浅谈传感器实验对理论教学的重要性

吕成丽

随着科学技术的发展，传感器在实际生活中的应用越来越被人们所认知。在信息产业的三大支柱中，传感器作为神经触角，它的重要性不言而喻，广泛应用于各行各业。为了学好传感器这门技术，职业学校现在普及和重视一体化项目教学。但不管采用何种教学方式，最终目的就是激发学生学习的能动性，提高学生的学习能力以及职业学校学生的动手能力。

我们知道，传感器技术理论讲解比较枯燥，比较抽象难理解。针对这种现象，本人在传感器教学实验中，总结了自己的一套教学方法。我充分利用实验室的条件，避免传统的先学理论，改为先实验后理论的方法来教学。以实践教学为主，以理论教学为辅。

本次授课教材采用的是传感与检测技术，主要由五部分组成，认识传感器检测装置、参量传感器的使用、发电传感器的使用、脉冲传感器的使用和特殊传感器的使用。传感器的分类很多，就拿其中一个电阻式传感器来说，实验又可以分为单臂、半桥和全桥等实验。如果先照本宣科，学生不但没兴趣听，老师讲着也觉得累。相反，通过对实验指导书的学习，可以很好掌握实验指导书的内容。学生首次上实验课时，要了解传感器实训装置，需要从以下四方面做好准备。

一、 认识传感器技术实训装置

实训台主要由电源开关、温度控制仪、音频振荡器、低频振荡器、差动放大器、电压表、频率/转速表、直流稳压电源等构成。传感器元件主要有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、温度传感器、振动传感器、速度传感器、超声波发射接收传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、光电式传感器、霍尔传感器等。电路模块主要有电阻传感器电路与霍尔式传感器转换电路、电容式传感器转换电路、电感式传感器转换电路、光电传感器转换电路、超声波传感器转换电路等。

二、 实训所需的工具

数字万用表、双踪示波器、一字起、十字起、电烙铁等焊接工具。

三、具有查阅指导书和仪器仪表操作的能力

根据实验指导书，我们可以做很多的实验。每一个实验内容都要认真的审读指导书，特别是当实验中用到自己不熟悉的器材，一定要查阅资料。

四、电路连线和调试

首先，按照电路连接图把电路连接好，找到电路对应的模块。对于实验台、电路模块和传感器端口连接要特别注意，不能把端口弄坏，因为连接线和端口损坏，避免添加故障。特别要注意红色线为电源线，黑色线为地线，中间信号线可以是其他的颜色。当电路接连好以后，要认真的检查，然后接上电源。其次，打开总开关，在按下直流稳压电源的开关。观察直流稳压电源是否有电路短路提示。如果有，关掉电源，检查电源是否接错，借助数字万用表进行排查。如果正常，则继续向下调试。按照实验指导书的输出测试数据填写参数，要求读数精确，过程严谨，记录详细。

从整个实验指导的内容总结如下，不管什么传感器实验无非实现的功能不同，采用不同的模块，输入不同的传感器，所用到的测量仪器不同，实现不同的功能效果。相同的就是都是按照实验电路连线，电路调试等流程。从起初教师带着实验目的，根据实验电路原理，按照电路实验步骤进行搭建电路。开始对一些测微器等有些疑问，但经过自己对资料的不断整理，整个实验能够完全的掌握好。引导学生时，首先是让他们认识传感器实训装置，所有的电路功能模块和各式各样的传感器。学生要明白自己今天这节课的目的，所用的仪器以及电阻式传感器的单臂电路图的识图能力。先开始分解电路，找出对应单元，信号如何走向，需要连接哪些线。连接导线的颜色要求电源用红色，地线用黑色，中间线可以选择其他的颜色。学生能根据实验电路图，掌握了用电安全事项，调试前要检测电路是否短路，能正确的调试电路，并能按照实验步骤的要求很精确的测试出数据。学生通过教师的引导.2人一小组，以其中一人为中心，2人相互配合，完成实验。做好以后，小组2人交换角色，再次共同完成实验，保证人人参与动手，人人过关。通过做实验，可以看出学生对动手操作还是非常感兴趣的，对于小组完成很出色的小组，可以帮助其他组同学，提高自己的故障排查能力。最后，通过认真的记录数据，来总结实验的原理。学生把实验做完以后，学生能够通过手机把自己做的实验图片拍下来，上传学习通平台，展示自己的成果。当实验做好以后，我们再反过来学习电阻式传感器的电路原理，学习它的内部结构和电路原理。当一个实验的流程学习下来后，后面同学们就很得心应手。可以自己按照要求去做，自己排查故障，提高了同学们自主学习的能力，最终测试出数据出来。通过实验学生能够看得见，摸得着，对抽象的理论知识进行了化简，从而让学生牢牢的掌握知识，提高了学生的动手操作能力和学习兴趣。对于实验中出现的问题很多，不是说按照电路图把线接好就行的，掌握了电路识图连接能力，重要的还得有电路故障排查能力。我们知道，在实验过程中，连接的导线很容易出现中间断裂的情况，但是外表好好的，不用万用表检测你很难判断出来，这就要求学生会使用数字萬用表的蜂鸣挡来排查导线，对于排查出的导线，立即处理掉，放到一边，不能跟好的导线放在一起，否则下次其他班级同学做实验时问题依然存在。除了导线出现的问题，同学们通过几次的实验发现每个电路模块和传感器技术实训装置台上的端口也容易松动。有时电路内部线路也会断开，这又要求学生要有电路焊接的能力以及掌握用电安全的注意事项。

通过这门课的学习，同学们不仅掌握了传感器理论和实践知识，也提高了他们对电路的故障排查能力，通过先实验后理论的学习，可以看出，不管对传感器理论知识还是传感器实验知识，学生都非常得心应手，实验部分采用抓阄方式，抽中哪一个实验就测试哪一个实验，同学们都信心满满，最后都取得很不错的成绩。实践证明，通过先实验后理论的方法取得了很好的成效。

作者单位：淮安市高级职业技术学校