摘 ?要:本文基于高等職業(yè)教育課程理實(shí)一體化理念對(duì)傳感器課程的實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行了研究,提出通過(guò)實(shí)際電路從設(shè)計(jì)到成品都由學(xué)生自己制作的方式讓學(xué)生更好的去掌握傳感器的原理及應(yīng)用,打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的約束,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,顯著提升了教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:傳感器;教學(xué)改革;實(shí)踐
1、傳感器課程定位
《傳感器技術(shù)》是一門(mén)涉及多學(xué)科交叉、以幫助學(xué)生打下扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、提升學(xué)生專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維為目標(biāo)的一門(mén)的應(yīng)用型課程,且與日常生活和工程實(shí)踐聯(lián)系非常緊密,在電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中具有非常重要的地位和作用。
2、目前的實(shí)踐教學(xué)
目前的教學(xué)實(shí)踐均集中在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)上,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有各類(lèi)傳感器的位移特性、測(cè)速特性、溫度特性等驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)安排在相應(yīng)的理論內(nèi)容講完后進(jìn)行,讓學(xué)生及時(shí)掌握傳感器技術(shù)最基本的工作原理和操作技能。
3、目前的實(shí)踐教學(xué)存在的不足
目前的教學(xué)實(shí)踐有其優(yōu)點(diǎn)和必要性,但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)容較為枯燥,實(shí)驗(yàn)方式固化,學(xué)生參意愿較低,實(shí)踐內(nèi)容與其它專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)課程內(nèi)容協(xié)同性差,通過(guò)教學(xué)實(shí)踐,學(xué)生對(duì)傳感器的原理及實(shí)際應(yīng)用仍然一知半解,教學(xué)效果并不理想。
4、實(shí)踐教學(xué)改進(jìn)
針對(duì)傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)存在的不足,我們提出在傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生實(shí)際焊接針對(duì)具體傳感器的電路模塊,以提升教學(xué)效果。
針對(duì)課程中每一個(gè)基本的傳感器模塊,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理突出的電路,讓學(xué)生從原理入手,引入計(jì)算電路仿真機(jī)完成電路仿真與參數(shù)調(diào)測(cè),最后實(shí)際焊接制作電路。在整個(gè)過(guò)程中,學(xué)生能更深入的理解和掌握基本傳感器的原理與應(yīng)用,掌握基本電子電路的制作技能,掌握基本工具的使用與電路的檢測(cè),更加深入的去理解傳感器的工作原理。
舉幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明一下。
(1)開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器應(yīng)用電路
該電路是用來(lái)檢測(cè)周?chē)袩o(wú)磁性物質(zhì)的,所用到的傳感器為圖中3144,它是開(kāi)關(guān)型霍爾元件,采用+5V的直流電源,通過(guò)microusb進(jìn)行轉(zhuǎn)換,電源電壓經(jīng)過(guò)100?F的電解電容進(jìn)行濾波,電源指示燈采用發(fā)光二級(jí)管,報(bào)警電路用蜂鳴器、發(fā)光二極管、NPN型三極管9012和兩個(gè)10KΩ的電阻。電路通電后,電源指示燈亮,此時(shí)無(wú)報(bào)警,當(dāng)有磁性物質(zhì)靠近傳感器時(shí)電路蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲,發(fā)光二極管亮起,電路聲光報(bào)警。
(2)光電型傳感器應(yīng)用電路
該電路是用來(lái)檢測(cè)有沒(méi)有物體靠近傳感器電路。電源電路和報(bào)警電路與開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器相同,所用到的光電傳感器采用的ITR9909,將非電量轉(zhuǎn)換為電量。LM393為電壓比較器。當(dāng)有物體遮擋傳感器時(shí),電路蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲,發(fā)光二極管亮起,電路聲光報(bào)警,沒(méi)有遮擋時(shí)整個(gè)電路無(wú)任何反應(yīng)。
(3)酒精傳感器應(yīng)用電路
該電路是用來(lái)檢測(cè)酒精濃度的。電源電路與前兩個(gè)電路相同,報(bào)警電路采用了由兩個(gè)555定時(shí)器構(gòu)成的報(bào)警時(shí)長(zhǎng)約10s左右的聲音報(bào)警電路。第一個(gè)555電路產(chǎn)生10s的單穩(wěn)態(tài)高電平,第二個(gè)555電路把這10s的單穩(wěn)態(tài)改成多諧振蕩。酒精傳感器采用的是MQ-3,用來(lái)酒精濃度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)。LM3914為一個(gè)10級(jí)電壓比較器,它的同相輸入端與電阻分壓器相連,電阻分壓器由10只1kΩ精密電阻串聯(lián)組成,各級(jí)比較器的加權(quán)值相等,構(gòu)成10級(jí)線(xiàn)性顯示驅(qū)動(dòng)器,適用于LED電平表的線(xiàn)性標(biāo)度器件。LM3914內(nèi)部設(shè)有遲滯電路,顯示不是從一個(gè)LED立刻跳到另一個(gè)LED,而是平緩過(guò)度,可消除噪聲干擾,改善輸入信號(hào)快速變化時(shí)引起的閃爍現(xiàn)象。由于內(nèi)部電阻分壓器是浮接的,所以電壓測(cè)量范圍很寬。分10擋,前兩擋用綠色發(fā)光二極管指示,中間三擋用黃色發(fā)光二極管指示,最后五擋用紅色發(fā)光二極管指示,需要預(yù)設(shè),當(dāng)酒精濃度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),發(fā)出10s聲音報(bào)警,然后結(jié)束,否則不報(bào)警。
這三個(gè)電路制作只是代表了三類(lèi)傳感器,還可以進(jìn)行溫度、濕度傳感器等傳感器電路的制作。
5、小結(jié)
現(xiàn)行的傳感器技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)中還存在許多的問(wèn)題和不足,傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室與項(xiàng)目制作結(jié)合起來(lái),充分發(fā)揮學(xué)生的積極性,讓學(xué)生動(dòng)起來(lái),可以提升一定的教學(xué)質(zhì)量,從而切實(shí)落實(shí)傳感器技術(shù)課程在高職教學(xué)中的質(zhì)量提升。
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作者簡(jiǎn)介:路榮亮,女,漢,山東臨淄,1982年6月出生,研究方向信號(hào)處理,研究生,中國(guó)海洋大學(xué)。
基金項(xiàng)目:本文系2019年度山東省職業(yè)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目教育信息化2.0背景下電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源建設(shè)策略探究與應(yīng)用機(jī)制創(chuàng)新實(shí)踐(項(xiàng)目編號(hào):2019042)的階段性研究成果。