自动检测与转换技术课程教学设计
《自动检测与转换技术》电子教案 项目二PPT 11测量转换电路
电 桥 衡 条 件
调 节 RP ， 最 终 可 以 使
R1/R2=R4/R3（ R1、R2 是 R1 、 R2 并 联 RP 后 的 等
效电阻），电桥趋于平
衡，Uo被预调到零位，
这一过程称为调零。图
中的R5是用于减小调节
范围的限流电阻。
检测技术
单 臂 电 桥
全桥四臂工作 方式的灵敏度 最高，双臂半 桥次之，单臂 半桥灵敏度最 低。
的应变1~4）正负号相间，就可
以使输出电压Uo成倍地增大。上 述三种工作方式中，全桥四臂工 作方式的灵敏度最高，双臂半桥 次之，单臂半桥灵敏度最低。采 用全桥（或双臂半桥）还能实现 温度自补偿。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
检测技术
双 臂 电 桥
R1、 R2为应变片， R3、R4为固定电阻 。 应变片R1 、R2 感受 到 的 应 变 1~2 以 及
产生的电阻增量正
负号相间，可以使
输出电压Uo成倍地增
大。
检测技术
四 臂 全 桥
全桥的四个桥臂都为应变片，如 果设法使试件受力后，应变片R1 ~ R4产生的电阻增量（或感受到
检测与转换技术第三版课程设计
检测与转换技术第三版课程设计一、课程概述本课程是关于检测与转换技术的第三版课程设计，旨在帮助学生加深对检测与转换技术的理解和应用，掌握相关的技术和方法。
课程设计围绕以下几个方面展开：•检测技术基础知识的概述和理解。
•检测技术的常见应用案例及其分析。
•谈及转换技术的相关知识和应用场景。
•在实际案例中，学生通过对数据的分析，完整实现检测和转换的流程。
二、课程内容2.1 检测技术的基础知识本课程先介绍检测技术的基础知识，包括如何选择检测方法和如何正确评估检测结果。
在具体案例中，我们需要根据实际情况选择对应的检测技术和评估方法。
2.2 常见检测技术与应用本章主要介绍常见的检测技术及其应用案例，包括图像识别、语音识别、行为识别等应用技术。
学生需要分析应用场景并应用检测技术解决实际问题。
2.3 转换技术转换技术是指将不同格式的数据转换成统一的数据格式，以便后续处理或传输。
本章介绍常见的转换方法，例如字符编码转换、数据格式转换、数据压缩等。
2.4 案例分析与实践在本章中，我们将通过案例分析的方式来教学生如何完整实现检测和转换的流程。
通过实践，我们可以更深入地理解课程中所学技术和方法的实际应用。
三、学习目标学生应该能够熟练掌握检测和转换技术的基础知识，并能够选择适当的技术和方法解决实际问题。
学生应该能够在实际问题中，灵活应用所学技术和方法，独立完成检测和转换任务。
四、考评与要求根据实际情况，课程考评方式将会在课程开始后详细说明，并在每次作业中提醒学生要求。
在课程结束后，学生需要提交一份完整的检测和转换任务的报告。
要求学生在作业中，对实际的问题进行分析，并给出合理的技术和方法选择的思路和过程。
五、结尾本课程以实际案例为导向，通过学习与实践，帮助学生深入理解检测和转换技术的应用方向，并掌握技术实现的方法。
在这个过程中，学生将学习到如何在实际问题中做出合理的决策和选择。
《自动检测与转换技术》电子教案 项目二PPT 任务二压电式传感器
电
场 方
电极化处理 后的电畴
向
所谓极化处理，就是在一定温度下对压电陶瓷施加强电场 （如20～30kv/cm直流电场），经过2～3小时以后，压电 陶瓷就具备压电性能了。 经过极化处理的压电陶瓷，在外电场去掉后，其内部仍存在 着很强的剩余极化强度，当压电陶瓷受外力作用时，电畴的 界限发生移动，因此剩余极化强度将发生变化，压电陶瓷就 呈现出压电效应。
8
F 极化面
Q
F
逆压电效应
｛ 机械能
压电介质
正压电效应
压电效应及可逆性
｝电能
9
2、压电材料的分类及特性
压电传感器中的压电元件材料一般有三 类： 一类是压电晶体（如上述的石英晶体）； 另一类是 经过极化处理的 压电陶瓷；第三类 是新型有机材料。
10
（一）石英晶体
天然形成的石英晶体外形
11
天然形成的石英晶体外形（续）
19
（二）压电陶瓷
压电陶瓷是人工制造的多晶压电材料， 它比石英晶体的压电灵敏度高得多，而制造 成本却较低，因此目前国内外生产的压电元 件绝大多数都采用压电陶瓷 。常用的压电陶 瓷材料有锆钛酸铅系列压电陶瓷（PZT）及 非铅系压电陶瓷 （如BaTiO3等）。经过极化 处理后具有压电效应。
20
为了使压电陶瓷具有压电效应，必须进行极 化处理。
任务二压电式压力传感器
本任务掌握压电传感器的 结构、原理、应用.
1
一、压电传感器的工作原理
压电式传感器是一种自发电式传感器。它的基本 原理是压电效应。
特点：压电式传感器响应频带宽（动态测量）， 灵敏度高；结构简单，工作可靠、很小轻；广泛应用 于工程力学、医学等领域。
用途：压电传感元件是力敏感元件，它可以测量 最终能变换为力的那些非电物理量，例如动态力、动 态压力、振动加速度等，但不能用于静态参数的测量。
《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
检测与转换技术教学设计 (2)
检测与转换技术教学设计背景随着科技的不断发展，人们的生活越来越离不开数字化信息。
数字化信息的产生、传输、存储都离不开计算机技术的支撑，而计算机技术中的检测与转换技术显得尤为重要。
因此，掌握检测与转换技术已经成为现代人必备的技能之一，也是现代教育必须注重培养的能力之一。
教学目标1.熟悉常见的检测与转换技术。
2.掌握检测与转换技术的原理和应用。
3.能够通过实际的例子来解释检测与转换技术的作用。
4.能够运用检测与转换技术解决实际问题。
教学内容第一章基本概念1.什么是检测与转换技术？2.检测与转换技术的分类。
3.检测与转换技术的应用。
第二章常用检测技术1.数据识别技术。
2.数据匹配技术。
3.数据比对技术。
4.数据校验技术。
第三章常用转换技术1.数据码制转换技术。
2.文字编码转换技术。
3.图像和视频格式转换技术。
4.音频转换技术。
第四章项目应用1.基于检测技术的在线服务平台。
2.基于转换技术的多媒体应用开发。
3.基于检测与转换技术的密码学应用。
教学方法本课程主要采用“讲授-讨论-实践”的教学模式。
1.讲授环节：教师给学生传授知识的过程，学生主要通过听和记笔记的方式获取知识。
2.讨论环节：教师与学生共同交流问题并进行讨论，学生将自己的想法与经验分享给全班同学。
3.实践环节：学生通过实验、演练等方式来巩固所学知识，并通过实际操作来加深对检测与转换技术的理解。
评价方法本课程的评价主要采用以下几种方式：1.课堂作业：教师根据课堂内容设计作业，要求每个学生独立完成。
用于检测学生对课堂内容的掌握程度。
2.实验报告：为了检测学生在实验中的表现，教师会要求学生写下实验过程和实验结果，并对其进行分析和总结。
3.期末考试：课程结束后，学生需要完成期末考试，用于检测学生对整个课程的掌握程度。
总结本课程是一个以检测与转换技术为核心的计算机技术课程，旨在通过理论教学和实践操作来帮助学生掌握常见的检测技术和转换技术，并能够运用这些技术解决实际问题。
检测与转换技术第三版教学设计
检测与转换技术第三版教学设计一、教学目标本教学设计旨在帮助学生掌握检测与转换技术的基本理论及应用，并且学会运用检测与转换技术解决实际问题。
具体教学目标包括：•掌握检测与转换技术的基本概念、原理和分类。
•熟悉常见的检测与转换器件。
•能够灵活运用检测与转换技术解决实际问题。
•培养学生的创新能力和实践能力。
二、教学内容1. 检测与转换技术概述1.1 检测与转换技术的概念1.2 检测与转换技术分类1.3 检测与转换技术应用领域2. 常见的检测与转换器件2.1 传感器2.2 变送器2.3 调节器2.4 控制器2.5 电气执行机构3. 检测与转换技术在设计中的应用3.1 检测和传递模拟量信号3.2 数字测量技术3.3 传感器网络技术3.4 智能控制技术4. 检测与转换技术实验4.1 模拟量测量实验4.2 数字量测量实验4.3 传感器网络实验4.4 智能控制实验三、教学方法本教学设计采用理论和实验相结合的教学方法。
具体教学方法包括：•授课讲解：通过课堂授课讲解检测与转换技术的基础理论知识。
•案例分析：通过案例分析，让学生了解检测与转换技术在实际应用中的作用。
•实验研究：通过实验研究，让学生掌握实际应用检测与转换技术的方法与技能。
•讨论交流：通过课堂讨论，促进学生们对于检测与转换技术的深入了解和掌握。
四、教学评价本教学设计采用多种形式的评价方式，例如：•课堂小测试•实验报告•课程设计•期末考试通过上述评价方式，可以客观地评估学生在检测与转换技术方面的理论水平和实际能力。
五、教学参考资料•《检测与转换技术》（第三版），李哲编著，清华大学出版社。
•《传感器技术》（第二版），梁宏编著，电子工业出版社。
•《电子传感器与仪表》（第二版），唐生明、钱汉祥编著，高等教育出版社。
自动检测与转换技术课程教学设计
自动检测与转换技术课程教学设计1 《自动检测与转换技术》课程整体教学设计一、管理信息课程名称：自动检测与转换技术开课部门：电气工程系课程编号：40330805 制定人：略修订日期：略二、基本信息课程总学时：56课程总学分：3.5授课对象：电气自动化专业学生和应用电子技术专业学生课程性质和任务：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。
先修课程：电工基础、电子技术、单片机原理与应用、电气控制与PLC技术等。
后续课程：自动控制原理与系统、变频技术、智能技术、计算机控制技术等。
三、课程设计1．课程目标设计（1）能力目标1）能对一般检测系统中的理论及技术问题进行分析和判断。
2）能够选择和使用传感器，并利用各种传感器组建检测系统。
3）能够查阅相关资料，对一般检测系统进行析的能力。
4）能够对检测系统进行组建、故障诊断和维修（2）知识目标1）了解检测技术的基础概念2）掌握电阻传感器、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）掌握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（3）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。
《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。
检测与转换技术教学设计
检测与转换技术教学设计一、背景介绍随着科技的不断发展，检测与转换技术在工业、医疗、交通等领域得到广泛应用。
在教育领域，检测与转换技术也逐渐成为了一门重要课程。
因此，本文旨在设计教育实践活动，以帮助学生掌握检测与转换技术。
二、教育实践活动设计1. 实验室探究在教育实践活动中，首选的教学方法是实验室探究。
这个实验室探究活动可以让学生了解以下内容：•检测技术的基本原理和常见方法•转换技术的基本原理和常见方法•不同领域中检测与转换技术的应用为此，可以设置以下实验内容：•利用电路将声音转换为电信号•利用软件对图像进行处理，实现二值化•利用传感器检测温度、湿度等环境参数2. 项目设计除了实验室探究之外，还可以采用项目设计的方式，帮助学生更深刻地了解检测与转换技术。
####（1）检测技术项目针对检测技术项目，可以设计以下选题：•爆炸物检测器设计•健康饮食检测器设计•污水处理检测器设计###（2）转换技术项目针对转换技术项目，可以设计以下选题：•图像处理软件设计•声音文件转换工具设计•视频转码工具设计学生们可以自选一个项目进行设计和实现，在完成项目的过程中，掌握相关专业知识并提升实践能力。
3. 外出参观此外，为了让学生更好地理解检测与转换技术在实际生产和生活中的应用，可以安排外出参观活动。
比如：•参观医院科技中心，了解医学影像检测技术的发展和应用•参观智能制造车间，了解检测与转换技术在工业制造中的应用•参观数码摄影展览，了解图像处理技术的发展和应用三、学习成果展示在教育实践活动完成之后，需要安排一定的时间举行学习成果展示和总结活动。
学生可以在展示中展示自己所设计和实现的检测与转换技术项目，并分享项目的设计过程和心得体会。
此外，还可以安排学生进行讨论，讨论以下话题：•检测与转换技术的未来发展趋势和应用前景•检测与转换技术在不同领域中的应用和挑战•如何提升检测与转换技术的应用效率和准确性四、结语通过此次教育实践活动，学生将获得更深刻的理解和掌握检测与转换技术的基本原理、常见方法和应用。
《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》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
《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
检测与转换技术课程设计
检测与转换技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解检测与转换技术的基本原理，掌握传感器的工作机理及其在工程中的应用。
2. 学生能够描述不同类型的传感器及其适用范围，如温度、压力、光强等传感器的特性。
3. 学生能够解释传感器信号的转换、处理和传输过程，理解模拟与数字信号之间的转换关系。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的检测与转换电路，完成特定物理量的检测任务。
2. 学生通过实验操作，掌握基本电路连接、调试和故障排查方法，提高实践操作能力。
3. 学生能够运用数据处理软件，对传感器采集到的数据进行处理和分析，得出有效结论。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习检测与转换技术，培养对物理现象的好奇心和探究欲望，激发学习兴趣。
2. 学生在学习过程中，养成合作、分享、尊重他人成果的良好品质，增强团队协作意识。
3. 学生认识到检测与转换技术在生产、生活和国防等领域的重要作用，提高社会责任感和使命感。
课程性质：本课程属于电子技术领域，注重理论联系实际，强调实践操作和创新能力培养。
学生特点：初三学生具备一定的物理基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇，但需加强对复杂概念的理解和应用。
教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践操作能力和创新思维，同时关注学生的情感态度价值观的培养。
通过课程学习，使学生达到上述具体的学习成果。
二、教学内容1. 引言：介绍检测与转换技术在日常生活中的应用，引发学生对课程内容的兴趣。
教材章节：第一章 检测与转换技术概述2. 传感器原理与分类：讲解传感器的定义、工作原理及分类，重点介绍温度、压力、光强等传感器。
教材章节：第二章 传感器原理与分类3. 传感器应用案例分析：分析具体应用案例，使学生了解传感器在实际工程中的应用。
教材章节：第三章 传感器应用案例4. 信号转换与处理：讲解传感器信号的转换、处理和传输过程，包括模拟与数字信号之间的转换关系。
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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。
先修课程：电工基础、电子技术、单片机原理与应用、电气控制
与PLC技术等。
后续课程：自动控制原理与系统、变频技术、智能技术、计算机
控制技术等。
三、课程设计
1．课程目标设计 （1）能力目标 1）能对一般检测系统中的理论及技术问题进行分析和判断。 2）能够选择和使用传感器，并利用各种传感器组建检测系统。 3）能够查阅相关资料，对一般检测系统进行析的能力。 4）能够对检测系统进行组建、故障诊断和维修 （2）知识目标 1）了解检测技术的基础概念 2）掌握电阻传感器、电感传感器、电容传感器、热电偶传感器、
3. 会根据硬件和电路图 制作产品
4. 学会检测产品参数 5. 能发现问题、分析问
题、解决问题
1. 掌握霍尔传感器的工作 原理
2. 掌握霍尔传感器的静态 应用
3. 掌握常见电子元器件的 识别方法
4. 掌握实际测量电路的方 法、步骤
5. 理解电子称的设计过程
1. 根据技术和功能要求，查阅相关资料，绘制合理的电 路原理图
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
霍尔元件为什么可以制作传感器，都能实现哪些量的测量？都有哪 些方面的应用，今天我们就共同来学习霍尔式的传感器。 步骤二 霍尔传感器的工作原理等理论知识的讲解（40分钟）
1． 播放霍尔效应视频动画，用播放动画的形式讲解霍尔效应， 即霍尔传感器的工作原理
2． 实物识别，让同学们观察霍尔元件，结合元件，老师讲解霍 尔元的相关特性和参数
1. 对任务进行分解，讲解电子称的工作原理 2. 讲解电路原理的绘制方法和过程 3. 讲解电子称的制作过程 4. 提示制作过程的注意事项 步骤五 具体实施（45分钟+180分钟） 学生根据任务书和进度安排表完成具体产品的制作，具体计划如 下： 1． 按照任务书，根据产品功能和技术性能要求，绘制电路原理图，教 师应及时解答和指导学生的绘制过程。（45分钟） 2． 根据电路图选择相关的元器件（15分钟） 3． 检测所选元件的参数，识别是否符合要求（15分钟） 4． 用电子元件制作产品，书写使用说明（120分钟） 5． 测试产品的性能，对产品缺陷进行改正，对性能进行提高（20分 钟） 6． 对产品进行参数标示（10分钟） 步骤六 评价总结（45分钟） 学生自己将自己制作的产品放在展示台上，老师对整个制作过程和 产品进行评价，最后给出考核分数。 1． 对同学们的整个学习过程的表现进行评价，肯定和否定相结
本教材 未定
、准备相关理论知识和注意事项的讲解 、准备相关的硬件和质检设备 、准备上课的其他资料
、教学设计
回顾并引入霍尔传感器（5分钟） :上次课我们都学习哪些传感器？ :电阻、电容。。。。。。。 :电阻传感器都用哪些方面的应用？ :测湿度、测温度。。。。。。。 :大家在物理学中都学过霍尔元件了吧，还记得霍尔效应吗？ :。。。。。。。
设计前要对学生未来可能的职业进行分析，确定本课程的能力目 标，在围绕能力目标，兼顾知识目标和素质目标的同时进行项目设计。 要勇于突破教材，突破传统的教学方法。本课程如果知识按照教材顺序 向同学们灌输霍尔传感器的相关知识，同学们无法真正具备处理能力， 教师讲得再好也只是纸上谈兵。设计后的课程以基于霍尔传感器设计构 造电子衡器来带动教学，由浅入深，有简单到复杂，由理论到应用，教 师和同学们一起设计系统，选择传感器，选择配套元件，够着电子衡 器，最后进行功能和性能的测试，通过真刀真枪的演练，学到了真功 夫。通过本设计，学生设计和构造出符合技术要求的衡器，学生能够获 得极大的成就感，并对自己的能力充满自信。
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）掌握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
（3）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
2. 根据技术和功能要求，按照电路原理图选择合适的传 感器和其他电子元件
3. 用相关元件，按照电路图制作电子称 4. 会用测量仪器测量产品质量 5. 会对产品性能进行改善和提高
参考 1.梁森 等主编的《自动检测与转换技术》
机械工业
资料 出版社 1997.10
2.主编待定《自动检测与转换技术》项目式教学教材 校
要求，制作产品。
（5）最后上交产品，进行评比和经验交流。
四、考核方案
为了培养学生的能力，考核的重点放在了平时的项目训练上，前四 个项目占70%，第五个项目占30%，各部分的比例详见进度表。每项都 以100分制，总分由各项分数相加的代数和再乘以百分率而得。
小项目打分看态度、操作过程、设计和组建系统的结果，在合作项 目中所起的作用。
大项目看流程设计是否合理，实施是否顺利，关键还是看所设计的 系统的功能、稳定性、可靠性等
备注： 1）因为每次课都在最终考核中占用一定比例，旷课则无本次课程 相应的分数，故不再设计考勤分数。 2）如在项目设计中有弄虚作假的情况，本次项目为零分。发现三 次，本课程无成绩。
五、教学条件、教材、资料
一个可容纳50人的检测实训室（包括教学需要的基本设施、相关传 感器、电子元器件、检测仪表等）
2000
《自动检测与转换技术》课程单元教学设计
－－基于霍尔传感器的电子秤设计
一、教案头
本次课标题：基于霍尔传感器的电子秤设计
授课班 略 授课教 战崇玉 课时 8课时 上课地点 检测实训室
级
师
数
教 学 目 标
能力 训练 任务
能力（技能）目标
知识目标
1. 会选用传感器和相关 电子元件
2. 会绘制简单的电路原 理图
合，表扬为主，批评为辅。 2． 对学生做的产品进行指点，指出缺点和不足，赞美创新点和
有点。 3． 对同学们制作过程中存在的错误做法，进行指正，给出更合
理的建议和做法。 4． 对每组的表现和实际成果进行打分，分优、良、中、及格和
不及格五个等级，把优秀的产品放入展示窗，让其他同学进 行参观学习。
本课程教学设计体会
12
2
3
4
5
4．第一课堂设计梗概 （1）课程在实训室内进行，首先对本次课的基础理论知识进行讲
解。 （2）进行分组，方法任务书，明确本项目需要完成的任务和达到
的要求，以及进度安排和其他相关的考核方案。 （3）对所要完成的任务进行提示，做方法上的指导和理论上的辅
导。 （4）学生根据任务绘制原理图，选择相关的硬件，最后根据技术
3． 播放应用实例，结合实例，老师讲解霍尔传感器的测量功能 和应用场合
4． 老师讲解霍尔传感器的使用注意事项 步骤三 布置任务（10分钟）
1． 老师宣布下面工作的详细安排和进度表 2． 分组，方法任务书，发放电子元件和相关硬件 步骤四 任务剖析（35分钟） 首次接触项目式教学，学生有些不适应，也不了解，应该不知道怎 么做，如何做，老师必须进行必要的引导，要完成以下工作：
符合技术 要求的电
电子秤设 计
3 自动感应 小夜灯的 设计
4 酒精浓度 测试仪的 制作
5 基于单片 机的水温 控制系统 设计（热 电偶的应 用）
3．进度表设计
子称
功能完善 的感应小 夜灯 酒精测试 仪
能够实现 温度控制 的控制器
序 学 单元 号 时 标题
能力 目标
知识 目标
授课方法 及手段
考核方 法 （百分 比）
梁森 等主编的《自动检测与转换技术》 ．建议自编教材（项目式教材）
机械工业出版社 1997.10
刘迎春、叶湘滨主编《现代新型传感器原理》
国防工业出版社
．吴旗主编《自动检测与转换技术》 河海大学出版社 1998.8
．沈聿农主编《传感器及应用技术》 化工工业出版社，2002
．常键生主编《检测与转换技术》 机械工业出版社 2001
整个课程包括五个部分： 1． 基于霍尔传感器的电子秤设计（霍尔传感器的应用 8课时） 2． 基于压电传感器的电子秤设计（压电传感器的应用 8课时） 3． 自动感应小夜灯的设计（红外线、热释电等传感器的应用
12课时） 4． 酒精浓度测试仪的制作（电阻传感器的应用 14课时） 5． 基于单片机的水温控制系统设计（热电偶的应用 14课时）
自动检测与转换技术课程教学设计
1 《自动检测与转换技术》课程整体教学设计
一、管理信息
课程名称：自动检测与转换技术
开课部门：电气工程系
课程编号：40330805
制ห้องสมุดไป่ตู้人：略
修订
日期：略
二、基本信息
课程总学时：56
课程总学分：3.5
授课对象：电气自动化专业学生和应用电子技术专业学生
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
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。
2．能力训练项目设计
序 能力训 能力训练 拟实现的 相关支撑 训练方 结果
号练
子项目 能力目标 知识
式手段 （成品
项目
及步骤 展示）
1 基于霍尔 传感器的 电子秤设 计
2 基于压电 传感器的
符合技术 要求的电 子称