《传感器原理与应用》教学方法探讨

《传感器原理与应用》教学方法探讨（精选16篇）

1.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇一

例1：量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表，分别测量20V电压，问哪个测量精度高？

例2：某压力表精度为1.5级，量程为0～2.0MPa，测量结果显示为1.2MPa，求1）最大引用误差δnm；2）可能出现的最大绝对误差Δm；3）示值相对误差δx＝？

例3：一差动变压器式位移传感器，在位移变化1mm时，输出电压变化1200mv，问位移传感器的灵敏度是多少？

例4：机械式指针位移传感器，当输入信号有0.01mm的位移变化量式，指针位移10mm，求位移传感器的灵敏度？

例5：进行某动态压力测量时，所采用的压电式力传感器的灵敏度为90.9nC/Mpa，将它与增益为0.005V/nC的电荷放大器相连，而电荷放大器的输出接到一台笔式记录仪上，记录仪的灵敏度为20mm/V。试计算这个测量系统的总灵敏度。当压力变化为3.5MPa时，记录笔在记录纸上的偏移量是多少？

例6：有一只变极距电容传感元件，两极板重叠有效面积为，两极板间的距离为1mm，已知空气的相对介电常数是1，真空中介电常数为8.85×10-12F/m,试计算该传感器的位移灵敏度。

例7：粘贴在钢件上的康铜电阻丝应变片，其灵敏度为2，电阻温度系数为20×10-6/oC，敏感栅材料的线膨胀系数为15×10-6/oC，钢件的线线膨胀系数为11×10-6/oC，弹性模量E为2×1011N/m2,求：（1）当环境温度变化为10oC时，应变热输出为多少？相当于试件产生多大应力？

（2）当=1000uε时，由于热输出产生的温度误差γt是多少？

例8：半导体应变片的灵敏度为120，电阻为120欧姆，金属电阻应变片的灵敏度为2，电阻为120欧姆，单臂非线性误差不大于0.1，求：它们可测的最大应变为多少？

2.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇二

1 课程总体教学目标

传感器原理及应用是电子、电气专业的核心专业基础课程。通过学习本课程要求学生能达到如下教学目标:

1.1 知识目标

(1) 掌握测量及误差等相关理论知识; (2) 掌握常用传感器的基本原理、性能特点以及使用方法; (3) 理解信号处理及抗干扰方面的基本知识。

1.2 能力目标

(1) 能够根据检测要求合理选择传感器并能对传感器性能进行测试; (2) 能够对电子设备中的传感器进行调试与维护; (3) 能够运用所学传感器设计一定难度的电子产品。

1.3 素质目标

(1) 具有自主学习的能力; (2) 具有强烈的事业心和严谨的工作作风; (3) 团队协作能力。

2 教学内容改革的总体思路

课程组任课教师积极与行业、企业、公司的专家、工程人员密切合作、探讨实际工程需要, 并联合设计教学内容和教学方法。将传感器技能相关的应用转化为教学内容, 以传感器的实际工程应用作为学习情景, 以专业能力、方法能力、社会能力培养为目标。创新“以工程为案例, 实验实训为主线和核心”的边讲、边实验、边演示、边讨论的教学模式, 教学活动以教师为辅, 学生为主, 实验教学和理论教学并重, 构建开放式多层次实践教学体系, 创建宽口径的实验教学平台, 强化应用型创新人才培养。

3 采用的主要教学方式

3.1 项目教学法

课程组把内容分为三个任务。任务1:电阻应变式传感器工作原理及测量转换电路;以桥式测量转换电路为例介绍电阻应变式传感器测量转换电路的几种工作方式;示范:桥式测量转换电路。任务2:电阻应变式传感器的温度补偿:以补偿片法为例介绍电阻应变式传感器的温度补偿方法。示范:电阻应变式传感器的温度补偿方法。任务3:电阻应变式传感器的应用:以应变式力传感器、位移传感器、加速度传感器为例介绍电阻应变式传感器的应用。示范:应变式力传感器、位移传感器、加速度传感器的使用。

3.2 任务驱动法

通过实际项目的探究性学习, 提高学生成就感。在实践教学中以“任务驱动”为主线, 将项目策划、任务分解、“教-学-做”和经验总结有机结合。采用“教师布置项目任务-学生自主策划项目并完成-教师引导学生完成总结-学生撰写项目报告”的模式。例如, 在教电阻应变式传感器时, 其能力目标为:能应用电阻应变式传感器检测压力、加速度、位移等物理量;其知识目标: (1) 掌握电阻应变式传感器工作原理及测量转换电路; (2) 掌握电阻应变式传感器温度补偿方法; (3) 掌握电阻应变式传感器的应用;其素质目标: (1) 培养自主学习能力; (2) 培养学生文献检索、资料查找与阅读能力。

4 考核评价方案设计

4.1 改革传统对学生的评价手段和方法, 采用过程评价与目标评价相结合的方法。

4.2 进行多元性的评价, 采用课堂提问、技能答辩、单元项目考查、综合项目考核等方式。

4.3 具体考核方式:

(1) 加强过程考核比重。综合成绩由出勤、作业、每章小结、半期大作业、期末考试成绩组成。成绩评定方式为:出勤:10%。作业:20%。每章小结:10%。半期大作业文:占10%。期末集中考试试卷卷面成绩:50%。半期大作业以课程论文或作品形式完成。

(2) 单独采用课程论文或课程设计的方法

学生以3人一组, 确定组长, 选定课程设计题目, 分配任务, 共同协作, 完成课题既定要求。其目标:一是完成设计报告、项目开发报告、说明书等;二是成果分享;三是锻炼学生自学能力和灵活运用所学知识的能力, 写作能力和口头表达能力;四是锻炼学生团队协作精神。

要求:设计报告字数不少于3000字, 采用统一的格式, 毕业论文的结构, 包括封面、中英文摘要、目录、正文、参考文献、附录等环节。文档格式也按照毕业论文的要求排版。

5 改革的主要特色和亮点

5.1 加重对学生的学习过程的考核, 注重学生自主学习的能力

的培养, 以改变部分学生即使通过期末考试, 但并没有真正掌握课程教学内容的情况。

5.2 在实践教学中以“任务驱动”为主线, 将项目策划、任务分解、“教-学-做”和经验总结有机结合。

采用“教师布置项目任务-学生自主策划项目并完成-教师引导学生完成总结-学生撰写项目报告”的模式。加强对学生实验实训过程的真实量化改变原来学生到实验室只以测量几组数据为目的, 实验后却没有几分收获的尴尬现象。

摘要：传感器原理及应用课程是我校电子信息科学与技术、机电一体化、电气工程与自动化等本科专业的专业基础课, 结合我校教学改革, 对该课程的教学内容、教学方式、考核方式等进行了改革和探索。教学效果也得到了明显改善。

关键词：传感器原理,教学改革,教学效果

参考文献

[1]郁有文等.传感器原理与工程应用[M].西安电子科技大学出版社.2003:32-33

[2]张东, 程正富.传感器原理.课程实验教学设计[J], 重庆文理学院学报 (自然科学版) , 2006, 5 (1) :84-85.

3.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇三

【关键词】传感器 CDIO 教学模式

一、引言

我国高等教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师，然而在我国工科的教育实践中存在不少问题，如重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等。国内外的经验都表明CDIO的理念和方法是先进可行的，适合工科教育教学过程各个环节的改革。CDIO代表构思（conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。学院引入CDIO工程教育理念的目的就是要对传统的工程教育模式进行改革。

二、CDIO理念下的教学模式改革

在CDIO理念下的传感器相关课程，主要探讨一种将项目引入到教学中的教学模式。

1、明确学习目标。作为“传感器原理及应用”课程的授课教师，在学生首次接触该门课程时，将一个广阔的视野展示在他们面前，引用生活中鲜活生动的实例、具体的视频播放来冲击和震撼学生，进而进一步激发他们的求知欲和探索的兴趣。因此，作为课程开端的绪论尤为重要，摒弃传统教学中发展历史、发展前景的固定模式，取而代之的是大量的图片和视频展示，既包含大量的实际工程专业信息，又激发学生的兴趣，取得了事半功倍的效果。

2、课堂教学改革。基于CDIO设计理念，根据物联网专业涉及的传感器应用知识和检测非电量的难易程度，设计情境化教学方式，使学生在教学过程中掌握各类传感器选用、测量电路调试等相关专业知识和技能，同时提高学生职业素质和能力。同时，教学手段采用板书与PPT课件相结合的方法，图片、文字、动画以课件形式给出，有利于提高课堂效率，而工作原理推导、分析过程则采用板书形式，以加深印象，突出重要性。此外，计算机辅助教学工具MATLAB、Proteus的运用也必不可少，能更加直观、简洁、生动的反映出各种物理量的测量、显示结果。

三、实验与实践教学改革

以CDIO教学大纲为依据，整合院内所有各系现有实验室、实践资源创建CDIO创新实践平台，支持学生开展不同层次的项目、实验以及创新实践活动，从机制上保证学生创新精神和创新能力的培养；实现实践教学和理论教学的无缝连接。在实验与实践内容上，设计三类实验：一是验证性实验，紧跟理论教学进程，通过该类实验掌握常用传感器的使用和标定方法以及接口电路的设计，独立进行实验数据读取和实验结果分析，着重培养个人能力；二是综合性实验，从教学项目中，挑选了一些设计比较成熟、典型的项目让学生去实践开发，通过课堂外完成的知识积累动手设计实验、交流讨论，完成对实验的综合参数测量，使学生主动去解决实际问题；三是设计性实验，是一个综合性较强的实验课题，要求学生在具备了一定的实验能力的基础上，运用所学的相关知识进行综合分析、设计，用科学的方法来解决实际的问题，完成整个系统的设计和实现，使得传感器的学习有血有肉，和实际的应用实现无缝接轨，这样就增加了课程学习和实验开展的有效性和科学性，培养学生实际工程系统能力。

四、教学效果评价

传统评价方式主要通过最终考试成绩来实现，存在目标单一、内容片面简单化等缺点，而对传感器原理及应用课程本身来说，学习是一个积累、实践、创新的过程。故对学习成果的最终评价，采用闭卷考试占总成绩的50%，平时出勤、协作表现、主动意识等占15%，实验与实践占35%。从CDIO理念的角度出发，这种评价方式可以比较充分地反映学生在学习过程中取得的进展，促进学生学习主动性的形成，起到激励作用。

五、结论

4.传感器原理与应用试题答案1 篇四

中北大学传感器课程考试试题

传感器原理与应用试题答案

（一）一填空（在下列括号中填入实适当的词汇，使其原理成立 5 分）

1．用石英晶体制作的压电式传感器中，晶面上产生的电荷与作用在晶面上的压强成正比，而与晶片几何尺寸和面积无关。

2．把被测非电量的变化转换成线圈互感变化的互感式传感器是根据变压器的基本原理制成 的，其次级绕组都用同名端反向形式连接，所以又叫差动变压器式传感器。

3．闭磁路变隙式电感传感器工作时，衔铁与被测物体连接。当被测物体移动时，引起磁路 中气隙尺寸发生相对变化，从而导致圈磁阻的变化。

4．电阻应变片是将被测试件上的应变转换成电阻的传感元件。

5．影响金属导电材料应变灵敏系数 K。的主要因素是导电材料几何尺寸的变化。评分标准：每填一个空，2.5 分，意思相近2 分。

二选择题（在选择中挑选合适的答案，使其题意完善每题 4 分）

1．电阻应变片的线路温度补偿方法有（A.B.D）A．差动电桥补偿法 B．补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法 C．补偿线圈补偿法 D．恒流源温度补偿电路法

2．电阻应变片的初始电阻数值有多种，其中用的最多的是（B）。A． 60Ω B．120Ω

C．200Ω D．350Ω）。

3．通常用应变式传感器测量（BCD）。A．温度 B．速度 C．加速度 D．压力

4．当变间隙式电容传感器两极板间的初始距离 d 增加时，将引起传感器的（B,D）。

A．灵敏度增加 C．非统性误差增加 B．灵敏度减小 D．非线性误差减小

5．在光线作用下，半导体的电导率增加的现象属于（BD）。A．外光电效应 C．光电发射 B．内光电效应 D．光导效应

评分标准： 345 题回答对一个 2 分，题 A.B.D）1（回答对一个 2 分，两个 3 分，2 题（B）不对没有得分。

三、回答下列问题（每题 5 分，答出原理 3 分，说明 2 分）

1．什么 1/2 桥能提高灵敏度，减小非线性；利用桥路中相邻臂电阻变化相反，对邻臂电阻 变化相同的特点，将两个工作应变片接入电桥的相邻臂，并使它们一个受拉，另一个受压，如图所示，称为半桥差动电桥，半桥差动电桥电路的输出电压为 评分标准： 说明出划线部分的重点意思得 1.5 分，回答完整 2 分

写出平衡条件：1 分

设平衡时 R1=R2=R3=R4=R，又ΔR1=ΔR2 =ΔR 则

得证结论：2 分

可知半桥差动电路不仅没有非线 性误差，而且电压灵敏度也比单一 应变片工作时提高了一倍。谓压阻效应：.固体受到力的作用 后，其电阻率（或电阻）就要发生 变化，这种现象称为压阻效应。

评分标准： 说明 2 分 表达式 3 分

3间 导 体 定 律． 由导体 A、B 组成的热电偶，当插入第三种导体 时，只要该导体两端的温度相同，插入导体 C 后对回路总的热电势无影响。

评分标准： 说明 3 分 表达式 2 分

4.周边固支；压力均布；小挠度。

评分标准：回答三条满分，一条 2 分，两条 4 分，三条 5 分

5．电压放大器：适合高频量测量，更换导线灵敏度要重新标定。电荷放大器：适合高低频量测量，灵敏度与导线长度无关，只与反馈电容有关。

评分标准：（说明：意思相近4 分。若答电压放大器放大电压，电荷放大器放大 电荷不得分。）

四、作图并说明以下问题（每题 6 分 作图 3 分，说明 3 分）作图并说明以下问题1 通常沿机械轴方向的力作用下产生电荷的压电效 应称为“横向压电效应”，评分标准： 说明 3 分 作图 3 分 注意图与说明一致

2． ．当衔铁处于中间位置时，δ1=δ2，初级线圈中产生交变磁 通Φ1 和Φ2，在次级线圈中便产生交流感应电势。由于两边气隙相 等，磁阻相等，所以Φ1=Φ2，次级线圈中感应出的电势 e21= e22，由于次级是按电势反相连接的，结果输出电压 Usc=0。当衔铁偏离 中间位置时，两边气隙不等（即δ1≠δ2），次级线圈中感应的电势 不再相等（即 e21≠e22），便有电压 Usc 输出。Usc 的大小及相位取 决于衔铁的位移大小和方向

评分标准： 说明 3 分 作图 3 分

3． 霍尔电势:

评分标准： 表达式 3 分，作图 3 分，看磁场的 在磁通量 B↑的表示符号与否，个别符号没有表示的适当减 1 分，在，磁通量 B↑的表示符号不在的，不得分。

4.当线圈通入交变电流 I 时，在线圈的周围 产生一交变磁场 H1，处于该磁场中的金属体上产 生感应电动势，并形成涡流。金属体上流动的电 涡流也将产生相应的磁场 H2，2 与 H1 方向相反，H 对线圈磁场 H1 起抵消作用，从而引起线圈等效阻抗 Z 或等效电感 L 或品质因数相应变化。金属体上的电涡流越大，这些参数的变化亦越大。根据其等效电路，列出电路方程

评分标准： 回路方程写出 3 分 作图 3 分光纤位移传感器的工作原理

1、光纤位移传感器的结构及工作原理

评分标准：满分 6 分： 1 结构原理图（2 分）； 2 反射光接收原理示意图 2 分）3 位移与输出电压曲线（2 分）

5.压力传感器原理及应用 篇五

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用

1、应变片压力传感器原理与应用力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。金属电阻应变片的内部结构点击浏览该文件如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示： 式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）S——导体的截面积（cm2）L——导体的长度（m）我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情

2、陶瓷压力传感器原理及应用抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥（闭桥），由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。通过激光标定，传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性，传感器自带温度补偿0～70℃，并可以和绝大多数介质直接接触。陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40～135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV，输出信号强，长期稳定性好。高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。

3、扩散硅压力传感器原理及应用 工作原理 被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，和用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。原理图 点击浏览该文件

4、蓝宝石压力传感器原理与应用利用应变电阻式工作原理，采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成，不会发生滞后、疲劳和蠕变现象；蓝宝石比硅要坚固，硬度更高，不怕形变；蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性（1000 OC以内），因此，利用硅-蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性；蓝宝石的抗辐射特性极强；另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n漂移，因此，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。用硅-蓝宝石半导体敏感元件制造的压力传感器和变送器，可在最恶劣的工作条件

下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比

高。表压压力传感器和变送器由双膜片构成：钛合金测量膜片和钛合金接收膜片。印刷有异质外延性应变灵敏电桥电路的蓝宝石薄片，被焊接在钛合金测量膜片上。被测压力传送到接收膜片上（接收膜片与测量膜片之间用拉杆坚固的连接在一起）。在压力的作用下，钛合金接收膜片产生形变，该形变被硅-蓝宝石敏感元件感知后，其电桥输出会发生变化，变化的幅度与被测压力成正比。传感器的电路能够保证应变电桥电路的供电，并将应变电桥的失衡信号转换为统一的电信号输出（0-5，4-20mA或0-5V）。在绝压压力传感器和变送器中，蓝宝石薄片，与陶瓷基极玻璃焊料连接在一起，起到了弹性元件的作用，将被测压力转换为应变片形变，从而达到压力测量的目的。

5、压电压力传感器原理与应用压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广泛

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。

我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。

压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。

现在压电效应也应用在多晶体上，比如现在的压电陶瓷，包括钛酸钡压电陶瓷、PZT、铌酸盐系压电陶瓷、铌镁酸铅压电陶瓷等等。

压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广泛。

除了压电传感器之外，还有利用压阻效应制造出来的压阻传感器，利用应变效应的应变式传感器等，这些不同的压力传感器利用不同的效应和不同的材料，在不同的场合能够发挥它们独特的用途。

6.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇六

一、考试要求：

课程要求：掌握生物医学传感器基本原理、静态和动态模型和分析计算理论方法；掌握生物医学传感器基本分类和应用；能动手设计基本的物理传感器并分析其机理和提出应用解决方案。

答题要求：答题，思路清晰，条理清楚，按技术点给分。

二、考试内容：

1、传感器的基本概述（传感器定义，基本参数，发展概况）；

2、检测技术数据处理基础，主要包括最小二乘原理的数据拟合方法；

3、传感器特性静态特性，静态特性指标；

4、传感器动态特性，动态模型的数学表示，包括：传递函数，动态响应，传感器的其他基本常识（噪声，干扰，对系统的影响）；

5、压电式传感器：超声换能器，压电效应，逆压电效应，超声医学仪器的应用；

6、压阻式传感器：压阻效应以及压阻系数，压阻器件，相关电路；

7、电磁式传感器，热电式传感器，电阻传感器各自的原理，特点和相互关系；

8、电容、电阻式传感器及其特点和相互关系；

9、生理参数测量中实际的传感器应用，如：血压测量，心音测量，多普勒血流测量，温度测量；

10、运用上述传感器原理综合设计数字医疗仪器设计应用中信息检测传感装置，并分析其特点。

三、考试题型：

名词解释（20%）、计算题（30%）、分析题（30%）、综合设计题（20%）；括号内为该题型大约占比，实际分值以考题为准。

四、参考书目：

7.传感器的原理与应用研究 篇七

关键词：传感器,原理,应用

在智能化控制系统中, 传感器是用来感知、测定各种变化量的重要器件。在新韦式大词典中定义为“从一个系统接受功率, 通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置, 通常由敏感元件和转换元件组成”。

传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应, 诸如压电效应, 磁致伸缩现象, 离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器, 被测信号量的微小变化也将转换成电信号。向传感器提供±15V电源, 激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波, 经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源, 通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈, 得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源, 该电源做运算放大器AD822的工作电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生±4.5V的精密直流电源, 该电源既作为电桥电源, 又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时, 应变桥检测得到的m V级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v±1v的强信号, 再通过V/F转换器LM131变换成频率信号, 通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈, 再经过外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号, 该信号为TTL电平, 既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动-静环之间只有零点几毫米的间隙, 加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内, 形成有效的屏蔽, 因此具有很强的抗干扰能力。

现代社会, 电子设备的普及和数字化, 使得市场对传感器的需求日益增多。传感器已经大量的被应用于交通工具、家电甚至是娱乐机器人之中。笔者通过自身的学习, 选取了车用传感器和温度传感器、热敏传感器来对传感器的应用进行分析阐述。

1 车用传感器

车用传感器近些年广泛应用与汽车上的, 以计算机系统为基础的输入装置, 该传感器可以把汽车行驶时的各类信息, 如速度、各部分的温度、运行情况等, 转化成信号传送给计算机系统, 保障发动机是最佳的运作状态。车用传感器有许多种, 当传感器发生的故障, 不能仅考虑传感器本身, 同时应该考虑发生故障的全部系统。所以, 当检查系统故障的时候, 不单要检查传感器, 而且要检查线路、插口和传感器与其它各不见之间的相关线路。按照传感器的功能, 可以将传感器分为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等功能的汽车传感器。它们各有各的功能。如果其中一个传感器失效, 其对应的设备往往会工作失常甚至停止运行。所以, 传感器多汽车的应用有着举足轻重的作用。笔者以汽车中的压力传感器为例来分析阐述。压力传感器能够依照引擎的负荷状态判断出进气管内的压力值, 然后将其转换成电信号和转速信号共同输入计算机, 当作判断喷油器的喷油度的根据。我国所产的奥迪100型轿车 (V6发动机) 、桑塔纳2000型轿车、北京切诺基 (25L发动机) 、丰田皇冠3.0轿车等都是使用了这类压力传感器。当前被大量使用的是半导体压敏电阻式压力传感器 (图1) 。

2 温度传感器和热敏电阻

目前使用最普遍的传感器为温度传感器, 其中有半导体与红外传感器之分, 同时还包括普通用途的电阻根据温度变化的半导体负温度系数热敏电阻器。许多移动电话与便携式移动设备往往都采用片式热敏电阻器。许多空调器、冰箱等家用电器往往采用的是绕线式或树脂涂敷的微同轴热敏电阻器。在将来, 飞速普及的移动电话也会采用片式热敏电阻器。各类片式热敏电阻器往往是被用作温度补偿措施而使用的。当前, 0603式片式热敏电阻器的普及面也越来越广, 比如绕线热敏电阻等等。而微同轴热敏电阻器当前已经普遍的被各式各样俄空调、打印机等等采用, 并且越来越多的的热敏电阻器正在被许多智能型空调器与温度检测器所采用。红外传感器是能够做到无接触式温度传感。大多数红外传感器则被用来作为工业辐射温度计、耳机式温度计和电场温度计。利用热敏电阻器的新型传感器正在不断被开发出来, 用于楼板或墙壁的检测器、空调器的检测器、电风扇加热器和电冰箱内的食品温度检测器等等。

随着电子技术的飞速发展, 传感器的功能也是日新月异, 相信在今后的日子里, 传感器将被更广泛的应用, 为我们的工作、生活和学习提供更多的帮助。

参考文献

[1]郝永德.基于TMP80PH40的变频控制系统[J].仪器仪表与传感器, 2006 (10) :57～39.

8.氧传感器的工作原理与检修 篇八

【关键词】氧传感器；工作原理；检修

一.发动机氧传感器的类型

汽车发动机燃油喷射系统采用的氧传感器分为二氧化锆（zrO2）式和二氧化钛（TiO2）式两种类型。而常见的氧传感器又有单引线、双引线和三根引线之分，单引线的为氧化锆式氧传感器；双引线的为氧化钛式氧传感器；三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器，原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。

二.发动机氧传感器的构造

二氧化锆型氧传感器由二氧化锆管、起电极作用的衬套以及防止二氧化锆管损坏和导入汽车的带孔护罩等构成如图1所示。

三.氧传感器的工作原理

氧传感器的工作原理与干电池相似，传感器中的氧化锆元素起类似电解液的作用，其基本工作原理是：在一定条件下（高温和铂催化），利用氧化锆骨外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。大气中氧的含量为21%，浓混合气燃烧后的废气实际上不含氧，稀混合气燃烧后生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，但仍比大气中的氧少得多。在排气高温作用下氧气发生分离，由于锆管内侧氧离子浓度高，外侧氧在两个表面电极有氧浓度差，氧离子就从浓度高的一侧向低的一侧流动，从而产生电动势，所以二氧化锆传感器实际为一种容量较小的化学电池，也称氧浓度差电池。 当混合气稀，空燃比大时，排气中的氧含量高，传感器元件内、外侧氧浓度差小，氧化锆元件内、外侧两电极之间产生的电压很低，当混合气浓时，排气中几乎没有氧传感器内、外侧氧浓度差很大。内、外侧电极之间产生的电压高（约1V）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一突变。二氧化锆管内外涂有铂起催化作用，能使排气中氧气与一氧化碳、碳化氢等发生反应，减少排气中氧含量，使外侧铂表面的氧几乎不存在，提高了传感器的灵敏度。 氧传感器的输出特性与排气温度有关，二氧化锆式氧传感器的工作温度在300℃以上。当排气温度低于一定值约时，氧传感器的输出特性不稳定，因此氧传感器一般都安装在排气温度较高的位置。为此，有些车上海装有排气温度传感器，当排气温度传感器的信号达到一定值后，控制单元才根据氧传感器的信号进行空燃比反馈修正。其特点是抗铅；较少依赖于排气温度；起动后迅速进入闭环控制。

四.氧传感器的常见故障

（一）氧传感器中毒

氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。

（二）积碳

由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。

（三）氧传感器陶瓷碎裂

氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。

（四）加热器电阻丝烧断

对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。

（五）氧传感器内部线路断脱

内部线路有虚焊 松脱或者断路。找一个新的氧传感器进行检测，如果故障消失则是氧传感器的毛病，反之，则是线路的问题，需更换线路。

五.氧传感器的检修

（一）分工况检测

氧传感器输出的信号电压（指ECU 导线侧连接器端子对地的电压）应当符合下面的要求——a.点火开关位于ON 位置时，信号电压大约为0V；b.发动机冷机怠速运转时，信号电压大约为0V；c.发动机预热后怠速运转时，信号电压大约为0 V～1.0V；d.发动机预热后加速运转时，信号电压大约为0.5 V～1.0V；e.发动机预热后减速运转时，信号电压大约为0 V～0.4V。

（二）灵敏度检测

起动发动机，让发动机以2500 r/min 的转速运转3min，使氧传感器达到工作温度。发动机继续以2500r/min 的转速运转，同时测量氧传感器的信号电压，如果信号电压在0.1 V～1.0V 之间波动的次数为10 s 内大于8 次，说明氧传感器的灵敏度正常。否则，应当更换氧传感器。

（三）模拟检测

拔下一根发动机的真空软管，模拟混合气变稀，若氧传感器的信号电压下降到0.1 V～0.3V；堵住空气滤清器的进气口，模拟混合气变浓，若氧传感器的信号电压上升到0.8 V～1.0V，说明氧传感器工作正常。如果氧传感器的信号电压不发生上述变化，说明氧传感器有故障，应该予以更换。

六.氧传感器故障的案例

（一）案例

（1）故障现象

一辆丰田LEXUS LS400轿车，已经跑了10万多公里，车主反映车子加速没有以前顺畅，松油门时怠速有轻微的振动，发动机故障灯时亮时不亮，油耗也明显增加。

（2）故障的诊断

读取故障码，故障代码显示为混合气过浓或过稀，从而得到大概的故障部位在进气系统、燃油供给系统、点火系统。可能的主要故障部件为空气流量计、水温传感器、节气门位置传感器、油压调节器、点线圈、高压线、火花塞及氧传感器。本着先易后难的原则逐一进行检测，推断故障所在因为空气流量计、水温传感器、节气门位置传感器都有一个确定的故障码，如有问题，都会被控制单元记录下来，会有故障码读出，根据故障自诊断情况，这些部件都没有故障代码，基本可以确定上诉部件没有故障。而氧传感器是受其它因素影响较多的元件，应该先检测其它的元件，最后检查氧传感器。检发现其余元件没有损坏，问题则出在氧传感器上。

（3）故障的检修

根据电路图，断开发动机ECU与氧传感器的联接，对氧传感器进行检测，测量左右两边的主氧传感器加热元件的电阻，都在5.1～6.3Ω之间，没有问题，接着测量ECU端子HTL和HTR对搭铁的电压在9～14V之间，也没有问题。只有检查氧传感器的工作情况了。按要求装好拆下的拆下的部件，起动发动机，并热车到正常的工作温度，连接诊断插座上的E1和TE1端子，用万用表的正极表棒连接到插座的VF1和VF2端子，负极表棒连接到E1，高怠速（2500r/min）运转2分钟以加热氧传感器，然后将发动机速保持在2500r/min。分别计算电表在0～5V之间的波动次数（正常应在每10秒内波动8次左右），测得的波动次数为零。始终保持在0V，问题可能是氧传感器信号问题。再测量端子OX1、OX2端子跟E1之间的电压在0.5V以下，只有0.1～0.2V（正常应在0.5V以上），这就说明氧传感器不工作，问题终于找到了。由于氧传感器不能正常地把信号反馈给发动机ECU，不能对喷油器的喷油肪宽进行控制和修正，产生混合气过稀、过浓现象，导致出现了前诉问题。最后更换2个氧传感器和火花塞后，试车故障再也没有出现。

七.汽车氧传感器的发展趋势

中国开创性地提出了“新型汽车氧传感器产业” 及替代品产业概念，在此基础上，从四个维度即“以人为本”、“科技创新”、“环境友好”和“面向未来”准确地界定了“新型汽车氧传感器产业” 及替代产品的内涵。根据“新型汽车氧传感器产业” 及替代品的评价体系和量化指标体系，从全新的角度对中国汽车氧传感器产业发展进行了推演和精准预测，在此基础上，对中国的行政区划和四大都市圈的汽车氧传感器产业发展进行了全面的研究。

参考文献：

[1]杨邦朝，简家文，张益康.氧传感器与现代生活[J].世界产品与技术，200l .

[2]杨邦朝，简家文等.氧传感器原理与进展[J].传感器世界，2002 （8）.

9.传感器原理与检测技术考试题B 篇九

1．固体半导体摄像元件CCD是一种（）

A．PN结光电二极管电路B．PNP型晶体管集成电路

C．MOS型晶体管开关集成电路D．NPN型晶体管集成电路

2．差动螺线管式电感传感器配用的测量电路有（）。

A．直流电桥B．变压器式交流电桥

C．差动相敏检波电路D．运算放大电路

3、在以下几种传感器当中（）属于自发电型传感器。

A、电容式B、电阻式C、热电偶D、电感式

4、（）的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。

A、热端直径B、热电极的电导率

C、热端和冷端的温度D、热端和冷端的温差

5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了（）

A、提高测量灵敏度B、减小引线电阻的影响

C、减小非线性误差D、提高电磁兼容性

6．按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（）

A．光电式传感器B．电容式传感器

C．压电式传感器D．磁电式传感器

7．测量范围大的电容式位移传感器的类型为（）

A．变极板面积型B．变极距型

C．变介质型D．容栅型

8．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）

A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片

B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片

D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片

9．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（）

A．电缆的安装与固定方式B．电缆的长度

C．前置放大器的输出阻抗D．前置放大器的输入阻抗

10、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是（）。

A、实心轴B、弹簧管C、悬臂梁D、圆环

11、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是（）。

A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用

C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度

12、以下四种传感器中，属于四端元件的是）。

A、霍尔元件B、压电晶体C、应变片D、热敏电阻

13、下列（）不能用做加速度检测传感器。

A、电容式B、压电式C、电感式D、热电偶

14、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（）。

A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应

15、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用（）。

A、冰浴法B、仪表机械零点调整法C、计算修正法D、电桥法

16.属于传感器动态特性指标的是()

A.迟滞B.过冲量C.稳定性D.线性度

17.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的()

A.线性度越好B.迟滞越小

C.重复性越好D.分辨力越高

18.下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是()

A.自感式传感器B.磁电感应式传感器

C.电容式传感器D.应变式传感器

19．下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）

A．压力B．力矩C．温度D．厚度

20．属于传感器动态特性指标的是（）

A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率

二、填空（每题2分，共20分）

1、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为5 0Ω，则其分度号是CU50，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是镍铬。

2．空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器

3、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在电轴。

4、霍尔元件采用恒流源激励是为了克服霍尔片输入电阻随温度的变化。

5．由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用阴极材料不同的光电管，以便利用光谱特性的灵敏的区段。

6．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出的变化量与输入的变化量的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是 输出比输入。

7．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分用应变式 测力传感器、应变式加速度传感器等（任填两个）。

8．采用热电阻作为测量温度的元件是将温度的测量转换为电阻的测量。

9．电容式压力传感器是变极板间距离型的。

10、传感器由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成。

三、问答题（本大题共4小题，每小题2.5分，共10分）

1.色谱分析仪由那几部分够成？

2.测量误差按规律可分为那三种误差？

3.简述电磁流量仪组成及特点？

4.简述传感器定义。

四、根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？（本题10分）

1、加速度；

2、温度；

3、工件尺寸；

4、压力；

5、流量

五、推导差压式流量计的流量公式，并解释每一项的意义。（10分）

六、已知对某一温度的10次测量值分别为（单位℃）:

75.0175.0475.0775.0075.03

75.0975.0675.0675.0275.08

10.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇十

一、课程内容及特点

在DSP领域, 美国TI(Texas Instruments 公司的TMS320系列 DSP已成为当今世界上最有影响力的DSP芯片 , 约占世界市场份额的 60%左右, [3]其中2000系列作为TI DSP家族三大系列之一, 不仅具 有高速运算和信息处理能力, 而且具有低功耗、高性价比及高外设 集成度等特点, 将实时处理能力与外设功能集于一身, 非常适于电 气设备和自动装置的控制, 符合洛阳理工学院电气工程与自动化系(以下简称 “我系” 所设专业的特点, 因此, 选择TMS320LF240x 系列DSP作为讲授和应用对象。

从授课体系结构看, DSP课程由理论和实验两部分组成, 主要 包括DSP硬件资源、寻址方式与指令系统、程序编写与软件开发、片 内外设的应用设计以及实验环节等。该课程特点如下。[4](1 学时少 , 内容多, 综合性强。大多数高校DSP课程的学时 都安排32~48个学时, 理论教学约为24~32个学时, 实验教学约为 8~16个学时。在计划学时内, 不但要掌握DSP的硬件结构, 学习汇 编语言 , 而且还要学习片内外设的应用设计等, 课时不足, 学生普遍 认为学习难度较大。

(2 实践性强。课程的目标是培养学生DSP应用设计能力, 决 定了教学本身更注重实践环节。但由于受学时和考核方式的限制, 传统教学普遍存在重理论、轻实践的弊端, 忽略了对学生动手能力 的培养。

(3 DSP芯片种类繁多, 更新速度快。不同公司的DSP芯片在 硬件和软件上都存在很大差别, 即使同一公司不同系列DSP的硬件 结构和汇编指令也不尽相同。此外, 大多数DSP技术资料都是英文 文献, 学生不易理解和接受。

因此, 针对DSP课程特点和教学存在的问题, 改革教学内容、手 段和方法, 确定一个科学的教学体系势在必行。

二、教学目标与手段

我系自动化本科专业开设了DSP原理与应用课程, 总学时40学 时, 其中 , 理论教学32学时, 实践教学8学时。该课程安排在大四上 学期, 这时学生大都已经修完 “单片机原理”、“C语言设计”、“数 字电路”、“微机原理” 及 “数字信号处理技术” 等相关课程, 为本 课程的学习奠定了坚实的基础。

教学目标是教育方法的导向, 有什么样的教学目标决定了应采 用什么样的教学方法。DSP原理与应用作为一门重要的专业课, 其 主要任务是使学生掌握DSP芯片的基本工作原理、常用算法、片内 外设的硬件设计及软件编程方法, 基本的开发调试技巧。同时, 通 过课堂教学和实验研究的紧密结合 , 培养学生理论联系实际的思维 方式, 提高他们的动手和实践能力。通过一个系列DSP芯片的学习, 能够举一反三, 学会把握其他系列或其他公司DSP芯片的学习方 法, 为以后使用DSP器件实现复杂数字信号处理算法及相关DSP技 术的研发工作提供必要的专业理论知识和实践技能。

由于DSP课程学时少、内容多, 在教学安排时务必做到精炼, 并 且能反映知识学习与能力培养的有机结合。理论教学应根据不同内 容采用不同的方式来组织教学, 以多媒体为主, 板书为辅, 并结合 操作演示和实物等多种教学手段。[5]对于DSP硬件结构和片内外设 的基本工作原理等内容, 采用多媒体为主, 对于难点和重

点, 教师 可通过板书进一步演示、讲解和推导, 加深学生印象。在课件制作 中 , 应对内容进行提炼和剪裁, 做到简明扼要, 突出重点, 尽量避免 课本的重复和大量文字的堆砌, 可通过多媒体动画的演示, 使授课 内容变得通俗易懂。在介绍CCS集成开发环境时, 可将理论教学搬 进实验室, 教师进行多媒体演示, 学生进行同步操作;对于DSP片

DSP原理与应用教学方法研究与探索 王 燕 姚惠林

摘要:DSP原理与应用是一门工程性和实践性都很强的综合性课程, 但由于该课程具有学时少、内容多、知识面广等特点, 传统教学普遍存 在重理论、轻实践的弊端。因此, 为改善教学效果, 培养有技术、有创新能力的应用型人才 , 从改革教学手段、教学内容和教学方法入手 , 激发学 生学习的热情与信心, 提高学生动手能力和实践水平, 为实现复杂数字信号处理算法及相关DSP技术的研发 工作提供必要的专业理论知识和实 践技能。

关键词:DSP;课程特点;教学手段;教学方法

作者简介:王燕(1981-, 女, 河南驻马店人, 洛阳理工学院电气工程与 自动化系, 讲师;姚惠林(1964-, 男 , 湖北荆州人, 洛阳理工学院 电气工程与 自动化系, 副教授。(河南 洛阳 471023 中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011 14-0082-02 DOI编码:10.3969/j.issn.1007-0079.2011.14.042 课程教材 总第201期

内外设的应用设计 , 可用多媒体展示硬件设计的原理图及软件流程 图, 并结合TMS320LF2407实验开发板进行讲解, 使学生对DSP外 设的应用设计形成直观和系统的认识。

三、教学方法研究与探索 1.采用比较式教学方法

考虑到单片机与DSP器件有相似之处, 在讲解时应注重这两者 的区别和联系, 以增强教学效果。已选修过单片机的学生对单片机 的体系结构与软硬件设计都有一定的认识和轮廓感, 在学习DSP时 会不自觉地进行比较理解, 能较快地接受和进入新课程的学习。比 如中断系统的学习, 单片机和DSP的很多基本概念、原理及使用方 法都是相似的, 如中断向量、中断优先级、中断标志及中断屏蔽等, 有了单片机中断系统学习的基础, 学生就很容易理解DSP的中断系 统, 因此, 讲授的重点应放在它们之间的区别上。(1 在中断服务 程序的末尾, 必须安排一条返回指令 , 单片机用的是RETI指令;而 DSP是RET指令。(2 单片机和DSP都有一个中断总开关位, 在主 程序的初始化中 , 必须把中断总开关位打开 , CPU才能开放中断, 单 片机是通过写1(SETB EA 来使其中断;而DSP2407则是通过写0(CLRC INTM 实现。

2.采用分组讨论式教学方法, 摆脱以往以教师为中心 , 学生被动 接受知识的传统教学模式。

对于DSP片内外设的应用设计 , 可给出一个具体示例, 把学生分 成若干小组进行讨论。具体问题能激发学生强烈的好奇心与求知 欲, 对增强学生获取知识的主动性以及培养独立解决问题的能力是 非常有效的。

如介绍CAN控制器模块时, 在讲解CAN模块基本原理、相关 寄存器及发送接收操作后, 结合教师参与过的科研项目——基于 CAN总线通信的果蔬采摘机械手控制系统, 把采摘机械手收获果 蔬的相关视频短片作为辅助教学, 激发学生的学习热情, 让学生 对CAN总线形成一个真实的感知认识, 最后再分组讨论如何从硬 件和软件两方面实现机械手各关节和上位机的CAN总线通信。讨 论结束后, 教师对结果进行补充、修正、评价和总结。这样不仅可 以激发学生自主学习的主动性, 还可以进一步培养他们的团队合 作精神。

3.弱化教学难点, 突出应用能力的培养

在DSP教学中, 汇编语言的学习一直是一个难点, 它的指令系 统比单片机要多很多, 即使同一公司, 不同DSP之间的指令也不尽 相同, 若像讲解单片机指令时逐条讲解, 不但会使学生产生畏难心 理, 而且难以达到预期的教学目的。因此, 只介绍一些简单常用的 指令 , 其他指令不要求马上掌握, 而是在需要时再去查找指令手册, 这样经过反复查找, 一些常用指令就被学生自然而然地掌握了。即 使这样, 要在较短时间内学会编写一个完整的汇编程序 , 对学生来 说还是很困难的;相比而言 , C语言的学习要简单得多, 因为大多数 学生都有C语言编程的基础。但在用C语言开发DSP程序时, 可能会 遇到一些对实时性要求较高或需要对DSP的底层资源进行操作的 场合 , 这时就会给开发带来一定的难度, 而且对于某些操作, C语言 根本无法实现, 如对INTM、OVM、CNF等位的操作, 如果把C语言 和汇编语言结合起来, 程序主体由C语言来控制;对实时性要求较 高或需要对DSP底层资源进行操作的代码用汇编语言实现, 如FFT 算法的编程, 这样可以使二者取长补短, 相得益彰, 达到对DSP软硬 件资源的最佳利用的目的。

4.加强和引导学生动手能力的培养, 突出实践教学在DSP教学中 的重要地位 DSP课程强调培养学生DSP应用系统的设计能力, 但由于实践 教学仅有8学时, 除去2学时的CCS集成开发环境配置实验, 实验学 时只剩下6学时, 远远不能满足实践教学的需要。

因此, 把实践教学扩展到12学时, 在实验内容上, 仅安排了基础 性实验, 夯实基础很重要, 只有在熟练掌握基础性实验以后, 才能 更好地引导学生根据自己的兴趣和研究需要进行综合实验和创新 实验。

基础实验主要有 :事件管理器模块中的定时器实验、PWM脉冲 实验及正交编码电路实验;A/D转换、串行通信接口和CAN通信实 验、快速傅里叶变换实验等。目的是让学生掌握软件调试工具CCS 的使用方法, 加深对理论课程的理解, 熟悉DSP片内外设的软硬件 设计方法。

但仅凭12学时实验尚无法实现让学生精通设计DSP系统应用, 因此, 还应鼓励有兴趣的学生在课余时间自行设计实验, 增加学生 自主学习和实践的机会。

另外, 在实验时间安排上, 也摒弃以往课程结束集中实验的做 法, 而是采取按照课程进度合理安排实验, 让实验贯穿于理论学习的全过程, 使实验对教学起到提纲挈领的作用。

四、结束语

通过对DSP课程的教学改革与实践, 大大提高了学生学习的积 极性和主动性, 教学效果明显改善, 但在课程的教学过程中仍然存 在很多问题和不足有待改善, 这就要求教师在以后的教学中不断 更新教学理念, 改革教学内容与方法, 切实培养学生实践和创新能 力, 为今后深入学习和应用DSP打下扎实的基础。

11.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇十一

关键词：传感器；检测技术；实验教学改革；应用型人才培养；教学效果

中国分类号：G642.0 文献标识码：A

一、引言

《传感器与检测技术》作为自动化、测控技术与仪器及电子信息工程等专业的专业课程，具有很强的实践性和应用性，同时传感器实验教学是整个教学环节中的一个重要组成部分。长期以来，理论教学重于实验教学的观念根深蒂固，影响了传感器教学的效果，为适应应用型人才培养目标，传统的传感器实验教学迫切需要改革。

二、传感器实验教学中存在的主要问题

1.实验项目验证性多于设计性和综合性

目前，我院使用的传感器实验装置是由浙江天煌提供的型传感器实验箱，所提供的实验项目大多为验证性实验，设计性、综合性的实验内容较少。比如电阻应变式传感器、电感式传感器、电容式传感器、霍尔式传感器、热电阻传感器和光电式传感器等，用来验证传感器的工作原理、被测量与电量之间如何转换；学生通过实验了解传感器的物理效应，比如，电阻应变式传感器，当施加压力时，传感器的电阻发生变化，通过测量电路，转换成电压输出，这样的实验，与实际工程相差甚远。工程中，需要的是传感器的参数、特性和使用方法等，以至于学生没有更多的实践空间，与工程实践脱节严重。

2.实验内容单调

目前，我院使用的传感器实验箱对学生的开放程度比较低，传感器的测量电路学生很少接触到，不涉及或很少涉及传感器的安装、接线和信号处理等，学生只是进行简单的接线，记录实验数据，对实验原理和方法根本不去关心，这种通过实验箱完成的以验证性实验为主的实验方式不利于培养学生实验的积极性和动手能力；有时传感器实验模块出现故障时，学生会比较感兴趣，想拆开看看里面到底是什么结构，经过仔细研究会发现里面的电路比实验本身要有趣得多。而且，大多数实验项目的都是测量压力、位移和温度等，对于振动、转速等不能测量，实验项目比较单一。根据目前培养方案的实验学时分配，实验项目主要集中在压力、位移和温度的测量，比如位移的测量，虽然不同的传感器原理不同，但实验操作步骤及接线相似，对学生动手能力没有提高，限制了学生的创新思维。

3.教学方式单调枯燥

传统的传感器实验教学是注入式的，从实验原理、步骤、实验注意事项，都面面俱到地由老师讲解，然后学生被动地按老师的演示方法进行实验操作。这使学生处于被动的学习状态，甚至有的学生做完后还不知道做这个实验为什么这样做，扼制了学生学习的主观性、创造性，阻碍了学生的全面综合素质的培养，实验效果一般。

4.实验考核手段单一

传统的实验教学中，学生实验成绩是按照实验报告完成情况进行考核，包括实验预习、实验操作步骤、实验结果及数据处理等，存在同学之间互相抄袭的问题，不能够真实反映学生对实验掌握的真实水平。为了激发学生实验的积极性，将实验成绩计入学生的平时成绩，占30%～40%。

三、传感器实验教学改革的应对措施

1.深化传感器实验教学改革，着力培养学生动手能力

根据传感器实验教学存在的问题，对目前的传感器实验教学进行全面改革：从教师的教学观念，到学生的实验的目的等各方面都要认识到传感器实验在传感器教学中的重要性，在实际实验教学中不断培养学生独立的操作动手能力。总体上说，注重引导，使学生普遍对实验重视程度提高，能主动预习准备实验，甚至带着问题进实验室。

2.改革传感器实验教学的内容及方法

（1）实验教学内容的改革

为使学生通过实验，掌握传感器的基本原理，巩固教学内容；在实验教学过程中除了要求学生得出实验数据外，还要求对数据进行处理，包括非线性误差、灵敏度的计算及思考题的分析等。同时，开发设计性实验项目，如电子秤，对电子秤标定时要反复调节差动放大器增益电位器Rw3及零位电位器 Rw4，直至托盘空时电压表显示为0V，200g砝码时显示为0.2V，反复调节最终是可以达到要求。

（2）实验教学方法的改革

在实验教学方法上，要注意因材施教，采用启发式教学方法。实验课前要求学生预习，课上根据具体实验项目的特点，可以不进行演示实验，只简单介绍传感器的结构、原理，注意事项，让学生自己动手操作，发挥主观能动性。教师对学生操作过程中存在的问题进行指导，并对测量结果进行验收。比如在做差动变压器零点残余电压测试实验时，学生调不出来零点残余电压时衔铁对应的位置，这时老师可以提问学生，差动变压器衔铁向两个方向移动，输出电压的大小和相位都是怎么变化的，明白了移动方向不同，相位不同，就能够根据示波器上的波形判断出什么位置时的输出电压是零点残余电压。通过像这个实验一样的实验教学方法改革，我们认识到如果在每次实验指导中都能够采用启发式的方法引导学生，那么学生就能够举一反三，还能激发学生的学习兴趣。

3.改革课程考核方法

学生通过实验不仅能很好理解理论知识，还可以培养学生的动手、创新能力。因此，将实验成绩考核定位在是否理解并灵活应用所学知识以及鼓励创新实践的过程，而不仅仅是结果正确与否。以实验课的上课经验，采用当面验收的方式，通过演示和口头介绍展示实验过程，学生完成实验报告。实验成绩包括学生的实验操作过程、实验数据的测量；同时为了确保实验数据的真实性，要求每组学生提交一份实验数据，由指导教师确认后成绩才有效。

四、传感器实验教学改革效果分析

通过传感器实验教学方法的改革实践，改革的目的就是要让学生感觉到每一个实验都是一次挑战，必须要有充分的准备、细心的操作和灵活的思维。每一次实验的完成，不仅要让学生的实验能力得到充分的训练和提高，更重要的是要激发学生的主观性和创造性。

实践证明：改革传统的教学方法，采用启发式教学法进行实验教学，能很好地激发学生的学习的兴趣，明显提高教学效果。

参考文献：

[1]邓长辉.传感器与检测技术 [M].大连：大连理工大学出版社，2012.

[2]周杏鹏.现代检测技术[M].北京：高等教育出版社，2010.

[3]李晋尧.传感器与检测技术课程教学方法改革[J].教育教学论坛，2012（35）.

[4]孙传友.现代检测技术及仪表[M].北京：高等教育出版社，2012.

作者简介：

12.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇十二

《传感器原理及应用》是测控技术与仪器专业一门重要的专业主干课, 内容涵盖各类传感器的工作原理、基本结构、相应的测量电路, 以及在各个领域中的应用。该课程是一门学科交叉、内容综合的课程, 涉及的知识面广、内容多、跨度大、需要理论结合实际, 仅采用传统课堂教学模式已经不能满足当前教育发展的需求。随着计算机技术的发展和互联网时代的到来, 基于WEB的网络教学得到了越来越广泛地应用, 使用教学网站能够跨越时间和空间的限制, 是对课堂教学的有效补充。网站可以充分利用网络的实时性、普及性和便利性, 提供一种有效的手段, 来引导学生进行自主学习, 利用文本、动画、声音等多种多媒体的有效组合, 帮助学生更好地理解该课程的重点与难点, 激发学生自主学习的积极性, 培养学生的想象力, 提高学习的效率和效果, 同时还能够实现优质教学资源的网络共享。

我校目前已经建立起集开放性、共享性、交互性为一体的《传感器原理及应用》课程网站, 并在全国多媒体大赛中获奖, 受到了老师和学生的广泛好评。

二、网站建设的开发工具及运行环境

本网站的开发工具为Dreamweaver、ASP和ACCESS数据库。Dreamweaver是一款著名的网页编辑器, 它提供的网站管理、所见所得、CSS设计工具、设计模板等为网站开发人员带来了许多便利。ASP (Active Server Page) 意为“动态服务器页面”, 它是微软公司开发的代替CGI脚本程序的一种应用, 它可以与数据库和其他程序进行交互, 是一种简单、方便的编程工具。采用ASP开发的网站具有开发效率高、运行速度快、扩展性好等优点。网站结构采用的是B/S (Browser/Server) 浏览器/服务器结构, 以IIS为系统运行服务器。

三、网站结构总体设计

网站主要包括两大部分:一是前台系统, 即访问者能看到的页面, 另一部分是后台管理系统, 用于管理员对整个网站的管理维护。

1. 网站前台。

该网站的首页如图1所示。首页有课程简介和相关链接, 通过课程公告发布最新的课程信息。网站主要内容以菜单方式展示, 操作简便, 包括课程概况、教学纲要、理论教学、实践教学、素材资源、师生互动等模块。

课程概况模块由课程介绍、课程特色和师资队伍三部分组成。

教学纲要模块提供了教学大纲和电子教材。在教学大纲中介绍了该课程的教学目标, 阐述了各章节的知识点、突出重点和难点。

理论教学模块是整个网站的主体, 分为教学视频、教学课件和题库三部分。教学视频栏目中提供了课程上课录像。教学课件既支持在线观看, 也可下载到本地。每一章都按照学习目标、课程内容、典型习题和课后作业四部分组织内容, 规整清晰, 能够在教学过程中营造和谐、生动的教学情境, 激发学生乐学的心理需求, 具有较好的互动性。课件中引入了大量的动画和图片, 将抽象、复杂的课程内容用生动的多媒体图像、动画表现出来, 使学生可以更直观地理解教学内容, 有效提高学生的专业知识和实际工程水平。教学课件使用了i Spring软件, 这是一款Power Point转Flash工具, 可以轻松地将PPT演示文档转换为对Web友好的Flash影片格式, 转换的同时将会保留原有的可视化与动画效果。Flash格式的最大特点是体积小巧、易于分发, 兼容所有的操作系统和浏览器等。题库部分分为分章习题、课程试卷、在线测试, 以便学生对学习效果进行自我评价。

实践教学模块是本网站的特色之一, 结合社会需求精选了电子秤、玻璃破碎报警器、自动水龙头等10个案例, 选题贴近学生的实际生活, 符合教学目标与需要, 富有代表性。通过项目化案例教学模式, 引导学生积极思考, 培养学生解决实际问题的能力。虚拟实验室为开设虚拟实验课程提供了全新的教学环境, 充分应用多媒体丰富直观的表达形式, 可以通过“向导”方式起到示范作用, 学生也可以在虚拟实验台上动手操作, 便于学生对实验的充分理解和掌握, 同时具有利用率高、易维护等诸多优点。此外, 实践教学模块还包括实验指导书、实验室介绍等内容。素材资源模块中包括动画资源、视频资源、拓展知识和生产厂商介绍四部分, 力求提供大量与本课程相关的课外文字、图片、音视频等资源, 供给学生课外学习。师生互动模块是一个BBS论坛, 由学习资料、疑难解答、在线讨论和灌水区四个板块组成。

2. 网站后台。

为了提高网站后期维护的便利性, 我们制作了后台管理系统, 主要包括用户管理和内容管理。用户管理即对后台管理用户进行添加、删除和编辑。内容管理即对网站中所有的文章进行修改、增加和删除。图2为管理员登陆后的网站管理系统界面。

四、该网站在教学中的应用

《传感器原理及应用》教学网站目前已经投入运行, 取得了较好的教学效果, 主要体现在以下三方面。一是实现了优秀资源的共享。网站提供了教学视频、教学课件、例题、试题、动画、拓展知识等大量的内容, 是对课堂教学内容的有效补充, 全面提升了课堂学习的效率。二是体现了“主导—主体相结合”的教育思想。网站中既有针对教师的功能完备的“授课模块”, 同时也对学生的“自主学习模块”给予了较多的关注。学生可以在课余时间进行自主学习, 有利于调动学生的积极性, 变被动学习为主动学习。教师从知识的灌输者变为学生的帮助者和学习伙伴。三是为师生提供了交流互动的平台。通过该网站教师和教师可以对教学中遇到的问题进行探讨, 学生和学生之前可以互相交流学习的心得体会, 老师可以为学生进行答疑和进行课程交流。

五、结束语

通过《传感器原理及应用》课程教学网站的设计和实现, 有效地拓展了课程的教学时空, 提高了课程的教学质量和效果, 有利于学生学习积极性的提高和综合能力的培养。

参考文献

[1]王月娥, 邱治金, 何远虑.基于测控专业特色的《传感器》网络课程建设[J].科技创新与应用, 2012, 2:243.

[2]张芳《.大学英语》精品课程教学网站建设与实现探究[J].鸡西大学学报, 2010, 10 (4) :68-70.

13.浅析探究式教学模式的原理与应用 篇十三

浅析探究式教学模式的原理与应用

作者：江金兰 祝小红

摘 要：探究式教学是指在教室指导下学生通过探究过程主动获取知识、发展能力的实践活动，有利于突出学生的主体性，培养学生的实践能力和创新意识。本文通过对探究式教学的内涵与特征的理解，分析了探究式教学的原则以及探究式教学在专业基础课中应用的典型模式。

关键词：探究式教学 主体性 模式

中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）10-0029-02现代教育理论认为，学校教育应着眼于教会学生如何学习，培养他们自主学习的能力，夯实他们终身学习的基础。这就意味着在教学过程中，教师的教学理念、教学方式和角色要发生根本性的变革，学生的学习方式也随之改变。教师从单一的讲授式转变为多形式的启发、提问、指导、参与讨论和评价，学生从一味的接受知识到自主参与探究。探究式教学模式将建构主义思想和探究式为中心的教学思想有机的结合，充分体现了现代教育理论的思想，国内外教育研究者积极的将其教学理论引入实践中。

一、探究式教学的内涵与特征

探究式教学强调的是以学生为中心，通过学生自行查找资料、调查和实验的方法解决问题，强调通过小组合作学习促进学生对科学概念的理解和知识的建构，达到培养创新型、应用型人才的目的。探究式教学模式实行启发式和探究式的教学方式，能够调动学生的积极性，变知识的单向传输过程为教师引导下师生共同探索的过程，且把讲授的重点由单纯讲授知识本身转向同时获得知识的方法和思维方法，体现了以学生为中心、激发学生思维的探究性教学方式，也体现了由中国传统教学理念“授人以鱼不如授人以渔”向“授人以渔不如授人以渔场”的可持续理念的升华，利用学生已有的经验背景，通过创设问题情境，实现激活学生的创造力和自主建构知识的目的。

1.学生通过自主探究过程获取知识

专业基础课程不仅具有很强的理论性，同时也具有很强的实践操作性，极有必要通过动脑、动口、动手来提高学习效果。学生通过观察、测量、收集、组织和统计分析数据或资料等探究活动，可以使学生把科学知识的学习与科学方法的训练结合起来，将所学知识用于解决新问题，可以使学生对科学、技术、社会的关系等问题有切身的认识和体验。

2.培养学生的探究能力

学生通过观察发现问题，在实验中学会实验操作的技能和方法，学会对数据分析，通过思考讨论得出初步结论，并可计划进一步的行动，在不断的探索过程中增长知识，最终形成善于发现问题、善于寻找规律，善于找到解决问题的方法的探究能力。

3.培养探究未知知识的积极态度

探究过程中有独立的操作、思考、也有集体的分析讨论，既给予学生独立思考、自我钻研、自我决策的机会，又要在讨论中强调对旁人观点进行思考分析，强调尊重科学事实的态度，以及依据事实批判的思考态度。这种既重视个性发展，又重视集体合作的民主氛围有利于学生的身心健康和自我发展。

二、探究式教学的原则

1.探索性原则

通过实验、调查、观察、搜集和处理信息、表达与交流等探索活动自主、独立的发现问题，获得知识、技能、情感与态度的发展。贯彻探索性原则，引导学生主动参与、乐于探索、勤于动手、逐步改变学生的学习方式。

2.主体性原则

教学中应尊重和发展学生的主体意识和主动精神，把学生视作学习的主人。强调教师指导的转化作用，突出学生在教学过程中的主体地位和能动作用。

3.民主性原则

探究式教学模式重视学生内心需求，尊重学生，改变学生被动接受的状态。教师与学生是合作学习的关系，实现教学民主，让学生真正成为学习的主人。

4.发展性原则

在学习化现代社会中，只有具备终身学习能力和自主发展能力的人，才能适应社会并创造未来。探究式教学模式以促进学生各方面的发展，尤其是思维能力的发展为出发点，让学生不仅“学会”，而且“会学”，不仅给学生知识，还给学生打开知识宝库的钥匙，使学生学会学习。

5.合作性原则

合作性是个人与个人、群体与群体之间为达到共同目的，彼此相互配合的一种联合行动。

杨振宁博士指出，在信息社会，没有人们的共同参与、相互合作，任何重大发明创造几乎都是不可能的。在教学中我们要注重培养学到的合作意识和合作能力。

三、探究式教学的典型模式

探究式教学没有固定的模式界定，并非是一成不变的，探究教学根据学习者身心发展特点、具体教学内容与教学目标、学习生活环境的不同作出适当调整，若执意追求探究教学过程的完整性，只会让教师和学生疲于对待模式的套用，陷入形而上学的怪圈。目前为止，5E循环教学模式和萨奇曼探究训练模式是较为成功的两种探究式教学模式。

1.5E循环教学模式

5E循环教学模式是以建构主义理论为支柱建立起来的，它重点强调教师对学生先行知识结构框架的建构，学生应用已有知识框架主动去探寻知识内容和师生之间合作的能力。其教学模式包括：吸引（engagement）、探索（exploration）、解释（explanation）、加工（elaborationj）、评价（evaluation）。

1.1 1E吸引（Engagement）：在此环节中，需要教师对学生、对教材、对教技有良好的把握，通过教学情境的创设引起学生认知冲突，激发学生学习兴趣，引出教学任务。

1.2 2E探索（Exploration）：教师通过创设教学情境，调动学生主动性，让学生主动投身到探究活动中，引导学生对问题进行正确的分析，探析问题的本质，探索问题真相。

1.3 3E解释（Explanation）：探索活动后，教师有序组织学生对问题展开讨论、交流各自观点，帮助学生建构知识体系，掌握实践技巧，注重讨论交流中学生思维能力的培养。

1.4 4E加工（Elaboration）：此过程应注重理论的延伸与实践的结合，教师应创设新问题情境，扩展、加深学生对概念的理解及应用，尝试将所学知识返作用于实践。

1.5 5E评价（Evaluation）：教学过程中教师应及时准确地对学生各方面的发展进行评价。此外，组织学生开展自我评价，人人评价等活动，有助于学生的自我发展及自我价值的肯定。

2.萨奇曼探究训练模式

美国教学法专家理查德·萨奇曼认为，人具有天生的对陌生的事物或是疑难问题本能地进行研究的倾向，这是一种内在的心理探究欲望。教学应利用学生的这种天生的内在冲动，帮助学生掌握科学探究的过程和方法，以此来获得或创造新知识，培养学生的独立学习和研究的能力。萨奇曼认为，帮助学生进行探究的最好方法是训练，即促使学生对“为什么事情会如此这般地发生”产生强烈的疑问，并能合乎逻辑地获得资料和加工资料，进行创造性的思考，找到“为什么事物就像现在这种样子”的答案。通过这些步骤的训练，学生会逐步掌握整个探究的过程和方法，从而形成了以“探究训练”为特征的探究训练的教学模式。萨奇曼的教学模式目的在于让学生掌握科学家用以组织知识、形成原理的各种方式，教会学生进行科学探究的一般程序及掌握探究的某些技巧。因此，基本上遵循着“问题-假设-验证-结论”这样一种程序，这一模式还注重让学生掌握科学探究的过程，因此他需要在获得结论的基础上进一步反思，其训练过程分为五个阶段。

2.1提出问题，即教师根据设置的问题情境提出能使学生产生探究欲望的问题，并提出解决问题的方式。

2.2搜集资料，即学生根据教师的问题提出假设，通过提问，教师用“是”或“否”回答，由此搜集资料。

2.3验证假设，即学生对所获得的资料进行解释推理，以验证先前提出的假设。

2.4系统解释，即在验证假设的基础上，学生将搜集到的资料与假设联系起来，作出系统的解释。

2.5得出结论，即系统解释能说明所有现存的而无需修改时而得出结论。参考文献

14.传感器原理 试题 篇十四

1、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为，当测量100℃ 时的示值相对误差为。

2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。

3、传感器由、、三部分组成。

4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。

5、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对

于镍铬-镍硅热电偶其正极是。

6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。

7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。

二、选择题(30分，每题2分)

1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。

A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式

2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。

A、热端直径B、热端和冷端的温度

C、热端和冷端的温差D、热电极的电导率

3、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。

A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应

4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。

A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变

C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变

5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入，可测得最大的容量。

A、塑料薄膜B、干的纸C、湿的纸D、玻璃薄片

6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了

A、提高测量灵敏度B、减小非线性误差

C、提高电磁兼容性D、减小引线电阻的影响

7、当石英晶体受压时，电荷产生在。

A、Z面上B、X面上C、Y面上D、X、Y、Z面上

8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。

A、悬臂梁B、弹簧管C、实心轴D、圆环

9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。

A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用

C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度

10、减小霍尔元件的输出不等位电势的办法是。

A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥调零电位器

11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为。

A、20dBB、1 dBC、0 dB12、发现某检测仪表机箱有麻电感,必须采取措施。

A、接地保护环B、将机箱接大地C、抗电磁干扰

13、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了测量方法。

A、微差式B、零位式C、偏差式

15、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。

A、计算修正法B、仪表机械零点调整法C、冰浴法

三、证明热电偶的参考电极定律：EAB（t,t0）= EAC（t,t0）-EBC（t,t0）,并画出原理图（本

题10分）

四、有一额定荷重为20×103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V。

激励源电压为12V，求：

1、在额定荷重时的输出电压Uom,2、当承载为5×103N时的输出电压Uo。(本题10分）

六、已知待测拉力约为70N左右，现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量范围为0∽500N；

另一只为1.0级，测量范围为0∽100N。问选用哪一只测力仪表较好?为什么?(写出计算过

程)(本题10分）

参考答案

一、填空题：

1、±1℃，±1%

2、1．5倍

3、敏感元件、传感元件、测量转换电路

4、NTC突变

5、CU50，镍铬

6、减小温漂

7、偏位式

8、干扰源，干扰途径，敏

感接收器

9、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离

10、X面

二、选择题

1、C2、C3、C4、B5、D6、D7、B

8、C9、C10、C11、C12、B13、B14、C15、C

四、24 mV，6 mV

五、K拨至1位，反复调节R0，使仪表指示为0，K拨至3位，反复调节RF，使仪表指示

为满偏，K拨至2位，进行测量。

六、选用1.0级，测量范围为0∽100N的测力仪表。

一、填空（本题共39分，每空1.5分）

1、传感器由、、三部分组成。

2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的倍左右为宜。

3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差

为，当测量100℃ 时的示值相对误差为。

4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。

5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。

6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。

7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。

8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶

其正极是。

9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件起

来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件起来。

10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。

12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。

14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC组成的电阻补偿网络，其目的是为了。

二、选择题（本题共30分，每题2分）

3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中。

A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变

C、电感是变量，电容保持不变D、电容和电感均保持不变

4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了测量

方法。

A、微差式B、零位式C、偏差式

5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了

A、提高测量灵敏度B、减小引线电阻的影响

C、减小非线性误差D、提高电磁兼容性

10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。

A、冰浴法B、仪表机械零点调整法C、计算修正法

11、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。

A、提高灵敏度B、将输出的交流信号转换为直流信号

C、使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的幅度和相位

12、要测量微小的气体压力之差，最好选用变换压力的敏感元件。

A、悬臂梁B、平膜片C、弹簧管D、膜盒

13、以下四种传感器中，属于四端元件的是。

A、霍尔元件B、压电晶体C、应变片D、热敏电阻

14、下列不能用做加速度检测传感器。

A、电容式B、压电式C、电感式D、热电偶

15、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的。

A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应

三、我国的模拟仪表有哪些精度等级？现欲测量240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V的电压表，其精度应选哪一级？若选用量

程为500V的电压表，其精度又应选哪一级？（本题10分）

四、热电偶参考电极定律有何实际意义？以知在某特定条件下材料A与铂配对的热电动势为13.967mv, 材料B与铂配对的热电动势为8.345mv,求出在此特定条

件下材料A与B配对后的热电动势？此时哪种材料为正极？（本题10分）

五、根据你所学的传感器相关知识，请分别列出下列物理量可以使用什么传感器来测量？（本

题11分）

1、加速度：

2、温度：

3、工件尺寸：

4、压力：

参考答案

一、填空题：

1、敏感元件、传感元件、测量转换电路2、1．5倍

3、±1℃，±1%

4、NTC突变

5、X面

6、减小温漂

7、偏位式

8、CU50，镍铬

9、并联，串联

10、增大

11、屏蔽，浮置，接地，滤波，光电隔离

12、应变效应

13、干扰源，干扰途径，敏感接收器

14、温度补偿

二、选择题

1、C2、D3、B4、B5、B6、A7、C8、C9、A10、C11、D12、A13、D14、C15、C

三、0．10．20．51．01．52．55．0

选用量程为250V的电压表，其精度应选0．5级，选用量程为500V的电压表，其精度应选0．2级

四、大大简化了热电偶的选配工作，5．622 mv，A为正极

五、1、电阻应变片，电容等

2、热电偶，热电阻等

3、电感，电容等

4、压电，霍尔等

二、如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路，图中R2=R3=R是固定电

阻，R1与R4是电阻应变片，工作时R1受拉，R4受压，ΔR=0，桥路处于平衡状态，当应变片受力发生应变时，桥路失去平衡，这时，就用桥路输出电压Ucd表示应变片变后电阻值的变化量。试证明：Ucd=-（E/2）(ΔR/R)。（10分）

证明：

15.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇十五

一、理论知识化抽象为具体

(一) 课堂上应避免“照本宣科”。

单片机的基本概念和基本理论都非常抽象, 理解起来非常困难, 这一点对于大学生来讲尚且如此, 更不用说中职学生了。为此, 针对学生的特点应在讲授中尽量使知识形象化、生动化, 可举一些学生比较熟悉和感兴趣的例子来类比单片机的概念和理论。比如, 在讲单片机的结构时, 可以把CPU比喻成人的大脑, 把眼睛比喻成输入设备, 嘴比喻成输出设备等, 这样学生就很容易地明白单片机内部结构的作用;在讲解存储器时, 把存储器类比作一排排标有序号的库房, 既讲清了存储器又为后续课程中的寻址方式做好了铺垫;讲解中断处理过程时, 让学生自己体会从事的工作被打断时都需要做怎样的处理才能保证以后能继续被打断的工作, 从而使学生比较容易地理解中断源、中断优先级及中断响应和中断请求撤除等知识点。采用这种方法, 既能使学生轻松地理解知识, 又能活跃课堂气氛。恰当的类比是降低新知识难度和提高学生学习兴趣的有效方法, 而富有情感色彩的课堂教学, 更能激起学生相应的情感体验, 增强他们的理智感。

(二) 优化整合教学内容, 改革教学方法。

由教材安排的章节能看出, 重难点比较集中, 学生掌握起来比较吃力。为此, 可将各知识点重新进行整合, 利用“项目驱动法”来分散难点。所谓“项目驱动法”是指在教学过程中, 以完成一个个具体的项目为线索, 把教学内容隐含在每个项目中, 让学生通过完成项目来学习相关的知识和技能。

(三) 分层教学法, 创造成功的机会, 增强学生自信心。

“信心是迈向成功的阶梯”。在恰当的时机给学生创造一个成功的机会, 是提高学生学习情绪的一种有效而必要的教学手段。这就要求教师精心组织和设计课堂内容、了解学生特点, 在内容设置上可根据不同层次的学生布置不同的题目, 设计不同的学习方案, 在学生需要时, 及时给予帮助和引导。例如, 在设计单片机最小应用系统电路板时, 要通过选元件、焊接、调试、编程、烧写芯片等几个步骤来完成。由于程度不同, 并非所有学生都能顺利完成每一个步骤, 若此时不考虑学生的具体情况, 很容易就会使学生失去信心, 甚至产生逆反心理。这就要求教师全面了解学生的水平, 划分小组时要充分考虑组内成员的专长互补。小组内学生根据具体工作和学习程度进行分工, 难易搭配, 使每个学生都有自己会做、能做的工作, 在本小组同学的共同协作下完成的本小组的课题。这个过程既是学习单片机的过程, 又是与其他专业课相结合的过程, 更是培养和锻炼学生动手能力、知识整合能力、团队合作能力的过程。学生对此感兴趣, 学习积极性很高。采取这种教学法的目的是让学生在预习时有感兴趣的目标, 学习时有得当的方法, 应用时有自己能做的事情, 使不同层次的学生都获得成功的喜悦。

二、加强实践环节, 注重软硬件的结合

“纸上得来终觉浅, 绝知此事要躬行”。单片机是一门实践性非常强的课程, 对于这样的一门课程, 实践教学作为一个培养学生动手能力、掌握职业技能的重要教学环节, 就显得尤为重要。而在实践技能训练中, 实验设备的条件又关系到实践教学质量的好坏和效率的高低。在传统的单片机教学中, 由于受客观条件限制, 课堂演示和学生实验两个方面都不易实现。为此, 我们尝试了以下两种方法, 收到了良好的效果。

(一) 实验仿真板。

考虑了如何利用实验仿真板来做课堂演示实验, 并应用到学生实验中, 具体做法是:由程度比较好的学生在教师的指导下制作出几种典型单片机实验电路的模型, 主要包括:单片机最小应用系统、键盘和接口模块、显示模块、电机驱动模块、发声装置和驱动模块等, 各模块都制作成模型, 也就是制作成方便学生观察的放大图, 各模块的执行元件都采用大尺寸的示教板。各模块之间均采用九芯插头插座快速连接, 程序的修改和烧录则采用零插拔插座编程器来完成。这样一来课堂演示就非常容易了, 课堂教学速度明显加快、课堂效率显著提高, 再辅以多媒体投影讲解单片机内部结构, 学生学习难度明显降低, 收到良好的教学效果。

(二) 软件模拟法。

单片机复杂的存储单元结构和各种各样的寻址方式, 往往使初学者应接不暇、一头雾水, 不少学生因此而丧失学习信心, 对于后面内容的学习也丝毫没有兴趣, 因此创新这一部分内容的教学方法成为《单片机原理与应用》教学工作的难中之难。从事该门课程教学的几年来, 笔者积累了一些经验, 其中软件模拟法就是一种很不错的教学方法。

按照教材的安排顺序, 简单介绍指令的长度后, 讲解七种寻址方式, 然后按照数据传送类、算术运算类、逻辑运算类、控制转移类和布尔操作类的顺序逐类讲解指令。这样安排知识点有一定的弊端, 表现在讲解寻址方式时, 为使学生更好地理解, 就要举出一些相应寻址方式的指令, 而指令还没有讲授, 这样一来就会陷入使用没有讲过的知识来举例说明现在正在讲授的知识的怪圈中, 到后面再讲解指令时又会使学生感觉到是复习旧课, 而觉得没有兴趣。因此, 在讲授这部分知识时可暂时避开寻址方式不讲, 而是直接学习指令, 采用软件模拟法, 利用一个叫做《8051模拟器》的软件, 从最简单的立即寻址的数据传送指令开始, 教会学生如何输入汇编语言指令, 如何观察其对应的机器代码, 如何看指令运行的结果, 然后由学生分组从指令表中找到带有“#data”的指令, 逐条实验, 最后得出结论, 凡是带有这种标志的指令都是“#”后面的数 (立即数) 直接参与运算, 这类指令叫做立即寻址类指令。在此基础上教师组织学生逐类的实验总结直接寻址类指令、寄存器寻址类指令等, 当然在学生总结出每种寻址方式后教师还要举例说明寻址范围、表示方法等一些学生分组实验不可能得到或很难得到的内容, 通过这种方式既可以提高学生的学习兴趣, 又能把抽象的内容变得直观, 学生通过观察存储单元内容的变化, 很容易理解指令的作用, 对于各种寻址方式的理解也就迎刃而解。

综上所述, 《单片机原理与应用》课程具有相当大的难度, 任课教师应该迎难而上, 在充分了解学生特点和课程特点的基础上, 设计出行之有效的教学方法, 不但要让学生学会知识, 而且要让学生学会学习方法, 更重要的是要把知难而进、迎难而上的精神传承给学生, 让学生在以后的工作岗位上把这种精神发扬光大, 只有这样我们才能在较短时间内赶超世界先进水平, 我们的民族才有希望。

参考文献

[1]杨盛, 陈星.“单片机应用技术”课程教学改革与实践[J].中国电力教育, 2013, (2) .

[2]王效华, 张咏梅.单片机教学改革的探讨[J].武夷学院学报, 2010, (2) .

16.《传感器原理与应用》教学方法探讨 篇十六

[关键词] 教学模式 实验教学 创新能力

《微机原理与接口技术》课程是大多数计算机及电子类专业学生的必修课程,同时也是一门动手性及实用性很强的计算机课程。在科学技术日益增长的今天,我国需要很多的既具备软件编程能力,又了解硬件知识的复合性人才。学好这门课程,将会为学生在后续的计算机开发应用中打下坚实的基础。这门课程是实践性很强的专业技术基础课程,学习过程中应充分重视实践环节,只有经过实践才能加深对理论课的学习和理解,提高分析问题和解决问题的能力。

在以往实验教学过程中,由于对实验课的重视程度不够及实验仪器的局限性,导致在实验课堂的组织及具体实施等方面都存在着某些问题。针对上述情况,我们在实验教学改革中做了如下尝试,取得了较好效果。

一、引导学生学习,提高学生学习积极性

很多学生在开始接触这门课程时会存在以下疑问,为什么学习这门课程?学了以后有什么用?汇编语言在编程过程中需要了解计算机底层的一些东西,加上繁琐的指令系统,因此很多学生在学习这门课的时候感觉很吃力,觉得无从下手,最后对该实验课程也引不起足够的重视。这就要求教师跟学生进行很好的沟通,消除学生的畏难情绪,化被动学习为主动求知。

本着由浅入深的教学思路,将实验内容分为验证性实验、设计性实验、综合性实验、创新性实验,其中又将这些实验分为必做和选作,因材施教,消除优秀生“吃不饱”,少数学生“吃不了”的现象,从而更好的满足不同学生的需求。

另外,教师在辅导实验过程中,也要注意营造交流沟通的氛围,在学生验证、修改实验的过程中,给予积极的引导,让学生真正成为“学习的主体”。当学生通过自己的努力完成了实验,他们不仅可以树立自信心,而且学会了主动接受知识、认真思考,学生的学习兴趣也得到很大的提高。

二、讨论性小组的开展

在某些实验中,教师可以组织同学讨论,从而提高学生的学习兴趣。例如,十字路口交通灯设计实验,交通灯是学生很熟悉的事物,这样可引起同学的讨论兴趣。教师可把学生分成3～5人的学习小组,充分发挥团队协作精神,从而更好更快地解决问题。在讨论过程中,教师可以发挥主导作用,提出问题让同学们来共同讨论解决。问题可以由易到难,逐层深入。如在交通灯实验中可以首先这样设置问题:东西、南北两方向各延时30秒,要求精确定时,如何来实现?

此时,同学们经过讨论,可以找到问题的突破口,确定选用前面实验中用到的8253、8259芯片,结合8255A控制发光二极管,来模拟十字路口交通灯。如此可以很好地巩固和加深对以前知识的消化和吸收。同学们经过反复实验,从中可以发现问题、共同解决。最终实现了对现实交通灯的模拟,相信对同学们自信心的加强会很有帮助。

此时教师可以进一步设置问题,如:如果使用七段数码管来显示交通灯时间的控制显示,如何实现?这样同学们可进一步学习到更多的知识。

最后教师可以指出:实际上不同时刻的车辆流通状况是复杂多变的,还经常受到人文因素的影响。采用定时控制会经常造成道路有效应用时间的浪费,如何更好的解决呢?这样的话会更大的激发学生的学习积极性,教师可以鼓励学生利用图书馆和网络资源,讨论小组可以分工合作,共同研究,相信同学们可以从中学到很多从理论课本上未曾接触的东西,并能从中享受学习的快乐,培养学生学习的积极性,增加同学们的沟通协调能力,使得同学们动手能力得到更好的锻炼。

三、增加实验室开放时间

实验室是学生锻炼和提高动手能力的良好场所,保证实验室开放时间,可以充分利用实验室资源,增加学生自主学习时间。如果没有实验环境,学生做预习一般采取预习下次要做的实验内容,写出实验程序,但是程序可不可以运行,学生只有等到上机调试后才知道,达不到预习的良好效果;如果实验室增加了开放时间,学生可对下一次的实验内容做更好的预习,有了实验调试环境,学生可对自己的程序先做初步的调试,遇到不能解决的问题可以做好记录,在课堂上可以与教师进行很好的沟通,学生的学习效果会更高,并可提升整个课堂学习效率。

一些能力强的同学可利用开放的实验室,做一些创新性实验的开发、研究。学生可增加对理论知识更加深刻的理解,学生的动手能力和创新能力会得到很好的培养。同时,在实验室开放时间内,学生之间可以进行很好的交流,达到互帮互学的目的,最终学生的整体科学素质会得到很好的提高。

四、结束语

《微机原理与接口技术》实验改革之路任重道远,还需要教师在今后的教学中探索新思路和新方法。接口技术与设备在不断的发展,教师应该密切关注当前最新技术,适时补充一部分当前微机接口技术中较新的内容,实验设备也应适当更新,从而培养出紧跟时代步伐的优秀学生。

参考文献:

[1]朱莹等.发现法在“汇编语言与接口技术”课程教学中的应用[J].计算机教育,2009,(8):134-135.

[2]陈静等.“微机原理及应用”实验教学改革[J].重庆工学院学报,2006,11(20):177-178.

[3]黄海萍.汇编语言与微机接口技术实验教程[M].国防工业出版社,2007.