《傳感器與檢測技術》課程標準一、課程概述1.基本信息課程名稱：《傳感器與檢測技術》課程類型：理論+實踐課程總學時：課程總計64學時，其中—理論課時54，機動+實踐課時10。標準適用專業：本標準適用于機電一體化與制造專科專業。2.課程定位《傳感器與檢測技術》課程是機電一體化與制造專業的一門專業核心技能課程；本課程的任務是要教會學生了解和熟悉常用工業傳感器及檢測方法的基本知識，能夠使用合理的傳感器實施可靠的檢測方案，培養解決生產實際問題的基本技能。本課程適用于機電一體化、機械制造以及自動化等專業3年制高職學生，課程應在學完電工和電子學等課程后開設，并為后續專業課程的學習和從事專業相關工作打下基礎。二、課程目標（一）總體目標通過《傳感器與檢測技術》課程的學習，使學生掌握基本工業常用傳感器的基本知識、基本理論，初步具備運用傳感器設計簡單檢測系統的能力，并獲得運用所學知識解決生產實際問題的基本技能。（二）分項目標通過《傳感器與檢測技術》課程的學習，應達到以下培養目標：1.知識目標①學習常用檢測量以及相應傳感器的基本原理和使用方法等知識；②掌握常用檢測系統的基本設計方法；2.技能目標①具備搜集和查閱傳感器與檢測技術國家標準和有關資料的能力；②具備進行簡單檢測系統設計和確定相應傳感器性能指標的技能；EQ\o\ac(○,3)初步具備簡單檢測系統的搭建和基本調試手段；3.方法目標①通過常用物理量檢測方法在日常生活中的自動化運用實例激發學習興趣；②通過Flash等豐富多彩的課堂呈現手段加深學生對檢測方法認識。4.素質目標①通過本課程，使學生認識到傳感器對于自動化和智能化的產業應用所發揮的作用，增加通過不同手段解決問題的思路，開闊學生的眼界和視野。②使學生認識到我國有關行業和世界發達國家的巨大差距，增強學生的競爭意識和努力學習的自覺性。三、教學內容與要求序號教學內容知識內容與要求技能內容與要求參考課時1緒論傳感器與檢測技術發展歷史現狀及發展方向掌握傳感器與檢測等概念，檢測中的誤差表示方法22項目一：開關量檢測接近開關和工業現場中的作用；幾種接近開關的測量原理及應用領域；接近開關測量系統設計搭建接近開關試驗的試驗臺；測試試驗的穩定程度和定位敏感性評價；理解接近開關在不同場合下的不同表現，并了解不同接近傳感器的應用范圍63項目二：位移檢測位移傳感器的測量原理和工業常用傳感器如柵式傳感器的測量方法；長距離型位移傳感器如超聲波傳感器的測量原理和應用范圍了解光柵尺、磁柵尺和球柵尺的基本應用方法，掌握編碼器的應用領域和方法；掌握正確使用超聲波位移傳感器的方法84項目三：精密位移測量高精度位移傳感器的原理和應用；高精度激光傳感器的測量原理和應用方法了解LVDT等差動測量的方法；了解高精度激光傳感器的測量方法，并掌握傳感器的一般校準方法85項目四：速度和加速度檢測一般速度傳感器的測量原理和測量精度的影響因素；加速度檢測基本原理和應用領域掌握測速發電機和編碼器測速的方法；掌握壓電加速度計的正確使用方法和應用范圍66項目五：力和壓力檢測力傳感器的一般測量方法和應用原理；壓力檢測傳感器的基本原理掌握應變片的測量方法和試驗臺測量設計；掌握壓力傳感器使用的基本方法47項目六：溫度檢測溫度傳感器檢測原理和測量范圍掌握不同溫度范圍下溫度測量方法；搭建溫度動態測量的試驗臺和一般標定方法48項目七：信號處理串口信號處理；數字量和模擬量的轉換原理；485和CAN總線的傳遞數據的原理了解一般模擬量轉換為數字量模塊的使用方法；總線模塊傳輸數據方法89項目八：圖像傳感與處理圖像處理的基本原理和編程技術；簡單圖形的識別掌握樹莓派攝像頭的圖像獲取和使用OpenCV和SimpleCV等Python插件使用方法，判斷基本圖形的長度8說明：機動課時可安排有關LabVIEW和Python語言的基本課時，以及有關試驗安排，共計10個課時。四、教學設計教學設計表項目任務單元教學內容教學目標（針對課程標準）學時緒論任務1傳感器與檢測技術發展歷史現狀及發展方向了解傳感器與檢測技術在國民經濟的地位，明晰工業發展羅輯2項目一：開關量檢測任務2霍爾傳感器掌握霍爾效應和使用條件1任務3光電傳感器掌握光電效應和光電傳感器基本檢測原理1任務4感應傳感器掌握電渦流檢測原理和基本使用范圍2任務5開關量檢測系統學會根據需求設計簡單測量系統2項目二：位移檢測任務7電量位移檢測原理了解電阻和感應位移檢測的基本原理和使用范圍2任務8光電柵式位移檢測原理掌握光柵尺的測量方法2任務9編碼器角度位移檢測原理掌握光電編碼器的基本使用方法2任務10超聲波位移傳感器的檢測原理了解超聲波傳感器的基本使用方法2項目三：精密位移測量任務11電參量高精度位移傳感器掌握差動變壓器或差動電感式位移傳感器的基本原理4任務12高精度激光位移傳感器掌握高精度激光位移傳感器的基本原理和使用方法4項目四：速度和加速度檢測任務13測速發電機的基本原理掌握測速發電機的基本使用方法2任務14壓電效應和加速度計掌握加速度計的使用方法2任務15振動特征的測量方法掌握振動量的基本測量系統2項目五：力和壓力檢測任務16電阻應變片的測量原理掌握電阻應變片的測量方法1任務17力測量系統的變換原理掌握電阻應變片測量力的轉換方法1任務18壓阻式壓力傳感器的測量原理掌握壓力傳感器的基本測量方法2項目六：溫度檢測任務19熱電式穩定傳感器的基本原理了解熱電傳感器的測量范圍和基本使用方法2任務20溫度傳感器的基本測量和標定方法掌握穩定傳感器的基本標定方法2項目七：信號處理任務21RS232信號接口掌握串口的硬件連接和軟件編寫方法2任務22數模轉換掌握一般轉換模塊的使用方法2任務23485總線掌握使用485工業總線的基本數據傳輸方法和編程手段2任務24Modbus總線標準了解總線標準的傳輸規則2項目八：圖像傳感與處理任務25樹莓派系統掌握樹莓派硬件和軟件系統2任務26使用樹莓派攝像頭獲取圖像掌握獲取圖像的基本方法2任務27實現基本的圖形檢測掌握基本圖形如方形的邊緣長度測量4共計（6節機動課時，4節試驗或演示，根據前導課程和實驗設備靈活調整）54+10五、教學方法建議序號教學內容知識內容與要求教學方法和手段參考課時1緒論傳感器與檢測技術發展歷史現狀及發展方向，傳感器基本特性，檢測精度和誤差等基本概念理論教授22項目一：開關量檢測接近開關和工業現場中的作用；幾種接近開關的測量原理及應用領域；接近開關測量系統設計理論教授63項目二：位移檢測位移傳感器的測量原理和工業常用傳感器如柵式傳感器的測量方法；長距離型位移傳感器如超聲波傳感器的測量原理和應用范圍理論教授84項目三：精密位移測量高精度位移傳感器的原理和應用；高精度激光傳感器的測量原理和應用方法理論教授85項目四：速度和加速度檢測一般速度傳感器的測量原理和測量精度的影響因素；加速度檢測基本原理和應用領域理論教授66項目五：力和壓力檢測力傳感器的一般測量方法和應用原理；壓力檢測傳感器的基本原理理論教授47項目六：溫度檢測溫度傳感器檢測原理和測量范圍理論教授48項目七：信號處理串口信號處理；數字量和模擬量的轉換原理；485和CAN總線的傳遞數據的原理理論教授89項目八：圖像傳感與處理圖像處理的基本原理和編程技術；簡單圖形的識別理論教授8共計54六、考核與建議1.考核方式課程整體成績表考核類型成績權重課程整體成績課程考核1000.7職業技能認證1000.3說明：（1）有些課程可能只進行兩種考核中的一種考核，則另外一項考核權重為0即可。（2）課程考核時應按照項目分別考核，課程考核成績則是項目考核成績的累計。（3）列表說明每一個項目成績在課程成績中的權重，并簡要說明每個項目如何考核：每個項目成績都是從知識、技能、態度三方面考核，考核可依據提交的成果、作業、平常表現及小組互評的結果進行，考核方式可采用卷面、計算機模擬和實操。2.考核內容課程考核成績表項目名稱成績權重項目成績項目成績權重課程考核成績項目一：開關量檢測知識1000.71000.05100技能1000.2態度1000.1項目二：位移檢測知識1000.71000.1技能1000.2態度1000.1項目三：精密位移測量知識1000.71000.1技能1000.2態度1000.1項目四：速度和加速度檢測知識1000.71000.05技能1000.2態度1000.1項目五：力和壓力檢測知識1000.71000.1技能1000.2態度1000.1項目六：溫度檢測知識1000.71000.05技能1000.2態度1000.1項目七：信號處理知識1000.71000.05技能1000.2態度1000.1項目八：圖像傳感與處理知識1000.71000.1技能1000.2態度1000.1技能1000.5態度1000.1七、教學資源及要求（一）教材及參考資料教材內容側重當前行業主流技術并有一定的超前性，注重多媒體技術與傳統紙質教材的結合，增加教材的新穎性調動學生學習的積極性，讓學生在靈活的學習中拓展本學科領域的知識面。重視基礎知識和基本概念，突出技能訓練，鼓勵與行業企業合作開發特色鮮明的專業課校本教材。參考資料：1.康維新等。傳感器與檢測技術。中國輕工業出版社，2009。2.胡向東等。傳感器與檢測技術。機械工業出版社，2009。3.段正澄等。光機電一體化技術手冊（上冊）。機械工業出版社，2009。4.張洪潤等。傳感器技術大全（上中下）。北京航空航天大學出版社，2007。（二）課程資源開發與利用學習資料資源：加大生產性實訓教學資源的配備和開發，結合多媒體和網絡技術，推動虛擬仿真教學平臺和大數據中心的建設。信息化教學資源：（1）資源建設定位。應體現以學習者為中心，對資源的使用對象，即學習者進行研究分析，針對他們的認知特點來設計制作教學資源。（2）資源展示界面設計。界面設計應精致美觀，操作風格統一，畫面簡潔。不同的教學內容對應不同的風格，注意簡潔，突出主題，內容不易過多，應有層次感。（3）操作方式、易學易用。應具備良好的人機對話機制。學習者尋求資源與信息應用功能，一目了然，知道如何使用。（4）資源內容突出職業能力培養。專業教學資源內容選取應體現基礎理論以應用為目的，以必須夠用為度，以掌握概念，強化應用為教學重點；專業教學需要加強針對性和實用性；在實踐教學中強調職業崗位實際工作基本能力的培養和職業崗位操作技能的嚴格訓練。（5）實現資源互動及虛擬仿真功能。由于受資金、技術、時空、企業等等客觀因素限制，學校不可能成為學生提供涉及所有專業真實崗位的學習環境，如何有效借助信息化手段實現用戶功能，這個部分則是教學資源建設過程中的難點，就教學資源建設量來說不難，難的是它的質量與功能實現度。（三）教學保障條件及建議1.軟硬件條件（1）校內實訓基地按照人才培養模式和人才培養方案的要求，建設集“專業教學、職業培訓、技能鑒定”三位一體的實訓室：檢測技術實訓室。實訓室名稱實訓項目工位數主要設備名稱數量（臺/套）檢測技術實訓室項目一：開關量檢測20霍爾傳感器，光電傳感器和感應傳感器試驗臺20項目二：位移檢測20電阻尺，光柵尺，磁柵尺，球柵尺，編碼器等位移測量試驗臺20項目三：精密位移測量2差動變壓器型高精度位移傳感器，激光位移傳感器試驗臺2項目四：速度和加速度檢測5測速發電機和振動測試試驗臺5項目五：力和壓力檢測5電阻應變片試驗臺和壓力傳感器試驗臺5項目六：溫度檢測10熱電溫度檢測試驗臺5項目七：信號處理6工業計算機數據采集卡和總線模塊3項目八：圖像傳感與處理20樹莓派單片機及攝像頭，試驗臺10（2）校外實習基地通過校企合作，專業教學團隊與企業合作，共同建設校外實訓基地。校外實訓基地的建立應體現“校外實習教學性”。（3）師資條件根據人才培養模式和“教學練做一體化”教學模式的要求，為了達到人才培養目標，建成一支“專兼結合、結構合理、動態組合、團結合作”的具有“雙師”素質、“雙師”結構的專業教學團隊。（1）專業帶頭人的基本要求專業帶頭人應精通傳感器與檢測技術與制造專業相關理論和知識，了解國內外相關技術發展動態，掌握國內同類專業的建設和發展狀況，有能力組織帶領專業教學團隊開展教學改革和生產科研。①組織專業帶頭人參加教育部培訓基地組織的基于工作過程的項目課程開發培訓，了解高職教育課程開發的現狀與發展前景，更好地指導專業課程改革。②組織專業帶頭人參加高職傳感器與檢測技術類或者相關專業指導委員會研討會，了解國內外傳感器的發展動態，跟蹤傳感器和檢測技術的前沿技術。③利用假期到相關企業進行專業調研，了解生產一線的新技術、新設備應用情況；回訪用人單位和畢業生，征求他們對專業教學的意見和建議，以便更好地指導專業建設，更新教學內容，提高畢業生的工作適應能力。（2）骨干教師骨干教師應掌握有關自動化生產項目相關傳感器應用的技術設計、組織管理、實施、質量監控等工作流程；協助專業帶頭人制定專業標準、參與課程體系改革；主持或參與專業核心技能課程建設。①組織骨干教師參加教育部培訓基地組織的基于工作過程的項目課程開發培訓，參與專業核心課程的開發工作。②組織骨干教師到企業進行實踐鍛煉，提高技能操作水平。③組織骨干教師參加教師講課比賽，提高教學水平。④組織骨干教師協助專業帶頭人參與專業建設與核心課程建設，編制教學文件。（3）專業教師專業教師應能獨立勝任專業教學和實訓教學，能參與課程建設和