测控技术与仪器专业综合实训每周报道（一）   ——加速度传感器模块方案设计环节

为推进卓越工程师培养模式创新与实践，我院测控技术与仪器专业启动了测控系统设计综合实践，帮助同学们建立理论知识与实际应用的桥梁，结合实践环节，夯实对专业核心知识点的理解与应用，提升学生在传感器设计、制作、标定中解决复杂工程问题的能力，最终实现对所需加速度及测控系统的设计。

4月9日—4月11日期间，学院开展了测控综合实训理论授课，测控专业的多位老师为学生们系统介绍了测控专业实训的课程概述、设计、目标、教学效果等，使同学们对测控实训有了初步的认识。同时老师们还详细讲解了各个模块的任务需求及设计流程，便于同学们选择自己感兴趣的模块，测控综合实训至此正式拉开帷幕。

图一 测控综合实训理论授课

在4月15日加速度传感器模块的理论课上，赵锐老师、刘丽双老师与温焕飞老师为同学们系统分析了加速度传感器模块的任务要求以及设计报告的撰写要求，同时布置了设计部分的相关任务，将整个设计部分分为两个任务：“需求分析”和“建模仿真”，最后各小组以PPT答辩和提交设计报告的形式进行设计部分的成果验收。同时针对同学们在方案设计过程中遇到的各种问题，老师们耐心地引导学生找到适宜的解决方案，加强同学们将理论和实践相结合的能力。

图二 赵锐老师讲解加速度传感器模块的任务要求

各小组通力合作，分工明确，认真地完成了设计阶段的各项任务。在“需求分析”任务中，各组成员首先共同查阅中外文献，详细了解加速度传感器的背景及工作原理，并对其发展现状进行分析。之后分别查阅相关资料，明确本任务中所需的加速度传感器及信号调理电路的指标要求，并还多方面分析考量了非技术因素，如职业规范、安全性问题、对环境的影响、社会影响、可行性分析等。通过本次分析，该组成员对加速度传感器的工作原理及设计要求有了较为深入的了解，为后续建模仿真打下了基础。

刘丽双和温焕飞老师指导各组成员根据传感器特性和测量电路指标要求设计信号调理电路，包含供电、放大、偏置、滤波四个电路单元，通过分析各单元电路实现的功能来完成设计，绘制出其电路仿真图、原理图、PCB图，该设计电路的器件选型。

图三 第16组设计方案的PCB图

进行建模仿真分析时，在赵锐老师的精心指导下，各组成员先验证了所得到的供电电压、偏置电压是否符合设计要求，之后进一步验证了偏置放大电路能否按设计要求实现电压范围的放大，最后对滤波电路进行仿真，分别仿真截止频率时衰减、带外倍频程衰减、十倍频程衰减情况，验证滤波单元符合设计要求。确认电路各单元建模仿真无误后，对该设计进行可行性分析，包括方案可行性、成本可行性、时间可行性。同时考虑了会对设计决策产生影响的非技术因素，如市场需求、法规标准、环保等，并讨论了降低功耗和成本的方法。最后总结了对本阶段所有的成果，分工完成撰写设计报告、制作PPT进行答辩。

图四 第16组答辩PPT部分展示

通过完成设计阶段的实训任务，同学们对加速度传感器的背景及应用都有了较为深刻的理解，同时每组同学都成功独立完成方案设计并建模仿真了各单元电路的可行性，加深了同学们对理论知识的理解，大大提高了同学们对之后进一步进行实物焊接测试标定的兴趣。

图五 第16组在主楼1119进行加速度设计阶段实训

在实训过程中，同学们互帮互助，分工明确，形成了良好的团队意识，组间保持良好的竞争与合作关系，共同攻克难题。

图六 组间互助共同攻克难题

初审/初校：葛双超

二审/二校：刘文耀

三审/三校：王红亮