2023届传感器原理与应用课程设计题目

2023届传感器原理与应用课程设计题目（通用4篇）

篇1：2023届传感器原理与应用课程设计题目

课程设计题目：

1：压电式传感器设计：

内容和要求：压电元件的选择；工作原理设计；分类与结构设计；主要性能指标。2：压电式压力传感器设计计算：

内容和要求：机械强度的设计计算；灵敏度的设计计算；绝缘电阻的选择；谐振频率的设计；压电式压力传感器的非线性；弹性元件材料的选择

3；螺管式差动传感器的设计

内容和要求：简单变压器的工作原理；差动变压器的工作原理；螺管式差动传感器的结构设计；螺管式差动传感器的参数计算；差动传感器的误差

4：电容式传感器的参数计算设计

内容和要求：电容式传感器的初始电容量计算；平行板电容器介质厚度的确定；电容式传感器极板面积的确定；电容式传感器的极板厚度确定；电极金属材料选择原则；电容式传感器的热计算

5：电阻应变式扭矩传感器的设计

内容和要求：电阻应变式扭矩传感器设计方案框图；结构设计；轴的扭矩测量原理设计；测量电桥设计；参数设计

6：基于LabVIEW和光电式传感器的转速检测与控制设计

内容和要求：前面板设计；框图程序设计

7：基于LabVIEW和温度传感器的温度计设计

内容和要求：前面板设计；框图程序设计

8：应变式称重传感器设计

内容和要求：应变式称重传感器的选择；工作原理设计；分类与结构设计；主要性能指标。

9：压电式加速度计的设计

内容和要求：机械强度的设计计算；灵敏度的设计计算；绝缘电阻的选择；谐振频率的设计；压电式加速度计的非线性；弹性元件材料的选择

10：霍尔式位移计设计

内容和要求：机械强度的设计计算；灵敏度的设计计算；绝缘电阻的选择；谐振频率的设计；霍尔式位移计的非线性；弹性元件材料的选择

11：便携式电子秤的设计

（1）选择合适的传感器测量力，重量0～5kg，最小分辨率（精确到）0.1g；

（2）画出该测量系统的系统原理框图(应包括传感器、信号处理、显示器等）；

（3）画出外观图、显示、按钮、传感器位置等；

设计报告要求：设计报告字数不少于5000字，采用统一的格式，毕业论文的结构，包括封面、中文摘要、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。

要求：3人一组，一个自然班之内课题不能重复，设计题目可不局

限与上述，可自行选择。

篇2：2023届传感器原理与应用课程设计题目

一、设计内容

1、打开电源后，先设定水温,水温分为八档（30oC~100oC，每10 oC为一档）。

2、按下启动键后，开始测量水温并采用数码管显示，控制电热管加热。

3、上下限水位报警（声光报警）。

4、提倡创新。

二、设计任务

1、选用8086CPU和适当的存储器芯片、接口芯片完成相应的功能。

2、画出详细的硬件连接图。

3、画出各程序的详细框图。

4、给出RAM地址分配表及接口电路的端口地址。

5、给出设计思路。

6、给出程序所有清单并加上必要的注释。

7、完成设计说明书。（列出参考文献，所用器件型号）

电压采集电路设计

一、设计内容

利用《微型计算机原理》课程中所学的主要可编程接口芯片74LS138、8253、8255A、ADC0809和中断控制器8259设计一个模拟电压采集电路。采用ADC0809设计一个单通道模拟电压采集电路，要求对所接通道变化的模拟电压值进行采集，采集来的数字量送至数码管LED指示，采集完100个数据后停止采集过程。

二、设计任务

1、选用8086CPU和适当的存储器芯片、接口芯片完成相应的功能。

2、画出详细的硬件连接图。

3、画出各程序的详细框图。

4、给出RAM地址分配表及接口电路的端口地址。

5、给出设计思路。

6、给出程序所有清单并加上必要的注释。

7、完成设计说明书。（列出参考文献，所用器件型号）

多功能密码锁

一、设计内容

密码锁在输入密码正确的条件下输出开锁电平，控制电控锁开启，同

显示00字样。当输入密码错误时，发出错误警告声音，同时显示FF字样。当六次误码输入的条件下，产生报警电平报警。还可以实现对密码的修改，修改成功后，蜂鸣器发出确认音。

二、设计任务

1、选用8086和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。

2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。

3、画出详细的硬件连接图。

4、给出程序设计思路、画出软件流程图。

5、给出地址分配表。

6、给出所有程序清单并加上必要注释。

7、完成设计说明书（列出参考文献，所用器件型号）。

汽车倒车测距仪

一、设计内容

1、设计一个微机控制的汽车倒车测距仪，能测量并显示车辆后部障碍物离车辆的距离，同时用间歇的“嘟嘟”声发出警报，“嘟嘟”声间隙随障碍物距离缩短而缩短，驾驶员不但可以直接观察到检测的距离，还可以凭听觉判断车后障碍物离车辆距离的远近；

① 开机后先显示“———”，并有开机指示灯。

② CPU发射超声波1ms，然后显示60ms；即1ms+60ms为一个工作周期，等待回波，在次周期内完成一次探测。

③ 根据距离远近发出报警声并显示距离。障碍物距离小于1m，距离值变化5cm更换显示，否则不更换；距离在1m以上，新值与原显示值之差大于10cm更换，否则不更换。④ 用三LED位数码管显示障碍物距离

2、硬件电路原理图和软件框图； 编写控制程序，写出设计任务书（总结报告）。

二、设计任务

1、选用8086和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。

2、用LED显示器显示电子锁的当前状态。

3、画出详细的硬件连接图。

4、给出程序设计思路、画出软件流程图。

5、给出地址分配表。

6、给出所有程序清单并加上必要注释。

篇3：2023届传感器原理与应用课程设计题目

关键词：传感器原理与应用,课堂教学改革,实践,评价体系

传感器原理与应用课程是我院电子信息工程、电气自动化、新能源科学与工程专业的一门专业必修课程。它与模拟电子线路、数字电子线路、单片机、可编程逻辑控制器等其他课程紧密相连的实践性很强的课程。尽管该课程已开设很多年, 但是传统的教学理念下, 采用注重理论知识讲授。教师仅专注于对每一种传感器基本原理、结构、测量电路的讲解, 课堂教学与当前高等教育必须坚持走以质量提升为核心的内涵式发展道路, 提高学生自主学习、工程实践应用能力和应用创新能力的要求不相适应[1,2,3]。集中表现在课题教学内容与新形势下工科人才培养目标不相适应;课堂教学方法单一, 学生缺乏兴趣, 课堂教学效果不佳;考核评价体系落后, 与工科创新型、应用型人才培养质量评价体系不相符, 也与我院实施的江苏省电子信息工程专业卓越工程师人才培养目标不相符合。

因此, 围绕着传感器原理与应用课程课堂教学中存在的问题, 结合自己的课堂教学实践, 对教学内容、教学方法和评价体系等方面进行了尝试。

1 传感器原理与应用课程教学内容改革

本课程面向对象为电子信息工程专业、电气自动化专业和新能源科学与工程等多个专业的学生, 涉及的专业面广。因此, 结合我院电子信息工程专业的江苏省卓越工程师培养的要求, 针对不同专业学生的教学大纲和授课计划表的内容进行了多次修订, 使得以学生为本, 加强实践部分和理论教学有机结合, 让学生真正在动手中自主学习理论, 在学习理论过程中能够理论联系实践。

一方面, 在教学大纲中优化理论授课内容, 理论课的讲授内容更接地气, 与地方企业生产实践相结合。另一方面, 在夯实基础同时加强实践环节, 提高学生分析和解决问题的能力。精心设计好验证性实验、综合性实验、设计性实验部分, 实行分层次教学, 充分利用好实践课时, 使得实践课与理论课有机结合, 实践和理论教学相得益彰。

2 传感器原理与应用课程教学方法改革

2.1 激发学生学习的兴趣提高学生自主学习能力

遴选一些传感器课程设计、毕业设计、全国电子设计大赛、教师的科研项目中遇到的经典案例, 每次理论课讲授过程中有目的穿插在理论课的讲授过程当中。例如在讲授《光电检测传感器》章节时, 可以把学生参与研发的道路照明色度检测系统作介绍, 详细分析开发设计过程中如何解决传感器设计部分。讲授《电容传感器》章节时引入全国电子设计大赛中测摆的角度的选题, 和学生一起分析如何合适选取传感方式测量角度问题。再如讲解《气敏传感器》章节时, 引入毕业设计学生所研究的高层、超高层民用建筑火灾预警和报警系统的设计。另外还可以与课程设计内容结合, 如利用光敏电阻设计太阳能自动跟踪系统的设计等。通过一系列具体而实际的例子, 让学生深切地感受到学好传感器技术可以做很多相关设计。不仅可以把已学习过的课程如模拟电子线路、数字电子线路的知识灵活应用起来, 而且也对后继课程的学习具有十分重要的作用, 可以结合单片机、PLC、过程控制等技术进行联合开发和研究, 另外也让学生尽早地参加各类电子大赛、参与教师的科研工作、自主研发, 申请与传感器相关的专利等。因此理论联系实际的教学, 可以大大地激发学生学习传感器的兴趣。

除此之外, 传感器课堂教学激发学生自主学好传感器知识的积极性。有意识地引导学生把所学的理论知识与实践环节相联系。改变传统的理论课程讲授完成后再集中时间做实验的授课方式, 在理论讲授的同时穿插实验环节, 让学生边动实践边学理论, 提高理论课程授课的效果。在每次传感器授课结束时, 留给学生1~2个课后完成的小设计或调研工作。例如调研利用某种具体的传感器设计的专利成果、家用电器中具体采用的传感器原理和电路分析等。在下一次课讲授时, 可以与学生一起分享某一个教师申报的跟传感器相关的专利成果, 或讲解例如洗衣机传感器的使用。这样调动学生自主学习传感器课程的积极性。

2.2 多种教学手段综合应用加强师生互动

改变传统单纯使用板书教学手段, 采用合理使用多媒体课件, 把动画和影音加入到课件当中, 结合黑板推导, 把板书和多媒体教学有机结合起来, 激发学生的课堂学习兴趣。

另外传感器原理与应用课程为学校校级优秀课程, 已建立了网络课程、试卷库。利用网络课程将教学资源与学生共享, 可以把部分试卷库、理论课件、教案、书后习题解答、大纲和授课计划, 实验分组等提供给学生。利用已有的网络课程加强师生互动。在课堂教学中把学生在网络上所关心的问题进行解答。现在教师给学生答疑时间少了, 但是可以通过网络课程的师生互动环节加强师生沟通和交流, 这个环节很有必要, 可以有效拓宽师生的交流和联系。

2.3 实验内容分层次教学鼓励多实践

传感器实验教学是加强学生实践能力的重要环节。往往两节课的实验内容仅仅验证了某一个传感器从非电量到电量的检测, 而不同学生的动手能力参差不齐, 基础较好的学生可能一节课就完成了规定的实验内容。因此, 尝试把每一个具有的实验内容分层次教学, 即必做和选做内容。必做部分为常规实验项目, 选做内容为拓展内容, 为动手能力好的学生提高传感器实践技能打基础。

根据一般学生完成的正常进度设置合理的必做内容, 这些内容往往是验证性的。而传感器综合实验台一般可做40多个实验内容, 每学期基本上都是固定开设6~8个实验项目。因此, 并没有充分利用好实验装置。因此, 需要合理设置好每一个实验项目的选做内容, 即在每一个实验项目中设置验证性的、综合性的、创新性的内容。充分利用好课堂实验时间, 让每一个学生根据自己的动手能力选做合适的内容。学生选做的内容越多, 完成的质量越高, 实验成绩评定时等级越高。鼓励学生大胆动手实践, 提高实验仪器的使用率。

例如在箔式应变传感器实验中, 基本的验证实验项目为利用单臂电桥测试位移和电压的关系。可以设置采用半桥电路、全桥电路验证位移变化与电压的关系。进一步可以让学生用半导体应变片验证位移和电压的关系。还可以增加设计性的内容如利用传感器实验平台和模块设计不同精度的电子秤等。对于有探究精神的学生可以进一步引导, 利用固态压阻式压力传感器精确测试气体压强、利用电阻式传感器设计能够测试加速度的传感器等等。如果课上时间不够的, 可以通过开放实验、课程设计、毕业设计等方式对学生开放实验室。从而解决传感器开放实验时段学生不知道做什么的问题。另外, 结合报废仪器, 让学生自主的拆卸和搭建传感器测试电路。图1和图2为学生利用开放实验, 自主设计的红外自动计数器电路PCB板图和实物图。总之, 通过每一个实验项目设置的不同难易程度的内容, 激发学生自主实践的能力和创新能力。

3 传感器原理与应用课程考核评价体系的改革

传感器课程考核成绩评定采用综合考核的方式。考核成绩采用过程考核和综合考核双结合的形式, 按照平时考核、听课情况、作业和实验报告完成情况、实践动手操作情况等进行评价;综合考核为期中和期末考核成绩。加大实践考核的权重, 鼓励在实验课程中的创新。形式多样, 如果能够解决实验过程中出现的问题进一步研究的, 有详细解决方案, 完成选做实验内容质量高的等等都计入实验成绩部分。通过评价体系的改革, 有效地激发了学生自主学习的能力和创新能力。

4 结束语

传感器原理与应用课程课堂教学改革结合教学实践在教学内容、教学方式、考核形式等方面进行教学改革尝试, 激发了学生学习传感器技术的兴趣, 以学生为本, 加强实践环节的创新, 不断增强师生互动, 提高了传感器理论和实践课堂教学的效果。

参考文献

[1]黄信瑜, 宋思根, 刘平.大学课堂教学改革创新需实现“四化”[J].江苏高教, 2015 (1) :70-73

[2]韦宗发.新建地方应用型本科院校课堂教学改革探究[J].教育教学论坛, 2014 (44) :112-113

篇4：2023届传感器原理与应用课程设计题目

关键词：传感器,教学体系,教学方法

0 引言

“传感器原理与应用”课程是测控技术与仪器、电气工程及其自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、机械工程及其自动化、核工程与核技术等专业的专业基础课,也是很多其他工程类专业的选修课程[1]。这门课程是已学课程知识的综合及后续课程的基础,在课程体系中担负着承上启下的作用。理论性和实践性都很强,与通信技术、计算机技术并称为现代电子信息技术的三大支柱[2]。本文针对“传感器原理与应用”课程的特点,结合专业培养的目标,探讨该课程理论教学和实践教学的改革问题。

1 课程特点

传感器课程主要内容是介绍各种传感器的内部结构、测量电路、应用领域及敏感元件的工作原理、制作材料和工艺等。种类繁多,不仅涉及电学、磁学、力学、光学、声学、化学、生物学、数学、材料、机械原理、计算机技术等多门学科[3],还涉及工业现场的一些实际情况及制作工艺学等,几乎涉及支撑现代文明的所有学科。另外,科学技术的发展对传感器的发展也不断提出新的要求和挑战,大批新型优质传感器不断涌现,要求教学内容能够与时俱进。

2 合理设置教学体系

面对传感器课程综合性强、实践性强、知识更新快的特点[4],要具体应用某种传感器实现实际的测量,则需综合应用各学科的知识,而知识应用的多元化又使学生很不容易理出头绪,很难找到一条主线。现行的专业设置,人为隔离了学科间的联系,导致学生在知识结构、技能训练和素质培养等方面的片面性,无法提升学生传感器的设计、开发技能。为真正提高学生的综合应用各学科知识的能力,近年来,东北石油大学测控技术与仪器专业在课程体系设置方面进行了调整。开设了“传感器原理与应用”、“数据误差分析”、“单片机原理与应用”、“测控电子线路”等基础课程,注重基础知识的讲解;开设了“模拟电子课程设计”、“传感器课程设计”、“单片机课程设计”等,注重培养学生综合应用的能力。其中“传感器原理与应用”为64学时,其中理论教学56学时,实验8学时,“传感器课程设计”为两周时间。这样,从理论教学、实验教学以及课程设计三个环节完善了课程的设置。

3 优化教学内容,改革教学方法

3.1 提纲挈领,启发式教学

为了便于学生学习理论知识,我们对讲课的内容作了以下处理:把种类繁多的传感器按原理进行分类,如电阻式、电容式、电感式、光电式、压电式、磁电式等;在讲解每一类传感器的原理部分,先引入现实生活中常见的某个应用,调动学生学习的兴趣,之后分析工作原理,并辅以动画演示,增加学习的生动性,进一步分析测量电路及误差影响因素,最后结合实际总结该传感器的应用领域、应用范围等。利用这条主线来学习,大大减少了学生的负担。

3.2 创设问题情境,讨论式教学

由教师通过讲解、板书以及教学多媒体的辅助,把教学内容传递或者灌输给学生的“以教师为中心”的教学方法下,学生逐渐养成了不爱问、不想问“为什么”,甚至是不知道问“为什么”的麻木的学习习惯,形成过度依赖、拒绝思考的现状。针对这一问题,在讲解传感器工作原理、测量电路等理论知识时,采用边推导边设问的方式与给出结论由学生推导分析过程、教师补充不足相结合,增加学生讨论互动环节,使学生不再是被动的接受者,把教学内容转化为个体的学习任务,给学生自我思考时间,并进行实践探索,从而发现问题(使用哪种类型的传感器)、分析问题(传感器的性能、原理)、解决问题(传感器的应用),提高学生思维能力,在设疑解惑中获得传感器知识,构建以提出问题、分析问题、解决问题为主线的能力培养体系,调动学生学习的主动性。

3.3 承上启下,建立各章节间联系

传感器课程知识零碎,内容较多且分散,各章之间缺乏系统性和连续性[5]。针对各章节内容较分散的问题,在讲解某个传感器原理及测量电路时以提问的方式复习前几种传感器原理及测量电路类型,讲解应用时提问是否有用已经讲述过的传感器来替代现有传感器的可能,同时要对这几种传感器的应用优劣性做出对比。例如在讲解电感式传感器原理时通过推导给出电感传感器计算基本公式,此时复习电阻式及电容式的基本计算公式及其推导过程;讲解电感式测量电路时以提问的方式复习电阻式及电容式测量电路形式、特点、注意事项等;讲解应用时以加速度测量为例,可由学生讨论用电阻式及电容式传感器实现测量的原理并分析数学模型,并且要对利用这三种传感器实现加速度检测功能的材料成本、传感器性能、产品制造工艺和检测方法等做出对比。通过这种教学模式,将各章之间建立紧密的联系,这样可以拓宽学生的视野,增进学生对不同传感器之间联系的进一步理解。

3.4 重视实践环节,培养学生科学探究能力

在实验教学中,根据客观条件适当减少验证性实验,增加综合性设计性实验。对于验证性实验,教师利用多媒体技术讲授实验原理,使学生对所做实验有一个理性的认识;学生根据指导书内容独立完成实验。对于综合性设计性实验,每次实验内容在实验指导书中仅提出本次实验的目的、测量目标、测试具体要求、需要掌握的内容等,不限制方法和思路。让学生独立设计实验,并在安全范围内大胆让学生自我设计并进行实验,自行探索,学生成为独立完成实验设计和实验过程的主体,实验教师在必要时给予提示帮助。例如,在转速测量的实验中,教师不用规定学生具体使用哪一种传感器,学生可以自主独立选择传感器。电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器、光电式传感器等均可以实现转速的测量,学生可以选择其中一种甚至几种来实现测量,然后对测量结果进行比较分析,可以得出在各种情况下哪一种传感器的测量可靠性、精度更高。这样可以充分调动起学生学习的积极性,不但可以提高学生的思维空间,同时还会让学生有惊奇的发现,大大提高了教学效果。通过对这些情况的处理,可以培养学生解决问题的能力和创新思维的能力,在探讨解决较复杂问题的过程中,还可以培养学生的团结协作精神。

课程设计过程通过以下几个步骤完成:选择题目、收集资料、问题总结、答疑解惑、确定方案、具体设计、检查调试、成绩评定。课程设计既要体现个体的综合应用能力,又要体现团体的合作,所以在设置过程中,要求每人一个题目,每五个人一组,在完成自己题目设计的同时又要了解同组同学的设计思路、方法。在课程设计成绩评定中,采取小组答辩的形式进行,让学生对自己的设计思路、设计中遇到的问题、解决问题的方法、结果进行演讲式答辩,教师和其他学生可以提出相关问题(要求同组同学要对本组设计的提问进行补充,视各组团体成绩给最终成绩)。这样既锻炼了学生的表达能力,也有助于学生之间的团结互助,对不同课题组的同学之间的相互学习也起到了一定的促进作用。对于设计思路和效果比较好的小组,可以进一步深化设计体系,进而参加各级别的创新大赛。

4 结束语

在近几年的课程教学中,按人才培养的需求,对课程的理论与实践教学进行了改革与尝试,将知识传授、实践能力培养、综合素质教育融为一体,及时更新、补充教学内容并反映新的传感技术;改革教学手段,增强学生学习的主动性和能动性。学生对于“传感器原理及应用”这门课程的学习兴趣有了显著的提高,教学成果明显。课堂学习气氛较浓,考试成绩也较以往有显著提高,学生在对老师的评教中也给予了很好的肯定;学生创新意识、创新能力在不断提高。

参考文献

[1]陈淑静,马天才“.传感器原理及应用”课程教学改革探讨[J].天中学刊,2011,26(5):86-88.

[2]应蓓华,李林功,钟伟红“.传感器技术及应用”课程实践教学改革探讨[J].安徽电子信息职业技术学院学报,2011,4:64-66.

[3]张向文《.传感器原理及应用》课程教学改革的探讨[J].科教资讯,2007,3(27):150-151.

[4]李姿景,张具琴,陈嘉义“.传感器原理及应用”课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2010,21:110-111.