TW-JD20 创新型检测及控制实验实训平台

TW-JD20实验平台在职业院校检测与控制教学中的应用与思考

各位同行好，今天想和大家聊聊我们学院去年引进的TW-JD20创新型检测及控制实验实训平台。说实话，干了这么多年传感器与检测技术的教学工作，一直在为实验设备的事情发愁——传感器实验一套设备、单片机实验另一套设备、自控原理又得换一套，实验室空间不够用，设备维护成本也高。直到接触了TW-JD20，这个问题才算有了一个比较理想的解决方案。

一、为什么选择这个平台

TW-JD20最大的特点，是把传感器检测技术和控制技术整合在了一个平台上。按照产品设计理念，它采用工业生产实际使用的传感器、变换器、调节器、控制单元、执行机构等部件进行技能实训，学生通过理论学习和实际组装、开发设计，掌握传感器测量与控制技术各方面的应用技术。这正好解决了我们教学中长期存在的一个痛点：学生学完理论，到了毕业设计或者去企业实习时，面对实际系统往往无从下手。这个平台让学生在校期间就能接触到接近工程实际的检测控制系统，缩短了从课堂到岗位的距离。

（一）模块化设计解决多课程实验需求

平台采用标准的模块化设计，实验控制屏上的挂箱可以灵活更换。我们学院目前配置了控制器单元挂箱、信号转换单元挂箱、通信与打印机单元挂箱、显示与键盘单元挂箱、对象控制单元挂箱（一）（二），以及ARM9和DSP挂箱，基本覆盖了电子类、自动化类和测控仪器类专业的核心课程实验需求。以前上“传感器与检测技术”和“单片机原理与应用”两门课，要分别预约不同的实验室，现在一个平台就能完成，从基本实验到综合系统实验都能实现。

（二）快速连接线设计提升课堂效率

这一点我特别想和同行们分享。平台提供了三种连线方式：金质缩紧孔单线接线、排线集中接线，以及自动免连线模式接线。我带实训课时，最头疼的就是学生接线环节耗时太长，一节课大半时间花在插线上。现在大部分实验可以用排线集中连接，学生能把更多精力放在电路调试和参数分析上。

二、平台核心教学功能

（一）传感器实验项目覆盖全面

传感器部分是平台的一大亮点。配备的传感器种类很齐全，包括压力、压电、应变、电容、霍尔、温度、光敏、气敏、电涡流、光纤位移、长光栅位移、差动变压器、光电耦合等。实验项目从金属箔式应变片的单臂、半桥、全桥性能实验，到差动变压器的零点残余电压补偿、电容式传感器的动态特性测试，再到电涡流传感器的位移特性和被测体材质对特性影响的实验，覆盖了传感器课程的核心知识点。

我通常按照“认识传感器—掌握调理电路—完成系统设计”的递进思路来组织教学。先让学生通过基础实验理解各类传感器的工作原理和信号特点，再引导他们分析信号调理电路的设计思路，最后布置综合任务，比如“设计一个用应变片实现称重并显示的系统”，让学生把传感器、信号转换和单片机控制模块串起来，形成一个完整的小系统。

（二）控制器与信号处理模块的工程实用性

控制部分同样值得关注。控制器单元挂箱支持8051、C8051等多种CPU模块，信号转换挂箱配有8位和12位并行AD/DA模块，通信挂箱支持RS232/RS485、CAN总线、USB及以太网通信。这些模块在设计时融入了抗干扰和可靠性技术的应用，学生在实验过程中能学到工程实际中常用的信号处理手段。对于高年级学生，ARM9和DSP挂箱提供了嵌入式系统和数字信号处理的实验条件，从基础实验到图像处理、语音处理等创新性实验都有涉及。

三、使用中的几点体会

（一）实验内容的分层设计

这个平台能适应不同层次的教学需要，可以按不同需求选择不同的配置。我们学院的做法是：大一阶段侧重传感器基础实验，大二结合单片机课程做信号采集与控制实验，大三毕业设计阶段利用ARM9和DSP挂箱开展综合设计和创新实验。通过基础型、综合型和设计型实验的逐步推进，学生的实践能力提升是比较明显的。

（二）贴近工程实际的实验环境

平台采用的传感器和调理电路都是工业和工程实际中广泛使用的成熟电路，智能仪器的核心卡也可以作为实际仪器的一部分使用。我在教学中经常结合这些实际电路给学生讲“为什么工程上要这样设计”，学生的接受度比纯讲理论要好得多。

（三）一点建议

如果各位同行考虑引入这个平台，建议先把实验项目按课程模块梳理一遍，和我们现有的教学计划做一次对照，找出哪些实验可以嵌入现有课程，哪些可以放在综合实训周或毕业设计环节。另外，平台的扩展模块覆盖面很广，初期不需要全部配齐，可以根据专业方向和教学重点逐步补充。

总的来说，TW-JD20创新型检测及控制实验实训平台确实帮我们解决了不少教学中的实际困难，尤其是在整合多门课程实验资源和提升学生工程实践能力方面，效果比较明显。当然，设备只是工具，关键还是要把实验内容和教学目标真正结合起来，让学生在做中学、在学中思，这才是我们引进这个平台的初衷。

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