《传感器技术与应用》课程标准

《传感器技术及应用》课程标准 1/16《传感器技术及应用》课程标准一、课程性质与任务本课程是中等职业学校电子技术应用专业学生必修的专业基础平台课程。其任务是：使学生掌握常用传感器的基本概念、基本特性和基本参数，了解常用传感器的结构形式和相关的测量电路，能够根据实际情况选用合适传感器，学会常用传感器的维护方法，能够运用电子电路仪器设备，对传感器进行安装、调试和检测，从而达到传感器应用专项职业能力考核规范的要求。对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高职业能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。二、课程教学目标（一）知识目标1．了解传感器技术的发展现状、特点以及在信息技术中的重要地位；2．了解传感器在生产控制领域和实际生活中的作用；3．掌握常用传感器的基本工作原理及特性；4.会分析各种传感器测量电路；5.了解各种传感器的典型应用。（二）能力目标1.初步具备查阅传感器手册并合理选用能够正确识别和选用传感器的能力；2.会使用常用电子仪器仪表调试和检测传感器；3.能够看懂传感器安装接线图，学会正确安装；4.了解传感器的安全操作规范，能够维护传感器。（三）素养目标1．培养学生勤于思考、做事认真、严谨的良好作风；2.培养学生分析问题、解决问题的能力；3.培养学生的沟通能力及团队协作精神；4.培养学生的质量意识、安全意识；5.培养学生社会责任心、环保意识。三、课程主要内容及特点本课程内容主要由11个教学模块组成，内容包括：认知传感器、认知应变式电阻传感器、认知电容式传感器、认知电感式传感器、认知压电式传感器、认知超声波传感器、认知霍尔传感器、认知温度传感器、认知湿度传感器、认知光敏传感器和认知气敏传感器。教学重点是各种传感器的认知、安装检测以及选型，，难点是传感器的基本原理、结构特征、测试电路的理解。课程总学时不低于108个。四、课程教学内容及安排课程总学时课堂讲授学时实验学时自修学时实训教学周数108129606周单元一认知传感器教学目标1．认识各领域中的传感器，了解它们的作用。2．能够根据工作现场要求，合理选择传感器。3．掌握传感器的定义、组成及分类；了解传感器的基本特性；掌握传感器在自动控制系统的作用。4．了解传感器的应用价值及发展方向。教学方法实物识别、直观演示、理论联系实际法、多媒体展示、分组讨论、探究式学习、信息查询总学时8课堂讲授学时2实验学时6教学环境要求传感器实训室、机电实训室等各类实训室，楼道，不同类型传感器实物教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一认识不同领域中的传感器4知识一、生活中常用的传感器知识二、工业生产中的典型传感器知识三、地震救助中使用的传感器知识四、农业生产中使用的传感器知识五、汽车中应用的传感器传感器的应用场合理解传感器应用的广泛性和重要性视频录像、图片、动画、实物任务二了解传感器概念及定义知识一、传感器的概念知识二、传感器的定义概念概念上网信息查询任务三了解传感器的作用、组成及分类知识一、传感器的作用知识二、传感器的组成知识三、传感器的分类知识四、传感器的特性作用和组成分类和特性小组讨论任务四了解传感器的发展趋势知识一、新材料的开发与应用知识二、新制造技术的应用知识三、新型传感器的开发知识四、传感器的集成化知识五、传感器的智能化知识六、新一代航天传感器的研究知识七、仿生传感器的研究新型传感器的集成化和智能化新型传感器的开发多媒体课件、视频任务五传感器的选择4技能点一、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型技能点二、根据测量要求确定传感器的性能指标确定传感器的类型及性能指标确定性能指标引入实例单元二认知应变式电阻传感器教学目标1.学会测试应变式电阻传感器的特性，会检测应变片的好坏。2.知道应变片的粘贴工艺，会粘贴应变片。3.掌握应变式电阻传感器的应用场合和使用方法，理解它们的工作过程。4.掌握电阻应变片的工作原理，了解其结构及分类；5.了解应变片接入测量电路的方式以及测量电路的功能。教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、个别辅导总学时9课堂讲授学时1实验学时8教学环境要求传感器实训室、应变式电阻传感器实物教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解电阻应变片的基本知识7知识一、应变式电阻传感器的组成知识二、电阻应变片的结构知识三、电阻应变片的工作原理应变效应应用片结构工作原理动画演示任务二了解弹性敏感元件知识一、力敏感元件知识二、压力敏感元件元件基本原理原理实物图片任务三认知应变式电阻传感器的测量电路知识一、电源接入方式知识二、应变片接入方式两种接入方式应变片接入测量电路的方式以及测量电路的功能小组讨论任务四了解应变式电阻传感器的应用知识一、电子汽车秤知识二、商用电子秤知识三、加速度传感器知识四、用于恒压供水系统中的液位计应变式电阻传感器的应用场合工作过程任务五应变式电阻传感器2技能点一、应变片特性的测试技能点二、应变片的粘贴技能点三、应变片的选择测试、粘贴选择操作视频、操作示范、实例单元三认知电容式传感器教学目标1.学会电容式接近开关的识别和检测方法。2.掌握电容式传感器的应用场合和应用方法，理解它们的工作过程。3.掌握电容式传感器的工作原理，了解其结构及分类。4.了解电容式传感器测量电路的工作原理。教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、个别辅导总学时9课堂讲授学时1实验学时8教学环境要求传感器实训室、电容式传感器实物教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解电容式传感器的组成3知识一、电容式传感器的组成电容式传感器的组成电容式传感器的组成动画演示任务二了解电容式传感器的结构及工作原理知识一、电容式传感器的结构特点知识二、电容式传感器的工作原理电容式传感器的结构特点工作原理实物图片任务三认知电容式传感器的测量电路3知识一、桥式电容传感器测量电路的结构特点及测量方法。知识二、电容式传感器构成的调频电路工作原理。知识三、电容式传感器构成的脉宽调制电路的工作原理。电容式传感器测量电路工作原理电容式传感器测量电路工作原理以及测量电路的功能小组讨论任务四了解电容式传感器的应用知识一、电容式差压变送器的结构及工作原理。知识二、电容式液位计的结构及工作原理。知识三、电容式接近开关的结构及工作原理。知识四、电容测厚仪的结构及工作原理。电容式传感器的应用场合和使用方法工作过程任务五电容式传感器3技能点一、电容式接近开关的识别。技能点二、电容式接近开关的接线训练。技能点三、接近开关的性能测试。识别，接线训练性能测试操作视频、操作示范、实例单元四认知电感式传感器教学目标1.学会电感式接近开关的识别和检测方法。2.知道电感式接近开关的安装方式、使用方法。3.掌握电感式传感器的工作原理，了解其结构及分类。4.了解电感式传感器测量电路的工作原理。教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、个别辅导总学时9课堂讲授学时1实验学时8教学环境要求传感器实训室、应变式电阻传感器实物教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解电感式传感器的组成3知识一、电感式传感器的组成知识二、电感式传感器的作用知识三、电感式传感器的分类组成，作用测量电路的工作原理以及测量电路的功能小组讨论任务二了解自感式电感传感器3知识一、自感式电感传感器的结构知识二、自感式电感传感器的工作原理知识三、自感式电感传感器的测量电路知识四、自感式电感传感器的应用自感式电感传感器的应用测量电路的工作原理以及测量电路的功能多媒体课件、视频任务三了解差动变压器知识一、差压变压器的结构知识二、差压变压器的工作原理知识三、差压变压器的测量电路知识四、差动变压器的应用：测量振动、液位、压力等参数差动变压器的应用测量电路的工作原理以及测量电路的功能实物图片任务四了解电涡流式传感器知识一、电涡流式传感器的结构特点及作用。知识二、电涡流传感器工作原理知识三、电涡流式传感器构成的测量电路及测试原理。知识四、电涡流式传感器在实际中的应用场合。电涡流式传感器在实际中的应用场合测量电路的工作原理以及测量电路的功能任务五电感式传感器3技能点一、电感式接近开关的识别。技能点二、电感式接近开关的接线训练。技能点三、电感式接近开关的性能测试识别，接线训练性能测试操作视频、操作示范、实例单元五认知压电式传感器教学目标1.学会压电陶瓷片的识别和检测方法。2.知道压电式加速计的安装方式、使用方法。3.掌握压电式传感器的工作原理，了解其结构及分类。4.了解压电式传感器测量电路的工作原理。教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、个别辅导总学时9课堂讲授学时1实验学时8教学环境要求传感器实训室、压电式传感器实物、压电式传感器实训模块教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解压电式传感器的组成7知识一、压电式传感器的组成知识二、压电式传感器的作用组成任务二了解压电式传感器的结构及工作原理知识一、压电传感器的结构知识二、压电式电感传感器的工作原理结构，工作原理工作原理实物图片任务三认知压电式传感器的测量电路知识一、压电式传感器的等效电路。知识二、压电式传感器构成的测量电路及测试原理压电式传感器测量电路的工作原理压电式传感器测量电路的工作原理以及测量电路的功能小组讨论任务四了解压电式传感器的应用知识一、压电式传感器构成的切削力测量装置的工作原理。知识二、压电式传感器构成的高速公路测量系统的工作原理知识三、压电式传感器构成的玻璃破碎报警器的工作原理压电式传感器的应用场合和使用方法工作过程任务五压电传感器2技能点一、压电陶瓷片的识别。技能点二、压电陶瓷片的检测。识别检测操作视频、操作示范、实例单元六认知超声波传感器教学目标1.掌握超声波传感器的应用场合和应用方法，理解它们的工作过程；2.掌握超声波传感器的工作原理；3.掌握超声波传感器等效电路；4.了解超声波传感器测量电路的工作原理。5.会超声波探头检测方法；6.会超声波传感器的幅频特性测试方法，能够确定其此超声波传感器的中心频率；7.知道超声波流量计安装应注意的问题。教学方法实物识别、直观演示、理论联系实际法、多媒体展示、分组讨论、探究式学习、信息查询总学时9课堂讲授学时1实验学时8教学环境要求传感器实训室、超声波传感器实物教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解超声波传感器的组成3超声波传感器的组成超声波传感器的应用场合理解超声波传感器应用的广泛性和重要性视频录像、图片、动画、实物讲授、课堂互动、分析任务二了解超声波传感器的结构及工作原理知识一、超声波传感器的结构知识二、超声波传感器的工作原理知识三、超声波传感器的工作原理结构工作原理上网查询任务三认知超声波传感器的测量电路4知识一、超声波传感器的等效电路知识二、超声波传感器的发射电路与接收电路等效电路测量电路的工作原理讲授、分析、课堂互动任务四了解超声波传感器的应用知识一、超声波测厚仪知识二、超声波探伤仪知识三、超声波流量计知识四、超声波液位计超声波传感器的应用场合工作过程多媒体课件、视频任务五超声波传感器2技能点一、超声波探头的质量检测技能点二、超声波传感器的性能测试技能点三、超声波流量计安装注意事项检测、性能测试超声波流量计安装注意事项讲授、实操、多媒体课件单元七认知霍尔传感器教学目标1.掌握霍尔传感器的应用场合和应用方法，理解它们的工作过程；2.掌握霍尔传感器的工作原理；3.掌握霍尔传感器测量电路的工作原理。4.会霍尔传感器质量检测方法；5.会霍尔传感器的功能测试方法；6.会制作简易高斯计；7.知道霍尔传感器的选用原则。教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、分组讨论、个别辅导总学时11课堂讲授学时1实验学时10教学环境要求传感器实训室、霍尔传感器实物教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解霍尔传感器的组成3霍尔传感器的组成霍尔传感器介绍组成多媒体展示任务二了解霍尔传感器的结构及工作原理知识一、霍尔传感器的结构知识二、霍尔传感器的工作原理霍尔传感器的结构工作原理实物图片、动画展示任务三认知霍尔传感器的测量电路4知识一、霍尔传感器的基本应用电路知识二、霍尔集成电路测量电路霍尔集成电路讲授、分析、课堂互动、小组讨论任务四了解霍尔传感器的应用知识一、霍尔流量计知识二、汽车制动防抱死系统（ABS）知识三、直流无刷电机霍尔传感器的应用场合工作过程任务五霍尔传感器4技能点一、霍尔传感器的质量检测技能点二、霍尔传感器的功能测试技能点三、简易高斯计的制作技能点四、霍尔传感器的选择检测、性能测试选择操作视频、操作示范、实例单元八认知温度传感器教学目标1.掌握温度传感器的应用场合和应用方法，理解它们的工作过程；2.掌握温度传感器的工作原理；3.掌握温度传感器测量电路的工作原理。4.会简易热电偶的制作；5.会热电阻和热敏电阻的功能测试方法；6.知道热电偶和热电阻安装事项教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、小组讨论、个别辅导总学时11课堂讲授学时1实验学时10教学环境要求传感器实训室、温度传感器实物教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解温度传感器的组成3温度传感器的组成温度传感器的组成温度传感器应用的广泛性和重要性实物展示多媒体课件任务二认知热电偶知识一、热电偶的结构知识二、热电偶的工作原理知识三、热电偶的测量电路知识四、热电偶的应用工作原理测量电路，应用场合实物图片、讲授、分析、任务三认知热电阻6知识一、热电阻的结构知识二、热电阻的工作原理知识三、热电阻的测量电路知识四、热电阻的应用工作原理测量电路，应用场合小组讨论、讲授、分析、任务四认知热敏电阻知识一、热敏电阻的结构知识二、热敏电阻的工作原理知识三、热敏电阻的测量电路知识四、热敏电阻的应用工作原理测量电路，应用场合课堂互动、实物图片任务五温度传感器2技能点一、简易热电偶的制作技能点二、热电阻特性的测试技能点三、热敏电阻特性的测试技能点四、热电偶和热电阻安装事项制作、测试安装操作视频、操作示范、实例项目九湿度传感器的认知教学目标1.学会湿度传感器质量检测方法。2.学会湿度传感器的功能测试方法。3.掌握湿度传感器的应用场合和应用方法，理解其工作过程。4.掌握湿度传感器的工作原理。5.掌握湿度传感器测量电路的工作原理。教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、个别辅导总学时11课堂讲授学时1实验学时10教学环境要求传感器实训室、湿度传感器实物、湿度传感器实训模块教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解湿度传感器的组成9知识一、湿度传感器的组成知识二、湿度传感器的作用湿度传感器的组成湿度传感器的作用多媒体课件任务二了解湿度传感器的结构及工作原理知识一、湿度传感器的结构知识二、湿度传感器的工作原理湿度传感器的结构湿度传感器的工作原理多媒体课件任务三认知湿度传感器的测量电路知识一、电阻式湿度传感器的基本测量电路工作原理知识二、电容式湿度传感器的集成测量电路工作原理湿度传感器测量电路工作原理湿度传感器测量电路的工作原理多媒体课件任务四了解湿度传感器的应用知识一、湿度传感器构成的汽车后窗玻璃自动除湿装置的工作原理。知识二、湿度传感器构成的简易秧棚湿度指示仪的工作原理。知识三、湿度传感器构成的氧化铝薄膜湿度传感器的工作原理湿度传感器的应用场合和使用方法汽车后窗玻璃的自动除湿装置电路的工作原理视频录像、图片、动画、多媒体课件任务五湿度传感器2技能点一、湿度传感器特性的检测技能点二、湿度传感器选用原则技能点三、湿度传感器安装方式得出湿度传感器特性参数湿度传感器选用原则操作视频、操作示范、实例项目十光电传感器的认知教学目标1.学会光电传感器的功能测试方法。2.掌握各种光电传感器的应用场合和应用方法，理解其工作过程；3.掌握光电传感器的工作原理。教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、个别辅导总学时11课堂讲授学时1实验学时10教学环境要求传感器实训室、光电传感器实物、光电传感器实训模块教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解光电传感器的组成4知识一、光电传感器的组成知识二、光电传感器的作用知识三、光电传感器的分类光电传感器的组成光电传感器的作用多媒体课件任务二认知光敏电阻传感器知识一、光敏电阻的结构特点及作用知识二、光敏电阻的工作原理知识三、光敏电阻构成的测量电路及测试原理知识四、光敏电阻在实际中的应用场合光敏电阻在实际中的应用场合光敏电阻构成的测量电路及测试原理多媒体课件任务三认知光敏晶体管传感器4知识一、光敏晶体管传感器的结构特点及作用知识二、光敏晶体管传感器的工作原理知识三、光敏晶体管传感器在实际中的应用场合知识四、光敏晶体管传感器的分类光敏晶体管传感器在实际中的应用场合光敏晶体管传感器的工作原理多媒体课件任务四光电传感器3技能点一、光敏电阻的特性测试技能点二、光敏晶体管的特性测试得出光敏电阻的特性参数得出光敏晶体管的特性参数操作视频、操作示范、实例项目十一气敏传感器的认知教学目标1.学会气敏传感器质量检测方法。2.学会气敏传感器的功能测试方法。3.掌握气敏传感器的应用场合和应用方法，理解其工作过程。4.掌握气敏传感器的工作原理。5.掌握气敏传感器测量电路的工作原理教学方法实物识别、理论联系实际法、多媒体展示、个别辅导总学时11课堂讲授学时1实验学时10教学环境要求传感器实训室、气敏传感器实物、气敏传感器实训模块教学内容学时安排知识点重点难点辅助教学形式任务一了解气敏传感器的组成8知识一、气敏传感器的组成知识二、气敏传感器的作用气敏传感器的组成气敏传感器的作用多媒体课件任务二了解气敏传感器的结构及工作原理知识一、气敏传感器的结构：电阻型和非电阻型知识二、气敏感传感器的工作原理电阻型气敏传感器的结构电阻型气敏传感器的工作原理多媒体课件任务三认知气敏传感器的测量电路知识一、气敏传感器构成的基本测量电路工作原理知识二、气敏传感器构成的温度补偿电路工作原理气敏传感器的基本测量电路工作原理气敏传感器测量电路的工作原理以及测量电路的功能多媒体课件任务四了解气敏传感器的应用知识一、气敏传感器构成的简易家用天然气报警器的工作原理知识二、气敏传感器构成的酒精测试仪的工作原理知识三、气敏传感器构成的矿灯瓦斯报警器的工作原理气敏传感器的应用场合和使用方法应用场合的工作过程视频、图片任务五气敏传感器3技能点一、气敏传感器的特性测试技能点二、气敏传感器选用原则得出气敏传感器的特性参数应用场合的选用操作视频、操作示范、实例五、教学实施（一）学时安排建议学时分配参考表序号内容学时理论学时技能实训学时项目总学时单元一认知传感器的268单元二认知应变式电阻传感器的189单元三认知电容式传感器的189单元四认知电感式传感器189单元五认知压电式传感器189单元六认知超声波传感器189单元七认知霍尔传感器11011单元八认知温度传感器11011单元九认知湿度传感器11011单元十认知光敏传感器11011单元十一认知气敏传感器11011自修000总学时数12=SUM(ABOVE)96=SUM(ABOVE)108（二）教学方法建议本课程为单元模块课程，各单元由单元情景、单元学习目标、单元任务、单元学习检测与评价、单元小结五部分构成。在教学方法上建议采用信息化教学模式，采用小组协作、自主探究，教师讲解与指导演示，自主探究、小组讨论、相互协作，培养学生观察问题与思考问题的能力，学会使用信息资源和信息技术手段去获取知识的能力，分析问题和解决问题的能力以及团队意识和协作精神。各模块的实施方式为：学生通过实际操作和实物认知，教师讲解与指导演示，自主探究、小组讨论、相互协作，以掌握相关知识与技能。（三）师资的建议本课程的主讲教师，首先应具备扎实电工电子、传感器技术基础知识，丰富的教学经验。其次，在教学组织能力方面，本课程的主讲老师应具备基本的设计能力，即根据本课程的标准制订详细的课程授课计划，对每一堂课的教学过程精心设计，做出详细、具体的安排写出教案；还应该具备较强的施教能力，即掌握扎实的教学基本功并能够因材施教，在教学过程中还应具备一定的课堂控制能力和应变能力。该课程的授课教师每三至五年应到大型电子企业顶岗实习3-6个月或参加国家级培训。（四）教材编写建议以及推荐教材对本课程教材编写建议采用项目或模块模式，各项目由项目情景、项目学习目标、项目任务、项目学习评价、项目小结五部分构成。项目情景以传感器的实际应用为引线，给学生学习知识的真实感；项目学习目标包括知识目标、技能目标、情感目标，项目任务引导学生对不同传感器知识与技能的学习；项目学习评价检测学生对知识的掌握程度；项目小结归纳项目的主要学习内容。推荐教材：《传感器基础技术与技能》主编：李中显、彭学勤（五）学习资源的应用建议1.教学硬件环境基本要求校内实训室，校外实训基地供学生见习与实习之用。2.教学基本要求资源相关教材，教学任务书，教学用影像，动画，PPT等。六、考核与评价本课程是考试课程。课程的总体评价采用过程评价。建议以以下两种方式相结合来对学生个人及小组进行评价。（一）个人知识技能评价表班级：姓名：