【关键词】相位式激光测距仪；系统；研究
1.绪论
二十世纪六十年代初激光的出现使得测距技术发生了翻天覆地的变化，很快激光技术被应用到测距技术当中，从而产生了激光测距。激光测距技术最早出现在军事领域，主要应用于地形测量，战场测量，坦克、飞机、舰艇和大炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹及人造卫星的高度Ⅲ等方面，其主要优点是非接触、测距快、体积小、性能可靠等。近年来，随着激光测距技术的不断发展以及激光测距仪的价格不断下调，其已广泛应用于工业测控、矿山、港口、建筑、汽车等领域。
2.激光的概述
激光是由于物质的受激辐射而产生的较强的光。构成物质的基本单位原子处于较高的能级时，可以自发发射一个光子而跃迁到低能级，这种辐射式自发辐射。而当有外界光通过这一物质时，一部分光子被粒子吸收，使它们跃迁到较高的能级；同时，频率适当的照射光还可以迫使处于高能级的粒子跃迁回低能级而发射出光子，称之为受激辐射。受激辐射的光子有一个特点，它的频率、相位、进行方向和偏振方向都与诱发光子相同。
激光具有其独特的物理特性。激光方向性好，通过透镜后能汇聚成小于1nm的光斑；激光强度大，可以使被照物体在1/1000秒内产生几千度的高温，瞬间发生汽化；激光单色性好，如氦氖激光器谱线相对宽度小于10-9nm。
3.相位式激光测距的设计与原理
3.1整体设计方案
系统的整体方案设计如图2.1所示。
图2.1相位式激光测距接收系统整体设计方案
3.2相位式激光测距原理
图2.2相位式激光测距调制波形图
假设调制光波是频率为f的正弦波，则波长为：
由图2.2可知，光波由A点传到B点产生相位差为：
那么A、B两点间的距离L为：
由上式可以看出，如果能够测出光波相位差中的整数倍m和不足1的小数部分m，则能通过该公式算出被测距离L。实际中，因为调制光波从A点传到B点产生的相位差非常小，测量起来非常困难；另外，如果发射系统置于A点，接收系统置于B点，这样操作起来很不方便。因此，我们可以将一个角反射器置于B点，使调制光波照到角反射器后发出平行光波后，由激光测距仪的探测器所接收，最终通过鉴相器可测出调制光波在被测距离L上往返一次所发生的相位变化值。
光波在被测距离L上往返一次所产生的相位变化如图2.3所示：
图2.3光波在距离L上往返一次的相位变化
但是，相位测量技术不能测量出光波相移中的整数倍，而只能测出光波相移中不足的尾数，也就是说只能够确定不足l的小数。所以，如果被测距离大于Ls时，此方法是无法测出距离的。但当被测距离小于Ls时，即m=0时，可以测出被测距离L为：
4.电检测及信号放大模块设计
光电检测及信号放大模块的主要任务是要将反射回来的测距光波信号进行接收后转换成电信号，并将电信号放大供后续电路进行处理。这个模块主要包括光电接收和信号放大两部分。
本系统的光电检测及信号放大滤波电路，如图3.1所示。
图3.1光电检测及信号放大电路
在图3.1所示的电路中，前置放大器U1、U2都采用了超高速运放MAX4100，带同滤波器U3采用的是低噪声高速精密运放器0P37。因为接收回来的测距信号的频率很高，所以我们选择的MAX4100和0P37都是增益带宽较高的运放。在电路的前置放大部分里，在反馈电阻R1上并联一个小电容C1是为了避免运放U1的自激振荡。PIN管输出的电流信号经过运放U1后，转换成了电压信号，在经过U2、U3滤波放大后，变成后续电路需要的电压信号。这个电路实际上就是电流信号到电压信号的转变过程。
5.小结
相位式激光测距因其非接触、测距快、性能可靠等优点，已广泛应用于工业测控、矿山、港口、建筑、汽车等领域。就目前而言，随着相位式激光测距技术的应用场合的不断扩大，对测距机的要求也越来越高，主要表现在体积、精度、测程、成本等方面。如何在提高相位式激光测距仪的测距精度的同时扩大测量范围、降低设备成本并小型化是目前现代激光测距研究者一直要解决的问题。
参考文献
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[6]雷玉堂，王庆有，何加铭，等.光电检测技术[J].中国计量出版社出版，76-77.
[7]汪友生，徐小平.相位法激光测距的实现[J].北京工业大学学报，2003，29（4）：424-427.
Abstract：Thereismoreemphasisonscientificresearchthanteachingincurrentuniversities.Infact，teachingandresearchreinforceeachother.Thisarticlebrieflyanalyzesthereasonswhymostuniversitiesfocusonscientificresearchandunderestimateteaching.Somemethodsonreinforcingteachingandresearchmutuallyareprovidedbasedonteachingofoptoelectronics-relatedcoursesinHuaihaiInstituteofTechnology.Initialteachingresultsshowseveralmethodsonintegratingscientificresearchintoteachingcanimprovethetrainingofthetalentsofthephotoelectricinformationtechnology.Meanwhile，theteachingprocesshasbroughtalotofinspirationtotheteachers'scientificresearch.Toacertainextent，weobtaintheimprovementonscientificresearchandteachingatthesametime.
关键词：教研相长；方法；例子；光电子类课程
Keywords：reinforcingteachingandresearchmutually；methods；example；optoelectronics-relatedcourses
0引言
中国近代力学之父、著名的科学家钱伟长院士在谈论教学与科研的关系时说：“大学必须拆除教学与科研之间的高墙，教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教育，没有灵魂的教育。”教学是科研的前提和基础条件，科研是提高教育质量和层次的关键，二者相互支撑、相辅相成。但是，当前对于大部分高校来说，教学和科研之间存在的主要问题在于过于重视科研。本文首先简单分析造成这种重科研、轻教学的原因，然后以淮海工学院电子工程学院的光电子类课程教学为例初步探讨教研相长的具体实现途径。相应的研究成果可以在其他工科专业教师中推广，以帮助他们在教学方面和科研方面都取得好的效果。
1重科研、轻教学原因分析
目前造成大部分高校重科研、轻教学的原因是多方面的，大致可以总结为以下几点：
1.1与大学教师所处的大环境有关
“目前社会上有很多人认为，我国高校和世界一流大学的差距主要是科研水平低、师资差。包括时下流行各种“高校排行榜”，也多以科研为主要指标”[1]，而教学的实际效果对于学校的综合排名则无足轻重。如，时下流行的“武书连2015中国734所大学教师学术水平排行榜”[2]。那些科研搞得好、综合排名靠前的高校，其知名度也高。在这种情况下，高校为了自身的生存与发展，学校投入大量人力、财力力争在科研上有所突破。作为高校一分子的大学教师自然也不可能置身世外。
1.2与我国现行的职称评审制度有关
目前我国大学教师的职称评审，实际上主要依据的是科研，包括有没有科研论文、论著，有没有科研立项和科研成果。如评讲师、副教授、教授要多少篇论文，什么级别的论文，论著要有多少字，什么级别的立项和成果等。教学在职称评审中虽然也受重视，作了许多规定，但大都显得笼统模糊，而且缺乏可操作性。教学水平的高低和教学效果的好坏对教师职称的评审几乎没有什么影响。
1.3与学校的实际情况有关
有一部分教师，尤其是青年教师，几乎很少主持或参与科研工作，这在淮海工学院非常普遍。不参与科研工作则容易造成理论与实践脱节，除了不能提高自己的科研能力，也不利于教学能力和教学效果的提高[3]。这其中部分原因是由于这些教师教学任务繁重，还有一些承担行政工作；同时没有良好的科研团队，形不成一个良好的科研氛围，而不能提供有效的科研条件让他们从事科研工作。
上述几种情况造成科研与教学分离，更难做到相辅相成，共同进步。作为一名普通的高校教师，自然无法去改变整个社会的大环境，也无法撼动现有的职称评审制度，但从大学教师的自身职责来看，我们不仅需要承担教书育人的工作，还需要承担一定的科研任务。同时做好科研与教学是每一位高校教师的职责所在。因此教学和科研孰重孰轻，如何处理好教学工作和科研工作的关系以及如何把自己的科研和教学很好地结合，对于教师自身非常重要。
2教研相长途径初步探索
本节从普通高校教师角度出发，探索如何处理好教学与科研之间的关系，如何把科学研究应用到教学实践，以做到教研相长。下面分别从专业建设、人才培养及教师的教学和科研能力提高三个方面，以淮海工学院电子工程学院光电子类课程教学为例探讨教学相长的方法和途径。
2.1专业建设方面
目前淮海工学院电子工程学院的电子科学与技术、测控技术与仪器等专业仅有7年的历史，虽已初具规模，但课程体系与专业建设仍需进一步完善和优化。以光波为信息载体的检测、控制技术、仪器系统、精密测试等内容是电子科学与技术、仪器科学与技术学科中的重要内容。
对于一些不具备实验条件的重点实验内容，由于实验条件比较苛刻，部分光电现象在实际实验中不明显，难以观察；另外也因为实验仪器有限，学生无法通过实验观察到所有的实验现象。针对这种现状，利用了科研过程中获得的数值仿真能力，帮助学生实现虚拟实验。
2.2人才培养方面
2.3提升教师教学与科研能力方面
教学内容的主体是“基本理论、基本知识、基本技能”，但是，课堂教学除了围绕基本理论和概念进行外，还要注重科研成果和科技最新发展动态的渗透。让学生了解学科前沿的概况及其发展动态，开阔视野，启迪思维，进一步拓宽学生的知识面。并且使学生能够认识到，基础知识不仅仅是概念理论和公式，更是实际应用中的产品和解决实践问题的手段，以此提高学生的学习兴趣，同时使学生更容易接受抽象的理论知识。
专题讲座和讨论形式的授课方式深受学生欢迎，教学效果好，学生评教均在90分以上，学生深受其益。课题组教师通过上述教学活动充分认识到要通过高水平科学研究苦练真功夫，又要通过钻研教学规律来加强组织教学的能力，从而真正做到科学研究和教学育人互相促进。
3结束语
“教研相长”虽是一个老话题，但目前社会大环境中面临的“重研轻教”现象使得我们有必要对这个老话题展开新的研究。如何加强教学与科研的联系、在科学研究中如何开展教学活动以使得科研成果能够支持教学改革、并使得教学与科研互相促进是每一个高校教师的职责。本文以淮海工学院电子工程学院光电子类课程教改为例，分别从专业课程建设、人才培养、教学和科研能力提升等方面初步探讨了实现教研相长的一般化途径。改革的结果表明以上为今后存在这方面困惑的青年教师提供有价值的参考。
参考文献：
关键词：应用型人才；专业方向；地方院校；培养模式
作者简介：曹辉（1973-），男，湖南沅江人，佛山科学技术学院电子与信息工程学院副院长，副教授。（广东佛山528000）
基金项目：本文系2012年度广东省高等教育教学改革项目“光信息科学与技术专业应用型创新人才培养平台建设与实践”、佛山科学技术学院教学研究课题重大项目的研究成果。
随着社会经济的不断发展，我国高等教育已由精英教育转变为大众化教育。各地方高校竞争的焦点是能否培养出适应区域经济发展需要的应用型人才，为地方经济社会发展、产业结构调整、产业升级提供人才资源和智力支持。培养应用型人才既是地方院校的根本使命，也是未来发展中紧贴地方经济发展需要、提升服务水平和质量的根本途径。
佛山科学技术学院光信息科学与技术专业主动适应珠三角特别是佛山市地方经济发展及其产业结构调整的需求，更好地与佛山“3+9”特色产业基地建设任务相衔接，积极调整专业方向，建设三层次应用型人才培养平台。
一、专业方向的调整与优化
佛山“3+9”特色产业中“白色家电”、“新型显示器件”、“光机电一体化”等产业基地建设与本专业建设关系密切，其建设需要光信息科学与技术专业能前瞻性地培养适应未来发展需要、引领行业发展的高素质人才，积累人力资源的先行优势。为此，在“平台+模块”（即：公共课平台、学科专业平台和专业方向模块）人才培养模式中，设置了“太阳能”、“电光源”、“光电显示”、“LED照明”四个专业方向，以体现人才培养模式的地方特色、应用特色。
以往的人才培养计划比较侧重于电光源、光电器件和光电检测三个专业方向，从2010年开始，人才培养计划按照新规划的“太阳能”、“电光源”、“光电显示”、“LED照明”这四个专业方向分别制定，在保留“电光源”专业方向课程模块的基础上，按照佛山市优势产业发展情况，将光电器件和光电检测两个专业方向课程模块进一步调整为“太阳能”、“光电显示”、“LED照明”三个专业方向的课程模块，并以广东省高等学校实验教学示范中心——《大学物理实验中心》建设为契机，完成专业实验室建设。利用地域优势顺利完成专业方向调整。
1.发挥人力资源优势，以省实验教学示范中心建设带动具有地方特色的优势学科发展
2.以“服务中小企业”为突破，将光信息实验室建设成中小企业的技术创新中心
在佛山及周边地区的太阳能、光源、光电显示、LED照明等产业围绕着一些大型企业，以及成百上千家的中小企业，这些企业因为规模较小，很多企业的技术力量和检测设备严重缺乏，企业发展急需“外脑”的介入。在光信息科学与技术专业实验室建设中，选择“服务中小企业”为另一个突破点，为中小企业培训人才、提供技术支持，将光信息实验室建设成为服务于太阳能、电光源和LED照明产业的“中小企业的技术创新中心”和人才培养基地。因此，光信息科学与技术专业发展策略是通过为地方优势产业中规模较小的企业提供技术和人才，促进佛山地区光电子产业群的发展，为培养的应用型人才提供宽松的就业环境和良好的就业机会，确保本专业的长期稳定发展。
3.抓住产业升级机遇，与领军企业合作建立产学研基地
二、应用型人才培养平台建设
根据广东省教育厅《关于实施广东省高等学校教学质量与教学改革工程的意见》，依据学校办学定位，结合学校建设广东省应用型创新人才培养模式改革示范院校的建设计划和措施，为了实现将光信息科学与技术专业建设为应用型创新人才培养专业的目标，着力推进了以三层结构为模型的应用型人才培养平台建设，具体措施如下：
1.建设光信息专业知识教育平台
（1）构建以“全国优秀教师/南粤优秀教师”为引领，优秀青年教师、青年博士、教授/副教授为中坚的专业教学团队。在平台建设过程中，两位副教授晋升为教授，三位博士晋升为副教授，新增“全国优秀教师”、“南粤优秀教师”各一名，同时选派骨干教师到台湾、美国、澳大利亚访学，参与国际学术合作，使光信息专业的教学团队具有宽厚的工程和学术背景，真正做到培养教师与培养学生并举，教师科研与教学并重。
（2）构建以省部级精品课程为核心的高水平课程体系和高质量的教材系列。将教师队伍建设、教材建设与课程建设紧密结合，以精品课程建设成果作为教材建设与课程建设的具体目标，以此推动教师队伍建设，并带动本专业所有课程的建设。
建成的光信息专业知识教育平台如图1所示，其培养培育功能集中体现在传授学生光信息专业知识、培养学生创新能力的同时培育高水平师资队伍。
2.建设新知识新技术教育平台
（1）搭建以高水平科研成果和专业最新动态为核心内容的新知识新技术教育平台，通过教师讲授、教材更新、省内外光电专家讲座（佛山市科协的院士讲座、佛山市政府开通的教授讲坛、学校邀请的专家报告）、参观深圳光电专业博览会等形式让学生学习和掌握最新的光电领域科学与技术的科研成果与知识。
（2）在已有的广泛合作及国内科研院所合作关系的基础上，继续通过举办省内外专家系列讲座、电信论坛等活动让学生了解专业前沿发展动态。
所建成的新知识新技术教育平台如图2所示，其催化激励功能突出表现在教师、省内外光电专家和各种社会资源通过新成果、新理论、新技术、新产品和新理念对学生的创新活动进行全方位的催发激励作用。
3.建设创新实践能力培养平台
（1）以1个省级实验教学示范中心（物理实验教学中心），2个学生科技制作室、3个产学研基地（国星光电产学研基地、威而信产学研基地、天创东宝产学研基地），5个科研实验室（光电子器件、光电检测技术、LED照明技术、量子光学、量子信息实验室），7个生产实习基地以及地方社会资源为依托，培养学生“奇思妙想”和“敢为天下先”的创新实践能力提供平台。
（2）在积极鼓励和引导学生参加“挑战杯”、“广东省大学生物理实验设计大赛”和“校学术科技作品竞赛”等的基础上，系统建立了具有专业特色的“物理实验设计大赛”和“挑战杯课外学术科技作品竞赛”等活动，为培养学生的创新意识和实践能力搭建了平台。
（3）为了保证创新实践能力培养平台能有计划、有目的、有组织地培养学生实践创新能力，实施了“集约式开放，互动式创新”学生课题研究和课外科技活动。学生组队、学生选题、学生选导师都采用集约式开放的形式，课题研究过程中包括师生互动、生生互动、组内外互动，这样既调动了学生研究创新的兴趣，提高了学生自身的创新能力，又能保证课题研究的顺利进行和获得高质量的研究结果。
（4）建立完善的鼓励、扶持与奖励机制。每年设立专门经费资助学生重大创新项目与竞赛。在竞赛中取得优异成绩的学生，除了给予直接的精神和物质奖励之外，还在班级测评中加分，特别优秀者毕业时可以直接推荐为优秀毕业生。
所建成的创新能力培养平台如图3所示，集中表现了各种硬件、软件为学生创新实践能力培养提供全面服务的功能。
三、总结
培养高素质的专业化应用型人才是地方院校的根本任务。光信息科学与技术专业主动适应珠三角特别是佛山市地方经济发展及其产业结构调整的需求，积极调整专业方向，建设三层次应用型人才培养平台，培养出适应区域经济发展需要的应用型人才，为地方经济社会发展、产业结构调整、光电类产业升级提供了人才资源和智力支持。
[1]易丽.着力人才培养模式创新提升服务区域经济发展能力——地方应用型本科院校改革发展高层论坛[J].中国高等教育，2011，（21）：58-59.
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【关键词】高职院校传感器技术教学改革创新策略
【中图分类号】G【文献标识码】A
一、传感器技术及其特征分析
（一）传感器技术及其特征。传感器具有响应速度快、精度高、灵敏度高等特点，在特殊场合中，传感器能够测量关键部位的参数信息，而这就需要参数能够快速反应变化。目前的传感器检测温度已经达到-273℃-1000℃范围，精度可达0.001%-0.1%范围，可靠度最高已经达到9级水平。传感器具有在特殊恶劣环境中进行检测的能力，这样一来也便于对数据进行自动记录。很多人类无法涉足的地带，都需要借助传感器进行信息数据记录，另外在高温、高压等环境中，人仅靠五官难以感受参数变化，就需要借助传感器设备进行探测。此外，传感器设备还可以同计算机设备连接，借助计算机技术及时处理参数信息，提高探测效率。
（二）卫星传感器参数概述。卫星主要运用传感器的光谱分析、无线通信等多种技术，并且卫星体现了传感器微型化、数字化、系统化、网络化以及多功能化的特点。此外，通过研究微型传感器的参数、功能等信息，可以帮助学生深刻了解到传感器的实用意义，有助于提升学生对传感器的认识和重视程度，促使学生更努力地学习传感器技术。
二、高职院校传感器技术课程教学现状分析
对于理论教学而言，目前高职院校关于传感器理论的教材种类繁多，并且多偏重于抽象原理推导，学生很难掌握其基础知识，而在教学方法上，教师的教学手段也显得过于单一和枯燥，使得学生难以提升兴趣，难以理解；对于实践教学而言，高职院校侧重各类传感器运用教学，而大多数高职院校的传感器技术实验设备十分落后，学生能自由操作的机会很少，因此导致学生渐渐失去学习主动性。
（一）课程培养目标较笼统。通过研究教材可知，目前部分高职院校的传感器技术课程教学目标是要求学生获得用作生产一线的技术、管理和维护等知识点，并且通过综合设计的方式培养学生的系统设计能力及科技创新能力。而另一部分高职院校的传感器技术课程教学目标则是以加强学生对检测系统和传感器的动、静特征认识和理解为主，重视学生对工作原理和常见非电量参数检测方法的掌握。根据研究，高职院校的教学目标，虽然大都涉及生产第一线，但并没有以实际出发，明确培养的具体目标，因此可以理解为是通过教材内容制定教学目标。更有甚者，个别学校还存在指向不明确的问题，教学目标和内容明显照本宣科。
（二）现有教材侧重不合理。目前高职院校的传感器教学教材大致可以分为两类：一类是普通教材，一类是项目化教程。普通教材大多采用对原理进行划分的方式，不同章节讲述不同的工作原理、结构类型以及其他主要参数等；在项目化教程中，教材的内容被模块化地编排起来，所有特征相同的传感器类型都作为一个模块进行讲解，而模块下的项目则是传感器的不同工作原理。这样的教材排都比较重视对传感器工作原理和设计方法的教学，但这样的侧重只适合学生在制作电路较为简单的传感器机械时才能用到，但和工程应用中的传感器完全不是一个概念。
三、高职院校传感器技术课程教学的改进措施
（一）教材内容改革。目前很多学校所使用的教材与实际情况不符，往往会出现实验内容和教材内容不一致的情况，虽然教材的方向主要是实践运用，但存在侧重点上的不同。教材的内容是相对固定的，但教师的教学内容却可以灵活改变，因此教师在制定课程时，应灵活应对，综合教材与实验内容，既不会偏离教材的指导性，又满足实验要求。因此具体的做法为：教师在进行课堂教学的过程中，遵循教材要求，在此基础上，适当缩减教材中难以实验或现实工作中不会用到的内容，只作简单的理论概述即可。
总之，传感器技术是高职院校仪表自动化、机器人控制、机电技术类专业中最重要的课程之一，在信息自动化领域具有重要意义。传感器与检测技术的快速发展，也为教学改革提出了新的要求。本文研究的传感器技术课程教学改革，通过引入创新教学理念和手段，提升教师的教学水平和教学效果，为今后对此类课程教育方法的进一步改革创新提供参考。
【参考文献】
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