传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程，对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用，这是我为大家整理的传感器与检测技术论文，仅供参考!
传感器与检测技术论文篇一
传感器与检测技术课程教学探索
摘 要：传感器与检测技术属于自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程，对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用，文中针对课程的特点及现存的问题,对该课程的教学内容调整与 教学 方法 改进进行了有益的探讨，以期获得更好的教学质量与效果。
关键词：传感器与检测技术;教学改革;教学方法
中图分类号：G71 文献标识码：A
文章 编号：1009-0118(2012)05-0132-02
传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程，主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统，更是控制系统的前哨，它广泛的应用于各个领域，在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础，也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用，自从2005年课程教学大纲调整以后，在教学中出现了一些新的问题，原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。
一、课程教学现存的问题
自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲，其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课，并将课时由64学时更改为32课时，通过几年的 教学 总结 出该课程在教学中存在的一些困难：
(一)教学内容多而散
课程内容多且散，涉及知识面广，有物理学，化学，电子学，力学等等，属于多学科渗透的一门课程，学生学习有难度，特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。
(二)典型应用性
传感器与检测技术属于典型的应用课程，要学习各种传感器的原理，并掌握它的使用，在此基础上掌握搭建检测系统的方法，单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕，实验条件也有限。
(三)学时越来越少
学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”，为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整，本课程课时被缩减至32课时。
(四)学生的学习主动性差
由于本课程被定为考查课，所以有相当一部份同学从 学习态度 上不太重视，没有投入必要的精力和时间，学习主动性差，直接影响教学效果。
二、教学内容与教学方法的探索
(一)教学内容的调整
目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面，而对具体应用涉及较少，针对课程的内容多课时少的情况，教学时无法做到面面俱到，教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位，教学内容的调整遵循以下原则：
1、避免繁琐的理论推导过程，以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如：用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端，在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差，无温差时电势差消失，通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因，可以配以大家能够理解的简单的公式推导，而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。
2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。
3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍，使其思考所学课程之间的关联，对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识，建立起系统的概念。
(二)教学方法的改革
为了克服课程教学中客观存在的困难，获得良好的教学效果，在课堂教学使用多种教学方法和手段，力求将教学内容讲解得更加生动、具体。
1、采用多媒体技术，使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量
采用多媒体课件教学，一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间，克服课时减少的问题;另一方面，以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理，展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图，使学生能够直观地认识传感器，更容易理解传感器的工作原理和应用。例如，学习光栅传感器时，使用传统的教学手段，很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程，使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子，还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动，清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时，很多同学很难理解编码器的辨向问题，通过使用幻灯片展示编码器的内部结构，直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后，同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系，佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。
总而言之，利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息，增强学习的趣味性和生动性。
2、重视绪论，提升学生的学习主动性
很多教材的绪论写的比较简略，但我个人认为这不代表它不重要，特别是面对学生主观上不重视课程的情况下，更要下大力气上好绪论这第一次课，吸引学生的注意力，激发学习兴趣，使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用，使同学们了解到小到日常生活，大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用，更根据各种行业背景中需要检测的物理量，自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用，使学生认识该课程的重要性。另一方面，我校长年开展本科生科研实训项目，在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题，一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题，其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容，所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论，更加直接的体会到本课程的关键作用，从而提升学生学习的兴趣，增强主动性，克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。
3、加大案例教学比重、侧重应用
根据培养工程应用型人才的目标，本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器，对传感器技术问题有一定的分析和处理能力，知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系，利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。
例如，教材中在介绍电阻应变式传感器是，主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的，缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图，譬如轮辐式的地中衡的称重传感器，日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应，例如，进行常用传感器热电偶的学习时，展示各种类型热电偶的实物照片，补充热电偶安装的方式，以换热站控制系统为案例，分析热电偶在温度测量上的应用，重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例，通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。
4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力
我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目，指导老师指导，学生负责，本课程在学生三年级第一学期开设，在此之前已有部分同学参加了科研实训项目，在这些项目中，譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用，上课前教师了解这些项目，就可以就实际问题提出问题，让学生带着问题来学习，提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益，与实验中心老师联系，联合二年级同学进行传感器的设计制作，或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验，鼓励同学申报的科研实训项目，提高学生的实践能力。
三、结束语
通过几年的教学与总结，对教学内容、教学方法进行了分析研究，作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出，侧重应用，补充了丰富的案例，激发了学生的学习兴趣，多媒体的教学方法增强了教学的生动性，与科研实训的相结合，对课堂教学进行拓展，加强了学习的主动性，提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看，所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评，取得了较好的教学效果。
参考文献：
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传感器与检测技术论文篇二
传感器与自动检测技术教学改革探讨
摘要：传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课，传统授课方法侧重于理论知识的传授，而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析，对该课程的教学方案改革进行探讨，提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。
关键词：传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维
“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课，是一门必修课，也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术，现代检测系统通常集光、机、电于一体，软硬件相结合。
“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授，重知识，轻技能;教师之间也缺乏沟通，教学资源不能得到充分利用，教学效果不理想，学生学习兴趣不高。
一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析
笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年，最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲，由于研究型大学是以培养研究型人才为主，而独立学院是以培养应用型人才为主，在人才培养目标上有较大差异，在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位，存在以下几方面的问题。
1.重理论，轻实践
该课程是应用型课程，其中也有大量的理论知识、数学推导，而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主，在课堂上大篇幅讲解传感器的原理，进行数学公式推导，相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍，导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构，而不知道如何用，在哪里用。
2.教学模式单一
该课程传统上以讲授的教学方式为主，将现成的结论、公式和定理告诉学生，学生不能主动地思考和探索，过程枯燥乏味，导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。
3.教学实验安排不合理
传统的实验课程安排，验证性实验比例高达80%，综合设计性实验极少，缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心，重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力，以在学生 毕业 时达到企业对技术水平与能力的要求，使学生毕业后能尽快适应工作岗位。
二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革
传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践，教学模式单一，教学实验以验证性实验为主，这种方案能够培养研究型人才，但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中，笔者潜心研习，并反复实践，总结出以下几个可以改革的方面。
1.优化教学内容，注重工程思维
本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理，传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉，而本人则认为针对应用型人才培养，充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可，涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解，其他则可作为学生的自学内容，让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣，培养学生应用型工程学习思维。
2.改革教学方法，改变教学模式
传统的教学是“灌输式”的方法，无论学生是否接受，直接把要讲的内容全部讲述给学生，而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学，实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法，发挥学生在教学活动中的主体地位。
3.与工程实际相结合，与其他课程相结合
教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例，精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时，要培养学生的系统观，让学生明白这不是一门独立的课程，而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的，以达到融会贯通的学习效果。
4.实验环节改革
实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验，学生容易感到枯燥无味，毫无学习积极性，很少有学生进行独立思考并发现问题，实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育，笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上，增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。
5.改革教学评价方法，提高课堂教学效率
高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段，目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈，可以采用每一个章节布置一道设计型题目，让学生更加广泛地查阅资料，并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容，进而从更深的层面分析解决问题，以达到深度、广度相结合的效果。
本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案，提出了三个方面的问题，并根据四年的教学积累，在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和 措施 。本方案以实际工程应用实例为核心，在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解，以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性，培养学生的工程思维和能力，重视实验环节，以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。
参考文献：
[1]吴建平，甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报.
[2]曹良玉，赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.
[3]李玉华，胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.
(作者单位 重庆邮电大学移通学院)
光电检测系统的基本组成，和各部分的主要作用
其基本组成部分可分为：光源、被检测对象及光信号的形成、光信号的匹配处理、光电转换、电信号的放大与处理、微机、控制系统和显示等部分。
光源 光源发出的光束作为携带待测信息的物质 被检测对象及光信号的形成 利用各种光学效应，如反射，吸收，干涉，衍射，偏振等，使光束携带上被测对象的特征信息，形成待检测的光信号 光信号的匹配处理 更好的获得待测量的信息。以满足光电转换的需要 光电转换 将光信号转化成电信号 电信号的放大与处理 采用不同功能的电路，来实现各种检测目的 微机、控制系统和显示 将处理好的待测量电信号直接经显示系统显示
2 直接测量，间接测量，真值，指定值，实用值
直接测量 用待测量直接与另一个同类已知量相比较 间接测量 用待测量间接与另一个同类已知量相比较 真值 某物理量的理论值或定义值 指定值 由国家设立的各种尽可能维持不变的实物基准或标准原器所规定的值。 实用值 采用计量标准传递的方法将指定值、基准量逐级传递到各级计量站，以及具体的检测仪器中。各级计量站或检测仪器在进行比较测量时，把上一级标准器的量值当作近似的真值，把它们都叫做实用值、参考值或传递值。 3 用标准重物检验磅称，用磅称称出物体的重量，用照度计测量夜天光的强度，用卡尺测定工件的尺寸，以上检测哪些是实用值
标准重物检验磅称 非 用磅称称出物体的重量 非 用照度计测量夜天光的强度 是 用卡尺测定工件的尺寸 非
4 什么是系统误差，随机误差，它们产生的原因是什么
系统误差 在检测过程中产生恒定不变的误差叫恒差或按一定规律变化的误差叫变差 系统误差产生的原因有工具误差、装置误差、方法误差、外界误差和人身误差等。
一、利用光电传感器测量振动的原理：
振动过程中，需要测量的参数是振幅、频率以及加速度等，图1示出测试方法的一部分。在图1（a）中，重物2悬挂于弹簧1，光源3发出的光线通过光阑4、镜5反射后投至光电器件6。重物2振动时，镜子5也随着振动，因而引起光电器件6上光通量的变化。图1（b）中，光电传感器带有棱镜5与重物2一起振动。若光电器件6上的光通量增大时，另一光电器件6'上的光通量减少，反之亦然。两光电器件接成桥式电路，因而灵敏度和稳定性较好。在图1（c）中的光电传感器有成对的光栅5与5'。光栅5固定不动，光栅5'随着重物2上下振动，因而投射于光电器件6的光通量也随着而变化，它的优点是灵敏度较高，适用于对小位移的测量。
用光电传感器测量振动的原理图
图2（a）示出测量旋转体或旋转轴振动的原理。在轴或旋转体2的旁边安装不动的遮光物3，它的高低可以用螺丝上下移动。旋转体2不动时，它的母线与遮光物3间形成宽为 的缝隙。若旋转体不对称或者偏心，则转动时缝隙的宽度 要变化，因而由光源1发出照射于光电器件4的光通量以及由它产生的光电流也变化，经过放大后由记录器记录或者示波器显示，这样就可以测试出旋转体振动的频率和振幅。
利用缝隙大小变化测量旋转体的振动
为了提高仪器的灵敏度，可以采用两个光电器件。当旋转体振动时使一个光电器件上的电流增大，另一个光电器件上的电流减小，其原理如图 当旋转体4不振动时，光源1发出的光线经过镜2、3反射后至光电器件5、6上的光通量相等。由于电桥这时被调整成平衡，放大器7中无输入信号。当旋转体垂直方向振动时，轴上面的缝隙增大时，下面的缝隙减小（或反之），因此光电器件5、6上的光通量不同，电桥失去平衡，有电压输出，经过放大器7放大后可以由计量器8记录下来。
激光测量高层建筑振动的示意图
图 所示的是用激光束来测定高层建筑风振位移和频率的示意图，整套装置由发射和接收两大部分组成。激光发射部分1放置在建筑物旁的静止地基上，功率为0.4~1毫瓦，由单模氦氖激光器发出发射角为 弧度的光束，经内调焦发射望远镜2、直角棱镜3反射到建筑物顶部的接收靶4上。接收部分安装在建筑物的顶部，由接收靶4、放大和运算器5、记录和示波器6、等部分组成。接收靶由四块或两块光电池的中间，差动放大无输出。当建筑物因风力等原因振动时，光斑在靶中的位置改变，经放大和运算后就可以由记录器或者示波器显示出它的波形来。
二、利用光栅和示波器测量微小的振动
利用光栅和示波器测量微小振动
图 示出利用光栅和示波器测量微小振动的原理。由光源1发出的光线通过透镜2平行射向光栅3和4，光栅3和4上每一毫米有100条刻线。光栅3固定不动，动光栅4随被测振动体而振动，安装时使光栅3的刻线相对于光栅4的刻线倾斜一微小的角度，它们在平行光照射下形成莫尔条纹。当动光栅4相对于定光栅3垂直于刻线反向移动时，莫尔条纹将向平行于光栅刻线的方向移动。光栅每移动一个光栅节距，莫尔条纹就随着移动一个条纹的宽度。
莫尔条纹的变化由光电器件接收，借助于棱镜和透镜的组合5把各自的视场分别投射于光电器件6、7、8、9，光电器件的布置使它们得到的信号各相差90度，这些信号再经过各自的放大器10、11、12、13放大后加于电子射线管14的垂直偏转板和水平偏转板。设光电器件6、8的信号相位相反，经过放大后，加于水平偏转板；光电器件7、9的信号相位相反，经放大后加于垂直偏转板。当可动光栅4随着被测对象振动时，莫尔条纹的明暗区域不断变化，光电器件得到的照度不断变化，根据示波器李萨如图形的原理，经过放大后，在电子射线管14的屏上呈现出圆弧，圆弧的弧长正比于振动的幅度。当圆弧闭合形成一个圆时，振动的振幅等于光栅的节距。因此如果在射线管的屏幕上预先标出圆弧角，则可以从弧长测知振动幅度的大小。
三、干涉测振法
测量机械振动的干涉装置，可以选用迈克尔逊干涉仪。干涉条纹的光强 可以参考光束和测量光束的光强 和 的合成求得（设不计反射等损耗）：
式子中：
ψ--参考光束和测量光束之间的相位差；
λ--单色光波长；
--固定的参考镜和分光棱镜之间的距离；
--可动的测量镜与分光棱镜之间的距离；
χ--测量物随波测物振动而移动的距离。
若被测物作谐振动，即
代入 得 ，再把 代入 得到干涉条纹光强的变化部分为 。
设光电器件工作在线性区，则输出交变的光电信号为：
x与u波形之间的关系
X与u的波形见上图，光电信号u是一个以 为周期的调制波。这是由于光电信号的频率等于干涉条纹明暗变化的频率，有就是说与振动位移的速度成正比。在振动位移的上极限位置 、 …和下极限位置 、 …处，移动速度最小，干涉条纹移动也最慢，瞬时频率最小，光电信号的密度最疏；在振动位移的平衡位置 、 …处，移动速度最快，干涉条纹移动也最快，瞬时频率最高，光电信号的密度最大。
若可动测量镜移动 ，光束来回往返就变化了 ，干涉光亮暗变化一次，即可得一个脉冲。 与 之间的时间为振动周期，振动一个周期相当于 变化 ，因此振动一个周期对应的计数脉冲数 可以如下求出： ，或者由计数器计得的脉冲数 可以求出振动的振幅 ：
由于激光的单色性、相干性和波长的稳定性好，所以激光干涉测振仪已经作为各国振动计量的较高基准。
利用激光测振，由于其波长误差很小（＜ ），所以可以忽略不计。所以测量的精度取决于计数精度。计数精度决定于光电信号的信噪比（是误计的主要因素）和振幅不能被 除尽时的小数部分记数精度。对于后者可以采用若干周期平均的方法来提高。
当振动频率为 时，计数器记取的条纹频率 为： ，
令记数频率 与被测振动频率 之比为"频率比 "： ，
因此，可以得到被测振幅 与 之间的关系： ，
实际测量中，用计数器记取条纹变化频率 时，是由被测振动频率 控制的计数器门电路记取的，所以计数器的显示数便是频率比 ，由已知光源波长 ，便可以求出 。
图（a）为测振仪的原理图，图（b）为测振仪计数器的方框图。
计数器的控制逻辑是：被测谐振动由拾振器转换成电信号，经过放大以及整形器（2）形成振动脉冲，送到受触发器（2）控制的门（2）。当采样脉冲发生器发来一个采样脉冲使触发器（2）翻转而将门（2）分成两路：一路使触发器（1）翻转而将门（1）打开，让干涉条纹光电信号经过放大以及整形器（1），通过门（1）进入计数器，开始计数；另一路到分频器，分频器是根据所要求平均的振动周期数进行动作的。例如采用8个振动周期，就采用9个分频。当第一个振动脉冲将门（1）打开开始计数后，直到第9个振动脉冲进入分频器时，分频器才有一个脉冲输出。这个分频脉冲分别加到触发器（1）和（2），使它们翻转，而将门（1）和（2）同时关掉，是使连续而来的振动脉冲不能再打开门（1），起到了自锁作用。此时，数码管显示一次Rf读数值。当采样脉冲发生器输出下一个脉冲时，一方面使计数器和分频器复零，同时又使门（2）打开，重复上述测量过程。
详情见《光电检测原理应用》，大点儿的图书馆里都应该有。
