本研究之課程發展-「感測」部分規劃介紹

感測是將各種物理量、化學量與生物量（如：位置、位移、速度、

加速度、力量、壓力、應變、力矩、振動、溫度、流量、導電度、血糖、

脈搏、尿酸等等）轉換成控制器可以感知的信號。

由此可見，感測的對象與範圍甚廣，透過文獻分析，茲整理出感測 於書籍與相關教科書中出現之已有的感測器種類介紹，其內容包含下列 諸多單元，茲將綱要列於下：

1. 光感測器與轉換 2. 轉速之感測與轉換 3. 位置之感測與轉換 4. 溫度之感測與轉換 5. 壓力之感測與轉換 6. 流量之感測與轉換 7. 液面之感測與轉換

由於感測器之種類繁多，對於有限時間內的課程發展與學生學習情 況而言，若要詳細逐一做介紹並不完全適合。故本研究就以上所列之綱 要，配合專家建議，將內容去蕪存菁，據以作為本研究之機電整合課程 感測器部分的內容基準，透過專家評估，主要針對業界中常見的一些感 測器在課程中做介紹。

透過問卷統計結果，業界中常見的感測器包含溫度感測、位移感測 (旋轉式、直線式)、位置感測(光電、限動、微動)、速度感測與其他，

其中各種感測中可針對不同形式再去細分成各種款式的感測器。所涵蓋 之範圍已可含括前述教學目標，亦符合機電整合課程的進階學習。擬訂 感測器學習之單元及內容整理如下：

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1. 溫度感測器

(1) 熱敏電阻之特性與介紹 (2) 熱電耦之特性與介紹

(3) RTD-電阻式感測器之特性與介紹 2. 位移感測器-旋轉式

(1) 旋轉編碼器之特性 (2) 旋轉電位計之特性 (3) RVDT之特性 3. 位移感測器-直線式

(1) 光學尺感測之特性 (2) 直線電位計感測之特性 (3) LVDT感測之特性 4. 位置感測器-光電開關

(1)「透過型」光電開關之特性 (2)「回饋反射型」光電開關之特性 (3)「擴散反射型」光電開關之特性 (4)「限定反射型」光電開關之特性 (5)「溝型」光電開關之特性

5. 位置感測器-極限開關 (1)「限動型」極限開關 (2)「微動型」極限開關 6. 位置感測器-近接開關

(1)「磁性」近接開關

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(2)「電容式」近接開關 7. 速度感測器

(1) 旋轉編碼器 (2) 轉速發電機 8. 其他感測

(1) 按鈕開關 9. 周邊機電元件

(1) 機械電驛(繼電器) (2) 固態電驛(SSR) (3) 顯示燈

(4) 七節顯示器 (5) 按鈕顯示燈 (6) 蜂鳴器 (7) 分度盤 (8) 減速器

將上述結果整理如表4-1所示。

表4-1 感測部分課程綱要

「感測」部分

溫度感測

‧熱敏電阻

‧熱電偶溫度感測器

‧RTD-電阻式感測器

位移感測-旋轉式

‧旋轉編碼器

‧旋轉電位計

‧RVDT

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在「溫度感測」部分，主要常見的包括熱敏電阻、熱電偶溫度感測 器、RTD-電阻式感測器與感溫IC (例如：AD590)，此部分由於在實習 部分建立機電系統時未使用到，但為了課程之完整性並配合教學時數限 制，遂編排於課程介紹之中，以立體投影機做元件的展示與原理說明，。

在「位移感測」部分，主要分成「旋轉式」與「直線式」兩種類型，

其中「旋轉式」位移感測包含了旋轉編碼器、旋轉電位計與RVTD。而

「直線式」位移感測器則包括了光學尺，直線電位計與LVDT。其中「旋 轉式」感測器在課程實習部分在電動機系統的相關控制當中有實際做應 用，「直線式」部分則作元件展示與原理介紹。

在「位置感測」部分，則區分成「光電開關」與「極限開關」與「近 接開關」三大類型，光電開關有透過型、回饋反射型、擴散反射型、限 定反射型、溝型等。在「極限開關)」部分則主要只分成限動與微動兩 類。而在「近接開關」部分則分為「磁性」與「電容式」兩類。在課程 實習中為了符合機電系統之控制需求，僅使用「磁性」近接開關，結合 於實習機電系統之中做應用。而「電容式」近階開關部分則作元件展示 與原理介紹。

在「速度感測」部分，則有旋轉編碼器與轉速發電機。在實習部分 皆有應用於電動機之機電系統控制當中。

最後，在其它感測器與周邊機電元件的部分來將其他類型的感測器 或元件做歸納，其它感測器主要為按鈕開關與BCD編碼開關，周邊機電 元件主要有電力元件、顯示元件、警示元件與動力元件等相關內容。

透過上述整理之結果，配合專家意見，擬定機電整合課程之感測器 部分教學目標，所擬訂之符合課程學習之教學目標為：

1. 具備認識各類感測器之基本原理及結構型式之能力。

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2. 具備瞭解感測器之功能特性及應用實例的設計之能力。

3. 培養學生對感測器的應用能力和興趣。