报及时，问题分析和解决方案符合规范，设计基本达到要求，但存在少量错误，结论正确。C-小组报告和汇报及时，问题分析和解决方案合理，设计基本达到要求，但存在较多错误。D-问题分析和解决方案存在问题，或存在抄袭7M2期末考试20%（见试卷评分标准）8M2实验表现40%A-应用实验设备和开发工具熟练，高效的解决问题，获得高质量的实验结果。B-能够使用实验设备和开发工具，获得较好的实验结果。。C-辅助下能够操作实验设备和使用开发工具，获得正确的实验结果。D-不会或不主动使用实验设备和开发工具。评分等级说明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B]=[80-100,0-79]六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|智能仪器原理及设计技术,刘大茂,国防工业出版社,2014,ISBN:9787118093841.2图书|测井电子信息技术,张家田,石油工业出版社,2010,ISBN:9787502176884.3图书|智能仪器设计,尚振东,清华大学出版社,2019,ISBN:9787302527442.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人