自动检测与转换技术教学大纲
自动检测技术教学大纲
自动检测技术教学大纲《自动检测技术》教学大纲一、课程的性质与目的自动检测技术是自动化类一门综合性专业主干课程。
它的前修课程为“大学物理”、“普通化学”、“电路分析基础”、“电子技术”、“微机原理及应用”、“计算机接口技术”等课程。
通过本课程的教学与实践等环节，使学生能掌握各种常见机械、热工、成分等工程量的检测原理方法和技术，培养学生综合运用前修课及本课程的知识，逐步掌握根据具体检测(控制)要求、主要技术性能设计出高性能价格比及先进实用的自动检测(控制)仪表及系统和方法与技术。
为学生走上工作岗位或进一步深造打下良好的基础。
二、课程内容的教学要求(1) 绪论和检测技术的基础知识：介绍检测系统的一般组成及分类方法;掌握检测系统的静态与动态特性;理解检测系统误差的基本概念、性质、表达方法以及检测仪表(系统)的精度等级、系统误差、随机误差、粗大误差的特点、规律与处理方法。
(2) 力学量检测技术：介绍力学量定义、分类，压力、力和转矩的各种检测方法及工程上常见传感器;学习与掌握各类工程应用较多常用和先进的压力、力和转矩测量仪器的结构组成、工作原理和应用特点。
(3) 运动量检测技术：介绍运动量定义、分类，位移、速度、加速度、振动的各种检测方法及工程上常见传感器;学习与掌握各类工程与军工应用较多的位移、速度与加速度测量仪器的结构组成、工作原理和应用特点。
(4) 温度检测技术：介绍各种温标的由来与定义温度量值标定与传递方法，测温分类方法及其特点，热膨胀式测温方法，重点放在工业与国防应用最多的热阻式、热电式和辐射法测温原理、方法与常见(标准)传感器与测温仪器的结构组成、工作原理和应用特点;并以一定篇幅介绍新颖温度传感器及其温度测量方法。
(5) 物位检测技术：学习与掌握物位定义、分类方法;学习各种工况条件下的液位和料位检测方法，这些方法与对应的常见和先进的测量仪器和系统的结构组成、工作原理与应用特点，概貌性学习了解相界面的检测原理与方法。
自动检测与转换技术课程标准大纲
《自动检测与转换技术A》课程标准一、课程基本信息二、课程性质和任务自动检测与转换技术是自动控制、自动计量、遥感技术、人工智能、电控技术等领域的基础性学科，是自动监测控制系统信息获取、信息转换、信号处理的主要途径，是一门实验性学科, 是电气技术及自动化、自动控制等专业学生的必修专业基础课。
本课程开设一学期，教学时数为40学时，2.5学分。
本课程的任务是：使学生了解工业中常用的传感器的工作原理及适用的场合，使学生能够利用所学知识，正确选用传感器；加强动手能力的培养，结合实验环境理解教材的内容，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的专业素质。
为后续课程的学习打下坚实的基础。
三、课程教学目标使学生掌握各种类传感器的结构、原理，达到能熟练地分析判断已有的各种类自动控制系统与传感器有关的故障，能熟练使用、更换、维护相关的传感器及配套电路，为学生未来从事专业方面实际工作的能力奠定基础。
（一）知识目标1）了解检测技术的基础概念2）使学生能够系统地学习电阻传感器、电感传感器、电容传感器、热电偶传感器、超声波传感器、光电传感器常用传感器、压电传感器、霍尔传感器等的工作原理、基本结构、测量电路和各种应用。
3）熟悉测量的基本知识和各种数据处理方法，了解检测技术的综合应用，了解自动检测技术的发展趋势（二）能力目标1）对一般检测系统中的理论及技术问题具有一定的分析能力2）掌握各种传感器在检测系统中的应用，具有选择和使用传感器的能力。
3）通过学习，使学生具有查阅资料的能力和对一般检测系统进行析的能力。
（三）素质目标1）通过本课程的讲授扩展学生本专业的知识面，提供专业素质。
2）通过实验来领会所学知识，培养了学生独立思考能力，动手能力和创新能力起到了十分重要的作用3）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。
四、课程内容与要求（学时：40 ）五、教学基本条件1、为保证理论与实际操作密切结合，本课程配有一个专用实验室。
《自动检测与转换技术》电子教案 项目七速度检测
检测技术
速 度 检 测
任务一速度测量概述
转速测量的基本方法 测周法是在转速脉冲的间隔内，用时钟脉冲来测量转速的 一种方法、即测出传感器输出信号(或经分频后)的周期。 其测量过程与测频法相似，适合于低转速测量。图7—7为 测周法转速测量原理图。
检测技术
速 度 检 测
任务一速度测量概述
转速测量的基本方法 混合法是在测频法的基础上，吸取测周法的优点汇集而成 的一种转速测量方法。它是在转速传感器输出脉冲启动定 时脉冲的同时，计取传感器输出脉冲个数和时钟脉冲个数， 而当到达测量时间时，先停止对传感器输出脉冲的计数， 在下一个定时脉冲启动之前再停止时钟脉冲的计数。
任务二磁电传感器测速
磁电传感器的灵敏度
对于直线运动的磁电感应式传感器，其灵敏度可由式(7-3)导出，即
K
e v
NBl
对于旋转运动的磁电感应式传感器．其灵敏度可由式(7-5)导出，即
K e NBS
检测技术
速 度 检 测
任务二磁电传感器测速
相对速度传感器
图7-13为国产CD-2型磁电式相对速度传感器的结构示意图。磁钢5通过壳体3构成磁回 路，线圈4置于磁回路的缝隙个，当被测物体的振动通过顶杆1使线圈运动时，因切割 磁力线，而在线圈的两端产生感应电压，其值可由(6-3)式求得。可见，线圈的输出电 压与被阅物体之间的相对振动速度成正比。如将传感器的外壳固定在校测振动物体 上．而将活动部分的顶杆压在校测物上，这时可测出两个构件之间的相对振动速度。
检
4、误差、响应时间、输出控制形式等
测
检测技术
任务一速度测量概述
速
转速传感器的选用方案
(1)接触式测量
度
接触式旋转式速度传感器与运动物体直接接触。当运动物
自动检测与转换技术课程标准-机电一体化
《自动检测与转换技术》课程标准课程名称：自动检测与转换技术计划学时：56学时适用专业：机电一体化技术开设学期：第四学期制订：张情审定：一、前言1.课程性质《自动检测与转换技术》课程是高等职业技术学院机电一体化技术专业必修课。
是承上启下的关键核心课程，主要培养学生自动测量系统的设计、测量电路的分析以及系统安装的能力。
主要内容是以各种不同的测量对象进行分类，分别介绍各种对象的特点，并详尽介绍各种对象的测量方法，以及实现方法。
自动测量与转换技术波及面很广，各种测量对象种类繁多，各具特点，但其测量原理、测量电路、设计基础都是类似的。
本课程是工学结合将开发的“理论实践一体化、讲授练习一体化、工作过程与学习过程一体化”的专业学习领域。
学生通过从易到难、从简单到复杂循序渐进的学习，获取专业技能，锻炼学生的思维能力，培养良好的学习能力和沟通能力。
2.课程设计思路1）以职业岗位群需求为出发点,以职业能力培养为核心,把校企合作作为课程开发的切入点通过聘请行业企业专家成立的专业指导委员会及教师到企业社会实践，带学生实习等方式贴近企业，了解企业的生产工作流程，掌握企业对知识的需求，与企业技术人员共同开发课程，以企业真实工作任务作为课程“主题”来设计学习情境，遵循由简单到复杂的原则确定教学项目，使学生在“真实”的职业情境中、完成任务的过程中掌握综合职业能力。
（2）以企业真实产品为依据规划教学内容在课程执行的学期，安排专门的时间用于综合实践和技能提高，以体现工作过程和任务特点，具有先进性、可行性，符合学生的能力水平和教学规律的企业真实产品项目为载体，完成自动检测系统的学习。
（3）以工作过程为导向，采用资讯、计划、决策、实施、检查和评估六步法实施课程教学：资讯：根据学习子情境确定的工作任务，通过教师讲授，学生查阅、搜集相关资料积累完成工作任务必备的讯息和相关技能；决策：在获取相关资讯的基础上由学生小组集体充分讨论并确定作业方法；计划：在决策的基础上拟定详细的作业计划并小组间、师生间汇报交流并修改；实施：小组成员间密切协作共同完成作业过程；检查：学生自查、互查，教师督查作业过程和结果；评估：由学生对工作任务完成的结果自评、小组互评、教师对过程和结果进行点评。
自动检测技术教学大纲
自动检测技术教学大纲一、课程介绍本课程是针对自动检测技术的教学大纲，旨在让学生了解自动检测技术的基本原理、模型构建方法、模型优化策略以及实际应用。
在本课程中，学生将学习到如何使用计算机视觉和机器学习的方法来解决自动检测技术面临的挑战和问题。
二、课程内容1. 自动检测技术概述介绍自动检测技术的发展历程、基本理论和典型应用，以及与自动检测技术相关的领域和技术。
2. 自动检测技术基础讲解自动检测技术的基本概念和原理，介绍典型的自动检测技术模型和算法，并深入探讨自动检测技术中的数据集处理、模型评估和性能优化等问题。
3. 自动检测技术开发环境介绍自动检测技术开发环境，包括操作系统、编程语言和开发工具等方面，使学生能快速地掌握自动检测技术开发的流程和方法。
4. 自动检测技术实践学习使用自动检测技术解决实际问题的方法和技巧，包括数据集构建、模型训练、模型优化和性能评估等方面。
实际案例涉及到人脸识别、车牌识别、物体检测等领域。
5. 自动检测技术应用与发展介绍自动检测技术的应用和发展前景，重点关注自动检测技术在安防监控、自动驾驶、智能家居等领域的应用。
三、教学方法本课程采用理论讲解和实践操作相结合的教学方法，以案例为载体，提高学生的学以致用能力。
针对不同程度的学生，设置职业生涯规划和学科竞赛课程，帮助学生在求职就业和学科创新方面实现自我提升。
四、课程目标1.掌握自动检测技术的基本原理和核心算法；2.掌握自动检测技术的开发工具和开发环境；3.能够独立进行自动检测技术的模型设计、训练和优化；4.能够应用自动检测技术解决实际问题；5.能够了解自动检测技术的应用领域和发展前景；6.培养学生的数据科学思维和实际应用能力。
五、教材参考1.《计算机视觉：模型、学习和推理》（作者： Simon J. D.Prince）2.《机器学习》(作者：周志华)六、考核方式课程的考核以期末考试、平时作业和课堂表现等方式综合评估学生的学术水平和实践能力。
《自动检测与转换技术》教案集
绪论本课介绍非电量的检测。
三、自动检测系统的组成（1）系统框图：将系统中的主要功能或电路的名称画在方框内，按信号的流程，将几个方框用箭头联系起来，有时还可以在箭头上方标出信号的名称。
在产品说明书、科技论文中，利用框图可以较简明、清晰地说明系统的构成及工作原理。
对具体的检测系统或传感器而言，必须将框图中的各项内容赋以具体的内容。
图0-1 自动检测系统原理框图图0-6 人体信息接受过程框图与自动检测系统框图比较通过PPT，介绍方框图的画法：1．洗衣机；2．家用或中央空调；3．电饭煲；4．电冰箱5．电视机的框图举例。
（2）传感器（Transducer）指一个能将被测的非电量变换成电量的器件（演示教具，发散性课堂讨论）。
（3）信号调理电路信号调理电路包括放大（或衰减）电路、滤波电路、隔离电路等。
其中的放大电路的作用是把传感器输出的电量变成具有一定驱动和传输能力的电压、电流或频率信号等，以推动后级的显示器、数据处理装置及执行机构。
（4）显示器目前常用的显示器有四类：模拟显示、数字显示、图象显示及记录仪等。
模拟量是指连续变化量。
模拟显示是利用指针对标尺的相对位置来表示读数的，常见的有毫伏表、微安表、模拟光柱等。
数字显示目前多采用发光二极管（LED）和液晶（LCD）等，以数字的形式来显示读数。
前者亮度高、耐震动、可适应较宽的温度范围；后者耗电省、集成度高。
目前还研制出了带背光板的LCD，便于在夜间观看LCD的内容。
图像显示是用CRT或点阵LCD来显示读数或被测参数的变化曲线、图表或彩色图等第一章检测技术的基本概念引用误差所不超过2.5％。
表1-1 仪表的准确度等级和基本误差准确度等0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0级基本误差±0.1% ±0.2% ±0.5% ±1.0% ±1.5% ±2.5% ±5.0%例题：1. 已知被测电压的准确值为220V，请观察并计算图1-4所示的电压表上的准确度等级S、满度值A m、最大绝对误差Δm、示值A x、与220V正确值的误差Δ、示值相对误差γx以及引用误差γm。
《自动检测与转换技术》电子教案 项目一PPT 1自动检测系统
NTC贴片热敏电阻
MYG20通用插件压敏电阻
检测技术
传 输 变 换 部 件
也称中间部件，作用是将感受部件输出的信号根据显 示部件的要求传送给显示部件，往往构成独立完整的器件， 通称为变送器。
远传4-20mA液位变送 器
法兰式压力变送器
检测技术
显 示 部 件
也称二次仪表，作用是接受传输变换部件送来的信号 并将其转换为测量人员可以辨识的信息。一般分为模拟显 示仪表、பைடு நூலகம்字显示仪表、屏幕显示仪表。
阻值数显表
压力显示仪表
检测技术
自 动 检 测 系 统
利用各种检测仪表对生产过程中的各种工艺变量自动、 连续地进行测量、显示或记录，以供操作者观察或直接自 动监督生产情况的系统，称为自动检测系统。
视觉在线自动检测
五金件自动检测系统
检测技术
感 受 部 件
也称一次仪表，它是测量仪表的感受部分直接与被测 对象相联系（但不一定直接接触）。作用是感受被测参数 的大小和变化，并随着被测参数变化产生一个相应的信号。
自动检测与转换技术教学大纲60课时
《自动检测与转换技术》教学大纲课程编号：适用专业：电气、工自学时数：60 （理论）学分数：执笔人：xxx 修订时间：2007-4一.课程说明本课程是测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及自动化等专业的一门专业基础课程及电子科学与技术专业的选修课程。
它以各类传感器的工作机理为线索，详细介绍了各类传感器的工作原理、基本结构、相应的测量及检测电路和在各个领域中的应用，使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能。
着重介绍工业、科研、生活中常用传感器的工作原理、测量转换电路及传感器的应用.各章节的重点放在传感器的选型、调试、测量数据分析等解决实际问题的基本技能上。
二.课程的性质和任务本课程是传感器的定义、组成、发展趋势和各种传感器所基于的效应及其工作原理与应用。
难点在于本科程是集电学、光学、物理、化学、数学、力学、微电子学、机械、工艺和加工等于一体以及构造各种传感器的数学模型。
传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量的装置。
传感器技术是涉及传感（检测）原理的传感器件。
传感器开发和应用的综合技术，随着现代测量、控制和自动化技术的发展，传感器技术越来越受到重视。
三.课程内容第一章检测技术概念主要内容：1．测量的基本概念及方法2．测量误差及分类3．传感器及基本特性教学目标：1．了解在各个领域中的传感器的作用，掌握传感器的定义、组成、分类和发展动向。
2．掌握传感器的静特性、动特性和技术指标。
3．掌握检测技术的基本概念及检测方法,测量误差及分类,测量结果的数据统计处理和传感器及其基本特性.作业及复习要求：测量的基本概念，各种误差的计算。
第二章弹性敏感元件主要内容：1．弹性敏感元件的基本特性2．弹性敏感元件的材料3．变换力的弹性敏感元件4．变换压力的弹性敏感元件教学目标：1．弹性敏感元件在非电量电测技术中占有极为重要的地位,故要掌握弹性敏感元件的基本特性2．了解变换力和变换压力的弹性敏感元件作业及复习要求：弹性元件材料及其特性，压力与弹性变换的换算第三章电阻式传感器主要内容：1．电位器式传感器2．电阻应变式传感器3．气敏电阻传感器4．测温热电阻传感器5．湿敏电阻传感器教学目标：1．掌握应变效应、压阻效应、金属丝灵敏系数和应变片灵敏系数、电阻式传感器的工作原理及应用。
《自动检测与转换技术 》电子教案 第四章
4.1 光栅传感器
光栅传感器主要用于长度和角度的精密测量以及数控系统的 位置检测等，在坐标测量仪表和数控机床的伺服系统中有广 泛的应用。
4.1.1 光栅的结构和分类 光栅的结构 如图4-l 所示为光栅的结构。光栅是由很多等节距的透光和不
透光的刻线相互排列构成的栅形光器件，主要由主光栅和指 示光栅组成，主光栅又称标尺光栅。图中，W 为光栅的栅距， a 为光栅栅线的宽度，b 为光栅栅线之间的间隙宽度，三者之 间的关系是W = a +b ，通常a=b 。光栅的精度越高，栅距W 就小
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4.1 光栅传感器
4.1.3 光栅传感器常用的光路 垂直透射式光路 如图4-4 所示，光源1发出的光线经准直透镜2 后成为平行光
束，垂直投射到光栅卡，由主光栅3和指示光栅4形成的莫尔 条纹信号直接由光电元件5接收。这种光路适用于粗栅距的黑 自透射光栅。
这种光路的特点是结构简单、位置紧凑、调整使用方便， 是目前应用比较广泛的一种。
第4章 数字式传感器
4.1 光栅传感器 4.2 磁栅传感器 4.3 容栅传感器
第4 章数字式传感器
随着科学技术的进步和生产的发展，对测量提出了大尺寸、 数字化、高精度、高效益和高可靠性等一系列要求，因而近 年来出现了新的测量元件：数字传感器，以适应当前生产和 利学技术不断发展的需要。
数字式传感器就是将被测量转化为数字信号，并进行精确检 测和控制的传感器。按其定义可分为直接数字传感器和间接 数字传感器。目前，它们在机床业的数控技术、自动化技术 以及计量技术中已被日益广泛地采用。本章主要介绍常用的 光栅传感器、磁栅传感器、容栅传感器及数字式角编码器。
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4.1 光栅传感器
检测转换技术教学教案
什么是检测的过程：用敏感元件将被测参数的信息转换成另一种形式的信息，通过显示或其他形式被人们所认识。
什么是检测仪表组成；检测系统；名称术语；被测参数；待测参数；直接测量；间接测量；检测仪表的分类。
主要教具
多媒体教学图文并用。
备注
本章节讲授4学时。
授课过程及内容
备注
介绍膨胀式温度计（压力式温度计、双金属温度计），工作原理及使用场合。
介绍热电偶温度计，工作原理及使用场合。从中学会什么是热电效应，根据热电偶温度计的测温原理，学会热电偶的冷端对测温的影响。学会冷端温度的补偿。
介绍热电阻温度计测温原理，提出热电阻测温时为什麽采用三线制。温度变送器工作原理。
教案
授课时间
09年10月23日星期1第1.2节
09年10月28日星期3第1.2节
授课内容概要
第三章检测仪表
第一节检测仪表的构成和设计方法
主要内容：检测仪表的组成和检测系统的结构形式；检测仪表的设计方法；检测仪表中常见的信号变换方法
目的要求
了解检测系统的结构形式及设计常用的方法。检测仪表中常见的信号变换方法。
磁电式检测元件主要是介绍：磁电式检测元件是通过电磁原理将被测物理量转换成电信号的一种检测元件。霍尔元件的应用。
目的要求
要求理解：光电效应是指光照射到物质上引起其电特性（电子发射、电导率、电位、电流等）发生变化的现象。
要求理解：利用电磁感应定律，将被测量转变成感应电动势而进行测量。
重点
光电效应：外光电效应、内光电效应。了解光电池、光敏二极管、光敏三极管的工作原理。
《自动检测与转换技术》课程教学大纲(建议稿).
《自动检测与转换技术》课程教学大纲（建议稿）课程名称：自动检测与转换技术学时：48学分：3先修课程：电子技术、单片机技术等适用专业：普通中等职业教育的机电技术应用、电气运行与控制、机械制造技术应用、数控技术应用、汽车电子技术应用、汽车运用与维修、仪表仪器、计算机、电子信息等专业方向教材：自动检测与转换技术，梁森主编，机械工业出版社，2007统一书号为ISBN7978－7-111－05575－4~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Ⅰ课程的性质、地位和任务自动检测与转换技术是普通中等职业教育机电技术应用、电气运行与控制、数控技术应用、汽车电子技术应用等专业的专业课程。
中职学生通过本课程的学习，可以获得误差概念、传感器、自动检测工程应用及抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能。
本大纲涉及到的误差理论是为测量各种物理量打好理论基础；传感器部分主要涉及各种非电量的测量，也涉及某些电量的测量，但主要是弥补电工知识中未讲到的新技术和新方法；工程项目应用实例是为学生提供部分真实案例；自动检测的综合应用是培养学生的综合应用能力；抗干扰技术是为学生提供测控系统在恶劣环境中工作的行之有效的方法和经验。
由于传感器技术发展较快，本大纲删去了陈旧、过时的传感器内容；考虑到普通中等职业教育的的性质，压缩了理论推导和复杂的计算，突出了工程应用，并增加了新技术、新工艺、新材料、新方法，使学生毕业后能更快地适应工作岗位要求并具有分析问题、解决问题的能力。
Ⅱ课程内容和基本要求本课程分为检测基本概念、传感器原理及应用和自动检测技术综合应用等几部分。
（带“*”的内容需根据专业方向而做删减）1 检测技术的基本概念1.1 了解检测及传感器的含义及工业检测涉及的内容，自动检测系统的组成；1.2 了解几种常用测量方法的分类；1.3 掌握绝对误差、相对误差及准确度的计算；1.4 了解传感器的分类、组成及特性。
自动检测与转换技术
二、调频（FM）式电路(100kHz~1MHz）
当电涡流线圈与被测体的距离x 改变时， 电涡流线圈的电感量L 也随之改变，引起LC 振荡器的输出频率变化。如果要用模拟仪表进 行显示或记录时，必须使用鉴频器，将f转换 为电压Uo 。
f=120Hz，请按上述公式该齿轮的转速n 。
2020/4/8
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电动机转速测量
2020/4/8
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三、电涡流式通道安全检查门
电涡流位移传感器的应用
电涡流探头线圈的阻抗受诸多因素影响， 例如金属材料的厚度、尺寸、形状、电导率、 磁导率、表面因素、距离等，因此电涡流传感 器的应用领域十分广泛，但也同时带来许多不 确定因素，一个或几个因素的微小变化就足以 影响测量结果。所以电涡流传感器多用于定性 测量。 在用作 定 量 测量时，必须采用逐点标 定、计算机线性纠正、温度补补偿等措施。
电涡流效应演示
2020/4/8
当电涡流 线圈与金属板 的距离x 减小 时，电涡流线 圈的等效电感L 减小，等效电 阻R 增大，流 过电涡流线圈 的电流 i1 增大。
4
电涡流的应用 ——在我们日常生活中经常可以遇到
干净、 高效的 电磁炉
电磁炉内部的励磁线圈
电磁炉的工作原理
高频电 流通过励磁 线圈，产生 交变磁场， 在铁质锅底 会产生无数 的电涡流， 使锅底发热， 烧开锅 内 食 物。
并联谐振回路的谐振频率
f 1
2 LC0
4-3
第四节 电涡流传感器的应用
一、位移测量 电涡流位移传感器是一种输出为模拟量的 电子器件。当金属物体接近此感应面时，金属 表面将吸取电涡流探头中的高频振荡能量，使 振荡器的输出幅度线性地衰减，根据衰减量的 变化或振荡频率的变化，可地计算出与被检物 体的距离、振动等参数。这种位移传感器属于 非接触测量，工作时不受灰尘等因素的影响， 可在各种恶劣条件下使用。
《自动检测与转换技术》电子教案 项目三PPT 1、温度及温标
定义：表示物体冷热程度、反映物体内部热运动状 态的物理量称为温度。
温
度
在一个密闭的空间里，气体分子在高温时的运动速度比低温时快！
检测技术
温 标
温度的数值表示 方法称为温标。它规 定了温度的读数的起 点（即零点）以及温 度的单位。各类温度 计的刻度均由温标确 定。国际上规定的温 标有：摄氏温标、华 氏温标、热力学温标 等。
检测技术
热 力 学 温 标
热力学温标是建立在 热力学第二定律基础 上的最科学的温标， 是 由 开 尔 文 （ Kelvin ） 根据热力学定律提出 来的，因此又称开氏
温标。它尔文勋爵像
上海电机学院
上海电机学院自动检测技术教学大纲电气自动化专业（60学时）一、课程性质与任务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。
它的任务是：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、课程教学目标自动检测与转换技术的教学目标是：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。
基本知识教学目标：1．自动检测技术中的基本概念及误差理论；2．常用非电量的测量方法；3．常用传感器的原理、结构、转换电路和应用；4．检测系统组成的方法及常用的抗干扰技术。
基本技能教学目标：1．能独立完成大纲规定的实验；2．能正确地观察并记录实验中出现的各种现象、有关数据，并能通过分析、比较，得到正确的结论；3．能正确地掌握常用非电量测量方法的选择原则；4．能阅读和分析常用传感器的结构图及转换电路方框图。
解决实际问题的教学目标：1．能看懂常用传感器的性能参数表、产品说明书；2．能根据传感器说明书，正确地完成传感器的接线、安装、调试；3．能处理常见的传感器故障。
理论教学模块（一）绪论1．了解检测及传感器的含义及工业检测涉及的内容；2．理解自动检测系统的组成。
（二）检测技术的基本概念1．了解常用测量方法的分类；2．掌握绝对误差、相对误差及精度的计算。
3．了解随机误差的概念及处理方法；4．了解传感器的分类、组成及特性。
（三）电阻式传感器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。
（四）气敏、湿敏电阻传感器1．了解气敏电阻传感器的结构、工作原理及应用；2．了解湿敏电阻传感器的结构、原理及应用。
自动检测技术课程教学大纲教案
《自动检测技术》课程教学大纲教案课程编号：学时： 70 其中实验或上机学时：14 学分：4一、课程的性质和任务本课程是电气技术专业的一门专业课。
本课程的任务是介绍传感器与自动检测的基本概念，学习温度、湿度、力、位移、光等非电量转换为电量的方法；了解生物、微波、起声波、机器人等新型传感器的原理与应用。
通过本课程的学习，使学生掌握各种常用传感器的工作原理、各自特点及应用场合，并掌握传感器的接口电路，为今后从事工业生产中各种非电量的测控工作打下基础。
二、教学内容和教学要求（一）传感器技术基础1、教学内容和教学要求知识点：（1）传感器的特性与技术指标（2）提高传感器性能的方法（3）传感器的材料与制造了解：（1）传感器的数学模型（2）传感器的材料与制造理解：（1）提高传感器性能的方法（2）传感器的标定与校准掌握：（1）传感器的概念、分类（2）传感器的特性与技术指标2、重点和难点重点：传感器的概念、传感器的特性与技术指标。
难点：提高传感器性能的方法、传感器的标定与校准3、能力培养要求使学生掌握传感器的概念、类型、技术指标以及标定与校准等基本概念，特别是要明确传感器如何应用的概念。
4、教学方法理论教学与实践教学相结合，传统教学方式与现代多媒体教学相结合。
（二）温度传感器1、教学内容和教学要求知识点：（1）热电效应（2）热电偶传感器（3）集成温度传感器（4）半导体热敏电阻了解：（1）金属热电阻传感器（2）半导体热敏电阻理解：（1）半导体热敏电阻工作原理（2）温度传感器的应用掌握：（1）热电偶传感器（2）集成温度传感器2、重点和难点重点：热电效应、热电偶传感器难点：半导体热敏电阻、集成温度传感器3、能力培养要求通过学习，使学生掌握温度的各种测量方式，具有温度传感器的应用能力。
4、教学方法理论教学与实践教学相结合，传统教学方式与现代多媒体教学相结合。
（三）力传感器1、教学内容和教学要求知识点：（1）电阻应变效应及电阻应变传感器（2）电容式传感器（3）电感式传感器了解：（1）弹性敏感元件（2）压电传感器理解：（1）电阻应变效应原理（2）力传感器的应用掌握：（1）电阻应变传感器特点及应用（2）电容式传感器特点及应用（3）电感式传感器特点及应用2、重点和难点重点：电阻应变片传感器、电容式传感器及电感式传感器难点：压电传感器、电阻应变效应原理3、能力培养要求通过学习，使学生掌握力的各种测量方式，具有力传感器的应用能力。
《自动检测与转换技术》电子教案 项目一PPT 项目一检测认知
检测技术
传感器的特性及技术指标
检
1Байду номын сангаас灵敏度
是指传感器在稳态下输出变化量和输入变化量的比值，用
测
符号S表示。即
认
知
式中x为输入量，y为输出量。
检测技术
传感器的特性及技术指标
检
1．灵敏度
是指传感器在稳态下输出变化量和输入变化量的比值，用
测
符号S表示。即
认
知
式中x为输入量，y为输出量。
检测技术
传感器的特性及技术指标
ymin－量程最小值
检测技术
传感器的特性及技术指标
检
测
认
E max 100% max 100%
知
y fs
ymax ymin
检测技术
传感器的特性及技术指标
检测技术
检 测 认 知
测量误差的表示方法
（1)绝对误差 绝对误差是指测量值Ax与真值A0之间的差 值。即
Δ＝Ax－A0
（2)相对误差 相对误差是指绝对误差Δ与真值A0的百分比。
即
100 %
A0
(3)最大引用（相对）误差 最大引用误差是指最大绝对误
差Δm与仪表的量程值Am的百分比。即
m
m Am
检
2．线性度
线性度是指传感器输出与输入之间的线性程度，又称非线
测
性误差，用符号E表示，如图1－3所示。它的大小为传感
器实际特性曲线与理想直线之间的最大偏差和传感器满量
认
程输出的百分比。即
E max 100% max 100%
知
y fs
ymax ymin
式中：Δmax－最大非线性误差； yfs－输出满量程； ymax－量程最大值
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自动检测与转换技术教学大纲
课程名称：自动检测与转换技术学时：48学时
课程性质：专业基础课学分：3
教材：《自动检测与转换技术》电子工业出版社
一、课程的性质、地位和任务
自动检测与转换技术是普通中等职业教育机电技术应用、电气运行与控制、数控技术应用、汽车电子技术应用等专业的专业课程。
中职学生通过本课程的学习，可以获得误差概念、传感器、自动检测工程应用及抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能。
本大纲涉及到的误差理论是为测量各种物理量打好理论基础；传感器部分主要涉及各种非电量的测量，也涉及某些电量的测量，但主要是弥补电工知识中未讲到的新技术和新方法；工程项目应用实例是为学生提供部分真实案例；自动检测的综合应用是培养学生的综合应用能力；抗干扰技术是为学生提供测控系统在恶劣环境中工作的行之有效的方法和经验。
由于传感器技术发展较快，本大纲删去了陈旧、过时的传感器内容；考虑到普通中等职业教育的的性质，压缩了理论推导和复杂的计算，突出了工程应用，并增加了新技术、新工艺、新材料、新方法，使学生毕业后能更快地适应工作岗位要求并具有分析问题、解决问题的能力。
二、课程内容和基本要求
本课程分为检测基本概念、传感器原理及应用和自动检测技术综合应用等几部分。
（带“*”的内容需根据专业方向而做删减）
第1章检测技术的基础知识
1.1 测量的基本概念
1.2 测量误差及其分类*
1.3 测量误差的分析与处理*
1.4 传感器及其基本特性
第2章电阻式传感器
2.1 弹性敏感元件
2.2 电位式传感器
2.3 电阻应变式传感器
2.4 电阻应变式传感器的应用
2.5 压阻式传感器
第3章变磁阻式传感器
3.1 自感式传感器*
3.2 变压器式传感器*
3.3 电涡流传感器
3.4 变磁阻式传感器的应用
第4章电容式传感器
4.1 电容式传感器工作原理
4.2 测量电路 *
4.3 实际中存在的问题及其解决办法* 4.4 电容式传感器的应用
第5章热电偶传感器
5.1 热电偶工作原理
5.2 热电偶的材料、结构及种类
5.3 热电偶的冷端补偿*
5.4 热电偶测温线路*
5.5 热电阻*
第6章光电式传感器
6.1 光电效应及光电器件
6.2 红外传感器
6.3 光电式传感器应用举例
6.4 光电开关和光电断续器
第7章霍尔传感器
7.1 霍尔元件工作原理
7.2 霍尔元件的基本结构和主要特性参数7.3 霍尔元件的测量电路及补偿*
7.4 霍尔集成电路 *
7.5 霍尔传感器的应用
第8章压电式传感器
8.1 压电效应
8.2 压电材料
8.4 压电式传感器应用举例
第9章光纤传感器
9.1 光纤传感器的原理结构及种类
9.2 光的传输原理
9.3 光导纤维传感器的类型
9.4 功能型光纤传感器*
9.5 非功能型光纤传感器 *
9.6 光纤传感器的应用
第10章流量传感器及其应用*
10.1 概述
10.2 容积式流量传感器
10.3 差压式流量传感器
10.4 速度式流量传感器
10.5 流体阻力式流量传感器
10.6 流体振动式流量传感器
10.7 质量流量传感器
10.8 其他流量传感器
第11章检测装置的信号处理及接口技术* 11.1 信号的放大与隔离技术
11.2 信号变换技术
11.3 过程输入通道
11.4 信号的非线性补偿技术
第12章自动检测技术的综合应用
12.1 传感器的选用原则
12.2 综合应用举例
第13章实验 *
13.1 检测与转换技术实验须知
13.2 检测与转换技术实验报告书写要点
13.3 实验
实验一金属箔式应变片——全桥性能实验
实验二直流全桥的应用——电子秤实验
实验三湿敏传感器实验
实验四差动变压器的应用——振动测量实验
实验五电涡流传感器的位移特性实验
实验六电容式传感器的位移特性实验
实验七霍尔传感器的应用
实验八压电式传感器振动实验
实验九光纤传感器的测速实验
实验十光电式传感器转速测量实验
13.4 THSRZ-1型传感器系统综合实验装置
参考文献
注：带“*”的内容，可以视不同的专业方向而选讲。
三、课程学时分配
四、考核要求：
本课程为考查，以开卷为主，结合实验、平时作业和课堂提问，各占5%、20%、20%、10%。
试卷题型：概念题占30%,以单项选择题为主；计算题占20%,分析题占35%,综合题占15%。
制定人：赵燕生
审定人：
批准人：
二零一一年二月。