傳感器實踐教學模式探討

摘 ?要：本文基于高等職業教育課程理實一體化理念對傳感器課程的實踐教學改革進行了研究，提出通過實際電路從設計到成品都由學生自己制作的方式讓學生更好的去掌握傳感器的原理及應用，打破了傳統實驗教學的約束，充分調動了學生的積極性，顯著提升了教學效果。

關鍵詞：傳感器;教學改革;實踐

1、傳感器課程定位

《傳感器技術》是一門涉及多學科交叉、以幫助學生打下扎實的專業基礎、提升學生專業應用能力、培養學生科學思維為目標的一門的應用型課程，且與日常生活和工程實踐聯系非常緊密，在電力系統自動化技術相關專業人才培養中具有非常重要的地位和作用。

2、目前的實踐教學

目前的教學實踐均集中在實驗室基礎性驗證實驗上，基礎實驗可以幫助學生鞏固理論知識，實驗項目有各類傳感器的位移特性、測速特性、溫度特性等驗證實驗。實驗安排在相應的理論內容講完后進行，讓學生及時掌握傳感器技術最基本的工作原理和操作技能。

3、目前的實踐教學存在的不足

目前的教學實踐有其優點和必要性，但傳統的實驗與實踐教學環節內容較為枯燥，實驗方式固化，學生參意愿較低，實踐內容與其它專業基礎類課程內容協同性差，通過教學實踐，學生對傳感器的原理及實際應用仍然一知半解，教學效果并不理想。

4、實踐教學改進

針對傳統驗證性實驗存在的不足，我們提出在傳統驗證性實驗的基礎上，讓學生實際焊接針對具體傳感器的電路模塊，以提升教學效果。

針對課程中每一個基本的傳感器模塊，設計結構簡單、原理突出的電路，讓學生從原理入手，引入計算電路仿真機完成電路仿真與參數調測，最后實際焊接制作電路。在整個過程中，學生能更深入的理解和掌握基本傳感器的原理與應用，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，更加深入的去理解傳感器的工作原理。

舉幾個例子來說明一下。

（1）開關型霍爾傳感器應用電路

該電路是用來檢測周圍有無磁性物質的，所用到的傳感器為圖中3144，它是開關型霍爾元件，采用+5V的直流電源，通過microusb進行轉換，電源電壓經過100?F的電解電容進行濾波，電源指示燈采用發光二級管，報警電路用蜂鳴器、發光二極管、NPN型三極管9012和兩個10KΩ的電阻。電路通電后，電源指示燈亮，此時無報警，當有磁性物質靠近傳感器時電路蜂鳴器發出報警聲，發光二極管亮起，電路聲光報警。

（2）光電型傳感器應用電路

該電路是用來檢測有沒有物體靠近傳感器電路。電源電路和報警電路與開關型霍爾傳感器相同，所用到的光電傳感器采用的ITR9909，將非電量轉換為電量。LM393為電壓比較器。當有物體遮擋傳感器時，電路蜂鳴器發出報警聲，發光二極管亮起，電路聲光報警，沒有遮擋時整個電路無任何反應。

（3）酒精傳感器應用電路

該電路是用來檢測酒精濃度的。電源電路與前兩個電路相同，報警電路采用了由兩個555定時器構成的報警時長約10s左右的聲音報警電路。第一個555電路產生10s的單穩態高電平，第二個555電路把這10s的單穩態改成多諧振蕩。酒精傳感器采用的是MQ-3，用來酒精濃度轉換為相應的電壓信號。LM3914為一個10級電壓比較器，它的同相輸入端與電阻分壓器相連，電阻分壓器由10只1kΩ精密電阻串聯組成，各級比較器的加權值相等，構成10級線性顯示驅動器，適用于LED電平表的線性標度器件。LM3914內部設有遲滯電路，顯示不是從一個LED立刻跳到另一個LED，而是平緩過度，可消除噪聲干擾，改善輸入信號快速變化時引起的閃爍現象。由于內部電阻分壓器是浮接的，所以電壓測量范圍很寬。分10擋，前兩擋用綠色發光二極管指示，中間三擋用黃色發光二極管指示，最后五擋用紅色發光二極管指示，需要預設，當酒精濃度達到預設值時，發出10s聲音報警，然后結束，否則不報警。

這三個電路制作只是代表了三類傳感器，還可以進行溫度、濕度傳感器等傳感器電路的制作。

5、小結

現行的傳感器技術的實踐教學中還存在許多的問題和不足，傳統實驗室與項目制作結合起來，充分發揮學生的積極性，讓學生動起來，可以提升一定的教學質量，從而切實落實傳感器技術課程在高職教學中的質量提升。

參考文獻

[1] ?錢裕祿.傳感器技術及應用電路，北京大學出版社，2016年4月。

[2] ?張平川，白巧靈，高國紅等，“新工科”背景下物聯網工程專業課程教學改革探究-以傳感器原理與檢測技術課程為例[J]，高等教育，2018，1：147-149

[3] ?黃麗晶 福建水利電力職業技術學院 傳感器與檢測技術在高校的教學模式，集成電路應用，2019年11期。

[4] ?工楊健晟 王民慧 張梅 黨長青 貴州大學電氣工程學院 工程教育理念的傳感器課程教學改革，電子制作，2019年第10期。

[5] ?張亮 銅仁職業技術學院 汽車傳感器課程教學方法 南方農機，2019年11期。

作者簡介：路榮亮，女，漢，山東臨淄，1982年6月出生，研究方向信號處理，研究生，中國海洋大學。

基金項目：本文系2019年度山東省職業教育教學改革研究項目教育信息化2.0背景下電力系統自動化技術專業教學資源建設策略探究與應用機制創新實踐（項目編號：2019042）的階段性研究成果。