測控專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)教學(xué)大綱

測控專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)三、課程管理院(系)和教育研究室：計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息工程學(xué)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(shù)和儀器專業(yè)，本科2、學(xué)時(shí)和學(xué)分：實(shí)驗(yàn)30學(xué)時(shí)3單位3、課程性質(zhì)、目的和任務(wù)：測試專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)和研究的基本能力。通過綜合課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生可以鞏固學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，學(xué)生可以得到運(yùn)用學(xué)過的理論知識解決實(shí)際問題的初步認(rèn)識和訓(xùn)練。通過綜合課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐，了解測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序和硬件和軟件開發(fā)過程，掌握相關(guān)課題的資料收集、整理和分析方法，提高學(xué)生對方案設(shè)計(jì)和比較的分析、綜合能力以及工程設(shè)計(jì)中計(jì)算和制圖的基本能力，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐做好必要的準(zhǔn)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(shù)(模型電和數(shù)字電)、微機(jī)原理、c語言編程、單片機(jī)原理、傳感器原理、測量電路、智能儀器等。 下一個(gè)課程是畢業(yè)設(shè)計(jì)。5、考試方式和成績評價(jià)整個(gè)課程的設(shè)計(jì)過程由老師教學(xué)設(shè)計(jì)過程、傳授設(shè)計(jì)任務(wù)、學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)整、學(xué)生完成設(shè)計(jì)報(bào)告、提示設(shè)計(jì)成果三個(gè)階段組成。 設(shè)計(jì)成果無實(shí)物或未提交設(shè)計(jì)報(bào)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(shí)驗(yàn)室操作規(guī)范規(guī)律總成績=通常成績(10% )設(shè)計(jì)說明書(50% )實(shí)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(shù)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(xué)計(jì)劃，根據(jù)本校的實(shí)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的通過本課程的設(shè)計(jì)，學(xué)生可以綜合利用學(xué)過的單片機(jī)、測量電路、傳感器等專業(yè)知識。 通過本課程的設(shè)計(jì)，了解測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和硬件和軟件的開發(fā)過程，掌握相關(guān)課題的資料收集、整理和分析方法，提高學(xué)生分析、綜合能力以及工程設(shè)計(jì)中計(jì)算和制圖的基本能力，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐做好必要的準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求利用EDA和輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行電路圖和PCB圖的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)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(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)圖正確構(gòu)建電路，正確編制程序，測試操作規(guī)范，取得正確結(jié)果簡單分析，寫好試驗(yàn)報(bào)告和設(shè)計(jì)報(bào)告。 提出設(shè)計(jì)實(shí)物，進(jìn)行功能和指標(biāo)演示。實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的評價(jià)方式和成績評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)整個(gè)課程的設(shè)計(jì)過程由老師教學(xué)設(shè)計(jì)過程、傳授設(shè)計(jì)任務(wù)、學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)整、學(xué)生完成設(shè)計(jì)報(bào)告、提示設(shè)計(jì)成果三個(gè)階段組成。 設(shè)計(jì)成果無實(shí)物或未提交設(shè)計(jì)報(bào)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(shí)驗(yàn)室操作規(guī)范規(guī)律總成績=通常成績(10% )設(shè)計(jì)說明書(50% )實(shí)物和演示(40% )總評成績分為優(yōu)、良、中、合格、不合格。實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù):32學(xué)時(shí)專業(yè)、分級要求說明 :本課程是測量技術(shù)和儀器專業(yè)本科學(xué)生的必修課程。設(shè)定必修實(shí)踐(實(shí)驗(yàn))內(nèi)容(項(xiàng)目)依據(jù) :根據(jù)重慶工商大學(xué)測量技術(shù)和儀器專業(yè)(本科)培養(yǎng)方案和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件制定本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)踐(實(shí)驗(yàn))內(nèi)容(項(xiàng)目) 主題1電子稱的設(shè)計(jì)與制作設(shè)計(jì)目的(1)讓學(xué)生掌握金屬箔應(yīng)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(yīng)用。(2)讓學(xué)生掌握電子測量的原理，掌握數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換電路和顯示操作人機(jī)界面等的設(shè)計(jì)方法。(3)通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1)設(shè)計(jì)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(zhuǎn)換電路。(3)擴(kuò)展部分1 :具有“清零”、“去皮”和“過重”的音響警報(bào)功能(4)具有擴(kuò)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(shè)置、調(diào)試電路，記錄零調(diào)整、目標(biāo)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(jié)報(bào)告。 報(bào)告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實(shí)物照片等，應(yīng)包括調(diào)整中遇到的問題、改進(jìn)方法和總結(jié)體會。注意事項(xiàng)(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(jìn)行縮放時(shí)，請重復(fù)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(guān)系。(3)接線、插拔零件芯片時(shí)，請切斷電源。主題2 DS18B20溫度傳感器循環(huán)檢測報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作設(shè)計(jì)目的(1)讓學(xué)生掌握數(shù)字溫度傳感器的使用方法，理解串行通信的結(jié)構(gòu)。(2)讓學(xué)生掌握電子測量的原理，掌握單片機(jī)的最小系統(tǒng)和顯示操作人機(jī)接口等設(shè)計(jì)方法。(3)通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(可以選擇其他范圍)使用DS18B20數(shù)字溫度傳感器設(shè)計(jì)循環(huán)檢測報(bào)警器(2)具有連接10個(gè)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(shí)時(shí)溫度(保留1位的小數(shù))。(3)可設(shè)定10頻道的警報(bào)溫度(精密至1)，具備超溫音響警報(bào)功能。(4)設(shè)計(jì)必要的操作按鈕。(5)擴(kuò)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(jì)校準(zhǔn)，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(jié)報(bào)告。 報(bào)告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實(shí)物照片等，應(yīng)包括調(diào)整中遇到的問題、改進(jìn)方法和總結(jié)體會。主題3電熱鍋爐溫度控制器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的(1)使學(xué)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(shí)現(xiàn)電熱線加熱和目標(biāo)溫度的自動恒定反饋控制方法。(2)讓學(xué)生掌握電子測量的原理，掌握數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換電路和顯示操作人機(jī)界面等的設(shè)計(jì)方法。(3)通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1)設(shè)計(jì)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(biāo)設(shè)定溫度和實(shí)時(shí)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(guān)(4)具有目標(biāo)溫度設(shè)定功能，具有過升溫警報(bào)功能(5)擴(kuò)展部分：具有RS232或RS485總線接口，允許與PC通信以傳輸實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)(6)設(shè)置、調(diào)試電路，記錄零調(diào)整、目標(biāo)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(jié)報(bào)告。 報(bào)告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實(shí)物照片等，應(yīng)包括調(diào)整中遇到的問題、改進(jìn)方法和總結(jié)體會。注意事項(xiàng)(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(guān)系。(3)接線、插拔零件芯片時(shí)，請切斷電源。主題4自動感知環(huán)境光的調(diào)光控制器設(shè)計(jì)目的(1)讓學(xué)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(xué)生掌握電子計(jì)量原理，掌握數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換電路、自動調(diào)節(jié)電路等設(shè)計(jì)方法。(3)通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1)設(shè)計(jì)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(qiáng)度(2)用多個(gè)LED指示亮度水平，在環(huán)境亮度達(dá)到最高時(shí)自動熄滅(3)擴(kuò)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(jìn)行測試、分析(五)寫總結(jié)報(bào)告。 報(bào)告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實(shí)物照片等，應(yīng)包括調(diào)整中遇到的問題、改進(jìn)方法和總結(jié)體會。注意事項(xiàng)(因?yàn)橛蠥C220V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(shí)，請切斷電源。主題5晴雨自動吊架控制器設(shè)計(jì)目的(1)讓學(xué)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(shè)計(jì)方法。 通過測量環(huán)境光和濕度(雨)，實(shí)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(xué)生掌握電子測量的原理，掌握數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換電路以及電機(jī)驅(qū)動和方向轉(zhuǎn)換等電路設(shè)計(jì)方法。(3)通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1)設(shè)計(jì)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(dá)旋轉(zhuǎn)(3)根據(jù)檢測到的晴雨?duì)顩r，控制馬達(dá)的方向，實(shí)現(xiàn)晴天衣架、雨天衣架的折疊功能(4)擴(kuò)展部分：具有遙控功能，采用紅外線傳感器實(shí)現(xiàn)衣架的折疊。(5)設(shè)置、調(diào)試電路，記錄并分析測試過的數(shù)據(jù)(六)寫總結(jié)報(bào)告。 報(bào)告包括原理框圖、操作方法、測量過程、實(shí)物照片等，包括調(diào)整過程中遇到的問題、改進(jìn)方法和總結(jié)體會。注意事項(xiàng)(1)注意傳感器的安裝位置和導(dǎo)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(shí)，請切斷電源。主題6環(huán)境噪聲測量儀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的(1)使學(xué)生掌握駐極體麥克風(fēng)將聲音轉(zhuǎn)換為電信號的機(jī)制，掌握聲音拾取電路、放大電路、信號處理電路的設(shè)計(jì)方法。(2)讓學(xué)生掌握電子測量的原理，掌握A/D轉(zhuǎn)換電路、顯示、人機(jī)界面等設(shè)計(jì)方法。(3)通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1)設(shè)計(jì)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(dǎo)線管顯示測量值，具有“保持”功能和“開始”按鈕。(3)擴(kuò)展部1 :具有“校正”功能(4)擴(kuò)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(shè)置、調(diào)試電路，記錄零調(diào)整、目標(biāo)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(jié)報(bào)告。 報(bào)告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實(shí)物照片等，應(yīng)包括調(diào)整中遇到的問題、改進(jìn)方法和總結(jié)體會。注意事項(xiàng)(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(diǎn)的電壓，通過重復(fù)調(diào)試，保證輸出信號和噪聲的對應(yīng)關(guān)系。(2)接線、插拔零件芯片時(shí)，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(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的(1)讓學(xué)生掌握線性調(diào)整穩(wěn)壓電源的工作原理和設(shè)計(jì)方法，掌握電壓、電流的測量原理和設(shè)定電壓輸出的設(shè)計(jì)方法。(2)讓學(xué)生把握a/d轉(zhuǎn)換電路、顯示電路、操作人機(jī)界面等的設(shè)計(jì)方法。(3)通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1)設(shè)計(jì)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(kuò)展部1 :具有電流測定功能(5)具有擴(kuò)展部RS232或RS485總線接口，能夠與PC進(jìn)行通信而進(jìn)行編程設(shè)定并實(shí)時(shí)顯示(6)安裝、調(diào)試電路，記錄零調(diào)整、目標(biāo)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(jié)報(bào)告。 報(bào)告包括原理框圖、參數(shù)曲線分析、操作方法、測量過程、實(shí)物照片等，應(yīng)包括調(diào)整中遇到的問題、改進(jìn)方法和總結(jié)體會。注意事項(xiàng)(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(diǎn)的電壓，通過重復(fù)調(diào)試來保證輸出的線性。(2)接線、插拔零件芯片時(shí)，請切斷電源。主題8無刷直流電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的(1)讓學(xué)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(qū)動電路實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的驅(qū)動控制。(2)讓學(xué)生掌握電子測量的原理，掌握信號采集、轉(zhuǎn)換電路以及單片機(jī)的最小系統(tǒng)、操作界面等設(shè)計(jì)方法。(3)通過電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生動手能力，分析問題，提高解決問題的能力。設(shè)計(jì)任務(wù)和