導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇光電檢測技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.前言

隨著我國科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，光電檢測技術(shù)被廣泛應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計制造中。主要是因為其特點是可以實現(xiàn)無接觸檢測，因而可以將機(jī)械動態(tài)檢測變成光電靜態(tài)檢測，從而可顯著簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)。除此之外在很多場合還可省去調(diào)整操作，本文首先對闡述光電檢測的基本原理;然后對光電檢測在機(jī)械設(shè)計制造中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和探究。

2.光電檢測的基本原理

電管的基本結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示，具體選擇哪一種結(jié)構(gòu)的光電管與設(shè)備具體結(jié)構(gòu)和使用要求有關(guān)。透射式光電管的工作原理是發(fā)光二級管發(fā)出的光信號直接照射到接收三級管的基極，三極管基級接收到光信號后在發(fā)射極或集電極上產(chǎn)生一個輸出信號，然后后續(xù)電路再對所接收到的信號進(jìn)行處理去控制相應(yīng)部件.顯然光電流的強(qiáng)弱直接影響到輸出信號的強(qiáng)弱，當(dāng)發(fā)光管和接收管之間沒有任何物體時，輸出信號最強(qiáng);反之當(dāng)有物體夾在中間時，輸出信號就開始減弱，中間物體的厚度越厚，透明度越差，則輸出信號就越弱，因此用這種光電管即可進(jìn)行物置檢測，也可進(jìn)行物體厚度檢測。

透射式光電管在印刷機(jī)上主要用于位置檢測和雙.張檢測，其位置檢測實際結(jié)構(gòu)示意圖如圖2（A）所示.圖中光電管1是通用的槽形光禍，控制圓盤2用來控制光電管1發(fā)光管和接收管之間的通與斷，控制圓盤2固定在回轉(zhuǎn)軸3上，因而可以用來檢測回轉(zhuǎn)軸3的相對位置，從而根據(jù)工藝要求發(fā)出相應(yīng)的控制信號，厚度檢測如圖2（B）所示，由發(fā)光管1發(fā)出的信號經(jīng)過紙張2到達(dá)接收管3，紙張厚度或透明度發(fā)生變化后，接收管3輸出的信號強(qiáng)度也隨之變化，因而在用一張紙調(diào)試好后當(dāng)有兩張紙或多張紙通過發(fā)光管和接收管之間時，接收管的輸出信號強(qiáng)度減弱，從而發(fā)出雙張或多張控制信號。

3.光電檢測在機(jī)械設(shè)計制造中的應(yīng)用

在實際應(yīng)用過程中，光電檢測這一種技術(shù)能夠在機(jī)械設(shè)計中所應(yīng)用的位置比較多，它所具有的特點就是可以實施沒有接觸性、不觸摸式的檢測，并且能夠在動態(tài)環(huán)境下實施檢測，還能夠取得比較好的效果，這樣就能夠表現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)比較簡單，同時在檢測過程中，還能夠?qū)⑦@些不必要的場合省略。由于印刷機(jī)的紙張一旦檢測中，采取先進(jìn)的光電檢測技術(shù)以后，其紙張厚度就有著非常大的變化，這樣就不用去調(diào)整所檢測的零部件。如果單單的應(yīng)用機(jī)械檢測，所檢測的紙張一旦出現(xiàn)變化，就會出現(xiàn)機(jī)械檢測工作不正常。

3.1印刷機(jī)上的應(yīng)用

光電檢測技術(shù)在的印刷機(jī)上應(yīng)用是現(xiàn)今發(fā)展的必然趨勢，在技術(shù)上只有緊密的與計算機(jī)信息技術(shù)聯(lián)系在一起，才能夠提高印刷機(jī)的操作效率。從現(xiàn)在設(shè)計與實踐中分析，在一些小型的印刷機(jī)中應(yīng)用光電檢測技術(shù)系統(tǒng)是比較難的，其價格昂貴，一般是這些業(yè)主難以承擔(dān)。目前，國內(nèi)的一些印刷機(jī)的企業(yè)自行研發(fā)了一些專業(yè)性的控制裝置，雖然價格低廉，但是可操作性差，具有不穩(wěn)定性，安全性能值得考慮。透射式光電管在印刷機(jī)上主要用于位置檢測和雙.張檢測，由于發(fā)光管1在發(fā)出需要的信號后，在歷經(jīng)這些紙張2后，就可以直到接收管3了，同時紙張的透明度與厚度，都會因此產(chǎn)生變化，這樣接收管3所輸出的必要信號，在此基礎(chǔ)上，其強(qiáng)度也會發(fā)生變化，對此，在調(diào)試紙張后，注意紙張的厚度與接收管的距離，時刻關(guān)注接收管的接受信號的強(qiáng)度。而對于射式光電管而言，它主要是進(jìn)行位置上的檢測。在光電管1的上面，妥善的裝好一個接收管，一個發(fā)光管，一旦發(fā)現(xiàn)紙張在達(dá)到光電管的下面時，這些紙張所反應(yīng)的信號，就會直接的傳導(dǎo)光電管1中，這樣就能夠在接收管的，形成了一個信號。

3.2在包裝機(jī)械制造中的應(yīng)用

光電檢測的技術(shù)在包裝機(jī)械制造中的應(yīng)用是必然發(fā)展的趨勢，在技術(shù)上只有緊密的與計算機(jī)信息技術(shù)聯(lián)系在一起，才能夠提高包裝機(jī)械的操作效率。從現(xiàn)在設(shè)計與實踐中分析，在一些小型的包裝機(jī)械中應(yīng)用光電檢測技術(shù)系統(tǒng)是比較難的其價格昂貴，一般是這些業(yè)主難以承擔(dān)。光電檢測技術(shù)應(yīng)用的范圍比較廣泛，在包裝機(jī)械中的應(yīng)用也是如此，例如料面控制就是其成功之處，它的優(yōu)點就是能完成沒有觸摸式的檢測，還能夠就動態(tài)性的檢測，直接轉(zhuǎn)變成一個靜態(tài)式的檢測，這樣就極大地簡化了機(jī)械的操作結(jié)構(gòu)，應(yīng)用經(jīng)典的例子就是牙膏灌裝機(jī)，由于牙膏管尾的端是夾扁的，就應(yīng)當(dāng)與這些的商標(biāo)圖案，時刻處在一個平面上，此時就應(yīng)當(dāng)采取反射型的光電性的控制裝置。一旦發(fā)現(xiàn)牙膏已經(jīng)灌裝好，就直接的傳送到該工位，這樣凸輪就能夠透過杠桿將這些牙膏的帶底座直接的從需要的位置中直接的托起，由此能夠起到步進(jìn)電動機(jī)的帶動其慢速中的旋轉(zhuǎn)。在具體應(yīng)用中一般包含兩大方面：一是整合了工程企業(yè)信息資源，提高了它的利用效率。通過計算機(jī)的應(yīng)用到工程企業(yè)實務(wù)中，減少了工程企業(yè)人員的工作時間，又提高了工程企業(yè)核算的精確度和監(jiān)管力度，這些變化也促使我國工程企業(yè)組織結(jié)構(gòu)的變化，工作部門和人員工作的重新分工，大幅度的提高了我國的工程企業(yè)信息資源利用效率、精確度。

4.結(jié)束語

綜上所述，從光電檢測技術(shù)的工作過程看，這實際上是一個機(jī)電一體化的典型范例.也就是說，對設(shè)計人員來說既要掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本知識，又要對光電器件的工作原理有所了解這樣才能充分發(fā)揮光電技術(shù)的作用。同時從實際生產(chǎn)中可看出，只要所設(shè)計電路本身具有良好的抗干擾能力，在工作中就不會有問題。本文主要對光電檢測的基本原理和光電檢測在機(jī)械設(shè)計制造中的應(yīng)用進(jìn)行了探究，從而知道在制造的過程中應(yīng)該注意的問題和要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]殷紅，彭珍瑞.檢測技術(shù)類課程整合教學(xué)模式研究[J].中國電力教育，2009，（17）.

[2] 吳飛艷，電梯平衡系數(shù)智能檢測系統(tǒng)設(shè)計，碩士學(xué)位論文，北京，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2012

篇2

二、教學(xué)方法的改革探索

按照課程大綱的要求，在講授過程中，分別介紹了應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式、光纖、CCD、溫度傳感器等一些經(jīng)典傳感器的基本原理、特性、測量電路及其應(yīng)用。各種傳感器章節(jié)相對獨(dú)立，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整講授的順序。傳感器的講授基本遵循從組成結(jié)構(gòu)、工作原理、分類、等效電路、特性參數(shù)到應(yīng)用這一思路。另外結(jié)合較常見的被測量，教師適當(dāng)?shù)乜偨Y(jié)歸納常用的傳感器的使用要點及其選擇依據(jù)，如都是測量位移的傳感器，應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器或電感式傳感器在使用的時候區(qū)別在哪；又比如都是做開關(guān)，電容式傳感器和電感式傳感器在原理上是否有區(qū)別，等等。以前我校的教學(xué)模式是以課堂講授為主，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開設(shè)少量的驗證性試驗。這種教學(xué)模式過于注重原理的分析，學(xué)生只是機(jī)械化地記住了傳感器的一些基本概念和工作原理，但是當(dāng)要解決實際問題時卻感覺無從下手，缺乏對傳感器的直觀認(rèn)識，甚至有學(xué)生體會不到傳感器的實際應(yīng)用價值。鑒于此，我們有必要對傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行探討，通過教學(xué)方法、教學(xué)模式的改革讓學(xué)生切身感受到將“傳感與檢測技術(shù)”的知識學(xué)以致用的快樂，實現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)方法所未能達(dá)到的效果。

1.調(diào)動學(xué)生的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

教學(xué)方法改革的一個關(guān)鍵問題就是如何吸引學(xué)生的注意力，培養(yǎng)學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣。在《傳感器與檢測原理》課程的教學(xué)過程中，我們通過平時生活中比較常見的現(xiàn)象來引出相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，如通過對吊扇和空調(diào)的對比，舉出溫度傳感器的作用；又如教室里的自動感應(yīng)燈、審訊室的監(jiān)聽設(shè)備、家用的電磁爐都是怎樣工作的；又如醫(yī)學(xué)上的進(jìn)步：X照影技術(shù)、內(nèi)窺鏡手術(shù)等如何實施；機(jī)器人如何識別周圍環(huán)境；最新研制的無人駕駛汽車怎么實現(xiàn)在高速路上的行駛；等等。通過分析吊扇和空調(diào)工作原理的區(qū)別，引出傳感器的重要性。這些實例大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生認(rèn)識到了學(xué)習(xí)該課程的重要性，為學(xué)生學(xué)習(xí)該課程后續(xù)內(nèi)容作了準(zhǔn)備。

2.充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段合理使用教具。

傳感與檢測技術(shù)課程的特點是原理多，公式復(fù)雜，推理較多。在傳統(tǒng)以往的教學(xué)中，教師在黑板畫原理圖或組成圖時，一方面圖形較為復(fù)雜占用很多時間，另一方面圖形缺乏立體感，無法形象地描述檢測過程，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此在教學(xué)過程中，我們通過運(yùn)用多媒體，讓傳感器參與的控制/檢測系統(tǒng)的過程和結(jié)果比較形象化、立體化，讓學(xué)生對其工作原理有了感性的認(rèn)識；通過PPT，學(xué)生了解了各種不同類型傳感器的形狀，對傳感器有了比較直觀的印象。多媒體課件的引入充分激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍了課堂氣氛，使學(xué)生對檢測系統(tǒng)有了比較全面的認(rèn)識。

3.教學(xué)與實驗相結(jié)合。

為加強(qiáng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識并促進(jìn)學(xué)生對課堂知識的消化吸收，我們設(shè)置了相應(yīng)的實驗環(huán)節(jié)。通過實驗學(xué)生自己動手接觸各種不同類型傳感器并搭建其相應(yīng)的檢測系統(tǒng)，一方面通過實驗來驗證原理，加強(qiáng)對基本定義的理解，另一方面增強(qiáng)了學(xué)生的測試技能、動手能力及實際問題的分析能力。

4.教學(xué)與科研相結(jié)合。

重視教學(xué)和科研的結(jié)合提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并拓展了學(xué)生的知識面，比如在講霍爾傳感器時，結(jié)合實際科研，采用霍爾傳感器來定位，通過實際檢測系統(tǒng)，對霍爾傳感器的應(yīng)用，包括霍爾元件的電路處理等進(jìn)行介紹說明，加深學(xué)生對霍爾效應(yīng)和對霍爾傳感器工作原理的理解。又比方說，要設(shè)計一個測溫系統(tǒng)，我們根據(jù)不同的測量溫度和精度要求會選用不同的溫度傳感器。又比方結(jié)合我校光學(xué)工程的特色，在他們比較熟悉的光學(xué)類的科研項目中，通過具體的項目介紹各種不同光電類傳感器的選取依據(jù)，包括不同類型的光源的選取。通過傳感與檢測原理知識在實際科研中的應(yīng)用，學(xué)生可以更了解傳感與檢測原理課程學(xué)習(xí)的重要性。這種模式使學(xué)生認(rèn)識到了傳感與檢測技術(shù)在科研中的重要性，并激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

5.教學(xué)與生活、社會需求相結(jié)合。

目前，部分同學(xué)缺乏對課程學(xué)習(xí)的興趣，不了解對本課程學(xué)習(xí)的意思，光學(xué)工程專業(yè)部分同學(xué)甚至認(rèn)為跟他們以后的工作、研究方向沒有關(guān)系，缺乏上課的積極性，不能很好地集中注意力。再加上枯燥理論的學(xué)習(xí)讓他們很難集中精神聽課，因此，在課程的講授中最為重要的就是如何培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們對本課程的學(xué)習(xí)熱情。在知識點的講授過程中，根據(jù)專業(yè)方向的不同，要有側(cè)重點，通過一些熱門的話題或他們比較感興趣的話題引出知識點，如在介紹一種傳感器的時候，通過列舉一些現(xiàn)實生活中較常見的現(xiàn)象或者儀器，比如在介紹應(yīng)變式傳感器的時候，首先向?qū)W生介紹他們較為熟悉的電子秤重計的工作原理等，在介紹電感式傳感器時可以先給大家介紹竊聽器、拾音器等他們比較感興趣的設(shè)備和比較感興趣的話題。讓學(xué)生比較直觀地了解不同傳感器的工作原理以及它的應(yīng)用，讓學(xué)生認(rèn)識到，傳感器在我們平時生活中隨處可見，提高其學(xué)習(xí)的積極性。

篇3

一、光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的地位與現(xiàn)狀

近年來,國內(nèi)許多重點大學(xué)和地方院校都相繼設(shè)立了光信息科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,全國共有106所高校開設(shè)了這個專業(yè),廣東高校就有將近10所,各高校逐步形成了具有自身特點的人才培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案。重點高校由于具備深厚的學(xué)科基礎(chǔ)和優(yōu)質(zhì)生源,而且有光學(xué)碩士點和博士點,其畢業(yè)生中有相當(dāng)大的比例是繼續(xù)考研深造,其余的畢業(yè)生則選擇就業(yè)。地方高校無論從師資力量、教學(xué)設(shè)施到學(xué)生的整體水平都無法與重點院校相比擬,同專業(yè)的畢業(yè)生面對就業(yè)如何與重點院校的畢業(yè)生抗?fàn)?一般說來,用人單位會傾向錄用重點大學(xué)的畢業(yè)生。那么,如何提高地方院校畢業(yè)生的競爭力就成為我們必須認(rèn)真思考的問題。本文結(jié)合佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院在建設(shè)光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)過程中的實際做法,來討論這個問題。

二、我校光信息專業(yè)建設(shè)過程中遇到的困惑

佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院是地方性應(yīng)用型本科院校,在人才培養(yǎng)方面要充分考慮區(qū)域經(jīng)濟(jì)對人才培養(yǎng)的需求,及時了解區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨向,適時地根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展來合理調(diào)整培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系和教學(xué)內(nèi)容,以便更好地服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì),同時也可以在不斷滿足市場需求的同時,自身得到更快的發(fā)展與提高。

我校的光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)于2002年獲得教育部批準(zhǔn)正式招生。我校物理系原先只開設(shè)了物理學(xué)(師范)專業(yè),在申報新專業(yè)前的幾年時間里,引進(jìn)了多名光學(xué)專業(yè)的教授和博士,自身也培養(yǎng)了一部分光學(xué)專業(yè)的骨干教師。為了辦好該專業(yè),我們組織了相關(guān)教師到省內(nèi)的中山大學(xué)、華南師范大學(xué)、暨南大學(xué)等院校參觀學(xué)習(xí),同時還和省外的同濟(jì)大學(xué)、中國科技大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)等重點高校有學(xué)術(shù)往來和交流,聘請了華中科技大學(xué)的專家學(xué)者擔(dān)任顧問。由于各個高校的學(xué)科優(yōu)勢與師資情況不同,所開設(shè)的課程也有所不同。一般說來,都會根據(jù)原有的學(xué)科基礎(chǔ)來制訂新專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃。我們想,上一個新專業(yè)不容易,要想辦好新專業(yè),則需要在專業(yè)人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、教學(xué)安排、實驗室建設(shè)等方面都要有周密、合理的籌劃。

我校于2001年在物理學(xué)專業(yè)里首先開設(shè)了光電子方向,為辦新專業(yè)打基礎(chǔ)。當(dāng)時開設(shè)的課程在原來專業(yè)的基礎(chǔ)上增加了激光原理、光電子學(xué)和信息光學(xué)等幾門光學(xué)和信息類課程。實驗室的儀器設(shè)備不成規(guī)模,專業(yè)實驗項目少(只有6個),實驗時數(shù)36學(xué)時。隨著新專業(yè)教學(xué)的需要,實驗室建設(shè)迫在眉睫。我們組織骨干教師和實驗室技術(shù)人員到外校考察取經(jīng),從理論課程的設(shè)置到實驗課程的開出,從實驗項目的設(shè)置到儀器的規(guī)格、型號都借鑒了其他高校的做法,籌建了光電信息與技術(shù)實驗室。經(jīng)過在02、03級學(xué)生的教學(xué)中實施,基本能夠滿足教學(xué)需要,但同時我們發(fā)現(xiàn)存在以下問題:(1)所開的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課與其他高校大同小異,缺乏特色;(2)實驗室的建設(shè)也與其他高校雷同,實驗項目相差無幾,并且以驗證性實驗為主,難以在實踐方面提高學(xué)生的綜合能力。

這種狀況迫使我們反思:一味照搬別人的做法是不行的,有特色才是生存的關(guān)鍵。2004年起,珠三角地區(qū)的光電企業(yè)突起,特別是LED產(chǎn)業(yè)得到國家的大力扶持,普立華公司、國星光電公司、佛山照明、歐斯朗公司、聯(lián)動科技公司、騰龍光學(xué)公司、奇美電子有限公司、中國網(wǎng)通公司、威而信科技有限公司等一批知名企業(yè)落戶佛山,這些企業(yè)是光信息專業(yè)學(xué)生的主要就業(yè)意向單位,為本專業(yè)的學(xué)生提供了新的機(jī)會,但同時對人才的要求也有所提高。

為此,我們主動和相關(guān)企業(yè)聯(lián)系,到企業(yè)的人事、技術(shù)等部門進(jìn)行調(diào)研。在與企業(yè)溝通的過程中,企業(yè)向我們反饋:由于學(xué)校教育觀念和教學(xué)內(nèi)容的陳舊與落后,學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容幾乎在企業(yè)里都用不上,而企業(yè)需要的知識卻沒有接觸過,理論脫離實際, 缺乏社會實踐。由此而造成的后果是,雖然近幾年培養(yǎng)的本科以上畢業(yè)生在數(shù)量上有大幅度的增長,而社會急需的能勝任研究、開發(fā)、設(shè)計、策劃等工作并具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人員仍然是目前非常緊缺的專門人才,佛山本地的光電企業(yè)需要的人才要具備光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、光電檢測、LED封裝等技能。

三、采取的改革措施

1.合理定位,目標(biāo)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,更新課程設(shè)置

我們擺脫陳舊的教育觀念,將培養(yǎng)企業(yè)需要的技術(shù)人才作為合理的培養(yǎng)目標(biāo),著手修訂了2005級人才培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱,開設(shè)了以下專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)課程:波動光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)、激光原理與技術(shù)、微電子技術(shù)、EDA技術(shù)、光纖光學(xué)、光纖通信原理、信息光學(xué)、光電子學(xué)、光度學(xué)原理、光電檢測技術(shù)、電光源原理等。

2.加大實驗室建設(shè)投入,實現(xiàn)模塊化教學(xué)

從2002年至今,光電信息與技術(shù)實驗室共投入200多萬元購買各類儀器設(shè)備。組建了3個實驗分室:光信息處理與光電檢測技術(shù)分室、光電子器件技術(shù)分室、電光源技術(shù)分室。經(jīng)過7年的專業(yè)實驗課程建設(shè)實踐,逐步形成較為系統(tǒng)的教學(xué)體系、先進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和開放的實驗教學(xué)環(huán)境。

(1)有機(jī)整合、獨(dú)立開課,構(gòu)建了模塊化實驗教學(xué)體系

打破基礎(chǔ)實驗與專業(yè)基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗獨(dú)立分塊,實驗從屬于理論課的傳統(tǒng)實驗教學(xué)體系,將光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)計劃中的實驗組成一個有機(jī)整體,獨(dú)立開課,構(gòu)建模塊化實驗教學(xué)新體系。

(2)改革教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化基礎(chǔ)實驗,大幅增加綜合性、設(shè)計性實驗

光電信息與技術(shù)實驗共108學(xué)時。由于多門實驗有機(jī)整合為一門課,總課時增加,課程之間內(nèi)容相互融合、滲透。因此,可以開設(shè)足夠數(shù)量的高質(zhì)量的綜合性、設(shè)計性和研究性實驗。實驗項目與科研、工程、社會應(yīng)用實踐密切聯(lián)系,把學(xué)科最新發(fā)展成果和科研成果引入教學(xué),形成良性互動,實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合。結(jié)合企業(yè)需要,我們開設(shè)了“電子鎮(zhèn)流器電參數(shù)測量”“光源光強(qiáng)角分布測量”“光源色溫測量”“光電顯示面板亮度均勻性測量”“光致發(fā)光及熒光粉相對亮度測量”等實驗項目。

3.重視師資隊伍建設(shè),打造合理的人才梯隊

開辦新專業(yè)僅有好的課程設(shè)置和合理的實驗室配置是不夠的,還需要有優(yōu)良的師資隊伍建設(shè)。從2002年起,我系就注意引進(jìn)光電人才,共吸收了兩名分別為LED照明和光學(xué)層析成像專業(yè)的博士后,還有2名光學(xué)專業(yè)的博士,多名光學(xué)專業(yè)碩士。新生力量的加入充實了教師隊伍,加強(qiáng)了科研的實力。另外,我們還注重在職教師的學(xué)術(shù)進(jìn)修。這幾年,通過在職攻讀學(xué)位和利用訪學(xué)得到提高的教師有十幾人,取得博士學(xué)位的有5人,還在攻讀博士的有3人,攻讀碩士的有2人。加強(qiáng)與國外的合作,幾年來,派出3名教師到美國和臺灣等地的高校進(jìn)行學(xué)術(shù)訪問和交流。也通過邀請國內(nèi)名校的專家來校舉行學(xué)術(shù)講座。整個專業(yè)教師隊伍呈現(xiàn)高學(xué)歷、高職稱的態(tài)勢,以中青年為主力的科研梯隊充滿活力。

4.重視實踐環(huán)節(jié),提高學(xué)生的專業(yè)技能

這幾年,我們重視學(xué)生實習(xí)基地的建設(shè),與對口的企業(yè)建立了良好的關(guān)系。另外,我們利用佛山與廣州、深圳、中山等地路程不遠(yuǎn),交通便利的優(yōu)勢,組織或鼓勵學(xué)生參加光電照明等博覽會,讓學(xué)生多接觸專業(yè)知識的應(yīng)用。

嚴(yán)格把握畢業(yè)論文的選題,鼓勵選擇應(yīng)用型課題,讓學(xué)生盡早參與教師的科研課題。比如,“基于LABVIEW的多路LED老化測量系統(tǒng)”“用脈沖光聲技術(shù)測量吸收系數(shù)”“太陽能LED照明燈的設(shè)計”等課題,是學(xué)生在大學(xué)三年級時就開始參與到指導(dǎo)教師的科研工作中完成的。

四、專業(yè)建設(shè)效果

畢業(yè)論文的質(zhì)量有一定的提高,緊密結(jié)合光電專業(yè)方向,每年都有一定數(shù)量的論文具有創(chuàng)新性和應(yīng)用價值。比如,09屆畢業(yè)生的論文中“大功率白光LED開關(guān)穩(wěn)流電源的設(shè)計”“排線順序正確性的自動檢測系統(tǒng)設(shè)計”等論文獲得了優(yōu)秀畢業(yè)論文。

最近幾年,每年都有多名畢業(yè)生被國興光電、滕龍光學(xué)有限公司等企業(yè)錄用。根據(jù)畢業(yè)生質(zhì)量跟蹤的結(jié)果顯示,我們的一些畢業(yè)生在企業(yè)里能吃苦、肯鉆研、表現(xiàn)良好,得到了重用,在企業(yè)的技術(shù)崗位上作出了一些成績。另外,我們在考研方面也取得勝利,如今年32名光信息專業(yè)畢業(yè)生中,有7名同學(xué)考上中山大學(xué)、華南師范大學(xué)、暨南大學(xué)和廣東工業(yè)大學(xué)等高校的研究生。

近3年來,我們培養(yǎng)的學(xué)生在“挑戰(zhàn)杯”“廣東省大學(xué)生物理實驗設(shè)計大賽”等各類競賽中獲獎18項,75人次獲獎。通過競賽,學(xué)生將所學(xué)的知識運(yùn)用到實踐中,有效提高了他們的綜合素質(zhì)。

五、思考與建議

經(jīng)過7年的建設(shè)實踐,我們有過教訓(xùn),也取得一些經(jīng)驗,總結(jié)如下:

(1)合理動態(tài)地更新教學(xué)內(nèi)容,淘汰已經(jīng)過時的內(nèi)容,特別體現(xiàn)在專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容和實驗項目上。

(2)要建設(shè)有特色的專業(yè)實驗室,推行模塊化實驗項目,有助于學(xué)生針對就業(yè)意向來選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。

(3)不足。專業(yè)設(shè)計軟件的熟練使用是當(dāng)今很多光學(xué)企業(yè)在招聘技術(shù)人員時強(qiáng)調(diào)的條件。如ZEMAX、Lighttools、Tracepro等,我們還沒有開設(shè)相關(guān)的課程來介紹這類軟件的使用。但我們已經(jīng)在09級的人才培養(yǎng)方案中加入《科研訓(xùn)練》環(huán)節(jié),實施導(dǎo)師制,讓學(xué)生提前進(jìn)入老師的科研項目,為畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn):

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1、研究內(nèi)容

殘疾人是社會中最主要的弱勢群體，他們要面對更多的困難和壓力。，激光測距。隨著2008年奧運(yùn)會、殘奧會的成功舉辦，政府越來越關(guān)注弱勢群體，給予盲人的關(guān)懷也越來越多，這也使助盲成為現(xiàn)在社會的一個熱點問題。

目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)一些導(dǎo)盲類產(chǎn)品，例如盲杖、導(dǎo)盲犬等，但是因為種種原因，這些產(chǎn)品并不能有效的幫助盲人導(dǎo)盲。比如，導(dǎo)盲犬由于訓(xùn)練困難，價格昂貴，一直不能被推廣普及?？梢?，如何實現(xiàn)更好的導(dǎo)盲依然是一個亟待解決的問題。

由此，我們想要設(shè)計出一個“新型智能導(dǎo)盲器”，使之能夠有效作為盲人的導(dǎo)盲器材，克服傳統(tǒng)導(dǎo)盲器件價格較高，使用不方便，使用范圍有限等缺點。

而隨著時代的發(fā)展，光電技術(shù)特別是光電探測技術(shù)，光信息處理技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)遍及現(xiàn)代生活的各個領(lǐng)域。尤其是光機(jī)電一體化系統(tǒng)，模塊很小，工作性能很高?；诖?，我們想設(shè)計出“光電智能導(dǎo)盲器”，以便快速，準(zhǔn)確，實時的幫助盲人了解周圍的實際情況，更好的服務(wù)廣大盲人群眾。

2、研究方案

為了實現(xiàn)準(zhǔn)確、快速定位障礙物的目的，我們提出了 “光電智能手持導(dǎo)盲儀”。盲人通過使用此設(shè)備可以知道周圍物體的分布情況，可以獲得一個周圍環(huán)境的大概的距離遠(yuǎn)近的輪廓圖。我們主要應(yīng)用以下兩種技術(shù)：

一、激光測距技術(shù)：激光測距技術(shù)與一般測距技術(shù)相比，具有操作方便、系統(tǒng)簡單以及白天和夜晚都可以工作的優(yōu)點。，激光測距。此外，與雷達(dá)測距、微波測距相比，激光測距具有良好的抗干擾性和較高的精度，以及更快的反應(yīng)速度。

二、單片機(jī)控制技術(shù)：單片機(jī)體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)較為簡單，成本低廉，可以實現(xiàn)一般的控制功能。而且單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會集成有單片機(jī)。

三、蜂鳴器語音輸出技術(shù)：蜂鳴器反應(yīng)快，聲音變頻速度快，距離越近頻率越高，便于快速給盲人用戶提示，同時蜂鳴器聲音也給周圍行人一定警告。

根據(jù)以上三種關(guān)鍵技術(shù)，我們提出的主要設(shè)計思路如下：

整個導(dǎo)盲儀通過激光測距模塊測距，蜂鳴器報警，起到導(dǎo)盲作用。

在導(dǎo)盲儀上，嵌入一個單片機(jī)控制模塊，作為整個裝置的核心。在單片機(jī)的旁邊固定一個蜂鳴器，蜂鳴器可以發(fā)出聲音。，激光測距。導(dǎo)盲儀前端安置一個激光探頭和一塊接收板。在導(dǎo)盲儀上則安裝一個開關(guān)，控制導(dǎo)盲儀的工作。

根據(jù)激光測距儀的原理，激光器發(fā)射頭發(fā)出激光束，遇到障礙物后反射到達(dá)導(dǎo)盲儀前端的接收板，接收板上裝有光電探測器。障礙物表面漫反射的光信號經(jīng)過光電探測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)過濾波，放大，整合，A/D轉(zhuǎn)換，傳送給單片機(jī)。經(jīng)過單片機(jī)分析處理后，根據(jù)激光往返時間算出的距離輸出不同的指令，如果在報警距離以內(nèi)，單片機(jī)便會發(fā)出控制信號，即高電平到蜂鳴器，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出不同頻率的提示音，使盲人通過蜂鳴器的聲音提示躲避障礙物，方便盲人出行。

導(dǎo)盲儀通過盲人的手動掃描，給盲人提供不同方位的障礙物信息。

3、技術(shù)路線及可行性分析

本作品主要包括：激光測距技術(shù)，光電檢測技術(shù)，單片機(jī)控制技術(shù)，語音輸出技術(shù)。

技術(shù)路線主要從光電技術(shù)，控制技術(shù)，電路設(shè)計技術(shù)三方面分析。

光電技術(shù)：主要是激光測距技術(shù)和光電檢測技術(shù)。目前，激光測距技術(shù)已經(jīng)十分成熟，獨(dú)立的激光測距儀已經(jīng)十分普遍。仿照成型的激光測距儀，設(shè)計制作出我們需要的激光測距模塊。

針對我們的需要，我們采用短脈沖高頻率激光測距技術(shù)。脈沖式激光測距是基于對光波在本機(jī)與目標(biāo)間渡越時間的計量來感知目標(biāo)距離，屬于“時基法”測距，其優(yōu)點是操作方便、系統(tǒng)設(shè)計簡單，滿足設(shè)計要求。

單片機(jī)下達(dá)測距指令后由激光器發(fā)出脈沖激光，經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直的光學(xué)系統(tǒng)后通過指示與穩(wěn)定系統(tǒng)導(dǎo)向穿越大氣層射向目標(biāo)。光學(xué)系統(tǒng)一般是望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)，為的是減少出射光束的發(fā)散角，以提高光能面密度，增大工作距離，還可以減少背景和周圍非目標(biāo)物的干擾。指示與穩(wěn)定系統(tǒng)，帶有瞄準(zhǔn)鏡和方向機(jī)構(gòu)，用以對準(zhǔn)盲人需要探測的方位，提供目標(biāo)角方位信息。圖中的傳感器，可提供目標(biāo)方位和俯仰角。激光束離開本機(jī)的同時，從發(fā)射光束中取出參考脈沖信號，參考信號通過光電探測器，變成電脈沖，這個電脈沖經(jīng)濾光、放大、整形后送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制，啟動數(shù)字式測距計時器開始計時；到達(dá)目標(biāo)的激光束有一部分被表面漫反射回到測距機(jī)；經(jīng)接收物鏡和窄帶光學(xué)濾波器再次到達(dá)探測器，窄帶光學(xué)濾波器的主要作用是充分利用激光優(yōu)良的單色性，提高系統(tǒng)的信噪比；光探測器再次將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，然后將電信號送往放大器和匹配濾波器，這是因為從光電探測器出來的信號不足以推動電路工作。處理后的信號進(jìn)入比較器進(jìn)行比較；比較器的輸出信號驅(qū)動測距計時器計時停止，單片機(jī)接收距離信息。，激光測距。根據(jù)距離信息，單片機(jī)決定是否驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音。

單片機(jī)控制：單片機(jī)是整個裝置的控制核心，所有的控制功能通過寫入單片機(jī)程序來實現(xiàn)。，激光測距。單片機(jī)要能接收兩次電信號，根據(jù)激光測距的距離信息，進(jìn)行分析判斷。，激光測距。在設(shè)定的允許范圍以外，不發(fā)出控制信號，如果一旦低于預(yù)先設(shè)定的范圍，則發(fā)出控制信號，控制信號驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音。根據(jù)單片機(jī)接收到的距離信息，單片機(jī)發(fā)出不同的電壓控制信號，蜂鳴器據(jù)此發(fā)出不同頻率的聲音。

電路設(shè)計：信號處理電路包括光電信號處理電路和聲音輸出電路。整個電路中單片機(jī)、探頭、光電傳感器和蜂鳴器是主體，激光探頭發(fā)射和接收板接收光信號，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，濾波，放大，A/D轉(zhuǎn)換之后，反饋到單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行信號處理，最后通過電路控制蜂鳴器輸出聲音信號。蜂鳴器反應(yīng)快，聲音變頻速度快，根據(jù)單片機(jī)發(fā)出不同的電平信號，發(fā)出不同頻率間隔的提示音。

4、特色與創(chuàng)新點

1、利用激光測距技術(shù)，快速，準(zhǔn)確的測量障礙物的距離；并根據(jù)距離信息，實現(xiàn)單片機(jī)的控制；

2、手持導(dǎo)盲儀使用方便，探測靈活，可用于高低地勢探測，障礙報警；

3、利用蜂鳴器的聲音頻率提示障礙物距離遠(yuǎn)近，便于盲人判斷；

4、結(jié)構(gòu)簡單實用，方便攜帶，可擴(kuò)展性強(qiáng)，可長時間使用。

5、參考資料

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[2]何俊發(fā)，王紅霞，劉曉彬，激光測距新方法研究[J]，應(yīng)用激光，2003，23(5)：299—300。

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光信息科學(xué)與技術(shù)具有旺盛的生命力，處于高速發(fā)展時期。目前，在光通信、光電檢測、光電照明、光學(xué)元件與系統(tǒng)、光伏產(chǎn)業(yè)、激光技術(shù)、光學(xué)設(shè)計、光學(xué)材料等方面都有廣闊的應(yīng)用前景，對社會的發(fā)展和貢獻(xiàn)不可估量。作為高校，除了科研、教學(xué)，還要服務(wù)于社會，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，這些不僅體現(xiàn)在科學(xué)研究和教師兼職方面，也體現(xiàn)在人才培養(yǎng)目標(biāo)和方案上。光信息科學(xué)與技術(shù)同光學(xué)、機(jī)械、電子、材料、計算機(jī)、自動控制等多學(xué)科的知識息息相關(guān)，但也不能面面俱到，所以十分有必要結(jié)合當(dāng)?shù)仄髽I(yè)的發(fā)展，調(diào)整學(xué)科的發(fā)展、人才培養(yǎng)計劃，為地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)，加強(qiáng)科學(xué)研究，引領(lǐng)社會的發(fā)展。三峽大學(xué)地處湖北省域副中心城市的宜昌，經(jīng)濟(jì)活躍，交通方便。現(xiàn)在高鐵開通后，宜昌到武漢的時間已經(jīng)減少到2小時左右。隨著國內(nèi)光電照明、太陽能、光電顯示產(chǎn)業(yè)如火如荼地發(fā)展。宜昌太陽能、光電照明等光電企業(yè)也有較大的發(fā)展，如中國南玻集團(tuán)宜昌南玻硅材料有限公司（一期項目已累計投資20多億元，專門從事高純多晶硅材料、太陽能硅片及電池片生產(chǎn)的大型制造企業(yè)）等等一大批光電企業(yè)。這些企業(yè)主要集中在光伏產(chǎn)業(yè)、節(jié)能照明、LED、光學(xué)冷加工等方面。這些光電企業(yè)有著旺盛的人員需求，對本專業(yè)產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)具有十分重要的意義。2011年出臺的《宜昌市科技發(fā)展“十二五”規(guī)劃（2011至2015年）》明確提出，在節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展方向要圍繞光電子產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)開發(fā)，搶占背景光源行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新制高點，加快液晶照明燈、LED背光源及照明產(chǎn)業(yè)化。圍繞太陽能技術(shù)開發(fā)，加快太陽能熱水系統(tǒng)產(chǎn)品系列開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。[8]由此可見，在地方政府的扶持下光電子相關(guān)產(chǎn)業(yè)會得到快速發(fā)展，這些都為光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)結(jié)合本地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)提供了難得的機(jī)遇。根據(jù)三峽大學(xué)理學(xué)院發(fā)展的需要，結(jié)合產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)措施如下：

改革本科教學(xué)培養(yǎng)方案，加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)，鞏固專業(yè)思想教育光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)需要學(xué)生在系統(tǒng)、扎實的理論基礎(chǔ)和在光電子技術(shù)、光通信及應(yīng)用等方面具有較寬廣的專業(yè)知識、較強(qiáng)實踐動手能力，并成為在電光源、光學(xué)設(shè)計、光學(xué)材料、光纖通信等專業(yè)領(lǐng)域中的一個或兩個方向具有特色的人才。畢業(yè)生能在光信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域從事信息科學(xué)與技術(shù)的研究、設(shè)計、集成及開發(fā)、制造、技術(shù)管理等方面工作的應(yīng)用型人才。因此要加強(qiáng)幾何光學(xué)中的光學(xué)設(shè)計、模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)、光電檢測技術(shù)、機(jī)械原理和設(shè)計等課程的實踐環(huán)節(jié)，同時要加強(qiáng)專業(yè)思想教育，了解社會發(fā)展的動態(tài)，密切了解光電信息的最新發(fā)展和應(yīng)用，掌握一些主流軟件的應(yīng)用。另外，為了使培養(yǎng)方案切合社會發(fā)展的實際，我們廣泛征求本地企業(yè)的意見，積極邀請了相關(guān)企業(yè)參與了光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂工作。

加大力度開展實驗教學(xué)，開足基本實驗，充分利用專業(yè)實驗，開展創(chuàng)新實踐要加強(qiáng)實踐的教學(xué)，更新教學(xué)設(shè)備和教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)電路設(shè)計和光學(xué)設(shè)計方面的實踐教學(xué)，充實實驗室設(shè)備，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。條件允許的情況下，將安排學(xué)生到實習(xí)基地完成相關(guān)實驗。另外，創(chuàng)新實驗室的設(shè)立為學(xué)生創(chuàng)新實踐的培養(yǎng)提供了良好的工作平臺。雖然這個方面的工作才剛開始，但是已經(jīng)受到學(xué)生的積極評價。

拓展實習(xí)基地的實踐教學(xué)，提升專業(yè)技能在目前聯(lián)系的實習(xí)基地基礎(chǔ)上，增強(qiáng)與當(dāng)?shù)毓怆娖髽I(yè)聯(lián)系，經(jīng)常參觀了解企業(yè)的發(fā)展和社會需求，同時能爭取進(jìn)入相關(guān)企業(yè)實習(xí)，鍛煉培養(yǎng)專業(yè)能力。我們已經(jīng)同宜昌勁森光電（主要從事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明開發(fā)、制造、銷售的高新技術(shù)企業(yè)）、中船重工388廠（光學(xué)冷加工、光電系統(tǒng)）、匡通照明（LED封裝）等相關(guān)的光電企業(yè)建立了實質(zhì)的合作關(guān)系。陸續(xù)有學(xué)生進(jìn)入上述企業(yè)實習(xí)，一些優(yōu)秀的學(xué)生也相繼進(jìn)入這些企業(yè)工作。教師參與了勁森照明新型節(jié)能燈具的開發(fā)。與匡通照明組建了聯(lián)合的工程試驗中心，投入1000萬元左右，很快試驗設(shè)備就將到位。這些不僅僅提高了教師的科研能力，反過來又提高了教師的教學(xué)水平，同時也為本專業(yè)的學(xué)生實習(xí)提供了一個良好的實踐平臺。實習(xí)基地的建立是一個長期的過程，需要與生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行有效地溝通，制訂實習(xí)項目，并且跟蹤學(xué)生對實習(xí)的反饋，建立有效的實習(xí)效果的評估體制，保證學(xué)生的生產(chǎn)實踐能力得到實質(zhì)的訓(xùn)練。學(xué)生實習(xí)基地的進(jìn)一步拓展一直是迫切的需要，多方位多角度的實習(xí)訓(xùn)練對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)有利，有助于學(xué)生進(jìn)一步深刻了解產(chǎn)業(yè)界對本專業(yè)的要求，反過來會激勵學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)欲望。

人才培養(yǎng)與科研開發(fā)相結(jié)合人才培養(yǎng)能力與科研能力息息相關(guān)，科研不僅能提高教師的教學(xué)能力，也增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的信心。在橫向科研項目上，盡可能讓部分能力強(qiáng)的學(xué)生參與進(jìn)來，直接培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能。實踐證明，學(xué)生參與科研項目是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的及其有效的手段。比如學(xué)生的畢業(yè)論文有些涉及到大壩光纖傳感、節(jié)能燈設(shè)計等實踐性很強(qiáng)的課題。鼓勵學(xué)生申請學(xué)校針對學(xué)生的創(chuàng)新基金項目，雖然經(jīng)費(fèi)不多，但是對學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分有益的，同時也提高了學(xué)生參與科研的熱情。隨著相關(guān)科研能力的快速提高，可以預(yù)見未來的幾年內(nèi)，伴隨著學(xué)生進(jìn)入實驗室，至少有一部分本科生的科研能力也會得到極大的提高。#p#分頁標(biāo)題#e#

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    改革本科教學(xué)培養(yǎng)方案,加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí),鞏固專業(yè)思想教育光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)需要學(xué)生在系統(tǒng)、扎實的理論基礎(chǔ)和在光電子技術(shù)、光通信及應(yīng)用等方面具有較寬廣的專業(yè)知識、較強(qiáng)實踐動手能力,并成為在電光源、光學(xué)設(shè)計、光學(xué)材料、光纖通信等專業(yè)領(lǐng)域中的一個或兩個方向具有特色的人才。畢業(yè)生能在光信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域從事信息科學(xué)與技術(shù)的研究、設(shè)計、集成及開發(fā)、制造、技術(shù)管理等方面工作的應(yīng)用型人才。因此要加強(qiáng)幾何光學(xué)中的光學(xué)設(shè)計、模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)、光電檢測技術(shù)、機(jī)械原理和設(shè)計等課程的實踐環(huán)節(jié),同時要加強(qiáng)專業(yè)思想教育,了解社會發(fā)展的動態(tài),密切了解光電信息的最新發(fā)展和應(yīng)用,掌握一些主流軟件的應(yīng)用。另外,為了使培養(yǎng)方案切合社會發(fā)展的實際,我們廣泛征求本地企業(yè)的意見,積極邀請了相關(guān)企業(yè)參與了光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂工作。

    加大力度開展實驗教學(xué),開足基本實驗,充分利用專業(yè)實驗,開展創(chuàng)新實踐要加強(qiáng)實踐的教學(xué),更新教學(xué)設(shè)備和教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)電路設(shè)計和光學(xué)設(shè)計方面的實踐教學(xué),充實實驗室設(shè)備,培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。條件允許的情況下,將安排學(xué)生到實習(xí)基地完成相關(guān)實驗。另外,創(chuàng)新實驗室的設(shè)立為學(xué)生創(chuàng)新實踐的培養(yǎng)提供了良好的工作平臺。雖然這個方面的工作才剛開始,但是已經(jīng)受到學(xué)生的積極評價。

    拓展實習(xí)基地的實踐教學(xué),提升專業(yè)技能在目前聯(lián)系的實習(xí)基地基礎(chǔ)上,增強(qiáng)與當(dāng)?shù)毓怆娖髽I(yè)聯(lián)系,經(jīng)常參觀了解企業(yè)的發(fā)展和社會需求,同時能爭取進(jìn)入相關(guān)企業(yè)實習(xí),鍛煉培養(yǎng)專業(yè)能力。我們已經(jīng)同宜昌勁森光電(主要從事液晶背景光源、CCFL液晶民用照明及LED民用照明開發(fā)、制造、銷售的高新技術(shù)企業(yè))、中船重工388廠(光學(xué)冷加工、光電系統(tǒng))、匡通照明(LED封裝)等相關(guān)的光電企業(yè)建立了實質(zhì)的合作關(guān)系。陸續(xù)有學(xué)生進(jìn)入上述企業(yè)實習(xí),一些優(yōu)秀的學(xué)生也相繼進(jìn)入這些企業(yè)工作。教師參與了勁森照明新型節(jié)能燈具的開發(fā)。與匡通照明組建了聯(lián)合的工程試驗中心,投入1000萬元左右,很快試驗設(shè)備就將到位。這些不僅僅提高了教師的科研能力,反過來又提高了教師的教學(xué)水平,同時也為本專業(yè)的學(xué)生實習(xí)提供了一個良好的實踐平臺。實習(xí)基地的建立是一個長期的過程,需要與生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行有效地溝通,制訂實習(xí)項目,并且跟蹤學(xué)生對實習(xí)的反饋,建立有效的實習(xí)效果的評估體制,保證學(xué)生的生產(chǎn)實踐能力得到實質(zhì)的訓(xùn)練。學(xué)生實習(xí)基地的進(jìn)一步拓展一直是迫切的需要,多方位多角度的實習(xí)訓(xùn)練對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)有利,有助于學(xué)生進(jìn)一步深刻了解產(chǎn)業(yè)界對本專業(yè)的要求,反過來會激勵學(xué)生對本專業(yè)的學(xué)習(xí)欲望。

    人才培養(yǎng)與科研開發(fā)相結(jié)合人才培養(yǎng)能力與科研能力息息相關(guān),科研不僅能提高教師的教學(xué)能力,也增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的信心。在橫向科研項目上,盡可能讓部分能力強(qiáng)的學(xué)生參與進(jìn)來,直接培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能。實踐證明,學(xué)生參與科研項目是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的及其有效的手段。比如學(xué)生的畢業(yè)論文有些涉及到大壩光纖傳感、節(jié)能燈設(shè)計等實踐性很強(qiáng)的課題。鼓勵學(xué)生申請學(xué)校針對學(xué)生的創(chuàng)新基金項目,雖然經(jīng)費(fèi)不多,但是對學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是十分有益的,同時也提高了學(xué)生參與科研的熱情。隨著相關(guān)科研能力的快速提高,可以預(yù)見未來的幾年內(nèi),伴隨著學(xué)生進(jìn)入實驗室,至少有一部分本科生的科研能力也會得到極大的提高。

篇7

作者簡介：王平（1977-），男，浙江杭州人，南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院，副教授。（江蘇 南京 210096）

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0119-02

一、在本科教學(xué)中開展本專業(yè)導(dǎo)論課程的必要性

測控技術(shù)與儀器專業(yè)是建立在精密機(jī)械、電子技術(shù)、光學(xué)、自動控制和計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上，以工為主，多學(xué)科綜合的專業(yè)，探討各種精密測試和控制技術(shù)的新原理、新方法。開發(fā)激光、傳感器、光電檢測和計算機(jī)等新技術(shù)在精密測試儀器儀表中的應(yīng)用，及以計算機(jī)技術(shù)為中心的面向機(jī)電運(yùn)動、面向自動化生產(chǎn)的控制技術(shù)，使精密儀器儀表及測試和控制技術(shù)向高精度、動態(tài)、自動化、綜合和多功能等機(jī)電一體化和信息化方向發(fā)展。因此，本專業(yè)本科教學(xué)具有鮮明的特點，包括：

1.課程門類較多，具有交叉學(xué)科特征

本專業(yè)的主要課程包括機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)，電工電子學(xué)、微機(jī)原理與應(yīng)用、自動控制、光學(xué)、測控電路、光電檢測技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能儀器儀表設(shè)計、電路分析基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、誤差理論及應(yīng)用、計算機(jī)程序設(shè)計、微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)等，涵蓋機(jī)械、電子、計算機(jī)等多門類的主干課程，課程信息量大。

2.注重復(fù)合能力的培養(yǎng)

本專業(yè)從培養(yǎng)人才方面來看，培養(yǎng)包括面向零件幾何精度參數(shù)、機(jī)械量和熱工過程參數(shù)的計量測試和控制技術(shù)，及儀器的應(yīng)用和開發(fā)研究的高級工程技術(shù)人才，廣泛適用于質(zhì)量監(jiān)督部門、機(jī)械、電氣、汽車、造船、航空、航天、動力、冶金和石化等多方面產(chǎn)業(yè)和科研部門對人才的需求。因此，學(xué)生必須掌握機(jī)、電、計算機(jī)等多個領(lǐng)域的專業(yè)技能。

而本專業(yè)的學(xué)生入學(xué)情況則比較復(fù)雜，呈現(xiàn)如下幾種特點：很多學(xué)生是在高考時報考的是通信、電子、自動化等其他熱門專業(yè)，后經(jīng)過調(diào)劑進(jìn)入本專業(yè)學(xué)習(xí)，對本專業(yè)的特點缺乏認(rèn)識，對于本專業(yè)課程多、跨學(xué)科能力培養(yǎng)的情況不太了解；存在與高中學(xué)習(xí)習(xí)慣的銜接問題，對大學(xué)學(xué)習(xí)的主動性不夠；對于90后的新一代本科生而言，普遍對于社會具有一定程度的認(rèn)識，面臨較大的競爭壓力，但是對于本專業(yè)的就業(yè)前景以及如何提高自身的就業(yè)能力還缺乏清晰的認(rèn)識。

針對這種情況，在高等學(xué)科開展本專業(yè)的導(dǎo)論課程對剛?cè)雽W(xué)的學(xué)生進(jìn)行專業(yè)特點、課程體系的設(shè)置、就業(yè)情況等方面的介紹和學(xué)習(xí)引導(dǎo)是非常必要的。

二、課程的教學(xué)目標(biāo)和難點

本課程的教學(xué)目的在于初步建立起概念體系，了解專業(yè)的知識體系以及后續(xù)學(xué)習(xí)的科目，明確課程之間的銜接關(guān)系，合理分配時間，明確學(xué)習(xí)目的、用法。此外，應(yīng)使得學(xué)生了解專業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展過程、發(fā)展前景、畢業(yè)分配和可能職位。

本課程的教學(xué)難點在于，本科新生不具備本專業(yè)的基本知識，只能用大量的、實例、類比去定性解釋基本概念以及課程體系結(jié)構(gòu)，教學(xué)內(nèi)容的深淺較難把握。同時，導(dǎo)論課的課時一般較少，通常在16學(xué)時左右，如何在短時間內(nèi)讓學(xué)生建立對專業(yè)的初步認(rèn)識具有難度。

三、課程內(nèi)容

本課程通過4部分進(jìn)行講授，主要包括：

1.基本概念

如測控技術(shù)、儀器儀表定義的介紹，包括什么是儀器儀表以及測控技術(shù)，并對現(xiàn)實生活中的儀器儀表分類舉例，包括醫(yī)療、家電、工廠自動化、軍事領(lǐng)域、航空儀表、宇航測控等應(yīng)用的介紹；儀器的歷史簡介以及儀表的最基本功能組成部分，包括傳感器、信號處理、轉(zhuǎn)換、傳輸部分、信號顯示、與人交互部分等；儀器儀表的分類，以及各部分功能的演變、評價指標(biāo)等。

2.介紹傳感器技術(shù)

包括其基本概念、分類、相關(guān)課程（如“傳感器技術(shù)”），以及性能指標(biāo)（包括靜態(tài)指標(biāo)、動態(tài)指標(biāo)等）。介紹信號調(diào)理，用圖示方式介紹噪聲概念，模擬信號放大、模擬信號濾波的作用，以及相關(guān)課程（如“模擬電子技術(shù)”）；介紹信號處理，包括頻譜分析、濾波等應(yīng)用簡介以及實現(xiàn)平臺，包括硬件平臺、軟件平臺及工具簡介；介紹相關(guān)課程如“數(shù)字信號處理”、單片機(jī)、DSP等相關(guān)技術(shù)；介紹可靠性設(shè)計，包括特定條件、特定時間、完成特定功能的含義；介紹一般可靠性設(shè)計方法，包括電源、信號調(diào)理、屏蔽、改善應(yīng)用環(huán)境等方法；介紹通訊技術(shù)，簡單介紹通信技術(shù)的基本概念。

3.課堂討論

課堂討論儀器儀表的設(shè)計方法，回顧儀器儀表的評價指標(biāo)，并討論選擇如下功能模塊的實現(xiàn)技術(shù)：包括傳感器的類型、原理、使用環(huán)境、壽命、精度、廠家、成本、對后續(xù)處理的要求；處理部分采用什么結(jié)構(gòu)，模擬電路部分設(shè)計、模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計、數(shù)字電路部分設(shè)計主要芯片選擇、處理結(jié)構(gòu)和算法；儀器整體結(jié)構(gòu)，包括PC虛擬儀器結(jié)構(gòu)、獨(dú)立儀器結(jié)構(gòu)，以及顯示方式、輸入方式以及主要模塊的選擇；根據(jù)信息存儲要求、存儲手段、數(shù)據(jù)導(dǎo)出特征選擇存儲技術(shù)；并考慮可擴(kuò)展技術(shù)，如多臺儀器能否聯(lián)網(wǎng)、如何協(xié)調(diào)工作、選用何種協(xié)議等問題。

4.總結(jié)

儀器儀表（檢測技術(shù)）與別的學(xué)科的關(guān)系以及檢測技術(shù)在工科體系中的地位，指明信息學(xué)科的最前端，使用最廣泛，需求最迫切。

四、教學(xué)方法的運(yùn)用

傳統(tǒng)的教學(xué)方法手段單一，缺乏交流，尤其專業(yè)導(dǎo)論課程內(nèi)容抽象，教學(xué)效果往往不理想。為了取得較好的教學(xué)效果，可以采用以下方法：

1.精心制作PPT教案

由于教學(xué)內(nèi)容是以專題形式組織，且尚缺少成型的教材，因此需要制作教案。采用文字、圖像、聲音、視頻等多種媒體表現(xiàn)形式，以利于將背景知識及應(yīng)用情況講透。教學(xué)過程中利用大屏幕投影的優(yōu)勢，將一些需要教師在黑板上動態(tài)演示的過程作成FLASH動畫，既可以在課堂上演示，也可以由學(xué)生在課后自己觀摩。

在應(yīng)用實例講解中，對現(xiàn)實生活中的儀器儀表分類舉例：醫(yī)療器械：例如心臟起博器、腸胃鏡、X光、B超、核磁共振、檢測監(jiān)護(hù)儀器等，反映了檢測技術(shù)造成醫(yī)療手段的進(jìn)步；家電行業(yè)中空調(diào)、熱水器、GPS定位導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)步造成消費(fèi)者舒適度的提高；在工廠自動化中對溫度、壓力、轉(zhuǎn)速的測量，以及生產(chǎn)需要的信息資料的獲取等；在軍事領(lǐng)域，包括對敵監(jiān)控等直觀、學(xué)生感興趣的應(yīng)用作為切入點介紹。在對傳感器的定義介紹，舉例包括：溫度傳感器，可以是雙金屬片：溫度轉(zhuǎn)換為機(jī)械變形；熱電偶：溫度轉(zhuǎn)換為電壓；數(shù)字傳感器：溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字量等不同類型，但是功能相同。對信號處理、轉(zhuǎn)換、傳輸部分的介紹，采用圖表方式，表現(xiàn)各種信號處理、轉(zhuǎn)換、傳輸舉例：在信號顯示、與人交互部分，用圖舉例，包括指針表盤、LCD顯示、計算機(jī)屏幕等。在介紹評價指標(biāo)時，以測溫度為例舉例，對于體溫、環(huán)境溫度、實驗室精密生化反映溫度控制、發(fā)電廠生產(chǎn)車間爐溫監(jiān)測等幾種情況下需要的量程以及測試精度的對比。目的在于使儀器儀表抽象的知識形象化，便于學(xué)生理解。

2.教學(xué)形式上引入課堂討論

組織學(xué)生就感興趣的背景問題進(jìn)行課堂討論和辯論，討論議題包括儀器儀表的應(yīng)用、就業(yè)、學(xué)科在社會上的作用、前景等有爭議的問題，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，明確學(xué)習(xí)目的。

3.考核方式的選擇

專業(yè)導(dǎo)論考核方式應(yīng)采用能反映學(xué)生對專業(yè)認(rèn)識掌握程度的一些方法，如采用課程論文、調(diào)研等形式，既可以避免死背書的弊端，又可以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)的興趣。在這種考核方式下，學(xué)生不需要記憶枯燥的概念，而需要建立相應(yīng)的知識體系。

五、教學(xué)效果

經(jīng)過16課時的學(xué)習(xí)，大學(xué)一年級新生對于本專業(yè)的概念體系、知識體系和課程體系有了初步的了解和認(rèn)識，并對后續(xù)學(xué)習(xí)的科目以及課程之間的銜接關(guān)系做了主動的調(diào)研，為今后四年的本科學(xué)習(xí)合理分配時間、明確學(xué)習(xí)目的打下了基礎(chǔ)。此外，學(xué)生對專業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展過程、發(fā)展前景、畢業(yè)分配和可能職位均做了一定的了解。經(jīng)過六年的教學(xué)經(jīng)驗證明，開設(shè)本課程對于學(xué)生的發(fā)展起到了明顯的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊秀娣.開設(shè)大學(xué)工程專業(yè)導(dǎo)論課程的構(gòu)想 [J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報：人文社會科學(xué)版，1994，5（1）：85-89.

[2]侯媛彬.測控技術(shù)與儀器專業(yè)導(dǎo)論[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.

[3]劉光明，于斐，周雅，等.大學(xué)低年級課程中開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課的探索[J].高教論壇，2007，（1）：37-39.

[4]羅福午.提高對于專業(yè)概論課的認(rèn)識[J].中國高教研究，1992，（2）：82-85.

篇8

作者簡介：王軍（1979-），男，滿族，遼寧本溪人，江西理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，講師；何鵬舉（1961-），男，甘肅慶陽人，江西理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，教授。（江西?贛州?341000）

基金項目：本文系江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究課題“測控技術(shù)與儀器專業(yè)本科教育與研究生教育一體化培養(yǎng)模式研究”（JXJG-09-6-16）的研究成果。

中圖分類號：G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）28-0021-02

近十余年來，我國的本科生畢業(yè)人數(shù)從1999年的44萬人擴(kuò)大到2011年的660萬人，研究生的招生規(guī)模也從1999年的7.1萬人擴(kuò)大到2011年的52.4萬人，當(dāng)一個國家的本科高等教育達(dá)到大眾化甚至普及化的時候，必然會追求更高層次（研究生教育）的大眾化。在高等教育日益普及的今天，面對高校通識教育與專業(yè)教育、教學(xué)質(zhì)量與招生規(guī)模、專業(yè)理論與實踐能力的矛盾，如何優(yōu)化人才培養(yǎng)體系、提高教學(xué)質(zhì)量是每一個教育工作者所面臨的問題。

本科生教育是大學(xué)中的基礎(chǔ)教育，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)習(xí)但不能沒有研究性和實踐性的訓(xùn)練；研究生教育是我國教育體系中的最高層次教育，強(qiáng)調(diào)的是研究和創(chuàng)造性，但是也不能忽視基礎(chǔ)教育，尤其是自然科學(xué)的系統(tǒng)知識體系以及人文社科和思想品德教育。大學(xué)中的基礎(chǔ)教育與高層次教育是一個有機(jī)體，應(yīng)把學(xué)生的基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識以及實踐能力的培養(yǎng)過程按照一個有機(jī)的整體進(jìn)行設(shè)計和考慮，打通本科生高年級與研究生教育之間的隔離。[1]

一、測控專業(yè)本碩一體化培養(yǎng)模式的可行性分析

“本碩一體化”培養(yǎng)模式是本科生教育與研究生教育相結(jié)合的嘗試，是現(xiàn)行的推薦免試碩士研究生制度的補(bǔ)充與延伸。推薦免試指由本科階段直接保送進(jìn)入碩士生階段學(xué)習(xí)的一種培養(yǎng)方式，相應(yīng)的還有碩博連讀培養(yǎng)方式，就是碩士生直接保送到博士生階段學(xué)習(xí)，目前國內(nèi)也有部分大學(xué)（如清華大學(xué)）采取部分優(yōu)秀的本科生直接保送到博士的培養(yǎng)方式。我校在2009年正式開展推薦免試研究生的培養(yǎng)工作，現(xiàn)已實行研究生推免制度三年了，“本碩一體化”培養(yǎng)模式正是為了適應(yīng)我校的推薦免試碩士研究生制度所進(jìn)行的有效補(bǔ)充，不但可以緩解招生數(shù)量與培養(yǎng)質(zhì)量的矛盾，而且有助于吸引本校優(yōu)秀本科生源進(jìn)入研究生階段學(xué)習(xí)，優(yōu)化本科教育與研究生教育的協(xié)調(diào)發(fā)展。

“本碩一體化”培養(yǎng)模式沿用了博士生培養(yǎng)方式中碩博連讀和提前攻博的概念。碩博連讀和提前攻博的培養(yǎng)方式是國家確定的博士生入學(xué)方式之一，縮短了研究生培養(yǎng)周期，對激勵碩士研究生攻讀博士學(xué)位產(chǎn)生了積極的影響。[2]碩博連讀模式在美、英等發(fā)達(dá)國家有較長時間的應(yīng)用和實踐歷史，培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才，得到了世界各國較為普遍的認(rèn)同和借鑒。在當(dāng)前高校擴(kuò)招、就業(yè)壓力增大的形勢下，“本碩一體化”培養(yǎng)模式對于促進(jìn)本科生努力學(xué)習(xí)、畢業(yè)后選擇繼續(xù)學(xué)習(xí)或者參加工作都有著積極的影響，是高等教育多元化的一種嘗試。

我校本科生教育實行3～6年的彈性學(xué)分制度，允許學(xué)生在修滿規(guī)定的畢業(yè)標(biāo)準(zhǔn)學(xué)分的基礎(chǔ)之上，根據(jù)自身的情況調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，增加了人才培養(yǎng)的靈活性?！氨敬T一體化”培養(yǎng)模式主張以人為本，有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，促進(jìn)學(xué)生的個性化發(fā)展，充分體現(xiàn)了我校彈性學(xué)分制度的優(yōu)越性，“本碩一體化”培養(yǎng)模式對于促進(jìn)素質(zhì)教育、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量有著積極的影響。

二、本碩一體化課程體系改革與優(yōu)化

測控專業(yè)是光、機(jī)、電、計算機(jī)多專業(yè)交融的技術(shù)學(xué)科，針對測控專業(yè)多學(xué)科、多專業(yè)交叉融合的顯著特點，以“測試計量技術(shù)及儀器”、“精密機(jī)械及儀器”、“機(jī)械電子工程”等碩士點的人才培養(yǎng)為導(dǎo)向，以礦山、冶金、儀器儀表等行業(yè)需求為目標(biāo)完善本專業(yè)的電類和機(jī)械類課程。對本科生和研究生的知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)進(jìn)行了層次設(shè)計和分類設(shè)計，修訂本科生和研究生培養(yǎng)方案，統(tǒng)籌安排本科課程與碩士研究生課程，調(diào)整課程設(shè)置，整合課程內(nèi)容，使課程體系相互銜接，以就業(yè)和讀研兩個方向靈活設(shè)置選修課程，加強(qiáng)專業(yè)素質(zhì)和能力培養(yǎng)，滿足就業(yè)和讀研的需求。

在本科三年級結(jié)束后，根據(jù)導(dǎo)師組的考核意見以及學(xué)生個人的選擇、能力和興趣進(jìn)行分流。一部分學(xué)生選擇就業(yè)，進(jìn)行本科畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文寫作；另一部分達(dá)到保送研究生資格的學(xué)生則在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)入研究生階段的學(xué)習(xí)，該部分學(xué)生不再完成本科畢業(yè)論文，經(jīng)過研究生階段培養(yǎng)，最后完成碩士畢業(yè)論文即可。

1.課程體系

測控專業(yè)畢業(yè)規(guī)定總學(xué)分為186學(xué)分，包括5大模塊，如表1所示。

篇9

中圖分類號：TH741 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0065-02

隨著物質(zhì)水平的日益提高，人們對珍珠的需求越來越大，珍珠養(yǎng)殖、加工已經(jīng)發(fā)展為一個巨大的產(chǎn)業(yè)[1]。2002年，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18781-2002（養(yǎng)殖珍珠分級）[2]出臺，實現(xiàn)珍珠自動、快速分級成為珍珠生產(chǎn)企業(yè)的首要目標(biāo)。目前我國珍珠分級大部分還停留在人工篩選階段，這種傳統(tǒng)的檢測方法勞動力成本大、生產(chǎn)效率低，易受工人主觀影響，分級標(biāo)準(zhǔn)難以控制，誤判率高[3]。隨著光電檢測技術(shù)和機(jī)器視覺技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的研究者將機(jī)器視覺應(yīng)用到珍珠檢測中[4]。為此，本文研究一種基于圖像處理技術(shù)的珍珠機(jī)器視覺系統(tǒng)，來實現(xiàn)珍珠大小、形狀和螺紋瑕疵的準(zhǔn)確檢測。

1 檢測系統(tǒng)簡介

本圖像檢測系統(tǒng)包括硬件與軟件兩部分，硬件由照明系統(tǒng)、變焦顯微系統(tǒng)、圖像傳感器、圖像采集卡和計算機(jī)組成。珍珠在照明系統(tǒng)的照射下，經(jīng)由變焦顯微系統(tǒng)成像至圖像傳感器上，圖像信息經(jīng)由圖像采集卡傳入計算機(jī)中。在計算機(jī)中采用圖像處理軟件對圖片進(jìn)行處理，提取出珍珠的大小、形狀和螺紋等參數(shù)，并將處理結(jié)果按照珍珠分類標(biāo)準(zhǔn)做即時判別，最后實現(xiàn)珍珠的自動分選，系統(tǒng)檢測原理如圖1所示。

珍珠是一個光澤度高和曲率較大的物體，表面的光學(xué)特性相當(dāng)復(fù)雜。該文采用單向高角度照明結(jié)合環(huán)形照明的方式來將整顆珍珠照射通亮，采集到的珍珠圖片如圖2所示。圖片中的珍珠邊緣和形狀清晰，照明均勻。

2 圖像處理算法

機(jī)器視覺系統(tǒng)采集到的珍珠圖片（a）首先經(jīng)由圖像預(yù)處理模塊，進(jìn)行灰度化（b）來減少運(yùn)算量，采用閾值分割算法（c）將珍珠對象從背景中提取出來，利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算法（d）來去除孤立點和填充空洞；然后標(biāo)記珍珠邊界，提取其質(zhì)心（e），圖像預(yù)處理效果如圖3所示。

對經(jīng)過預(yù)處理后的圖像，標(biāo)記出輪廓的最長徑，如圖4（a）所示。

最長徑將珍珠分成兩部分，每部分中的螺紋個數(shù)相同，檢測時隨機(jī)選取其中一部分。繪制出的θ-h二維曲線圖，如圖4（b）所示，其中橫坐標(biāo)為輪廓上各點角度θi，縱坐標(biāo)為輪廓上各邊界點到最長徑的垂直距離hi。

從圖4（b）可以看出，二維曲線能夠很好的反映出左輪廓的真實信息，曲線上的波谷恰好能與珍珠輪廓上的螺紋對應(yīng)起來，波谷的個數(shù)即螺紋的個數(shù)。對θ-h二維曲線圖進(jìn)行曲線擬合，計算曲線的極小值個數(shù)。經(jīng)計算得到圖5（b）存在兩個極小值，輸出螺紋個數(shù)2。

3 實驗

本系統(tǒng)所采用的圖像傳感器像素為1280*1024，利用三級標(biāo)準(zhǔn)量塊1 mm對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果為p=19.02 μm/pixel，實驗所用樣品均由諸暨銘記珠寶有限公司提供。利用本系統(tǒng)對珍珠樣品進(jìn)行形狀、大小檢測，樣品圖像處理結(jié)果如圖5所示，并將系統(tǒng)測量值與精確度為0.02 mm的游標(biāo)卡尺測量值作比較，測量結(jié)果見表1。從測量數(shù)據(jù)可以看出，系統(tǒng)測量結(jié)果與游標(biāo)卡尺測量值基本一致，誤差在30 μm以內(nèi)。

利用本系統(tǒng)對珍珠樣品進(jìn)行螺紋檢測，采集到的珍珠圖像和對應(yīng)的θ-h二維曲線如圖6（a）～（c）所示。

對三幅θ-h二維曲線圖進(jìn)行多次曲線擬合，計算極小值，得到每幅圖對應(yīng)的極小值個數(shù)分別為0、1、5，與珍珠的螺紋個數(shù)吻合，說明了本螺紋檢測方案準(zhǔn)確性較好。

4 結(jié)語

該文設(shè)計開發(fā)了一種珍珠形狀大小圖像檢測系統(tǒng)來解決珍珠形狀和螺紋檢測難的問題。該系統(tǒng)采用用圖像預(yù)處理模塊、珍珠形狀大小檢測模塊以及螺紋檢測模塊來自動、準(zhǔn)確的實現(xiàn)珍珠形狀、大小和螺紋的檢測。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)測量誤差小，輸出螺紋個數(shù)正確。此外，改變變焦顯微系統(tǒng)的放大倍數(shù)，能進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)的測量范圍。

參考文獻(xiàn)

[1] 張輝，張蓓莉.中國的養(yǎng)殖珍珠資源及市場[J].寶石和寶石雜志，2004，6（4）：14-18.

篇10

本實驗室針對動態(tài)測試技術(shù)發(fā)展趨勢，經(jīng)過多年的不懈努力，逐漸形成了特色顯明、相互聯(lián)系、互相支撐的三個研究方向，即惡劣環(huán)境動態(tài)參數(shù)測試?yán)碚撆c技術(shù)，微機(jī)械傳感器及集成測量系統(tǒng)，多維信息處理與重構(gòu)技術(shù)。實驗室在這三個研究方向上的研究工作處于國內(nèi)先進(jìn)水平，具有較高的學(xué)術(shù)地位。

近年來承擔(dān)研究“863”計劃、國家科學(xué)基金、省部委重大計劃等多項重點項目，有2項國家級獎，5項省部級獎，申請專利15項，授權(quán)發(fā)明專利2項，成果轉(zhuǎn)讓3項，技術(shù)轉(zhuǎn)讓8項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文228多篇，被SCI、EI、ISTP收錄了76篇。

山西省集成精密成形工程技術(shù)研究中心

該研究中心建立于1999年10月，主要研究方向及內(nèi)容為：（1）零件溫近凈成形技術(shù)；（2）材料精密成形及強(qiáng)韌化方法；3）生產(chǎn)過程自動化；4）計算機(jī)模擬仿真，對成形工藝進(jìn)行優(yōu)化，縮短研制周期，降低研制成本?，F(xiàn)已對D60、58SiMn、60Si2Mn、35CrMnSi等彈體材料和20CrMnTi等結(jié)構(gòu)用鋼及鎂合金、鋁合金、銅合金等有色金屬的溫成形時流變應(yīng)力及其微觀結(jié)構(gòu)相應(yīng)、變形后力學(xué)性能、變形抗力力學(xué)模型進(jìn)行了研究；突破了多項工程應(yīng)用方面的關(guān)鍵技術(shù)；采用以上理論研究成果和技術(shù)成形出副變速齒輪，其跨三齒公法線長度誤差控制在±0.015mm以內(nèi)，達(dá)到了IT8級精度（滾齒精度）；生產(chǎn)的藥型罩內(nèi)表面可去掉機(jī)加工序；東風(fēng)系列火箭鋁合金發(fā)射支架達(dá)到了機(jī)加的精度，且提高了產(chǎn)品機(jī)械性能；破甲彈尾翼溫擠壓成形，使強(qiáng)度極限和延伸率同時提高20%以上，尺寸精度提高2級；鈦合金炮口制退器強(qiáng)度比鑄件提高30%以上（達(dá)1350MPa以上），延伸率大于7%，材料利用率達(dá)85%以上；鎂合金燃燒彈彈體強(qiáng)度提高25%以上（達(dá)350MPa以上），延伸率大于7%，材料利用率達(dá)85%以上；大口徑彈體壁厚差小于1.5mm，材料利用率提高15%，降低變形力30%，力學(xué)性能提高10%。

以上理論研究和成形產(chǎn)品經(jīng)省、部級鑒定大部分達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。獎勵方面，學(xué)校獲國防科技進(jìn)步二等獎、三等獎，山西省科技進(jìn)步二等獎，教育部科技進(jìn)步二等獎，香港國際專利博覽會金獎各一項；山西省教育廳科技進(jìn)步一等獎兩項。

山西省現(xiàn)代無損檢測技術(shù)工程研究中心

“山西省現(xiàn)代無損檢測技術(shù)工程研究中心”于2002年成立，該中心在科學(xué)研究、實驗室建設(shè)、人才培養(yǎng)等方面取得了豐碩成果，形成了以下三個特色明顯的、相互支撐的研究方向：（1）構(gòu)件內(nèi)部形態(tài)特征提取技術(shù)；（2）信息處理、重建與識別技術(shù)；（3）光電檢測與系統(tǒng)集成技術(shù)。

近五年來，完成或在研科研項目100余項，其中國家自然科學(xué)基金5項，國防跨行業(yè)研究基金2項，其他省部級基金22項，省部委重點課題9項，橫向協(xié)作和其他類型課題80多項，其研究成果處于國內(nèi)和國際先進(jìn)水平，具有較高的學(xué)術(shù)地位和學(xué)術(shù)影響。課題中獲國家發(fā)明獎1項、國家科技進(jìn)步獎1項、教育部提名國家科技進(jìn)步二等獎2項、國防科學(xué)技術(shù)二等獎1項、三等獎2項、省部級科技進(jìn)步二等獎14項、三等獎2項，發(fā)明專利10項。在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物及國際會議上共發(fā)表學(xué)術(shù)論文700余篇，其中200余篇論文為SCI、EI、ISTP收錄。

山西省超重力化工工程技術(shù)研究中心

山西省超重力化工工程技術(shù)研究中心成立于2004年8月。中心主要研究超重力場及撞擊流旋轉(zhuǎn)填料床中強(qiáng)化傳遞和微觀混合的機(jī)理，包括超重力環(huán)保工程技術(shù)，超重力反應(yīng)工程技術(shù)，超重力過程強(qiáng)化工程技術(shù)。

中心主要進(jìn)行超重力場中傳質(zhì)機(jī)理、比表面積、傳質(zhì)系數(shù)、壓降研究。完成了“超重力法吹脫氨氮廢水技術(shù)研究”、“超重力煙氣脫硫除塵技術(shù)研究”、 “旋轉(zhuǎn)填料床凈化低溫甲醇洗尾氣的技術(shù)研究”，首次在IS-RPB裝置引入的液膜分離及萃取等研究于2005年榮獲山西省科技進(jìn)步一等獎一項。

兵器工業(yè)“傳爆藥性能檢測試驗中心”

該研究中心于1990年籌建，2001年通過驗收。主要研究方向及內(nèi)容：（1）傳爆藥安全性檢測與評估；（2）傳爆藥理化及爆炸性能檢測；（3）傳爆藥新型工藝及配方研究；（4）傳爆藥用炸藥超細(xì)化技術(shù)研究。

該研究中心已開展了傳爆藥安全、理化、爆炸性能試驗近30項；可以進(jìn)行傳爆藥小試、中試工藝試驗；建立有傳爆藥用炸藥超細(xì)化全套設(shè)備，取得了一批科研成果并在幾十種型號中得到應(yīng)用，在國內(nèi)傳爆藥技術(shù)領(lǐng)域具有無可替代的地位和作用。

山西省“先進(jìn)制造技術(shù)”重點（開放）實驗室

該研究中心建立于2000年3月，主要研究方向及內(nèi)容：

計算機(jī)輔助設(shè)計、輔助制造及企業(yè)信息化（復(fù)雜模具CAD/CAM產(chǎn)品開發(fā),先進(jìn)制造技術(shù)及其應(yīng)用,三維重構(gòu)及反求工程,精益型CAX集成制造技術(shù)）；制造自動化技術(shù)及系統(tǒng)(新型控制及檢測監(jiān)控技術(shù)研究,軍品民品動力學(xué)特性分析技術(shù),信息處理及管理技術(shù))；新型加工技術(shù)及裝備(超聲振動切削技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā),切削理論及新型刀具研發(fā),深孔技術(shù)研究及其產(chǎn)品開發(fā),綠色制造及特種加工技術(shù))；繼續(xù)工程教育―現(xiàn)代數(shù)控及CAD培訓(xùn)。

該實驗室近年來獲得省、部級科技進(jìn)步獎12項，已鑒定項目8項，承擔(dān)國家自然基金1項，省自然基金8項，兵器（“十五”）研究項目5項，省部級科技攻關(guān)項目20項，橫向科研課題42項，整體水平屬省內(nèi)領(lǐng)先，國內(nèi)先進(jìn)，在三維CAD研發(fā)方面屬國際同行先進(jìn)水平。

山西省超細(xì)粉體工程技術(shù)研究中心

經(jīng)山西省科技廳批準(zhǔn)，于2003年12月成立了“山西省超細(xì)粉體工程技術(shù)研究中心”。中心以開發(fā)研究有廣泛應(yīng)用前景的、有顯著經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)含量高的新型超細(xì)粉體產(chǎn)品為主要目標(biāo)；以研究開發(fā)納米技術(shù)為發(fā)展方向；以為企業(yè)提供適合規(guī)模生產(chǎn)的、成熟配套的、節(jié)能環(huán)保的、超細(xì)粉體的生產(chǎn)工藝技術(shù)為主要研究內(nèi)容，為山西高科技粉體材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。中心的具體研究內(nèi)容：超細(xì)粉體工藝技術(shù)開發(fā)；超細(xì)粉體的復(fù)合懺悔改性工藝技術(shù)研究；超細(xì)粉體產(chǎn)品開發(fā)；納米材料與納米技術(shù)開發(fā)；超細(xì)粒子表征技術(shù)研究；高級專業(yè)人培養(yǎng)。

近年來，該中心先后承擔(dān)國家級、省部級和企業(yè)合作開發(fā)科研課題30項，其中18項科研成果通過省部級鑒定，其中獲國家發(fā)明獎1項，13項成果獲省部級科技進(jìn)步二、三等獎。在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊及國際學(xué)術(shù)會議上120余篇，其中EI、ISTP收錄30余篇，出版專著和教材四部，具有進(jìn)行粉體技術(shù)研究開發(fā)的良好基礎(chǔ)。