传感器实践教学模式探讨

摘  要：本文基于高等职业教育课程理实一体化理念对传感器课程的实践教学改革进行了研究，提出通过实际电路从设计到成品都由学生自己制作的方式让学生更好的去掌握传感器的原理及应用，打破了传统实验教学的约束，充分调动了学生的积极性，显著提升了教学效果。

关键词：传感器;教学改革;实践

1、传感器课程定位

《传感器技术》是一门涉及多学科交叉、以帮助学生打下扎实的专业基础、提升学生专业应用能力、培养学生科学思维为目标的一门的应用型课程，且与日常生活和工程实践联系非常紧密，在电力系统自动化技术相关专业人才培养中具有非常重要的地位和作用。

2、目前的实践教学

目前的教学实践均集中在实验室基础性验证实验上，基础实验可以帮助学生巩固理论知识，实验项目有各类传感器的位移特性、测速特性、温度特性等验证实验。实验安排在相应的理论内容讲完后进行，让学生及时掌握传感器技术最基本的工作原理和操作技能。

3、目前的实践教学存在的不足

目前的教学实践有其优点和必要性，但传统的实验与实践教学环节内容较为枯燥，实验方式固化，学生参意愿较低，实践内容与其它专业基础类课程内容协同性差，通过教学实践，学生对传感器的原理及实际应用仍然一知半解，教学效果并不理想。

4、实践教学改进

针对传统验证性实验存在的不足，我们提出在传统验证性实验的基础上，让学生实际焊接针对具体传感器的電路模块，以提升教学效果。

针对课程中每一个基本的传感器模块，设计结构简单、原理突出的电路，让学生从原理入手，引入计算电路仿真机完成电路仿真与参数调测，最后实际焊接制作电路。在整个过程中，学生能更深入的理解和掌握基本传感器的原理与应用，掌握基本电子电路的制作技能，掌握基本工具的使用与电路的检测，更加深入的去理解传感器的工作原理。

举几个例子来说明一下。

（1）开关型霍尔传感器应用电路

该电路是用来检测周围有无磁性物质的，所用到的传感器为图中3144，它是开关型霍尔元件，采用+5V的直流电源，通过microusb进行转换，电源电压经过100?F的电解电容进行滤波，电源指示灯采用发光二级管，报警电路用蜂鸣器、发光二极管、NPN型三极管9012和两个10KΩ的电阻。电路通电后，电源指示灯亮，此时无报警，当有磁性物质靠近传感器时电路蜂鸣器发出报警声，发光二极管亮起，电路声光报警。

（2）光电型传感器应用电路

该电路是用来检测有没有物体靠近传感器电路。电源电路和报警电路与开关型霍尔传感器相同，所用到的光电传感器采用的ITR9909，将非电量转换为电量。LM393为电压比较器。当有物体遮挡传感器时，电路蜂鸣器发出报警声，发光二极管亮起，电路声光报警，没有遮挡时整个电路无任何反应。

（3）酒精传感器应用电路

该电路是用来检测酒精浓度的。电源电路与前两个电路相同，报警电路采用了由两个555定时器构成的报警时长约10s左右的声音报警电路。第一个555电路产生10s的单稳态高电平，第二个555电路把这10s的单稳态改成多谐振荡。酒精传感器采用的是MQ-3，用来酒精浓度转换为相应的电压信号。LM3914为一个10级电压比较器，它的同相输入端与电阻分压器相连，电阻分压器由10只1kΩ精密电阻串联组成，各级比较器的加权值相等，构成10级线性显示驱动器，适用于LED电平表的线性标度器件。LM3914内部设有迟滞电路，显示不是从一个LED立刻跳到另一个LED，而是平缓过度，可消除噪声干扰，改善输入信号快速变化时引起的闪烁现象。由于内部电阻分压器是浮接的，所以电压测量范围很宽。分10挡，前两挡用绿色发光二极管指示，中间三挡用黄色发光二极管指示，最后五挡用红色发光二极管指示，需要预设，当酒精浓度达到预设值时，发出10s声音报警，然后结束，否则不报警。

这三个电路制作只是代表了三类传感器，还可以进行温度、湿度传感器等传感器电路的制作。

5、小结

现行的传感器技术的实践教学中还存在许多的问题和不足，传统实验室与项目制作结合起来，充分发挥学生的积极性，让学生动起来，可以提升一定的教学质量，从而切实落实传感器技术课程在高职教学中的质量提升。

参考文献

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[2]  张平川，白巧灵，高国红等，“新工科”背景下物联网工程专业课程教学改革探究-以传感器原理与检测技术课程为例[J]，高等教育，2018，1：147-149

[3]  黄丽晶 福建水利电力职业技术学院 传感器与检测技术在高校的教学模式，集成电路应用，2019年11期。

[4]  工杨健晟 王民慧 张梅 党长青 贵州大学电气工程学院 工程教育理念的传感器课程教学改革，电子制作，2019年第10期。

[5]  张亮 铜仁职业技术学院 汽车传感器课程教学方法 南方农机，2019年11期。

作者简介：路荣亮，女，汉，山东临淄，1982年6月出生，研究方向信号处理，研究生，中国海洋大学。

基金项目：本文系2019年度山东省职业教育教学改革研究项目教育信息化2.0背景下电力系统自动化技术专业教学资源建设策略探究与应用机制创新实践（项目编号：2019042）的阶段性研究成果。