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67年茂陵机校毕业,68年进铜川变压器厂,干电工11年,变压器试验5年,管总装引线技术5年,在生产质检服务部门各干一年,在工艺科从事图纸会签现场工艺6年,我的E-mail: transformerhe@163.com,欢迎交流。

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《自动检测与转换技术》课程教学大纲  

2009-07-18 16:48:30|  分类: 铜川职业技术学院 |  标签: |举报 |字号 订阅

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《自动检测与转换技术》课程教学大纲

 

课程编号:      

课程名称:自动检测与转换技术

课程类别:专业技术基础课

开课单位:机电系机电教研室

开课对象:电气自动化专业二年级

课      时:40学时(全部为讲授学时)

推荐教材:自动检测与转换技术,第7版,梁森、王侃夫、黄抗美 编著,北京,               机械工业出版社 2006.5。

参考书目: 

1.自动检测技术,第二版,马西秦主编,北京,机械工业版社,2001年6月。

2.检测技术,第一版,于永芳、郑仲民主编,北京,机械出版社 ,2000年4月。

 

一,课程的性质与任务:

1,课程的性质:自动检测与转换技术是高等职业技术学校电气自动化专业(电气运行与控制专业、仪表专业及相关各专业)必修的专业课程。本课程也是高等专科学校计算机控制技术专业的一门专业课。《检测与转换技术》还是工科高职《数控技术应用》专业的一门必修课。是研究自动检测系统中的各种信息获得、转换以及信号处理的理论和技术为主要内容的一门技术基础课。

2,课程的任务:本课程是高等专科学校计算机控制技术专业的一门专业课。主要介绍了传感器原理、结构、测量电路及应用。要求学生掌握常用传感器原理、结构、特性和用途,能正确选用传感器;理解传感器的信号处理方法及测量电路以及在电子产品中传感器和测量电路的使用、调整能力。使学生获得误差理论、传感器、自动检测方法及抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能,并能将所学到的自动检测技术灵活地应用于今后的工作、生产实践中去。

二、 课程教学基本要求:学生学习本教材后,应基本达到相当于助理工程师或中等技术人员以上的水平,具备自动检测技术方面的基本知识和基本技能,能应付生产中遇到选型、安装、调试、排除故障等方面的问题,初步形成解决生产实际问题的能力。

三,课程教学内容:

 课时分配

章节

        课程内容

各教学环节学时分配

备注

讲授

小计

第一章

检测技术的基本概念

 2

2

 

第二章

弹性敏感元件

 2

2

 

第三章

电阻式传感器

 4

4

 

第四章

电感式传感器

2

 2

 

第五章

电涡流式传感器

4

 4

 

第六章

电容式传感器

2

 2

 

第七章

压电式传感器

2

 2

 

第八章

超声波传感器

2

 2

 

第九章

霍尔传感器

2

 2

 

第十章

热电偶传感器

4

 4

 

第十一章

光电传感器

4

 4

 

第十二章

数字式位置传感器

4

  4

 

第十三章

检测系统的抗干扰技术

2

    2

 

第十四章

检测技术的综合应用

4

    4

 

               合计

    40

   

 

各章教学要求及教学要点:

第一章 检测技术的基本概念

教学要求:

   1. 了解本课程的含义、作用和地位;

   2.了解常用测量方法的分类;

   3.掌握绝对误差、相对误差及精度的计算。

   4.了解随机误差的概念及处理方法;

   5.了解传感器的分类、组成及特性。

教学内容:

(一)测量的基本概念及方法

1、测量的一般概念

2、测量方法分类

(二)测量误差及分类

1、绝对误差和相对误差

2、粗大误差、系统误差和随机误差

3、静态误差和动态误差

(三)测量结果的数据统计处理

1、随机误差的统计特性

2、测量结果的数据整理步骤

3、测量系统静态误差的合成

(四)传感器及其基本特性

1、传感器的定义及组成

2、传感器分类

3、传感器的基本特性

第二章 弹性敏感元件

教学要求:

 1.  了解弹性敏感元件的基本特性;

 2.  了解弹性敏感元件的材料组成;

 3.  掌握变换力的弹性敏感元件构造及性能;

 4.  掌握变换压力的弹性敏感元件构造及性能。

教学内容:

(一)弹性敏感元件的基本特性

1、刚度

2、灵敏度

3、弹性滞后

4、弹性后效

5、固有振动频率

(二)弹性敏感元件的材料

1、对弹性敏感元件材料的要求

2、常用的弹性敏感元件材料

(三)变换力的弹性敏感元件

1、等截面轴

2、环状弹性元件

3、悬臂梁

4、扭转轴

(四)变换力的弹性敏感元件

1、弹簧管

2、波纹管

3、等截面薄板

4、波纹膜片和膜盒

5、薄壁圆筒和薄壁半球

 

第三章 电阻式传感器

教学要求:

1.了解电阻应变式传感器的分类、特性及应用;

2.掌握测量应变、拉力、荷重、转矩的方法及计算;

3.了解金属热电阻的分类、特点及接线方法;

4.了解热敏电阻的分类、特性及应用,

5. 掌握气敏电阻、湿敏电阻的特点及典型应用。

教学内容:

(一)电位器式传感器

1、工作原理及特点

2、结构及测量转换电路

3、电位器式传感器的应用

(二)电阻应变式传感器

1、工作原理

2、应变片的种类结构与粘贴

3、测量转换电路

4、温度补偿

5、应变效应的应用

(三)测温热电阻传感器

1、热电阻

2、热敏电阻

(四)气敏电阻传感器

1、还原性气体传感器

2、二氧化钛氧浓度传感器

(五)湿敏电阻传感器

1、大气的温度与露点

2、测量湿度的传感器

第四章 电感式传感器

教学要求:

1.解自感传感器的分类及特点; 2.解自感传感器的应用。

 3.了解差动变压器结构、工作原理及差动整流电路;

    4.理解电感测微仪的结构及应用。

教学内容:

(一)自感式传感器

1、变隙式电感传感器

2、变截面式电感传感器

3、螺线管式电感传感器

4、差动电感传感器

5、测量转换电路

(二)差动变压器式传感器

1、工作原理

2、主要性能

3、测量电路

(三)电感式传感器的应用

1、位移测量

2、电感式滚柱直径分选装置

3、电感传感器在仿形机床中的应用

4、电感式圆度计

5、原理测量

第五章 电涡流式传感器

教学要求:

1.  熟悉电涡流传感器的工作原理;

2.  了解电涡流传感器的结构及特性;

3.  掌握电涡流传感器的测量转换电路;

4.  尽可能多地知晓电涡流传感器的应用;

5.  掌握接近开关的工作原理、结构及应用。

教学内容:

(一)电涡流式传感器的工作原理

1、电涡流效应及集肤效应

2、等效阻抗分析

(二)电涡流式传感器的结构及特性

1、电涡流探头结构

2、被测体材料、形状和大小对灵敏度的影响

(三)电涡流式传感器的测量转换电路

1、调幅法电路

2、调频法电路

(四)电涡流传感器的应用

1、位移的测量

2、振动的测量

3、转速的测量

4、镀层厚度测量

5、电涡流式通道安全检查门

6、电涡流表面探伤

(五)接近开关简介

1、常用接近开关分类

2、接近开关的特点及主要特性

3、接近开关的规格及接线方式

4、电涡流式接近开关应用实例

第六章 电容式传感器

教学要求:

1.  了解电容式传感器的工作原理及结构形式;

2.  熟悉电容式传感器的测量转换电路;

3.  掌握电容式传感器的具体应用;

4.  了解压力和流量的测量方法。

教学内容:

(一)电容式传感器的工作原理及结构形式

1、变面积式

2、变极距式

3、变介电常数式

(二)电容式传感器的测量转换电路

1、桥式电路

2、调频电路

3、脉冲宽度调制电路

(三)电容式传感器的应用

1、电容测厚仪

2、电容加速度传感器

3、湿敏电容

4、电容式油量表

5、电容式接近开关

(四)压力和流量的测量

1、压力的基本概念

2、差动电容式差压变送器

3、利用电容差压变送器测量液体的液位

4、流量的基本概念

5、节流式流量计及电容差压变送器在流量测量中的应用

第七章 压电式传感器

教学要求:

1.  了解压电式传感器的工作原理;

2.  熟悉压电式传感器的测量转换电路;

3.  掌握压电式传感器的结构和应用;

4.  了解振动测量及频率分析方法。

教学内容:

(一)压电式传感器的工作原理

1、压电效应

2、压电材料

(二)压电式传感器的测量转换技术

1、压电元件的等效电路

2、电荷放大器

(三)压电传感器的结构和应用

1、高分子压电材料的应用

2、压电陶瓷传感器的应用

(四)振动测量及频谱分析

1、振动的基本概念

2、测振传感器分类

3、压电式振动加速度传感器的结构

4、压电式振动加速度传感器的性能指标

5、压电式振动加速度传感器的安装及使用

6、压电式振动加速度传感器在汽车中的应用

7、振动的频谱分析

第八章 超声波传感器

教学要求:

1.  了解超声波的物理基础;

2.  了解超声波换能器及耦合技术;

3.  掌握超声波传感器的应用;

4.  熟悉无损探伤仪器的原理、结构及转换电路。

教学内容:

 (一)超声波物理基础

1、声波的分类

2、超声波的传播方式

3、声速、波长与指向性

4、倾斜入射时的反射与折射

5、垂直入射时的反射与透射

6、超声波在介质中的衰减

(二)超声波换能器及耦合技术

1、以固体为传导介质的超声探头

2、以空气为传导介质的超声探头

3、耦合剂

(三)超声波传感器的应用

1、超声波流量计

2、超声波测厚

3、超声波测量密度

4、超声波测量液位和物位

5、超声波防盗报警器

(四)无损探伤

1、无损探伤的基本概念

2、A型超声探伤

第九章 霍尔传感器

教学要求:

1.  了解霍尔元件的结构及工作原理;

2.  掌握霍尔元件的特性参数;

3.  熟悉霍尔集成电路;

4.  掌握霍尔传感器的应用。

教学内容:

(一)霍尔元件的结构及工作原理

(二)霍尔元件的特性参数

1、输入电阻Ri

2、输出电阻R0

3、最大激励电流Im

4、灵敏度KH

5、最大磁感应强度Bm

6、不等位电势

7、霍尔电动势温度系数

(三)霍尔集成电路

(四)霍尔传感器的应用

1、角位移测量仪

2、霍尔转速表

3、霍尔式微压力传感器

4、霍尔式无触点汽车电子点火装置

5、霍尔式无刷电动机

6、霍尔式接近开关

第十章 热电偶传感器

教学要求:

1.  了解温度测量的基本概念;

2.  熟悉热电偶传感器的工作原理;

3.  了解热电偶的种类及结构类型;

4.  掌握热电偶冷端延长的有关知识。

5.  知晓热电偶冷端温度补偿及技术处理;

6.  掌握热电偶的应用及配套仪表的相关知识。

教学内容:

(一)温度测量的基本概念

1、温度的基本概念

2、温标

3、温度测量及传感器分类

(二)热电偶传感器的工作原理

1、热电效应

2、与热电偶有关的几个定律

(三)热电偶的种类及结构

1、热电极材料和通用热电偶

2、热电偶的结构形式

3、普通型热电偶的结构

(四)热电偶冷端的延长

(五)热电偶的冷端温度补偿及技术处理

1、冷端恒温法

2、计算修正法

3、仪表机械零点调整法

4、电桥补偿法

5、利用半导体集成温度传感器测量冷端温度的方法

(六)热电偶的应用及配套仪表

1、与热电偶配套的仪表

2、热电偶的应用

第十一章 光电传感器

教学要求:

1.  了解光电效应及光电元件的相关知识;

2.  熟悉光电元件的基本应用电路;

3.  掌握光电传感器的应用;

4.  了解光电开关及光电断续器;

5.  掌握热释电元件及红外线防盗报警有关知识。

教学内容:

(一)光电效应及光电元件

1、基于外光电效应的光电元件

2、基于内光电效应的光电元件

3、基于光生伏特效应的光电元件

(二)光电元件的基本应用电路

1、光敏电阻基本应用电路

2、光敏二极管应用电路

3、光敏三极管应用电路

4、光敏晶闸管应用电路

5、光电池应用电路

(三)光电传感器的应用

1、光源本身是被测物的应用实例

2、被测物吸收光通量的应用实例

3、被测物体反射光通量的应用实例

4、被测物遮挡光通量的应用实例

(四)光电开关及光电断续器

1、光电开关的结构和分类

2、光电断续器

(五)热释电元件及红外防盗报警

1、热释电效应及结构

2、热释电传感器的应用

第十二章 数字式位置传感器

教学要求:

1.  了解位置测量的方法;

2.  熟悉数字式角编码器;

3.  了解光栅传感器;

4.  了解磁栅传感器;

5.  了解容栅传感器;

6.  掌握感应同步器和旋转变压器的原理、结构及应用。

教学内容:

 (一)位置测量的方法

   1、直接测量和间接测量

2、增量式和绝对式测量

(二)数字式角编码器

1、绝对式编码器

2、增量式编码器

3、角编码器的应用

(三)光栅传感器

1、光栅的类型和结构

2、光栅副的工作原理

3、变向及细分

4、光栅传感器的应用

(四)磁栅传感器

1、磁栅结构及工作原理

2、信号处理方式

3、磁栅数显示表及其应用

(五)容栅传感器

1、结构及工作原理

2、容栅传感器在数显尺中的应用

(六)感应同步器和旋转变压器

1、感应同步器

2、旋转变压器

第十三章 检测系统的抗干扰技术

教学要求:

1.  了解干扰源及应采取的防护措施;

2.  熟悉检测技术中的电磁兼容原理;

3.  掌握几种电磁兼容控制技术。

教学内容:

    (一)干扰源及防护

1、机械干扰

2、湿度及化学干扰

3、热干扰

4、固有噪声干扰

5、电、磁噪声干扰

(二)检测技术中的电磁兼容原理

1、电磁兼容(EMC)概念

2、电磁干扰的来源

3、电磁干扰的传播路径

(三)几种电磁兼容控制技术

1、屏蔽技术

2、接地技术

3、滤波技术

4、光耦合技术

第十四章 检测技术的综合应用

教学要求:

1.  了解现代检测系统的基本结构;

2.  了解带微机的检测系统的结构原理;

3.  掌握带微机的检测系统综合应用几个实例;

4.  熟悉多种传感器在现代汽车中的多方面应用。

教学内容:

 (一)现代检测系统的基本结构

 (二)带微机的检测系统简介

 1、带微机的检测系统的特点及功能

     2、带微机的检测系统的工作流程

     3、系统中的几种重要部件

     4、可编程序控制器中的传感器接口板

     (三)带微机的检测技术综合应用实例

     1、传感器在汽轮机叶根槽数控铣床中的应用

     2、陶瓷隧道窑温度、压力监测系统

     3、智能化流量集算仪

     4、传感器在模糊控制洗衣机中的应用

     (四)传感器在现代汽车中的应用

     1、汽车结构及工作过程概述

     2、传感器在汽车运行中的作用

 

说    明:

(一)考核方式:

1.考核方式:考试

2.考试方法:随堂笔试

3.成绩评定:

总评成绩100分=平时30分+期末考试70分。

平时成绩:

考勤考纪:10分

作业20分

(二)教学建议:

本课程的教学原则上须由一定工作经验的讲师及讲师以上的教师担任,以保证理论知识和实践操作技能能满足教学的需要。要鼓励教师大胆进行教学内容和教学方法的改革。本大纲作为教师的参考与指导,不作为约束教师的法规。这样,教师可以根据课程的特点,针对学生的实际情况,充分发挥自己的特长,在教学舞台上显示身手,真正提高教学质量。

 

 

     执笔:     何顺兴      (任课教师签字)   二〇〇九年五月

 

     审阅:                (教研室负责人签字)                年   月

 

     审批:                  (系、部主任签字)                  年   月

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