传感器实训总结篇1

中图法分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2010)01-254-03

Application of the Opto-Mechatronics Practice Training Equipment in Course Teaching of Mechanical Specialty

FANG Gui-sheng, SUN Ping

(Zhejiang Water Conservancy and Hydropower College, Hangzhou 310018, China)

Abstract: The traditional teaching equipment is mainly used to verification experimental teaching. It is deficient to foster students practical ability and creativity. The opto-mechatronics practice training equipment which adopts open architecture and modular structure, applies various technologies, such as mechanical technology, electrical control technology, PLC technology, pneumatic technology, sensing technology to train students comprehensive ability. In this paper basic structure and main functions of the opto-mechatronics practice training equipment are introduced. Some course modules and course projects of mechanical specialty are designed based on the equipment. Finally, by making an example in the electrical control and PLC course teaching, the teaching method combining theory with practice is described.

Key words: opto-mechatronics; practice training equipment; teaching combining theory with practice; project teaching; modular teaching

1 概述

职业教育的核心是提高学生的实践动手能力和分析解决实际问题的能力。传统的职业教育模式是专业理论课和实训课分开进行,其弊端是理论和实践相分离,重理论而轻实践,教师教学缺乏新意,上课枯燥乏味,学生听课不感兴趣,上课昏昏欲睡,这样直接造成的后果就是培养的学生动手能力差,解决实际问题的能力差,课程教学难以达到职业教育培养目标的要求。解决该问题的关键是适当引入实训设备,探索理实一体化教学模式。

理实一体化教学作为职业院校专业教学中探索创新的一种教学模式,它强调充分发挥教师的主导作用,将理论学习和实际训练紧密结合起来,注重培养学生的动手能力,全程构建素质和技能培养框架,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。理实一体化教学要求学校建立专业教室,配备相应的专业设备和计算机辅助教学设施,将有关专业设备和教学设备同置一室,将专业理论课和生产实习等实践性教学环节安排在专业教室中进行教学[1-2]。

高职高专机电类课程教学大多需要实验实训设备的支撑。传统的教学仪器设备主要为了满足某门课程验证性实验的需要,缺乏对学生实践动手能力和创新能力的培养。光机电一体化实训装置融合了机械、电气、PLC、气动、传感等多种技术,采用了开放式和模块式结构,可满足《电气控制与PLC》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理论实践一体化教学的需要。正是基于以上考虑,我校在省财政的支持下,面向机电一体化、数控技术、电气自动化等专业课程教学的需要,引入了光机电一体化实训装置和模块化生产线等设备,并积极探索理实一体化教学模式,取得了初步成效,显著提高了学生的实践动手能力和社会竞争力。

2 光机电一体化实训装置的基本构成

2.1 光机电一体化实训装置的总体结构

光机电一体化实训装置由型材导轨式实训台、典型机电一体化设备机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、低压电器模块、模拟生产设备实训模块(包含上料机构、搬运机械手、皮带输送线、物件分拣等)、接线端子排、各种传感器、警示灯和气动电磁阀等组成。整体结构采用开放式和拆装式设计,学生可以组装、接线、编程和调试由上料机构、搬运机械手机构、皮带输送线和物料分拣组成的光机电一体化设备。装置的总体结构示意图如图1所示。

2.2 装置主要模块的基本组成

1) PLC主机:采用了CPU226 AC/DC/晶体管(24路数字量输入/16路晶体管输出)、两个RS-485通信口、EM222(8路数字量输出),在PLC的每个输入端均有开关,PLC主机的输入/输出接口均已连到面板上,方便用户使用。

2) 变频器模块:采用西门子MM420变频器,三相380V供电,输出功率0.75KW。集成RS-485通讯接口,提供BOP操作面板;集成3路数字量输入/1路继电器输出,1路模拟量输入/1路模拟量输出;具备过电压、欠电压保护,电机过热保护,短路保护等。提供调速电位器,所有接口均采用安全插连接。

3) 电机模块:包括三相交流异步电动机,步进电机和步进电机驱动器等。

4) 低压电器模块:配备了交流接触器、热继电器、电子式时间继电器、中间继电器、变压器、整流电路、能耗制动电阻、带灯按钮、断路器、熔断器、行程开关、组合开关、转换开关、速度继电器、磁性开关、急停按钮、复位按钮、自锁按钮等低压电器。

5) 气动模块:包括了静音气泵、单杆气缸、双杆气缸、气动手爪、单控电磁阀、双控电磁阀、旋转气缸等。

6) 传感器模块:具备了电感传感器、漫反射式光电传感器、对射式光电传感器、光纤传感器,可区分金属物料和非金属物料、不同颜色的物料。

7) 触摸屏与组态模块:配备了深圳步科EVIEW MT4200工业触摸屏和EV5000组态编程软件。

2.3 装置主要部件的工作原理[3]

1) 机械手搬运机构

当存放料台检测光电传感器检测物料到位后,机械手手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,延时0.5秒,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪抓取物料,手爪夹紧限位传感器检测到夹紧信号后;延时0.5秒,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后;手臂向右旋转,手臂旋转一定角度后,手臂前伸,手臂伸出限位传感器检测到位后,手爪气缸下降,手爪下降限位传感器检测到位后,延时0.5秒,气动手爪放开物料,手爪气缸上升,手爪提升限位传感器检测到位后,手臂气缸缩回,手臂缩回限位传感器检测到位后,手臂向左旋转,等待下一个物料到位,重复上面的动作。在分拣气缸完成分拣后,再将物料放入输送线上。

2) 物料分拣机构

当入料口光电传感器检测到物料时,变频器接收启动信号,三相交流异步电机以30HZ的频率正转运行,皮带开始输送工件,当料槽一到位检测传感器检测到金属物料时,推料一气缸动作,将金属物料推入一号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止;当料槽二检测传感器检测到白色物料时,旋转气缸动作,将白色物料导入二号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,旋转气缸转回原位,同时电动机停止;当物料为黑色物料直接导入三号料槽,料槽检测传感器检测到有工件经过时,电动机停止。

3 基于实训装置的课程模块与项目设计

光机电一体化实训装置融合了机械、电气、电动机、PLC、气动、传感等多项技术,并面向职业教育发展的需要,采用了开放式和拆装式结构,可根据课程内容需要选用不同的模块组合,满足《电气控制与PLC》、《液压与气动控制》、《变频调速技术》、《检测与传感技术》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程理实一体化教学的需要。表1为利用该实训装置开发的课程模块和教学项目。

4 基于实训装置的理实一体化教学

4.1 理实一体化教学场地安排

传统的职业教育模式是理论教学和实践教学分开进行,造成理论与实践分离,而且实验实训室功能单一,设备利用率低。为了改变这种现状,突出职业教育的实践性,我校引入了光机电一体化实训装置,并根据现场化教学的需要,将教学环境设计为现场教学模式, 建立理论与实践一体化教学的专业教室,融教室、实训、实验、考工于一体, 使专业教室具有传统教学、多媒体教学、实物展示、演练实训、考工强化训练和考工等多种功能, 营造出良好的职业氛围和环境。整个一体化实训室面积达150m2,室内配备了九台光机电一体化实训装置,一套MPS模块化生产线实训装置,以及46台电脑和投影、音响教学设备,配备了统一的实验桌椅、黑板、仪器柜等,可满足单班课程现场化教学的需要,实现课程教学做于一体,教学场地布置如图2所示。

电脑与操作台区属于基础教学部分,主要用于知识讲解、课程讨论、软件编程、低压电器实训等。实验桌上安装了网孔板,既用于液晶显示器的保护,又可固定常用的低压电器,作电工实训用。光机电一体化实训区属于应用部分,既可用于单门课程的实训需要,也可满足课程综合教学的需要,如PLC实训、变频调速实训、机电设备安装与调试操作等。模块化生产线区属于高级扩展部分,配备了自动传输、立体仓库、三坐标测量、模拟加工等八个模块,模块与模块之间采用了以太网和现场总线进行相互连接,侧重于生产线的总体控制实训等。

4.2 《电气控制与PLC》理实一体化教学思路

我校的《电气控制与PLC》课程在2005年被确定为省级精品课程,四年来项目组老师根据我校学生的特点探索了多种现代化教学方法,其中效果最显著的当属基于光机电一体化实训装置的理实一体化教学模式。以下为实施该教学模式而采取的一些有效措施:

1) 课前根据实训装置的特点,合理设计教学项目,编写教学讲义,制作多媒体教学课件和仿真动画,以提高课程教学的实用性和针对性,提高学生学习的积极性和趣味性。这部分工作是关键所在,直接关系到理实一体化教学模式能否顺利进行。

2) 在课程教学之初,组织学生到校工程训练中心进行参观,增加感性知识,了解普通车床、铣床、钻床的工作原理和控制要求,以及实际的电气控制电路;了解常用低压电器、PLC在数控车床、数控铣床、加工中心、电梯控制系统中的应用等。

3) 在讲解电气控制部分时,每个实验桌上放一套常用的低压电器和电工工具,方便学生了解各种低压电器的结构,学习基本控制电路的安装、调试方法等。

4) 在讲解PLC基础部分时,每个实验桌上放一个PLC和一套常用的低压电器,方便学生了解PLC的结构、接线方法等;方便学生自己动手设计、调试基于PLC的电机控制电路等。

5) 根据学生的特点,实行分类教学,充分发挥学生间的传、帮、带作用。对于平时表现优秀的学生,给与较高的要求,安排较难的设计任务,并要求不光自己学会设计和操作,还需要帮助组内的同学完成设计任务。对于平时表现一般的学生,需要加强引导和督促,适当加以鼓励,激发学生的学习兴趣和求知欲。对于平时表现较差的学生,则需要给予较多的关注,必要时采用强制措施,迫使他们掌握本课程的基础知识和基本技能。

6) 加强中间过程考核和期末实践考核,增添答辩环节,提高学生的口头表达能力,强化学生综合技能的培养。对教学过程中的每个项目组织考核,并根据学生的表现进行打分,计入平时成绩。在期末再安排一次实践考核,随机抽取平时训练过的项目任务,并给予评分,计入总评成绩。在实际操作过程中,这一招对平时不太爱学习的学生有很大的促进作用。

5 结束语

将光机电一体化实训装置引入课程教学,实现理论与实践一体,不仅提高了学生的学习兴趣和实践动手能力,同时也提高了教师的教学业务能力。整个实训装置包括了机械、电气、PLC、组态设计、气压、传感器等多项知识,不仅要求教师要有过硬的理论知识,更重要是具备综合运用知识和解决问题的能力,随时解决学生在操作中碰到的各种问题。另外新的实训设备引入,也需要教师根据实训装置编写合适的讲义,探索新的教学模式,这样对教师个人能力的培养也有很大的促进作用。

传感器实训总结篇2

一、引言

目前，职业学校普遍存在着学生实践能力差的问题，这是由于在传统教育模式下，职业技校的理论与实践没有有机的结合在一起，导致理论教学与实践教学的脱节，学生在理论课中不能积极的投入，而老师的教学模式缺乏新意，导致学生在上课期间听不懂也听不下去，理论课达不到实际的效果。在实践课上，由于学生缺乏理论基础，对设备的结构设计、运行原理缺乏认知，只能盲目的操作。对于职业学校机电类的课程来说，在教学上需要有设备和理论作为基础，在此基础之上，教学老师还要想方设法的对教学内容创新，根据学生的实际情况，来设计教学的结构、内容、思路等，使教学达到学生能够学以致用的目的，因此就需要结合理论与实践的教学方法，使其有机的融合在一起，机电类课程结合了机械、PLC、传感等多项技术，在结构上大多是模块化，教学老师不仅要使学生熟练掌握设备操作，还要与《电气控制与PLC》、《机电一体化设备安装与维护》等多门课程相结合，因此，只有引入机电一体化实训装置和模块化生产线等设备，并积极探索理实一体化教学模式，才能提高了学生的实践动手能力和社会竞争力。

二、机电一体化实训装置的主要模块和基本构成

1、机电一体化实训装置的总体结构

机电一体化实训装置是职业学校根据学生的实际情况购进的机电一体化设备，来供学生实践课学习使用，提高学生的实践能力。机电一体化实训装置的结构一般包括电脑、PLC主机、变频器模块、电机模块、气动控制模块等，总体上来说是由硬件和软件构成，目前的机电一体化装置是模块化和开放式的结构，在教学的过程中，可以指导学生了解装置构造和拆卸、组装等技能的培训。

2、装置主要模块的基本组成

（1）PLC主机：采用了CPU226AC/DC/晶体管（24路数字量输入/16路晶体管输出）、两个RS-485通信口、EM222（8路数字量输出），在PLC的每个输入端均有开关，PLC主机的输入/输出接口均已连到面板上，方便用户使用。

（2）变频器模块：“采用西门子MM420变频器，三相380V供电，输出功率0.75KW。集成RS-485通讯接口，提供BOP操作面板；集成3路数字量输入/1路继电器输出，1路模拟量输入/1路模拟量输出；具备过电压、欠电压保护，电机过热保护，短路保护等。提供调速电位器，所有接口均采用安全插连接。”

（3）电机模块：包括三相交流异步电动机，步进电机和步进电机驱动器等。

（4）低压电器模块：配备了交流接触器、热继电器、电子式时间继电器、中间继电器、变压器、整流电路、能耗制动电阻、带灯按钮、断路器、熔断器、行程开关、组合开关、转换开关、速度继电器、磁性开关、急停按钮、复位按钮、自锁按钮等低压电器。

（5）气动模块：包括了静音气泵、单杆气缸、双杆气缸、气动手爪、单控电磁阀、双控电磁阀、旋转气缸等。

（6）传感器模块：具备了电感传感器、漫反射式光电传感器、对射式光电传感器、光纤传感器，可区分金属物料和非金属物料、不同颜色的物料。

（7）触摸屏与组态模块：配备了深圳步科EVIEWMT4200工业触摸屏和EV5000组态编程软件。

三、机电一体化实训装置的功能和机电类课程教学中的应用

1、机电一体化教学课程设计

根据教学计划和现在对机电类人才的要求，目前职业学校内主要开设的课程有：《机电一体化设备安装与维护》、《检测与传感技术》等关于机电一体化装置运行原理和设备介绍与实际操作的课程。从课程设置上要与实际操作相结合，学生能够学以致用，并熟练的掌握机电一体化装置的操作。

2、《电气控制与PLC》理实一体化教学思路

首先根据教学要求和设备特点编写教学讲义、课件等。其次组织学生到学校内部训练中心参观，对机电一体化有一个基本的了解；同时，配齐学生在学习电气控制时所用的设备，根据学生不同的特点，对学生进行分类教学，因材施教，激发学生的兴趣；最后制定好考核标准。

四、结束语

在职业学校中，对学生的教育首先要根据人才的要求和学生的实际情况开展教学工作，对于机电类的课程，在引入机电一体化实训装置的基础之上，集合理论与实践，使课程变得丰富多彩，学生提高了浓厚的兴趣，才能全身心的投入到学习中，对于教师而言，对机电一体化实训装置做好必要的知识储备和教学内容上的创新，帮助学生解决各种问题。不仅能够促进学生提高创新与实践能力，还能够提高教师自身的能力。

参考文献:

传感器实训总结篇3

职业学校的教学理念就是要求学校尽可能接近企业的生产模式，要求学校教的技能与知识尽可能从企业中来，最后又回到企业中去为企业服务[1]。职业学校是培养高技能型人材的学校，要求尽可能贴近行业、贴近实际教学，所以，这就要求学校的实训设备尽可能接近实际生产要求。现有的实训设备有的不能满足要求，设备制造厂做的设备往往与实际不是很相符，再新进设备又将受到时间、场地和资金的影响，可能还达不到预期的效果，如果对设备进行改造将是可行的办法，并且具有一定的推广度。本文就对GA4D28TC型博世共轨柴油发动机实训设备改进与完善进行详细说明。

1.GA4D28TC型博世共轨柴油发动机实训设备介绍

GA4D28TC型博世共轨柴油发动机实训设备由发动机总成、发动机控制单元、原车线束、仪表总成、冷却液温度传感器、油轨压力传感器、曲轴位置传感器、空气流量计、冷却液温度传感器、喷油器、点火开关、整套散热机构、柴油箱和油泵总成、蓄电池、仪表、压力表、带有完整彩色电路原理图面板、外接式检测端子、智能故障设置盒总成、可移动台架等组成。

该设备在面板上有与电脑端子相连的孔位端子，各传感器、执行器的端子也连到了面板，电路图也在面析上，且电路图的各端子与分别与电脑子和各传感器、执行器的端子按电路的要求一样连在一起，在不使用智能故障设置盒总成时，各电路都是相通的，电路图与实物相连很直观，接上智能故障设置盒总成时，可以利用智能故障设置盒总成对各电路进行断路或短路的设置，这时，在面板上测量电脑端子与各传感器端子或面板传感器二端子的电阻就不通或电阻为零，很直观形象，但实样教出来的学生到实车上将无法动手。如果要在实物上进行检测，每次都要将与电脑相连的端子进行插拔，与传感器相连的端子进行插拔，由于我们是针对学生教学，插拔的次数将会比较多，导致插头接触不良或损坏，给设备运行带来隐患，使设备使用寿命降低，为此对设备进行重新改造。

2.GA4D28TC型博世共轨柴油发动机实训设备电路重新改造

2.1电路设计思路

在原电脑线束接头中再并联接上一个线束插头，在相应的传感器或执行器线束接头上重新接上一个线束接头，这样在教学实施过程中进行检测时就不用拔插头，并在具有原有的功能情况下，又在不插拔插头的情况下来检测电路，使学生所学的操作方法与实车一样，与企业的实施操作一样，由于没有进行插拔，延长了设备的使用寿命。

2.2实施过程

（1）购买发动机线束：查询发动机线束编号及车型、发动机型号，找到相应的4S店，购买与台架一样的发动机线束。

（2）准备或购买相应的工量具及材料：万用表、电络铁、焊丝、松香、热收缩管、烤枪、尖嘴钳、扒线钳、剪刀、小刀、胶带、插板、大头针等。

（3）改装过程：看懂电路图，了解发动机线束每一端子的含义，查找每个传感器和执行器与发动线束所对应的端子，然后将新买的线束与原线束一一对应（针脚和颜色），剖开新买的线束，为保证准确，我们每剪接一个传感器线头就焊上一个接头，另一头与发动机电脑端子相连的端子（必须找对线）进行焊接，焊接必须可靠。

（4）检测过程：全部焊接好后再检测一遍，确保无误以后再启动发动机，用解码器读取故障码，清除故障码，再读取故障码，无故障码，说明电路及各传感器、执器没有问题，再用智能故障设置盒总成对设备进行设置故障，设备能按要求进行设置故障，改造成功。

3.效果评估

经过老师及学生对该设备的使用，都觉的利用这样改造后的设备学的技能更实用，与企业实际排故及故障诊断一样。

4.结束语

实践证明，对实训设备的改造完善不但具有周期短、投入资金少的优点，而且节省了大量人力、物力。经改进后的设备，不仅满足了正常教学的需要，延长了设备的使用寿命，同时也解决了学校教与企业操作不一致的问题，使学生学到的技能与企业零连接。

传感器实训总结篇4

近几年来，我院在上级部门的指导下，为社会培养了大批高技能人才。在教学实践过程中，能否根据国家标准化培训要求和学生特点，设计出适合的训练课题，并采用恰当的方法进行教学，是影响培训成效的重要因素。

基于PLC的机电气一体化平台应用是我院电气自动化安装与维修专业高技能人才培养中很重要的一项内容，我经过几年摸索，将该平台模拟成物流仓库自动分拣系统，作为高技能人才培训中的综合训练课题。

在该综合训练课题的教学中，本人对其中部分内容采用了一体化教学的方式进行，现在一并介绍给大家。

一、综合训练课题介绍

1.分拣系统组成：输送带、输送带电机、位置传感器、颜色传感器、电感传感器、料块。

2.控制要求：按下启动按钮，系统启动，若料仓中有料，则推料汽缸（YV1）动作，将料推入输送带，推料汽缸回位，变频器开始运行，驱动电机高速、正转。当料块经过电感传感器时，进行判断：若料块有铁芯，则电机反转，输送带反向运行，将料块运离输送带;若料块无铁芯，则输送带继续前行。当料块经过颜色传感器时，发出信号，使变频器减速运行，直到料块运行到机械手位置（被位置传感器SQ7检测到），变频器停止运行，输送带停止，此时料块正好位于机械手下方，延时1秒后，机械手下降，夹起料块，上升，旋转至左边，机械手行走电机动作，驱动皮带，机械手向正方向运行，旋转编码器发出脉冲信号，当高速计数器接收到足够脉冲，PLC发出指令，直流电机停止运行，机械手下降，放松，将料块放进仓库，机械手旋转回右边，直流电机反转，机械手往回走，到达原点传感器时，电机停转，机械手到位，准备下一次动作。

此次动作，可以理解为在物流系统中的一次简单的分拣操作，料仓出来的货物，经过传感器的的识别，合格的货物，经过输送带送到指定位置，然后由机械手转移到指定的仓库中去。

二、教学重点

学生在独立单元设备的应用方面能够较好掌握，但在各个部件组成综合系统的训练中，尤其在各个部件的相衔接的处理上有可能出现问题，如：

1.机械手准确抓取物料。物料到达不同位置时的信号变化要准确，就要求传感器的位置安装要特别注意，近了，太敏感不行，远了，检测不到，因此要不断的配合程序进行调整。

2.机械手到仓库的定位。机械手多走一点，少走一点，都会造成物料放不到仓库，因此准确定位非常关键。这不仅要在程序中设置好脉冲数，还要考虑皮带轮的松紧程度以及机械上各方面因素等等。

3.为了避免机械手在电机的带动下，冲出轨道，在编写程序中，要注意将原点（SQ2）、限位点（SQ7）串入PLC的输出线圈（直流电机）回路上;在上电后，要先观察PLC能否接收到此2个传感器的信号，确保他们的限位功能正常动作。

三、抓住重点，实施教学

这个课题训练是否成功的关键，就在于通过解决好本例中的重点，培养学生掌握解决问题的方法。本人在此采用一体化教学的手段进行教学，下面以“机械手是否能准确抓取物料”这一教学重点为例，介绍如何实施教学：

1.布置任务

在传送带、机械手等单个部件教学训练完成的基础上，布置一个训练任务，内容是：物料在皮带上运输，到达位置后由机械手抓起。同时将学生分为若干小组，每组3至4名学生，设1位组长。学生分组动手完成任务。

2.发现问题

由组长安排，组员分工，分别进行程序设计，硬件接线，然后通电试车。在调试的过程中，各组都会发现一些原来没有想到的问题，如：机械手下抓时接触不到料块，机械手下抓时与料块发生碰撞，机械手下抓料块有时成功有时不成功等。

3.解决问题

汇总好学生提出的问题，要求各组对前面汇总的问题提出解决方法。学生首先分组讨论，通过课本、网络等查找资料，分析工作原理：机械手运行到原点位置后，停止，此时下降气缸动作，平行夹应该正好位于输送带正上方，但是事实情况是平行夹不一定正处于输送带上方。进一步分析出产生问题的可能原因：

（1）程序中有关指令和脉冲数设置有误;

（2）原点传感器（SQ2）与机械手不配合，当SQ2动作时，机械手没有处于正常停止位置。接着由组长进行分工，各人分别负责查找资料，检查指令、硬件调试检查等工作，针对原因找出解决办法。

再经过交流讨论、查找资料、观察调试，学生得到结论：

（1）经过观察，机械手运行至SQ2时，PLC输出点断开，直流电机停机，因此可以判断PLC动作正常，程序无误。

（2）SQ2的安装位置对机械手的停止位置影响最大，甚至其灵敏度也会造成影响，因此调整SQ2的位置就可以调整机械手的停止位置。学生最后确定，在程序指令正确的情况下，SQ2的安装位置是造成机械手不能正确抓物的主要原因。

4.实践验证

各组学生有的上网查找办法，有的相互探讨，有的直接进行调试。经过反复摸索，学生总结出调试办法：将24v电源直接接入电机，让电机运行到原点，手动控制下降气缸，让气缸下降，观察平行夹与输送带的相对位置，如果有偏差则稍微松开SQ2的固定螺丝，轻微调整SQ2的位置，直到平行夹正好位于输送带的正上方。

5.反馈提示

经过以上分组学习讨论，大部分学生能成功完成训练任务，但有个别小组学生存在本次运行正常，下次通电运行失败的情况。学生经反复讨论、调试都没解决，只好向老师求助。本人提示学生：不要局限在机械手、传感器等部件，还应关注其他参与运行的部件。最后学生经认真对比排查发现，是因为带动机械手行走的齿形皮带松动，导致机械手活动间隙大，定位时准时不准。此问题通过锁紧皮带螺丝就解决了。

6.总结评价

最后由老师进行理论和技能方面的总结，并对学生表现进行评价。

在以上的学习过程中，本人为学生提供咨询并适时讲授一些理论知识，关注每个学生的表现，掌控整个教学进程。

实践表明，通过如此学习学生们都能掌握如何使机械手正确抓取物料。同理，其他教学重点也可通过一体化教学来完成。

四、该综合训练课题实施一体化教学取得的成效

1.提高了学生综合运用能力，同时又加深了对各部件的了解应用，也大大提高了此平台利用率。

2.培养学生自主学习和解决问题的能力。授之以鱼不如授之以渔，让学生在自主学习中去发现问题、解决问题，从而在实际操作过程中，掌握解决问题的方法，适应未来生产岗位的要求。

传感器实训总结篇5

引言

飞行员进行飞行训练，人感系统对训练水平的影响很大，高逼真度的杆力特性模拟，可以使飞行员体会到与上天飞行中一样的操纵“手感”，飞行员的操纵动作，驾驶技巧也能得到良好的锻炼。相反，如果养成错误的操作习惯，不但没有起到地面培训的效果，反而会在空中飞行中产生风险隐患。

典型的负荷系统是由弹簧、阻尼筒组成的机械式系统，当飞行员操纵驾驶杆产生位移时，弹簧拉伸或压缩，反馈到驾驶杆的作用力，即为操纵杆力。选择不同刚度的弹簧，即可改变操纵系统的杆力-杆位移梯度，而改变阻尼筒，即可改变驾驶杆自由运动时的振荡阻尼。电动负荷系统的电机代替了弹簧阻尼系统，由自动控制设备控制电机的力输出，通过控制软件的精心设计，可以模拟出弹簧阻尼系统的力学特性。

1 系统结构

直升机的机动飞行是绕着3条轴线来转动的：横轴、纵轴和立轴。它可以绕纵轴做横滚运动，绕横轴做俯仰运动，绕立轴做航向运动[1]。同其他航空器一样，直升机在正副驾驶位置也可以是双套操纵装置，而有些直升机的副驾驶操纵装置还会被设计成可拆卸的，以便满足飞行的需要（见图1）。

电动负荷操纵系统主要包括机械、电气两大部分，如图2所示。其中机械部分包括主动杆手柄、减速器、连杆、支撑件、外壳等；电气部分包括控制器、电机、力传感器和位移传感器。力传感器测量主动杆手柄上的飞行员操纵力，位移传感器测量当前主动杆手柄的位移及电机转子位置。控制器根据力和位移传感器的反馈信号以及设定的系统模型参数控制电机的输出扭矩，最终通过减速器给主动杆手柄提供相应的动力或阻力。控制器与主控平台之间通过RS422总线通讯，实时收发系统指令及工作状态[3]。

1.1 周期变距杆负荷系统

周期变距杆负荷系统俯仰姿态回路原理如图3所示，电动负荷系统通过力传感器、机械传动装置，与驾驶杆相连接。

周期变距杆负荷系统滚转姿态回路原理如图4所示，电动负荷系统通过力传感器、机械传动装置，与驾驶杆相连接。

1.2总距杆负荷系统

总距杆负荷系统如图5所示。

1.3 脚蹬负荷系统

脚蹬负荷系统如图6所示。

2 各部件主要功能

2.1 加载系统

加载系统主要为驾驶杆上输出杆力，使得飞行员感受到逼真的杆力特性。本论文研究的加载系统是以电能为能量源的力输出系统，即核心为电机输出的扭矩。因此，电机工作模式应为力矩模式，产生的力矩通过钢索滑轮组或减速器等传动机构后传送至操纵杆端产生力反馈效果[4]。

2.2 控制器

控制器也称为人感计算机，为嵌入式计算机。为实现杆力特性模拟的高逼真度，需要进行高速迭代计算。相关研究论文表明，控制器的采样频率应不小于2000Hz。

2.3 传感器

电动式操纵负荷系统中传感器主要包括力传感器与位移传感器。力传感器主要用来测量负荷系统实际输出的负载力信号，与人感计算机计算输出理论力信号进行比较，用来进行力反馈控制，提高系统的力控精度。位移传感器主要是测量飞行员操纵驾驶杆的位移行程，通过控制器采集来计算负荷系统输出力的大小。

3 系统工作原理

下面描述一下该系统工作时的运行原理：

如图7所示，当飞行员对驾驶杆施加操纵力时，驾驶杆产生位移，此时位移传感器采得的即为飞行员操纵位移信号。人感计算机通过AD板卡采集位移信号，根据力函数模型，进行杆力计算。计算得到的杆力，即作为力控信号进入负荷系统，同时，电机输出的力与力传感器采集的力进行反馈控制，即形成力跟踪控制。输出的力通过连杆机构反馈到驾驶杆上，即给飞行员提供了模拟的杆力特性。同时操纵负荷系统负责实时将操纵位移信号传送给主仿真计算机，参与飞行动力学解算。

4结束语

直升机电动负荷操纵系统是现代先进直升机模拟器的关键设备，利用该系统，可以模拟出不同类型直升机的人感特性，对行员训练，加深飞行员的感知有重要的提升作用。本文对直升机电动负荷系统的关键部件和系统工作原理进行了介绍，该研究内容对于今后的工程化研制有着指导作用，通过对该系统的深刻理解，为今后的设计工作奠定了坚实的理论基础。

参考文献

[1]陈康，刘建新.直升机结构与系统[M].北京：兵器工业出版社，2007.

[2]高正，陈仁良.直升机飞行动力学[M].北京：科学出版社，2003.

传感器实训总结篇6

随着工业技术和社会经济的发展，生产型企业在扩大生产规模时，越来越重视自动生产线的应用。为了培养自动生产线的安装和调试人员，高校和培训结构逐渐开设了自动生产线安装与调试课程。用于技能培训的自动生产线设备是模拟企业真实的生产线，针对学员进行技能培训。由于学员可能只具备一些理论知识或者动手能力较差，在实际操作过程中，会遇到很多问题。模拟的自动生产线设备是一套复杂的机电一体化系统，由多种移动副机械结构连接、多种类型的传感器、百余个电气接线端子、工业网络通信、气动系统和计算机技术等组成，培训过程中，由于学员的误操作或者设备本身的损耗，故障率比较高，为了不耽误培训进度，及时快速排除故障尤为重要。

本校采用亚龙YL-335B型自动生产线实训装备，己使用4年，文章对自动生产线设备常用故障进行总结分析，提出了解决办法，保证了系统的正常运行。

1YL-335B型自动生产线简介

YL-335B型自动生产线系统由供料、加工、装配、分拣和输送5个单元组成。每一个单元有1立的PLC承担工作任务，采用三菱FX1N-40MT.FX2N-32MR和FX2N-48MR的PLC通过RS485通讯实现N：N的联网控制，构成了分布式控制系统。

YL-335B自动生产线系统功能：供料单元中的圆筒形料仓里装上不同颜色、不同材质（塑料）的空心圆柱体零件，在重力和推料挡料气缸的配合工作下，零件送到供料台，由输送单元的机械手抓取，准确放置到加工单元的冲压平台，模拟完成一次冲压操作后，由机械手重新抓取送到装配单元，完成一次小圆柱体零件嵌入空心圆柱体零件孔中的装配，完成后，运送到分拣单元，根据零件的不同属性，分流到各个料槽中，机械手重新返回供料单元，开始新一轮循环工作。

2 YL-335B型自动生产线设备故障

2.1 YL-335B型自动生产线具体结构

YL-335B型自动生产线具体结构如图1所示。

2.2 YL-335B型自动生产线设备整体故障

YL-335B型自动生产线常见整体故障现象有：开机不启动；气缸推杆速度不当（过快或慢）；运行噪音较大，振动比较剧烈。

开机不启动：（1）观察供料单元料仓和装配单元料仓工件是否足够，不足时需要补齐。（2）传感器初始状态是否正确。

供料单元：X0顶料气缸伸；X1顶料气缸缩；X2推料气缸伸；X3推料气缸缩；X4供料不足；X5料仓缺料；X6出料台物料监测；X7金属工件监测。

加工单元：X0加工台物料检测；X1工件夹紧检测；X2加工台伸出到位；X3加工台缩回到位；X4加工压头上限；X5加工压头下限。

装配单元：X0零件不足检测；X1零件有无检测；X2左料盘零件检测；X3右料盘零件检测；X4装配台工件监测；X5顶料到位检测；X6顶料复位检测；X7挡料状态监测；X8落料状态监测；X9摆动气缸左限检测；X10摆动气缸右限检测；X11手抓夹紧检测；X12手抓下降到位检测；X13手抓上升到位检测；X14手臂缩回到位检测；X15手臂伸出到位检测。

分拣单元：X0进料口工件检测；X1电感式传感器；X2光纤传感器；X3推杆1推出到位；X4推杆2推出到位；X5推杆3推出到位；X6旋转编码器B相；X7旋转编码器A相；X8旋转编码器z相。

输送单元：X0原点传感器检测；X1右限位保护；X2左限位保护；X3机械手抬升下限检测；X4机械手抬升上限检测；X5机械手旋转右限检测；X6机械手伸出检测；X7机械手缩回检测；X8机械手夹紧检测。

5个单元共48个开关量，排除故障时，从每一站的PLC上数信号灯的个数。吻合基本正确，不符合再具体查看是哪一个传感器的故障。

气缸推杆速度不当（过快或慢）：调整单向节流阀的开度。需要多次尝试调整。

运行噪音较大，振动比较剧烈：运动部件需要使用油。传动皮带过紧，传动带速度过快。

2.3各单元常见故障

供料单元：

（1）工件被卡死，不能在重力作用下下落。检查顶料气缸上的磁性开关是否正常工作；适当调节气缸上的节流阀，控制气缸推杆伸出速度及力度。

（2）推出工件推杆不能缩回。检查推料气缸上的磁性开关是否正常工作；适当调节气缸上的节流阀，控制气缸推杆伸出速度及力度。

（3）工件不能实现自动供料。检查推料和顶料气缸上的4个磁性开关的工作协调性。

（4）不能实现供料的自动循环。检查程序是否有自动循环设置。

加工单元：

（1）直线导轨运动不顺畅。调整两直线导轨的平行，加工台伸缩气缸与导轨平行。气动手指夹紧时保证左右对称，在移动副上涂油。

（2）工件夹紧时歪斜。调整气动手爪气缸的进排气单向阀。装配单元：

（1）小工件与大工件不能很好装配。微调装配台位置（调整机械结构部分）。升降气缸速度匀称。

（2）回转台回转角度不到位。调节回转台的调节螺杆。

（3）夹紧器夹紧小工件，不松开。检查传感器是否安装到位，是否正常工作。

分拣单元：

（1）起始位置放上工件，传送带不运动。旋转编码器与步进电机接线是否正确；传送带安装是否过紧，主从动轴安装是否反了。

（2）工件不能很好对准料槽。重新测量传送带工件起始位置以及各料槽之间的距离，计算脉冲数。

（3）工件分槽不正确。保证金属小零件嵌到金属大零件里面，白色塑料小零件嵌到白色大零件里面，黑色小零件嵌到黑色大零件里面；调整光纤传感器的感光度。

输送单元：

（1）伺服驱动器报警，提示越程。观察抓取机械手是否越过原点，原点接近开关是否正常工作。重新启动工作台电源，最后接通输送站电源。对伺服驱动器的相关参数进行重新设置。

传感器实训总结篇7

中图分类号:U665 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0014-01

自动化在现代舰船平台上的广泛的应用,使得现代舰船的生存能力和操纵效率得到了空前的提高。对舰船平台上不同的自动化应用进行集成,可以使操作效率达到最优化,同时有助于舰船减少舰员。可以说,高度的集成化和自动化是现代舰船发展的必然趋势。而实现高度集成和自动化的重要形式就是建立高效的舰船综合平台管理系统。

目前世界上主要海上大国都在加紧对舰船综合平台管理系统的研究,其中美国的ABB公司和加拿大的CAE公司在该领域技术领先,在很多舰船上进行了成功应用。我国近年来也正在积极开展相关的研究。为了解该技术在国际上的发展现状,探讨适合我国国情的舰船综合平台管理系统,本文对比较有代表性的加拿大CAE公司开发的综合平台管理系统进行介绍。

1 系统结构

综合平台管理系统是一个分布式结构的实时数字化控制系统。这个开放式的系统包含有用来进行数据的获取、控制的远程终端单元(RTU)和多功能控制台,控制台为处在船的不同地方的操作者提供人机交互界面(HMI)。整个系统通过冗余数据总线进行连接。系统通过多点传送的方法保证总线上数据传输的完整,同时,减少了总线上的数据通信量,缩短了数据延迟时间。数据总线的电缆被沿着船体独立的进行布置,从而能使系统具有最大的生存能力。该开放系统结构允许使用多种数据网络以满足用户的要求。它还允许综合平台管理系统通过域总线等接口与其他系统进行互联。

系统集成了舰船推进系统、电力系统、辅机和损管设备的监视和控制系统,除此之外,它还可以集成以下的功能模块:船上训练系统OBTS;损害控制系统 BDCS;数字化闭路电视系统CCTVS;基于情况(状态)的维护系统CBMS。

2 基本集成模块

2.1 人机交互界面

综合平台管理系统拥有先进的人机交互界面,是专为应用在设备复杂的军舰上而设计的。主人机交互界面设计为多功能控制台的形式,一般布置在集控室和舰桥部位。动力舱室和其他有机器的舱室拥有嵌入式控制台,用于损害管制和机旁控制。移动式操作单元利用嵌入式测试设备和软件支持紧急情况下的控制操作和故障的及时发现并修理。系统通过采用集成的控制面板和高分辨率彩色监视器来实现从控制台进行控制和监视。每个控制台是多功能的,如果应用适当的密码权限可以实现综合平台管理系统所有赋予的功能。平台具有很强的生存能力。系统的平面、分层图形方法(TLG)使得在不同缩放水平的信息实现自动过滤,保证了在任何时候有简单易读的显示。

系统采用了几种不同的页面来显示设备的总体情况、机械数据、系统图表、趋势图、警报、事件和错误消息。综合平台管理系统内置强大的警报处理技术,可以过滤掉杂乱的警报从而减少操作者的工作量,提高操作者工作效率。

2.2 数据获取和控制

系统接口可以至少接收100个信号和没有数量限制的传感器和探测器。为了管理如此大量的不同的信号,该综合平台管理系统通过使用不同密度的远程终端单元获得了一个灵活和高效的数据获取、控制的途径,这些远程终端单元可以同大量不同种类的传感器和探测器交互。这些交互数据可以直接通过电缆或者通过区域总线等传递到设备。远程终端单元获得设备传感器数据,进行合理性检测,进行门限值检查,当综合平台管理系统的其他子系统需要时为它们传递数据,处理自动控制流程,向控制器输出控制信号,进行网上或者脱机嵌入式监测。

2.3 燃气轮机控制器

使用同样的远程终端单元硬件和软件,该系统可以为当今新型军舰上使用的多种型号的燃气轮机提供气轮机控制器。综合平台管理系统拥有的既可进行训练又可实际使用的、可升级的发动机控制模块(ECM),为很多国家的海军显著的降低了设备的生命周期费用。

2.4 数据的记录、分析和制作报表

综合平台管理系统持续记录传感器数据和控制命令的变化并为其标注日期和时间。每个控制台有短期保存数据的能力,可以保存最近24个小时的数据,而通过安装在专门控制台上的可拆卸式硬盘驱动器可以保存长时间的数据。这些数据既可以在船上浏览,也可以通过岸基的设备进行分析。

3 备选集成模块

3.1 船上训练系统

综合平台管理系统包括一个先进的船上训练系统,这时需要使操作控制台工作在训练模式。除了一个留作值班外,其他所有的操作控制台都可以置于训练模式,从而使船上所有的人员进行完整的训练。其中的1台控制台被指定为指挥设备,其他的控制台在训练模式操作。如果一个或者一组值班模式的控制台出现故障,其他处在训练模式的控制台会自动转换到值班模式。船上训练系统使用实时高保真仿真船体模型、平台系统和设备,既可以实施先前设定的训练想定,又可以由船上的指挥员自己创建新的想定,这保证了训练有很强的真实感。

3.2 损害管制系统

损害管制系统功能模块包括了如下的模块。

损害部位标定:是传统的、使用声力电话和板上损管图表作业的损管控制报告系统的替代。图板被包含全船的、彩色的带有标准损管符号标记的图表代替。当损害信息一旦进入任何1台控制台,所有的控制台会自动刷新。这可以为指挥员、技术军官和损管人员提供一个实时、完整和动态刷新的损坏态势图。

自动损管系统:用来协助操作人员在出现紧急状态时做出快速和准确的反应。

船舶稳性计算机:可以为船员提供网上专家系统。本系统可以接受来自传感器或手动输入的数据以确定在正常或船体损坏状态下的船舶的稳定性。此模块可以计算重力、流体静力学各值和波浪中船的运动。系统还可以提供提高舰船稳定性的建议。

3.3 数字闭路电视系统

为了使综合平台管理系统减少操作人员,系统集成了一套数字闭路电视系统来对机舱和其它部位进行视频监控。彩色数码监视器可以利用现有的网络连接在综合平台管理系统控制台,任何控制台可以选择显示任何照相机的图像;不过,火警或进水警报会在特定的控制台上自动显示。

3.4 基于状态的维护系统

传感器实训总结篇8

当前，物联网在国内得到了广泛的应用，教师要针对物联网专业的人才培养目标来设计制定相应的课程，其中传感器技术课程是物联网专业的核心课程。以往高职院校的传感器技术这门课程在教学中过多地倾向于传感器原理的介绍，关于测量电路的分析以及传感器的应用实例也多为理论分析，实践机会较少。目前，大多数院校尝试对这门课程进行改革，笔者也针对传感器技术课程教学改革谈几点意见。

一、课程教学内容的调整

高职物联网专业更注重学生应用能力的培养。物联网应用以电子标签技术、传感技术、中间件技术及网络和移动通信技术为支撑。传感器是构成物联网的基础单元，是物联功能的前提，根据物联网专业的知识结构，传感器技术课程教学内容也需要更新。

1.课程内容主线的确定

目前传感器技术这门课程教学内容安排主要是两种：一种按传感器类别划分讲解测量原理，另外一种按被测量的类型来划分讲解测量原理及应用情况。传统的传感器种类已有几十种，并且新功能传感器还在不断推出，随着物联网的不断发展，新知识还要及时补充到课程里去。按照被测量的类别来划分教学内容更易于拓展学生的思维。提出一个被测量物后，教师可以提供几种典型的传感器，简要分析它们的测量原理，然后引导学生根据不同类别的传感器来思考相应的测量方案，分析几种方案的优缺点，考察传感器的工作特性。这样的教学内容安排更灵活，使学生明白传感器提供的是检测手段和方法。

2.光电传感技术

光电传感技术以光电传感器为核心器件，用光电的方法对某些物理量进行信息转换。近年来，光电传感技术发展较迅速，并且光电传感器与其他传感器相比，具有明显的优越性，是一种应用极其广泛的传感器件。物联网技术中较多使用光电传感器节点，所以在课程的教学内容中应加强光电传感技术的介绍，它主要包括典型光电器件、红外传感、激光传感、光纤传感、光栅传感及图像传感技术等方面的内容。

3.传感器网络与节点

物联网应用实现的是对感知获取的数据进行分析和处理后，能有针对性地对标的物进行连续控制、整体控制、动态控制、有效控制。它是一个完整的、流程化的全自动控制过程，因此用来感知数据的“感知层”作为物联网的底层应该做到“全面感知”。另外，智能传感器的开发和大量使用，导致了在分布式控制系统中对传感信息交换提出了许多新的要求，单独的传感器数据采集已经不能适应现代控制技术和检测技术的发展，取而代之的是传感器网络。物联网专业的传感器技术课程中需要重点讲解传感器网络，包括传感器网络的结构、信息交换体系、通信协议、OSI开放系统互连参考模型等都是需要补充的内容，其中无线传感网络、传感器节点的设计是教学重点。无线传感网络是由大量移动或静止传感器节点，通过无线通信方式组成的自组织网络，它的结构和应用是本课程中的重点。传感器节点的设计主要包括传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块设计。因为我院自主开发了物联网实验台，并且自行设计了几个典型的传感器节点，所以正好可以作为教学案例，让学生了解传感器节点的主要模块的功能和设计。

4.实训项目

以往的传感器技术课程中实训项目并不多，学校购买的传感器实验台以传统的传感器实验为主，现在学校新建立了物联网实验基地，其中包含物联网传感器实训室，新增了光电、红外、光纤、超声、图像、指纹等新型传感器，实训项目明显增加。另外，学校自主开发的典型传感器节点就可以作为“传感器网络”部分的实训项目。

二、整合教学方法，注重教学效果

采用以学生为主体、教师为主导的现代教学模式，发挥了学生的学习主体作用，利用情境、协作等学习环境激发学生的学习兴趣，挖掘学生的学习潜能和创新能力，最终达到使学生掌握知识和技能、提高综合素质的目的。

1.多种教学方法综合运用

课堂教学中，教师要改变单一的教学方式，结合多媒体、传感器实物来教学，淡化理论推导，注重应用实例。实训教学中，教师要采用“任务驱动”教学方法，基于学校已有的实训设备，安排典型“任务”，并引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”。在完成“任务”的过程中，培养了学生分析问题、解决问题的能力，大大提高了学生的学习效率。

2.细化考核方式

传感器实训总结篇9

中图分类号：G71 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）05-0132-02

传感器与检测技术是自动化专业、电气工程及其自动化专业及过程装备与控制专业的技术基础课程，主要研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术课程。传感技术是自动检测系统，更是控制系统的前哨，它广泛的应用于各个领域，在在促进生产发展和现代科技进步方面发挥着重要作用。学生学好这门课程不仅能为后续课程打下好的基础，也对学生综合运用所专业学知识有着关键的作用，自从2005年课程教学大纲调整以后，在教学中出现了一些新的问题，原有的传统教学模式很难获得良好的教学质量与效果。

一、课程教学现存的问题

自2005年起我校重新制定了自动化专业的教学大纲，其中将传感器与检测技术由考试课调整为考查课，并将课时由64学时更改为32课时，通过几年的教学总结出该课程在教学中存在的一些困难：

（一）教学内容多而散

课程内容多且散，涉及知识面广，有物理学，化学，电子学，力学等等，属于多学科渗透的一门课程，学生学习有难度，特别是对于一些基础不太好的同学更是有困难。

（二）典型应用性

传感器与检测技术属于典型的应用课程，要学习各种传感器的原理，并掌握它的使用，在此基础上掌握搭建检测系统的方法，单靠理论的学习必定是有差距的。而实验课时不充裕，实验条件也有限。

（三）学时越来越少

学校目前对学生的定位是“培养优秀的工程应用型人才”，为了加大实践环节的因此对课程设置与课时作了调整，本课程课时被缩减至32课时。

（四）学生的学习主动性差

由于本课程被定为考查课，所以有相当一部份同学从学习态度上不太重视，没有投入必要的精力和时间，学习主动性差，直接影响教学效果。

二、教学内容与教学方法的探索

（一）教学内容的调整

目前大部分的传感器与检测技术的教材多侧重于传感器的工作原理、测量线路及信息处理等方面，而对具体应用涉及较少，针对课程的内容多课时少的情况，教学时无法做到面面俱到，教学内容必须做适当调整。根据学校对工科本科生工程应用型人才的定位，教学内容的调整遵循以下原则：

1、避免繁琐的理论推导过程，以避繁就简的方式向学生讲解传感器的工作原理。例如：用幻灯片演示使用酒精灯分别燃烧热电偶的两端，在两端存在温差的时候两电极间即出现电势差，无温差时电势差消失，通过这个实例讲解电势差之所以存在的原因，可以配以大家能够理解的简单的公式推导，而不把重心放在构成热电偶的温差电动势和接触电动势形成的公式推导上。

2、重点讲述传感器的实物应用。增加实际案例是学生能够对传感器的应用有更感性的认识。

3、适当补充传感器与系统互联的方法。在先期几种传感器的应用中加入传感器接入控制器的方式介绍，使其思考所学课程之间的关联，对所学专业课程之间的联系能更加深入的认识，建立起系统的概念。

（二）教学方法的改革

为了克服课程教学中客观存在的困难，获得良好的教学效果，在课堂教学使用多种教学方法和手段，力求将教学内容讲解得更加生动、具体。

1、采用多媒体技术，使用现代化的教学手段来提升教学效果和教学质量

采用多媒体课件教学，一方面可以省去教师用于黑板板书的大量时间，克服课时减少的问题；另一方面，以动画的形式生动形象的演示传感器的工作原理，展示所学传感器的各种照片、复杂检测系统的原理图或线路图，使学生能够直观地认识传感器，更容易理解传感器的工作原理和应用。例如，学习光栅传感器时，使用传统的教学手段，很难使同学们理解莫尔条文的形成及其移动过程，使用对媒体课件就可以以动画的形式使同学们直观的明暗相间的莫尔条纹是什么样子，还可以以不同的速度使指示光栅在标尺光栅上进行移动，清晰的看出条纹移动的方向与光栅夹角及指示光栅移动方向的关系。学习增量式光电编码器时，很多同学很难理解编码器的辨向问题，通过使用幻灯片展示编码器的内部结构，直接了解光栏板上刻缝、码盘及光电元件的位置关系后，同学们就能更容易的理解辨向码道、增量码道与零位码道形成脉冲的相位关系，佐以简单的辨向电路就可以使同学们更高效的学习该传感器的工作原理及应用方法。

总而言之，利用多媒体技术使学生能够获取更多的信息，增强学习的趣味性和生动性。

2、重视绪论，提升学生的学习主动性

很多教材的绪论写的比较简略，但我个人认为这不代表它不重要，特别是面对学生主观上不重视课程的情况下，更要下大力气上好绪论这第一次课，吸引学生的注意力，激发学习兴趣，使学生认识到这门课程的实用价值。通过幻灯片演示传感器与检测技术在国民经济中的地位和作用，使同学们了解到小到日常生活，大到航空航天、海洋预测等方面都有着传感器与检测技术的应用，更根据各种行业背景中需要检测的物理量，自动控制理论在实现过程中传感器与检测技术的关键作用，使学生认识该课程的重要性。另一方面，我校长年开展本科生科研实训项目，在开设本课程时已有部分同学成功申请实训课题，一般本专业的同学还是围绕专业应用领域申请课题，其中大部分会涉及传感器与检测技术的内容，所以也就他们正在进行的课题中使用传感器解决的具体问题进行讨论，更加直接的体会到本课程的关键作用，从而提升学生学习的兴趣，增强主动性，克服考查课为本课程教学带来的部分阴影。

3、加大案例教学比重、侧重应用

根据培养工程应用型人才的目标，本课程教学的首要目的是使学生能够合理选择传感器，对传感器技术问题有一定的分析和处理能力，知晓传感器的工程设计方法和实验研究方法。所以在教学中注意分析各类传感器的区别与联系，利用大量的具体案例分析传感器的应用特点。

例如，教材中在介绍电阻应变式传感器是，主要是从传感器的结构、工作原理及测量电路几个方面进行分析介绍的，缺乏实际应用案例。在教学中用幻灯片展示不同应用的实物图，譬如轮辐式的地中衡的称重传感器，日常生活中常见的悬臂梁式的电子秤、人体称、扭力扳手等。用生动的动画显示不同应用下的传感器的反应，例如，进行常用传感器热电偶的学习时，展示各种类型热电偶的实物照片，补充热电偶安装的方式，以换热站控制系统为案例，分析热电偶在温度测量上的应用，重点讲解传感器的输出信号及与控制系统互连问题。在介绍光电池传感器时补充用于控制的干手器、用于检测的光电式数字转速表及照度表的应用案例，通过案例是同学们对传感器应用的认识更加深入。

4、利用学校的科研实训提升学生的学习兴趣、加强学生的实践能力

我校学生自二年级起可以开始申请科研实训项目，指导老师指导，学生负责，本课程在学生三年级第一学期开设，在此之前已有部分同学参加了科研实训项目，在这些项目中，譬如智能车项目、数据采集系统实现等实训项目中都包含传感器与检测技术的应用，上课前教师了解这些项目，就可以就实际问题提出问题，让学生带着问题来学习，提升学习的兴趣。另外可以在学习的同时启发同学们集思广益，与实验中心老师联系，联合二年级同学进行传感器的设计制作，或者进入专业实验室进行传感器应用方面的实训实验，鼓励同学申报的科研实训项目，提高学生的实践能力。

三、结束语

通过几年的教学与总结，对教学内容、教学方法进行了分析研究，作了适当的改革。调整的教学内容重点更突出，侧重应用，补充了丰富的案例，激发了学生的学习兴趣，多媒体的教学方法增强了教学的生动性，与科研实训的相结合，对课堂教学进行拓展，加强了学习的主动性，提升了实践能力。从近几年的网上评教结果来看，所做的教学调整与改革受学生的欢迎和好评，取得了较好的教学效果。

参考文献：

\[1\]袁向荣.“传感器与检测技术”课程教学方法探索与实践\[J\].中国电力教育,2010,(21):85-86.

传感器实训总结篇10

【关键词】

机电一体化；探索

机电一体化专业培养的是具有机电一体化技术基础理论和专业知识，能从事机电一体化设备管理、技术应用、营销和技术服务等一线岗位工作的高素质高技能人才。实训是培养学生职业技能的重要手段，目前部分高职院校机电一体化专业学生在校期间往往只经过机械或电气技术的专项实训，而机电一体化技术是一个系统工程，学生缺乏机电综合实践技能和职业素养的系统性培训,毕业后很多学生无法满足一些需要机电综合技能的设备安装与调试、运行与维护岗位的工作要求。因此，随着高等职业教育改革的深化，有必要改进实训教学模式，强化机电综合实践技能的培养，使高职院校机电一体化专业机电综合实训模式能适应行业的职业要求，提高实训效果。

1.机电一体化实训课程目标

机电一体化实训课程是集机械技术、电机技术、检测技术、自动控制技术、计算机网络技术于一体的专业技能综合训练课程。课程紧扣机电一体化技术的核心技术环节，即检测、控制与执行三大技术环节展开，同时引入最新的网络控制技术。

2.实训课程的内容和模式

机电一体化的综合实训可以选择某一生产流程的模拟控制系统或典型的机电产品为岗位的控制操作技术。在实训过程中以该系统为载体，以工作任务为中心，将学习过程分解成若干个小任务，并结合实际操作，将所要求的知识点、能力点和职业素质融于培训过程。实训时把学生分组，由老师布置实训任务，通过实训指导书让每组同学明白工作要求和规范，随后监控整个实训过程，尽量发挥同学的积极性。实训项目的安排也是由易到难，开始阶段进行供料单元简单的电机控制实现，让同学们熟悉实训要求，接下来进行较为复杂的气动机械手搬运和工件分拣工作站项目。首先结合实际的装置，了解该装置所能完成的任务及工作流程。其次，分析该装置的硬件组成，让学生明白各部分硬件的组成元件，各自完成何种功能；再说明本设备所包含的技术和应掌握的知识点；然后通过实际操作，如拆装、调试、故障诊断等，掌握机电设备的装配、操作；最后，将所要掌握的知识点和技能归类，并做一定的延伸，使部分能力较强的学生有所发展。可以把在东洋电装产学研中，获得的汽车零部件电检设备资料一部分整理成拓展案例，在案例中融入常用西门子、三菱、欧姆龙PLC的编程指令比较及使用，为学生以后从事相关工作奠定基础。

3.实训设备

为培养学生真正的职业技能，一定要选择真实的或模拟实际的机电一体化实训设备，例如我校机电一体化实训室的设备有：光机电一体化设备，立体仓储系统，小车机器人，专门为机电一体化技能训练而设计，部件全部采用工业标准元件，安装和调试也符合工业规范，为满足实训要求，每个设备配有编程电脑一部和安装工具一套。1)光机电一体化设备实训装置由由铝合金导轨式实训台、典型的机电一体化设备的机械部件、PLC模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、接线端子排和各种传感器、计算机等组成。学生通过操作此装置，了解气动机械手的动作，PLC（可编程控制器）对系统的控制，传感器的接线及应用，变频器参数设置及使用。2)立体仓储系统控制器采用西门子PLC，在PLC上增加一个RS-232模块，就能实现PLC与RFID读写器之间的串行通信，是PLC获得货物电子标签的目标地址信息。传感器传回PLC位置信息，PLC控制X、Y、Z轴电机运行，有效、准确地把堆垛送到任意仓位。通过操作此系统，让学生了解RFID技术，立体仓库的运作流程，步进电机的应用。3)小车机器人用单片机实现对小车的控制，通过QTI循线传感器依循地上或台子上的自制轨道获得的信息反馈给两轮小车，使小车沿一定轨迹运行。通过操作，学生能了解单片机的C语言编程，从简单的让小车动起来，到复杂些的让小车以最快速度循迹运行。

4.考核办法

实训总评成绩由平时项目成绩、实操成绩、实训报告成绩三部分组成，其中平时项目成绩占40%，实操成绩占40%，实训报告成绩占20%。主要考查学生是否运用所学的理论知识分析、处理实际问题；识图能力和动手能力；是否有团结协作精神等。总而言之，高职院校在机电一体化实训教学过程当中应当迎合行业发展的趋势，结合职业教育的特点积极推行教学改革，探索实训教学模式，提高实训教学的质量和水平，培养学生的实践能力，为其踏入社会就业打下坚实的基础。

参考文献：

传感器实训总结篇11

汽车电子控制系统属于一门交叉学科课程，集动力工程、车辆工程、计算机工程、自动化工程于一体的工程应用性技术课程[1]。将应用到发动机构造、发动机修理、内燃机学、汽车电子、微机原理、传感器技术和自动控制等课程技术知识。集理论性和工程实践性于一体，应用性与广泛性也同时存在；既是挑战，也是机遇。汽车电子控制系统课程教学大纲要求知道原理、会检测、会修理（不要求设计）。故要分清主次，把握重点。因而，在学兵已经熟悉发动机构造基础上，重点讲解（掌握）传感器技术，灌输（知道）内燃机学，介绍引进（了解）微机原理与自动控制。

2 课程教学对象分析

这门课程的训练对象是汽车新训技工电工班的学兵。其文化基础偏低，平均在初中毕业的水平；对传统教育（小学、初中、高中），学习兴趣低；年龄普遍偏小，平均在20岁左右，自律能力差，生活学习迷茫，没有目的性和方向性。有利因素：学兵年龄小，涉世浅，易接受新事物、新技术，对新鲜事物兴趣高。可塑性好，易被引导，激发学习兴趣。基于这样的现状，要正确有效引导，激发学兵的学习兴趣，课堂要多样化、动态化，教员个人技术魅力要提高，知识要形象化，实践要现场化；精心设计课程内容与实施方法，化整为零，防止课程包太大太难，产生畏难情绪；长期持续进行思想教育和行业激发，让学兵保持高度的学习热情；走进学兵生活，与学兵交朋友，多了解，多互动。因此，单利用传统的教学模式来训练学兵，是不可能达到预期的效果，必须采用多样的、直观的、形象的教学手段。

3 教学内容设计

3.1 课程内容知识与能力、素质结构

如图1所示，课程由电控概述、汽车用传感器、汽油发动机电子控制系统、柴油发动机电子控制燃油喷射系统和汽车电控防抱死系统组成，通过行业认知、部件知识和系统知识的学习，转化为行业认知能力、部件分析能力、部件检测能力、综合分析能力、综合检测能力和综合排除能力，最终形成运用汽车电子基本知识与汽车相关知识进行故障分析检测排除的能力的综合素质[2]。

3.2 教学重点与难点

1）教学重点。

①从整个课程而言，汽车用传感器（功用，使用，工作原理和检测方法）是本门课程的核心重点，也是学好汽车电工的基本技能和必须技能。

②汽车用传感器的重点是：热膜式空气流量传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁感应式曲轴位置传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；霍尔式凸轮轴位置传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；进气歧管绝对压力传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；氧化锆式氧传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁电式爆震传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁感应式车速传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；热敏电阻式温度传感器的原理、检测方法、故障判断与排除。

③系统分析与排除的重点是：汽油机喷油控制分系统；汽油机点火控制分系统；柴油机喷油量控制和喷油正时控制系统；ABS防抱死系统控制理论基础与工作过程。

2）教学难点。

①基础内容：基本电工理论（电感、电容、二极管和三极管的基本性质及应用）；发动机原理（点火正时与喷油量等对发动机工作的影响）。

②系统性的内容：电控系统硬件ECU的工作过程；汽油机控制逻辑；柴油机控制逻辑；ABS控制逻辑。

4 教学策略设计

4.1 教学思想

面向汽车电子控制系统故障诊断与排除，以发动机及制动系统工作需求为引导，以汽车用传感器和执行器原理知识、检测方法、故障分析、判断与排除为核心，通过技能牵引式教学模式使学兵掌握电控系统部件级故障的诊断与排除和系统级故障分析与排除。

4.2 教学内容组织

随着汽车技术和计算机控制技术的发展，汽车电子控制系统从数量和质量上都在进行着突飞猛进的革命性发展。而本教学课程学习的内容只是汽车电子控制系统里最主要最基础的3个分系统，而且这三个系统也在不断的升级和发展。因此，实时地跟进当前技术主流和找准未来发展方向也是提高教学效果的非常重要的一环。故本课程的教学内容组织时必须抓住经典车型、主要系统、主流部件为主要内容和教学重点，适当的扩展新系统和新技术，以提高知识的实效性，提高学兵学习的积极性，有助于学兵未来的再学习。因此，教学内容组织在依据课程标准的前提下，需要把握：

1）总体结构：总—分—总的形式。以课程标准为依据，将教学内容分为5大块：电控概述（总）；汽车用传感器（分）；汽油机电控、柴油机电控和ABS防抱死系统（总）。

2）将汽油机电控与柴油机电控比较讲解。一是汽油机是发动机电控的主体，对后期的柴油机学习有非常重要的基础和模板作用；二是在汽油机电控的基础上直接讲解柴油机有助于提高教学效率和学习效率，有利于知识的牢固性；三是进一步的复习和巩固汽油机与柴油机的构造与原理知识，对发动机的整体故障诊断与排除非常的有益。

3）重点讲解演示与自主实习相结合。汽车用传感器的原理、检测方法、故障判断与排除要重点讲解演示。如热膜式空气流量传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁感应式曲轴位置传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；霍尔式凸轮轴位置传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；进气歧管绝对压力传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；氧化锆式氧传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁电式爆震传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；磁感应式车速传感器的原理、检测方法、故障判断与排除；热敏电阻式温度传感器的原理、检测方法、故障判断与排除。其它类型的传感器进行自学了解和讲座形式进行学习了解。再结合其中的重点传感器进行相应的原理和检测的实习操作。

4）教学内容要面向世界面向未来。汽车电子控制系统发展非常的快，新系统、新器件、新技术等出现非常之快，必须要进行相应的跟进。因此，本课程安排不少于12学时（新能源汽车、节能技术、混合动力和纯电动汽车等）的课外讲座，具体根据情况安排在晚自习期间，邀请相应的专家或者教员进行讲授和交流，以扩大学兵的知识面，提高其学习兴趣，提高其对行业对专业的认同感和自信心。

4.3 教学模式、方法与手段

技能牵引式教学模式，即以锻炼提高学兵技能为牵引、为终极目标的任职教育教学模式。任何教学工作都以培养学兵任职技能为核心。基于这样的思想，立足汽车电子控制系统这门课程的课程特点和学兵的特点，考虑怎样将文字形式的知识转化为学兵的任职技能。在此，利用多媒体技术、计算机技术、信息技术、检测控制技术等先进技术手段将文字性知识图形化、图形性知识立体化、立体性知识动画化、动画性知识模型化、模型性知识实物化、实物性实践现场化、现场性实践技能化，再将技能理论化。易于教学，易于理解，易于学习记忆，加深理解，让学兵真正掌握属于自己的知识和技能。总体通过理论形象化、实践现场化和理实一体化这三条途径来实施这一教学模式。以提高教学质量、缩短教学时间；提高任职教育的针对性和有效性；降低入学门槛，减轻教员教学难度。

1）理论形象化。常规的汽车电子控制系统教学模式，主要采用文字与图片两种表达元素进行教学，存在抽象、难于理解、理论性过强等弊端。技能牵引式教学模式中一个最核心的教学方法手段就是理论形象化，尽量多的采用变换表达元素，采用文字、图形、动画、模型、实物、故障再现等现代高科技元素，提高教学的多样性与激励性。

2）实践现场化。改变以往的实验性实践，而要进行现场化的实践，尽量趋近工作现场，营造现场氛围。比如电控故障波形分析，采用OBDII技术，通过串口通信将信号波形采集到PC机，实现波形显示与分析，与实际中解码器检测波形完全一样。通过控制技术，将发动机故障设计成一个个可控的故障元素，随时再现故障现场，进行故障演示与现场的故障诊断。同时实现全教室同时进行检测同一发动机的同一故障。利用网络技术及远程桌面，还可多教室共享实验系统。

3）理实一体化。将本课程内容分成如下29个专题，进行专题式教学。对每个专题都是理论与实践的小组合，每项专题的组合达到“一次性记忆”的效果，防止“炒冷饭现象” [3]。这样符合大脑记忆规律，也遵循了遗忘曲线规律。

4）技能牵引式教学模式的效果分析。通过理论形象化、实践现场化和理实一体化这三条途径来实施这一教学模式。提高了教学质量、缩短了教学时间；提高了任职教育的针对性和有效性；降低了入学门槛，减轻了教员教学难度；提高了教研水平，推动了教学软硬件建设。通过近三年的统计数据显示，理论教学效果提高了11.11%，实践教学效果提高了26.98%。而且，减少了理论课上对具体实践知识的抽象分析，减少了实践课前对理论知识的重复回顾。教学时间减少了约33%。

5 课程教学评价与考核

5.1 教学活动信息反馈形式与渠道

信息反馈形式与渠道主要有：开课前下队和召开教学联席会，全面了解学兵的基本情况及前期课程学习情况；课程教学中期召开教学联系会，及时把握调整教学方法手段；课程结束后召开总结性教学联席会，全面掌握本课程的教学效果，进行必要的总结经验教训；课间休息期间与学兵交流，与课代表实时贪心交流反馈；通过完成平时作业、随堂测验实时了解学兵对知识点的把握情况；通过辅导答疑个别了解；实习课上提问交流；与队干交流等。

5.2 课程评价策略

课程教学评价以课程标准知识、能力、素质标准为依据。课程教学期间，课内以随堂作业，课堂提问，平时测验，实习测评等形式作为形成性评价；课程结束考试作为总结性评价；课外以大作业和日常表现等形式作为参考性评价。

5.3 课程考核方式

理论测试40%；实习测评30%（实习操作20%和实习报告10%）；表现评价（随堂测试10%、平时作业10%、大作业5%和日常表现5%）。

参考文献

[1]刘子荣.电控发动机构造与维修课程教学探讨[J].广西教育，2009（11）：107-108.

传感器实训总结篇12

培养学生的计算思维首先在于激发其计算思维意识。因此在教学中，我们应有意引导学生用计算思维的方式求解问题，使其体会计算思维的优势，从而激发他们主动利用计算思维去解决问题的意识。

例如，《赛车抢分》这节课的教学要求是：在沿着赛道行驶的过程中，被限制大小的机器人小车尽可能地获取路边的得分物。一开始，学生没有系统思考如何获取路边的得分物，他们看到机器人小车在行驶过程中，靠自身结构获取路边的得分物，就一直在想如何加宽机器人小车车身，结果机器人小车重心不稳，行驶状态很不稳定，有时还会遗漏得分物，严重影响后来的成绩。因此，我展示了一个方案：给机器人安装两只手臂，这样它在沿着赛道行走的同时，能直接获取一路上的得分物。学生对此方案感到很惊奇，我便借机引导他们用计算思维的方式去思考如何完成任务。

首先，将这个任务分解成若干子问题：如何判别机器人到达得分物附近？机器人如何获取路边的得分物？机器人在获取路边得分物的过程中，是否会影响到行驶状态？影响机器人行驶状态的因素有哪些？

其次，寻求这些子问题的解决方案。在这个过程中，应力求在众多方案中选择最优的解决方法。

最后，合并所有子问题的解决方法并加以完善，得到整个问题的求解方案。这里需要关注的是不同的子问题的解决方法之间是否有冲突，能不能并行处理，如何协调它们才是最佳。

经过对比实验，不少学生探索出自己的最佳方案：有的利用两个伺服，在机器人左右两侧各安装一只活动手臂，当红外传感器检测到某一侧存在得分物，那一侧就挥动手臂；有的利用一个伺服在机器人前方安装一只活动手臂，当红外传感器检测到某一侧存在得分物，就向那一侧挥动手臂；等等。在这个过程中，学生普遍感觉探索得到的方案在空间、时间上的操作步骤更协调、效率更高，也深刻体会到如果利用计算思维解决问题，能迅速提高研究、分析、解决复杂问题的能力，大大提高完成任务的效率。这样就有效激发了学生利用计算思维的主动意识。

设解问题，培养计算思维能力

具备计算思维能力的表现还体现在求解问题的过程中，发现其中的问题，并选择最优的解决方案。因此，教师应创造机会引导学生利用计算思维解决机器人运行的实际问题，从而培养他们计算思维的实践能力。具体做法如下。

1.精心设计问题

教师可以循序渐进地提出适宜的机器人项目问题，这些问题应满足如下要求：①要有适当难度，具有层次性和启发性。②要在教和学方面富有探索性，能充分挖掘与培养计算思维能力。③要能训练学生的问题求解能力。④要有利于启发学生自己发现问题，独立解决问题，使他们逐步养成独立获取知识和创造性地运用知识的思维习惯。

例如，在讲授《小车进加油站》一课时，当学生完成“机器人小车直接进入加油站”的基本问题后，我提出新问题：当高速行驶时，机器人小车容易越过加油站，让机器人小车倒车进入加油站（车头朝外）成为必然，那么如何控制机器人小车倒车进入加油站呢？这个问题有一定难度，足以引导学生去探索如何控制机器人的转弯幅度。同时，它还涉及机器人转弯幅度的空间复杂性和时间复杂性。

2.实践求解问题

在机器人教学过程中，学生会遇到各种实际问题，因此，我鼓励学生针对这些问题练习，利用计算思维去寻求最优方案。

例如，在《机器人小车走中线》项目训练时，小车转弯速度取固定值，易导致小车不能高速行驶，影响到达终点的成功率。最初，学生采用的是分段给机器人小车赋予不同的速度值，但效果不是很理想。于是，我引导学生对不同的路段进行实践研究，利用计算思维方式解决机器人运行的实际问题，最终将控制机器人小车转弯行驶部分修改成动态转弯，如左边电机速度=基准速度-（左测距-右测距）/转换比例，右边电机速度=基准速度+（左测距-右测距）/转换比例。

其中，小车在不同路段时的基准速度（左测距=右测距时，往前跑的速度）是不同的；转换比例，即将小车与两侧栏杆的距离之差转换为速度之差的比例，一般为100（根据机器人的结构，转换比例越小，转弯幅度越大）。

通过这样有针对性的利用计算思维去求解问题，学生能主动使用相关方法，不断归纳总结，逐步系统地培养计算思维的实践能力。

归纳总结，提升计算思维广度和精度

1.个人总结反思