13061922《传感器与检测技术》课程设计大纲资料

《传感器与检测技术课程设计》大纲

课程设计名称：传感器与检测技术课程设计

英文名称： Sensor and Monitoring Technology Course Design

课程性质：专业课；必修课；非独立设课

课程编号：

适用专业：物联网工程；第5学期

学时学分：课程总学时20；课程总学分1；

大纲主笔：

课程设计指导书：耿欣主编.传感器与检测技术（项目教学版），北京：清华大学出版社

一、实验课程的任务与要求

（1）任务：

本课程设计是在学完《传感器与检测技术》之后，综合利用所学传感器知识完成一个传感器应用系统设计并在实验室实现。该课程设计的主要任务：

1.是通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。

2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。

3.通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。

4.掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。能在教师指导下，完成课题任务。

5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。

6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

二、实验设备及要求

（1）深圳讯方物联网传感器实验箱。

（2）示波器、稳压电源、万用表、导线若干。

三、实验考核

（1）设计报告要求：

要求设计报告按以下条目顺序编写：

封面

摘要

正文（主要内容有）

设计任务书及主要技术指标和要求。

选定方案论证及整机电路的工作原理。

单元电路的设计计算、元器件选择、电路图。

实际电路性能指标测试结果，其中包括实测记录的整理和分析，注意要用必要的曲线、图表加以说明，还应主明测试方法和仪器型号等；对调试中出现的主要问题应作出分析，从理论和实践的结合上讲清故障原因及改进措施和效果；并按国家有关标准画出整机电路图，列出元件、器件明细表。

对设计成果作出评价，说明本设计的特点和存在问题，提出改进设计意见。还可以谈谈通过课程设计的收获和心得体会。

（2）考核方式：

理论设计方案，演示所设计的系统，总成绩40％；

设计报告，占总成绩20％；

回答教师所提出的问题，占总成绩30％；

考勤情况，占总成绩10％；

考核成绩分为优、良、中、及格和不及格。

四、课程教材及参考书

教材：《传感器与检测技术》（第3版），徐科军主编，电子工业出版社.

五、课程设计项目与内容提要

(一)温度监控装置

某些车间和实验室里，对温度有一定要求，尤其是夏天温度太高，对工作人员的身体和仪器设备都有一定影响，为此需要对温度进行控制，当温度高于某一值时，就必须驱动冷风机进行降温，同时进行报警。

（1）、设计要求及技术指标设计一个控制系统，主要指标如下：

温度测量范围：15~30C ，分辨加0.05C 。

温度控制范围：20＋5C ，夏天使用，由本装置驱动冷风机降温。交流接触器线圈的工作电流为100uA

报警指示，当温度大于25C ，用红灯报警。

（2）、要求完成任务，设计电路，安装调试使之达到设计要求。

（二）、光电越限报警器

在有珍贵文物及危险物品存放的场所，如有人超越规定界线，造成危险或毁坏公物。在这此场所若安装光电越限报警器，当有人超越规定的界限时，立即发出报警，就能引起人们的注意，有利于保护文物或减少事故。实用的光电报警器，需要有适合的光学系统，本课题仅要求设计电路系统，至于光学器件仅做模拟实验即可。

1、设计要求及技术指标

设计一个光电报警器，具有一下两种功能之一：

有光照时，在一个1/4W，8欧姆的喇叭上发出音频（1000HZ左右）报警信号，无光照时不发出信号；

无光照时发出音频警信号，有光照时不发出信号。

2、要求完成的任务

设计电路，并进行安装调试

（三）、产品计数器

利用光敏器件制成的产品计数器，具有非接触、安全可靠的特点，可广泛用于自动化生产线的产品计数，如机械零件加工、输送线产品、汽水、瓶装酒类，还可用米来统计出入口人员的流动情况

1、设计要求及技术指标

设计一个光电产品计数器，主要指标如下：

（1）产品输送的带度大于等于10厘米；

（2）产品计数为工作十进制数。两位

2、要求完成的任务

设计电路，并进行安装调试

（四）、自动供水装置

自动供水装置了实现凭票定量自动供应开水，具有节约用水而又卫生的优点，特别适用于单位水房安装使用。当用水者打水时，需将铁制的取水牌从投口投入，取水牌沿非磁性物质制作的滑槽向下滑行，当滑行到磁传感部位，传感器输出信号经控制电路驱动电磁阀打开，水从水龙头流出，经延时一定时间后，控制电路使电磁阀关闭，又恢复到停止供应水的状态。

1、设计要求及技术指标

设计一个自动供水装置，主要指标为：

（1）电磁阀的开关仅用发光二极管来模拟；

（2）电磁阀开3分钟后关闭。

2、要求完成的任务

设计电路，并进行安装调试

（五）、布料厚度测量装置

边缝机的自动控制中，需要测量布料的厚度，以控制进针的位置，本课题要求使用变方电容传感器测量厚度，以电压形式输出。

1、设计要求及技术指标

设计一布料厚度测量装置，主要指标如下：

（1）厚度测量范围：0~2.0mm;

（2）分辨力高于0.05mm;

（3）输出电压范围：0~5V

2、要求完成的任务

完成装置，测量电了的安装调试使它达到设计要求。

（六）、路灯控制器

设计要求及技术指标：

1、设计一个路灯控制器具有以下功能：

（1）天黑时灯亮，利用光敏二极管的阻值变化，控制可控硅的导通。

（2）天亮时，利用光敏二极管的阻值变小，控制可控硅的断路，使灯熄灭。

（3）或用继电器控制灯的开、关。

2、要求完成的任务

设计电路并进行安装调试。

（七）、光敏电阻制作的日光灯启辉器

日光灯启辉器是一种无触点启辉器。其特点是采用光控方式控制启辉器的工作，可以在160~250伏范围内，快速点燃日光灯。

设计要求及技术指标：

（1）光敏电阻RG选用硫化镉电阻，暗电阻大于4M，亮阻小于2K。

（2）VD选用IN4007整流二极管，DW选用击穿电压为10~15伏稳压二极管。

（3）VS选用MCR100—6可控硅。

2、要求完成的任务

设计电路并进行安装调试。

（八）、感应式传感器制作的感应式讯响器

1、本设计可用做触木式报警器，如门把手、箱、包、柜等的防盗报警，也可作玩具等用。

设计要求及技术指标：

（1）用手摸、捏感应器时，扬声器发出响亮的音频叫声。

（2）手离开感应器时，延时1（S）左右，扬声器停止叫声。

2、要求完成的任务

设计电路并进行安装调试。

（九）、热敏电阻制作的冰箱电子温控器

温控器由电源电路、温控电路和启动电路组成。

电源电路。由于低压直流电供电，电流只用15~20MA，因此采用电阻降压、半波整流和稳压管稳压。输出电压10伏。

启动电路。一般压缩机额定电流约为0.7~1.4A。采用10A双向可控硅通断压缩机足够用。

温控电路。利用热敏电阻传感器检测冷藏室温度来控制一个滞后电压比较器的输出电平，再控制可控硅的压缩机的工作。

2、要求完成的任务

设计电路并进行安装调试。

（十）、转速控制电路的设计

1、本电路利用光电测速传感器测出直流电机转速信号，用直流电机的转动控制光电二极管的光照频率。

2、要求完成的任务

设计电路并进行安装调试。