測控專業(yè)綜合課程設計教學大綱

測控專業(yè)綜合課程設計教育大綱一、課程代碼二、課程名稱(一)中文名稱：測量管理專業(yè)綜合課程設計三、課程管理院(系)和教育研究室：計算機科學和信息工程學院的測量和自動化系四、大綱說明1、適用專業(yè)，層次：測量技術和儀器專業(yè)，本科2、學時和學分：實驗30學時3單位3、課程性質(zhì)、目的和任務：測試專業(yè)綜合課程設計是實踐教學的一個環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學生進行系統(tǒng)分析、設計、開發(fā)和研究的基本能力。通過綜合課程設計的教學實踐，學生可以鞏固學過的基礎理論和專業(yè)知識，學生可以得到運用學過的理論知識解決實際問題的初步認識和訓練。通過綜合課程設計的教學實踐，了解測量系統(tǒng)的設計程序和硬件和軟件開發(fā)過程，掌握相關課題的資料收集、整理和分析方法，提高學生對方案設計和比較的分析、綜合能力以及工程設計中計算和制圖的基本能力，為后續(xù)畢業(yè)設計和工程實踐做好必要的準備。4 .先行后續(xù)課程本課程的先行課程包括電氣工程、電子技術(模型電和數(shù)字電)、微機原理、c語言編程、單片機原理、傳感器原理、測量電路、智能儀器等。 下一個課程是畢業(yè)設計。5、考試方式和成績評價整個課程的設計過程由老師教學設計過程、傳授設計任務、學生獨立進行設計與調(diào)整、學生完成設計報告、提示設計成果三個階段組成。 設計成果無實物或未提交設計報告者不得參加本課程審核，審核成績不合格。工作日成績包括考勤和實驗室操作規(guī)范規(guī)律總成績=通常成績(10% )設計說明書(50% )實物和演示(40% )總評成績分為優(yōu)、良、中、合格、不合格。6 .制定本教育大綱的依據(jù)：根據(jù)測量技術和儀器專業(yè)(本科)培養(yǎng)方案的專業(yè)教育要求，參考許多高校同或近專業(yè)的教育綱要和教學計劃，根據(jù)本校的實際情況制定。五、請指出本課程的基本要求是否需要本段。 的雙曲馀弦值。 的雙曲馀弦值。實驗教學的目的通過本課程的設計，學生可以綜合利用學過的單片機、測量電路、傳感器等專業(yè)知識。 通過本課程的設計，了解測量系統(tǒng)的設計步驟和硬件和軟件的開發(fā)過程，掌握相關課題的資料收集、整理和分析方法，提高學生分析、綜合能力以及工程設計中計算和制圖的基本能力，為后續(xù)的畢業(yè)設計和工程實踐做好必要的準備。實驗教學的基本要求利用EDA和輔助設計軟件進行電路圖和PCB圖的設計，熟悉常用電子元件的選擇、傳感器的選擇、使用工具和電子儀器儀表的焊接調(diào)整。 掌握電子產(chǎn)品的設計過程，掌握電路調(diào)試方法和嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境，具有排除簡單電路故障的能力。要求學生根據(jù)設計圖正確構建電路，正確編制程序，測試操作規(guī)范，取得正確結果簡單分析，寫好試驗報告和設計報告。 提出設計實物，進行功能和指標演示。實驗教學環(huán)節(jié)的評價方式和成績評價標準整個課程的設計過程由老師教學設計過程、傳授設計任務、學生獨立進行設計與調(diào)整、學生完成設計報告、提示設計成果三個階段組成。 設計成果無實物或未提交設計報告者不得參加本課程審核，審核成績不合格。工作日成績包括考勤和實驗室操作規(guī)范規(guī)律總成績=通常成績(10% )設計說明書(50% )實物和演示(40% )總評成績分為優(yōu)、良、中、合格、不合格。實驗時數(shù):32學時專業(yè)、分級要求說明 :本課程是測量技術和儀器專業(yè)本科學生的必修課程。設定必修實踐(實驗)內(nèi)容(項目)依據(jù) :根據(jù)重慶工商大學測量技術和儀器專業(yè)(本科)培養(yǎng)方案和現(xiàn)有實驗條件制定本實驗內(nèi)容。實踐(實驗)內(nèi)容(項目) 主題1電子稱的設計與制作設計目的(1)讓學生掌握金屬箔應變片組成的測壓元件的正確使用方法，理解測壓元件的工作原理和在電子秤中的應用。(2)讓學生掌握電子測量的原理，掌握數(shù)據(jù)收集轉換電路和顯示操作人機界面等的設計方法。(3)通過電路設計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)，提高學生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設計任務和要求(1)設計量程為01.999Kg (也可選擇其他量程)，分辨率為5g以下的電子秤(2)采用led數(shù)字管顯示，可采用3位半A/D轉換電路。(3)擴展部分1 :具有“清零”、“去皮”和“過重”的音響警報功能(4)具有擴展部RS232或RS485總線接口，可與PC通信以傳送載入數(shù)據(jù)(5)設置、調(diào)試電路，記錄零調(diào)整、目標數(shù)據(jù)，測試分析漂移(零漂移、溫度漂移)、重現(xiàn)性、線性等參數(shù)。(六)寫總結報告。 報告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實物照片等，應包括調(diào)整中遇到的問題、改進方法和總結體會。注意事項(1)使用中請輕輕操作，以免傳感器損壞。 在傳感器上加載重物進行縮放時，請重復零調(diào)整，以確保最后的顯示正確。(2)在電路調(diào)試、縮放等過程中使用測試器監(jiān)視傳感器的供電電源，如果不保證供電電壓、電流一定，就不能保證傳感器輸出信號與被測物體呈線性關系。(3)接線、插拔零件芯片時，請切斷電源。主題2 DS18B20溫度傳感器循環(huán)檢測報警器的設計與制作設計目的(1)讓學生掌握數(shù)字溫度傳感器的使用方法，理解串行通信的結構。(2)讓學生掌握電子測量的原理，掌握單片機的最小系統(tǒng)和顯示操作人機接口等設計方法。(3)通過電路設計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)，提高學生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設計任務和要求(可以選擇其他范圍)使用DS18B20數(shù)字溫度傳感器設計循環(huán)檢測報警器(2)具有連接10個以上的檢查通道的能力，采用至少4位的LED顯示，其中1位顯示通道編號，3位顯示實時溫度(保留1位的小數(shù))。(3)可設定10頻道的警報溫度(精密至1)，具備超溫音響警報功能。(4)設計必要的操作按鈕。(5)擴展部分：具有RS232或RS485總線接口，可以與PC通信以傳送溫度數(shù)據(jù)。(6)安裝、調(diào)試電路，用水銀溫度計校準，記錄測試數(shù)據(jù)，測試、分析漂移、重現(xiàn)性、線性度等參數(shù)。(六)寫總結報告。 報告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實物照片等，應包括調(diào)整中遇到的問題、改進方法和總結體會。主題3電熱鍋爐溫度控制器的設計設計目的(1)使學生掌握溫度傳感器的選擇和正確使用方法，了解各種溫度傳感器的工作原理，實現(xiàn)電熱線加熱和目標溫度的自動恒定反饋控制方法。(2)讓學生掌握電子測量的原理，掌握數(shù)據(jù)收集轉換電路和顯示操作人機界面等的設計方法。(3)通過電路設計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)，提高學生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設計任務和要求(1)設計溫度控制器，控制溫度范圍為40100.0，分辨率為0.5，控制精度為1；(2)用LED數(shù)字管循環(huán)顯示目標設定溫度和實時溫度(3)可用電爐和不銹鋼杯模擬電鍋爐，可采用三端雙向可控硅作為電子開關(4)具有目標溫度設定功能，具有過升溫警報功能(5)擴展部分：具有RS232或RS485總線接口，允許與PC通信以傳輸實時溫度數(shù)據(jù)(6)設置、調(diào)試電路，記錄零調(diào)整、目標數(shù)據(jù)，測試分析加熱過程中的溫控曲線等參數(shù)(七)編寫總結報告。 報告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實物照片等，應包括調(diào)整中遇到的問題、改進方法和總結體會。注意事項(1)為了避免傳感器破損或測量誤差，使用中請注意絕緣和充分的傳熱。(2)在電路調(diào)試、縮放等過程中使用測試器監(jiān)視傳感器的供電電源，如果不保證供電電壓、電流一定，就不能保證傳感器輸出信號與被測物體呈線性關系。(3)接線、插拔零件芯片時，請切斷電源。主題4自動感知環(huán)境光的調(diào)光控制器設計目的(1)讓學生掌握受光傳感器的選擇和正確的使用方法，理解各種受光傳感器的工作原理，通過檢測環(huán)境光的亮度來調(diào)整臺燈和路燈的照度。(2)讓學生掌握電子計量原理，掌握數(shù)據(jù)采集、轉換電路、自動調(diào)節(jié)電路等設計方法。(3)通過電路設計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)，提高學生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設計任務和要求(1)設計環(huán)境光亮度檢測電路，根據(jù)環(huán)境亮度自動調(diào)整臺燈的光強度(2)用多個LED指示亮度水平，在環(huán)境亮度達到最高時自動熄滅(3)擴展部分：具有LED數(shù)字顯示亮度水平功能(4)安裝、調(diào)試電路，記錄調(diào)零、測試數(shù)據(jù)，進行測試、分析(五)寫總結報告。 報告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實物照片等，應包括調(diào)整中遇到的問題、改進方法和總結體會。注意事項(因為有AC220V的電壓，在電路測試中要注意安全，絕緣。(2)在電路的調(diào)試、縮放等過程中，請使用測試儀監(jiān)視傳感器的電源。(3)接線、插拔零件芯片時，請切斷電源。主題5晴雨自動吊架控制器設計目的(1)讓學生掌握感光傳感器的選擇和正確使用方法，了解各種感光傳感器的工作原理，掌握自制濕度傳感器的設計方法。 通過測量環(huán)境光和濕度(雨)，實現(xiàn)衣架的自動拉伸，在陽臺上晴天晾干衣物，在雨天回收衣物。(2)讓學生掌握電子測量的原理，掌握數(shù)據(jù)采集、轉換電路以及電機驅動和方向轉換等電路設計方法。(3)通過電路設計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)，提高學生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設計任務和要求(1)設計環(huán)境光亮度檢測電路和濕度檢測電路(2)用LED指示晴雨天氣和馬達旋轉(3)根據(jù)檢測到的晴雨狀況，控制馬達的方向，實現(xiàn)晴天衣架、雨天衣架的折疊功能(4)擴展部分：具有遙控功能，采用紅外線傳感器實現(xiàn)衣架的折疊。(5)設置、調(diào)試電路，記錄并分析測試過的數(shù)據(jù)(六)寫總結報告。 報告包括原理框圖、操作方法、測量過程、實物照片等，包括調(diào)整過程中遇到的問題、改進方法和總結體會。注意事項(1)注意傳感器的安裝位置和導線。(2)在電路的調(diào)試、縮放等過程中，請使用測試儀監(jiān)視傳感器的電源。(3)接線、插拔零件芯片時，請切斷電源。主題6環(huán)境噪聲測量儀的設計設計目的(1)使學生掌握駐極體麥克風將聲音轉換為電信號的機制，掌握聲音拾取電路、放大電路、信號處理電路的設計方法。(2)讓學生掌握電子測量的原理，掌握A/D轉換電路、顯示、人機界面等設計方法。(3)通過電路設計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)，提高學生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設計任務和要求(1)設計范圍為0100dB (也可選擇其他范圍)、分辨率為10dB的噪音測量儀(2)用led導線管顯示測量值，具有“保持”功能和“開始”按鈕。(3)擴展部1 :具有“校正”功能(4)擴展部RS232或RS485總線接口，其可與PC通信以傳送噪聲數(shù)據(jù)(5)設置、調(diào)試電路，記錄零調(diào)整、目標數(shù)據(jù)，測試、分析漂移(零漂移、溫度漂移)、重現(xiàn)性、線性等參數(shù)。(六)寫總結報告。 報告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實物照片等，應包括調(diào)整中遇到的問題、改進方法和總結體會。注意事項(1)在電路調(diào)試、縮放等過程中，使用測試儀監(jiān)測供電電源和測試點的電壓，通過重復調(diào)試，保證輸出信號和噪聲的對應關系。(2)接線、插拔零件芯片時，請切斷電源。主題7數(shù)字面板編程調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的設計設計目的(1)讓學生掌握線性調(diào)整穩(wěn)壓電源的工作原理和設計方法，掌握電壓、電流的測量原理和設定電壓輸出的設計方法。(2)讓學生把握a/d轉換電路、顯示電路、操作人機界面等的設計方法。(3)通過電路設計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)，提高學生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設計任務和要求(1)設計了數(shù)字顯示電壓的調(diào)整穩(wěn)定化電源，范圍為024V DC (也可選擇其他范圍)，分辨率為0.1V(2)用LED數(shù)字管顯示測量值、分辨率0.1V。(3)輸出電壓值可編程，步長值為0.5V。(4)擴展部1 :具有電流測定功能(5)具有擴展部RS232或RS485總線接口，能夠與PC進行通信而進行編程設定并實時顯示(6)安裝、調(diào)試電路，記錄零調(diào)整、目標數(shù)據(jù)，測試、分析漂移(零漂移、溫度漂移)、重現(xiàn)性、線性等參數(shù)。(七)編寫總結報告。 報告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實物照片等，應包括調(diào)整中遇到的問題、改進方法和總結體會。注意事項(1)在電路調(diào)試、縮放等過程中，使用測試儀監(jiān)測供電電源和測試點的電壓，通過重復調(diào)試來保證輸出的線性。(2)接線、插拔零件芯片時，請切斷電源。主題8無刷直流電機控制器的設計設計目的(1)讓學生掌握霍爾傳感器的選擇和正確使用方法，理解霍爾傳感器位置測量的工作原理，通過電橋驅動電路實現(xiàn)直流電機的驅動控制。(2)讓學生掌握電子測量的原理，掌握信號采集、轉換電路以及單片機的最小系統(tǒng)、操作界面等設計方法。(3)通過電路設計、安裝、調(diào)試等實踐環(huán)節(jié)，提高學生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設計任務和