传感器-实验教案
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传感器的应用实验教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解常见传感器的种类及其工作原理;(2)学会使用传感器进行数据采集和分析;(3)能够设计简单的传感器应用实验。
2. 过程与方法:(1)通过实验探究,培养学生动手操作能力和团队协作能力;(2)运用科学方法,分析实验现象,提高问题解决能力。
3. 情感态度价值观:(1)培养学生对科学的兴趣和探究精神;(2)增强学生对传感器的认识,提高在生活中应用传感器解决问题的意识。
二、教学内容1. 传感器概述:(1)介绍传感器的定义、作用和分类;(2)讲解传感器的基本原理及其在生产、生活中的应用。
2. 常见传感器简介:(1)温度传感器;(2)湿度传感器;(3)光传感器;(4)压力传感器;(5)流量传感器。
3. 传感器实验装置及操作:(1)介绍实验装置的组成及功能;(2)演示传感器的基本操作方法;(3)引导学生进行实验操作,掌握传感器使用技巧。
三、教学过程1. 导入新课:(1)通过生活中的实例,引出传感器的话题;(2)激发学生兴趣,引导学生思考传感器在生活中的作用。
2. 讲解传感器相关知识:(1)介绍传感器的定义、作用和分类;(2)讲解传感器的基本原理及其在生产、生活中的应用。
3. 演示传感器实验:(1)演示温度传感器的实验操作;(2)演示湿度传感器的实验操作;(3)演示光传感器的实验操作;(4)演示压力传感器的实验操作;(5)演示流量传感器的实验操作。
4. 学生动手实验:(1)学生分组,每组选择一个传感器进行实验;(2)引导学生根据实验要求,进行数据采集和分析;(3)指导学生观察实验现象,培养学生总结归纳能力。
四、教学评价1. 学生对传感器的基本概念、原理和应用的理解程度;2. 学生动手操作传感器实验的能力;3. 学生对实验现象的观察、分析和总结能力。
五、教学资源1. 传感器实验装置;2. 传感器相关教材、资料;3. 计算机、投影仪等教学设备。
六、教学策略1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动探究传感器的工作原理和应用场景。
传感器及检测技术教案第一章:传感器概述1.1 教学目标让学生了解传感器的基本概念和作用。
让学生了解传感器的分类和特点。
让学生了解传感器在现代科技领域的应用。
1.2 教学内容传感器的定义和作用传感器的分类和特点传感器在现代科技领域的应用1.3 教学方法采用讲授法,讲解传感器的定义、作用和分类。
采用案例分析法,分析传感器在现代科技领域的应用。
采用小组讨论法,让学生讨论传感器的特点和优缺点。
1.4 教学评估课堂问答,检查学生对传感器的基本概念和作用的理解。
小组讨论,评估学生对传感器特点和优缺点的理解。
第二章:温度传感器2.1 教学目标让学生了解温度传感器的原理和结构。
让学生了解常见温度传感器的特点和应用。
让学生了解温度传感器的选择和安装。
2.2 教学内容温度传感器的原理和结构常见温度传感器的特点和应用温度传感器的选择和安装2.3 教学方法采用讲授法,讲解温度传感器的原理和结构。
采用案例分析法,分析常见温度传感器的特点和应用。
采用实验演示法,展示温度传感器的安装和应用。
2.4 教学评估课堂问答,检查学生对温度传感器原理和结构的理解。
实验操作,评估学生对温度传感器的安装和应用的掌握。
第三章:压力传感器3.1 教学目标让学生了解压力传感器的原理和结构。
让学生了解常见压力传感器的特点和应用。
让学生了解压力传感器的选择和安装。
3.2 教学内容压力传感器的原理和结构常见压力传感器的特点和应用压力传感器的选择和安装3.3 教学方法采用讲授法,讲解压力传感器的原理和结构。
采用案例分析法,分析常见压力传感器的特点和应用。
采用实验演示法,展示压力传感器的安装和应用。
3.4 教学评估课堂问答,检查学生对压力传感器原理和结构的理解。
实验操作,评估学生对压力传感器的安装和应用的掌握。
第四章:湿度传感器4.1 教学目标让学生了解湿度传感器的原理和结构。
让学生了解常见湿度传感器的特点和应用。
让学生了解湿度传感器的选择和安装。
4.2 教学内容湿度传感器的原理和结构常见湿度传感器的特点和应用湿度传感器的选择和安装4.3 教学方法采用讲授法,讲解湿度传感器的原理和结构。
传感器实验课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解传感器的定义、分类和工作原理;2. 学生能够掌握常见传感器(如温度传感器、光敏传感器、压力传感器等)的使用方法和应用场景;3. 学生能够了解传感器在智能控制系统中的作用和重要性。
技能目标:1. 学生能够正确使用传感器进行实验操作,并熟练读取、分析实验数据;2. 学生能够运用所学知识,设计简单的传感器控制系统,解决实际问题;3. 学生能够通过实验,培养观察、分析、解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到传感器技术在现实生活中的广泛应用,增强对科学的兴趣和好奇心;2. 学生能够通过实验,培养合作、探究、创新的精神,提高自主学习能力;3. 学生能够关注传感器技术的发展,意识到科技对社会进步的重要影响,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为实验课程,注重理论与实践相结合,培养学生的动手操作能力和创新思维。
学生特点:初中生,对新鲜事物充满好奇,具有一定的认知能力和动手能力,但需引导和激发。
教学要求:教师应充分准备实验器材,确保实验安全;注重启发式教学,引导学生主动探究,提高学生的实践能力。
同时,关注学生的个体差异,给予个性化指导。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材相关章节,组织以下教学内容:1. 传感器基础知识:- 传感器的定义、分类和工作原理;- 常见传感器(温度传感器、光敏传感器、压力传感器等)的原理及特点。
2. 传感器实验操作:- 实验器材的认识与使用方法;- 传感器实验操作步骤及注意事项;- 实验数据的读取、记录与分析。
3. 传感器应用案例:- 温度传感器在智能家居中的应用;- 光敏传感器在自动照明系统中的应用;- 压力传感器在工业生产中的应用。
4. 传感器控制系统设计:- 简单传感器控制系统的设计原理;- 控制系统的搭建与调试;- 解决实际问题的方法与技巧。
传感器课程设计实物教案一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握传感器的基本原理、类型和应用,提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过本课程的学习,学生应达到以下目标:1.了解传感器的定义、分类和基本原理;2.掌握各种常见传感器的特点、结构和应用;3.熟悉传感器与控制系统的关系。
4.能够正确选择和使用传感器;5.能够进行传感器的安装、调试和维护;6.能够运用传感器解决实际问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生对传感器的兴趣和好奇心,激发学生学习传感器的热情;2.培养学生团队合作精神,提高学生沟通与协作能力;3.培养学生关注社会、关注生活,提高学生将所学知识应用于实际生活的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.传感器的基本原理:介绍传感器的定义、工作原理和性能指标;2.传感器的分类:讲解各种常见传感器的特点、结构和应用;3.传感器的安装与调试:介绍传感器的安装方法、调试技巧和注意事项;4.传感器与控制系统的关系:讲解传感器在控制系统中的应用和作用。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解传感器的基本原理、分类和应用;2.讨论法:学生讨论传感器的安装、调试和实际应用问题;3.案例分析法:分析具体案例,让学生了解传感器在实际工程中的应用;4.实验法:安排实验室实践,让学生动手操作,提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的传感器教材;2.参考书:提供相关的传感器技术手册和资料;3.多媒体资料:制作课件、视频等的多媒体教学资料;4.实验设备:准备各种传感器设备和相关实验器材。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用以下评估方式:1.平时表现:评估学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等情况;2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和应用能力;3.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力;4.考试成绩:设置期中、期末考试,评估学生的知识掌握和运用能力。
传感器的应用实验教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解传感器的概念、原理和作用;(2)掌握常见传感器的接线方法和使用技巧;(3)学会利用传感器进行实验,分析实验数据,并解决实际问题。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实践和探究,培养学生的动手能力和实验技能;(2)培养学生运用传感器解决实际问题的能力;(3)培养学生团队合作和交流分享的良好习惯。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对科学实验的兴趣和热情;(2)培养学生勇于尝试、积极进取的科学精神;(3)培养学生关注身边科技发展的意识。
二、教学内容1. 传感器的基本概念:传感器的作用、分类和特点2. 传感器的接线方法:电压传感器、电流传感器、模拟传感器、数字传感器的接线方式3. 传感器的使用技巧:传感器的调试、校准和维护4. 传感器实验操作:传感器的选用、实验装置的搭建、实验数据的采集与处理5. 传感器在实际中的应用案例:温度传感器在空调系统中的应用、光传感器在自动开关灯中的应用等三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)传感器的概念、原理和作用;(2)传感器的接线方法和使用技巧;(3)传感器实验的操作步骤和数据处理方法。
2. 教学难点:(1)传感器的接线方法;(2)传感器实验数据的采集与处理;(3)传感器在实际中的应用案例分析。
四、教学准备1. 实验器材:传感器、实验板、导线、电源、计算机等;2. 教学资源:传感器的相关资料、实验指导书、PPT等;3. 实验室环境:安全、整洁、有序。
五、教学过程1. 导入新课:通过生活中常见的例子,引发学生对传感器的兴趣,激发学生的学习热情。
2. 讲解传感器的基本概念:介绍传感器的作用、分类和特点,让学生对传感器有初步的认识。
3. 演示传感器的接线方法:通过实际操作,讲解电压传感器、电流传感器、模拟传感器、数字传感器的接线方式。
4. 教授传感器的使用技巧:讲解传感器的调试、校准和维护方法,让学生掌握传感器的使用方法。
传感器实训课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解传感器的基本原理,掌握不同类型传感器的功能、特点及应用场景。
2. 使学生掌握传感器实训操作流程,了解传感器在实际工程项目中的应用。
3. 帮助学生了解传感器技术在智能控制系统中的重要性,理解传感器与物联网技术的关系。
技能目标:1. 培养学生动手操作传感器的能力,能够独立完成传感器实训任务。
2. 培养学生分析传感器数据、处理传感器故障的能力,提高问题解决能力。
3. 培养学生团队协作能力,能够在小组项目中共同完成任务。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对传感器技术的兴趣,提高学习积极性,培养科技创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度,养成良好的实验操作习惯。
3. 增强学生的环保意识,认识到传感器在节能减排方面的作用,培养学生的社会责任感。
课程性质:本课程为实践性课程,注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点:学生具备一定的物理知识和电子技术基础,对传感器技术有一定了解,但实际操作经验不足。
教学要求:结合学生特点,课程设计应注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,提高学生的实践操作能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生互相学习、共同进步。
通过课程学习,使学生达到上述课程目标,为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 传感器原理及分类:介绍传感器的基本原理,如光电效应、磁电效应等;讲解不同类型传感器,如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等的工作原理和应用场景。
2. 传感器实训操作:详细讲解实训操作流程,包括传感器选型、安装、调试及数据采集等环节。
3. 传感器应用案例分析:结合教材案例,分析传感器在智能家居、工业自动化、环境监测等领域的应用。
4. 传感器与物联网技术:介绍传感器技术与物联网的关系,探讨传感器在物联网系统中的作用。
5. 传感器故障处理与数据分析:教授学生如何分析传感器数据,处理常见故障,提高传感器使用效果。
高中物理传感器教案课题:传感器教学目标:1. 了解传感器的定义和分类;2. 掌握传感器的工作原理;3. 能够分析传感器在物理实验中的应用。
教学重点:1. 传感器的定义和分类;2. 传感器的工作原理;3. 传感器在物理实验中的应用。
教学难点:1. 传感器的工作原理;2. 传感器在物理实验中的应用。
教学过程:一、引入1. 利用图片展示一些常见的传感器,并让学生猜测其作用;2. 引导学生思考,什么是传感器?传感器的作用是什么?二、讲解1. 定义传感器:传感器是一种能够感知、检测并转换物理量或化学量的设备;2. 分类:按检测的物理量分为光、热、声、压、电等传感器;3. 工作原理:以温度传感器为例,讲解传感器如何通过物理或化学效应将被检测的物理量转换为电信号;4. 应用:讲解传感器在物理实验中的应用,如利用压力传感器测量气体压强等。
三、实践1. 学生分组进行实验,利用温度传感器测量不同温度下水的温度;2. 学生写出实验报告,分析传感器的工作原理和实验结果。
四、讨论1. 学生展示实验结果和分析,并进行讨论;2. 引导学生思考传感器在现实生活中的应用,并提出自己的见解。
五、总结1. 总结传感器的定义、分类、工作原理和应用;2. 引导学生思考传感器对科学技术发展的重要性。
六、作业1. 回答几道传感器相关的习题;2. 思考一个自己设计的实验,利用传感器进行数据采集和分析。
教学反思:通过这堂课的教学,学生对传感器有了更深入的了解,能够独立进行实验并分析实验结果。
同时,也引导学生思考传感器在日常生活和科学研究中的重要作用,培养了学生的实验能力和创新思维。
传感器与测试技术教案一、教学目标1.了解传感器的基本概念和分类;2.掌握传感器的工作原理和特点;3.掌握传感器的应用领域和相关测试技术;4.实践操作传感器的测试技术。
二、教学内容1.传感器的基本概念和分类1.1传感器的定义和作用1.2传感器的分类与特点2.传感器的工作原理和特点2.1传感器的工作原理介绍2.2传感器的特点和性能指标分析3.传感器的应用领域和测试技术3.1传感器在工业自动化领域的应用3.2传感器在环境监测领域的应用3.3传感器在医疗健康领域的应用3.4传感器在农业领域的应用3.5传感器在智能家居领域的应用3.6传感器相关测试技术介绍4.实践操作传感器的测试技术4.1传感器测量系统的搭建4.2传感器信号的处理与分析4.3传感器测试和校准方法4.4传感器测试仪器和设备的使用三、教学方法1.理论讲授:通过课堂讲解传感器的基本概念、工作原理和应用领域,让学生掌握相关的理论知识。
2.案例分析:结合实际案例,分析传感器在不同领域的具体应用和测试技术,激发学生的兴趣和参与度。
3.实践操作:组织学生进行传感器的测试技术实践操作,锻炼学生的实际操作能力和解决问题的能力。
4.讨论交流:鼓励学生在课堂上提问和发表观点,启发学生思考和互相学习。
四、教学过程1.引入:通过引入一些实际案例,让学生了解传感器的基本概念和作用。
2.讲解传感器的基本概念和分类,让学生了解传感器的种类和特点。
3.介绍传感器的工作原理和特点,让学生了解传感器的工作原理和性能指标。
4.通过案例分析,介绍传感器在不同领域的应用和测试技术。
5.组织学生进行传感器的测试技术实践操作,让学生掌握传感器的测试方法和工具的使用。
6.总结与评价:对本节课的学习内容进行总结和评价,鼓励学生提出自己的观点和疑问。
五、教学评估1.课堂讨论中,学生能够积极参与,提出问题并发表观点。
2.实践操作中,学生能够独立搭建传感器测量系统,进行传感器的测试和校准。
3.学生能够正确运用传感器测试技术,分析传感器信号并进行处理。
传感器的应用实验教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解传感器的概念、种类和作用;(2)掌握传感器的基本原理及其在实际应用中的操作方法;(3)培养学生动手实践能力和团队协作精神。
2. 过程与方法:(1)通过实验观察传感器在不同条件下的性能变化;(2)学会使用传感器进行数据采集和分析;(3)运用传感器解决实际问题。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对科学探究的兴趣和好奇心;(2)增强学生对传感器技术的认识,提高其科技素养;(3)培养学生关注社会、贴近生活的意识。
二、教学内容1. 传感器概述(1)传感器的定义;(2)传感器的分类;(3)传感器的作用。
2. 传感器的基本原理(1)电阻式传感器;(2)电容式传感器;(3)电压传感器;(4)电流传感器;(5)霍尔传感器。
3. 传感器的应用实例(1)温度传感器在空调系统中的应用;(2)光线传感器在自动开关灯中的应用;(3)压力传感器在汽车制动系统中的应用;(4)湿度传感器在农业灌溉中的应用。
三、教学过程1. 导入新课(1)教师通过生活中常见的实例引入传感器概念;(2)学生分享对传感器的了解和认识。
2. 讲解与演示(1)教师讲解传感器的基本原理及其作用;(2)演示传感器在不同条件下的性能变化;(3)学生动手实验,观察传感器性能。
3. 实践操作(1)学生分组进行实验,使用传感器进行数据采集和分析;(2)教师巡回指导,解答学生疑问;(3)学生总结实验现象和结论。
4. 应用拓展(1)学生讨论传感器在实际生活中的应用;(2)教师分享传感器技术在前沿领域的应用;(3)学生进行创意应用设计。
四、教学评价1. 学生对传感器概念、种类和作用的了解程度;2. 学生掌握传感器基本原理及其操作方法的情况;3. 学生在实践操作中解决问题的能力;4. 学生对传感器技术的认识和关注程度。
五、教学资源1. 传感器实验器材;2. 传感器相关教材和参考资料;3. 网络资源:传感器技术发展趋势、应用案例等。
传感器教学设计教案一、教学内容1. 传感器的基本概念与分类2. 常用传感器的工作原理及其特点3. 传感器在实际应用中的案例分析二、教学目标1. 让学生掌握传感器的基本概念、分类及工作原理,提高学生的理论知识水平。
2. 培养学生运用传感器解决实际问题的能力,提高学生的实践操作技能。
3. 激发学生对传感器技术及其应用的兴趣,培养学生的创新意识和团队协作精神。
三、教学难点与重点1. 教学难点:传感器的工作原理及其在实际应用中的案例分析。
2. 教学重点:传感器的分类、原理及其在工程实践中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT、传感器实物、实验装置等。
2. 学具:学习手册、笔、计算器等。
五、教学过程1. 导入新课通过展示传感器在生活中的应用实例,引发学生对传感器技术的好奇心和兴趣。
2. 知识讲解(1)传感器的定义与分类(2)常用传感器的工作原理及其特点(3)传感器在实际应用中的案例分析3. 实践操作(1)分组讨论:让学生针对某一实际应用场景,选择合适的传感器进行设计。
(2)实验演示:展示传感器的工作原理及其实际应用。
(3)随堂练习:让学生根据所学知识,完成传感器相关的设计题目。
4. 知识巩固5. 课堂小结通过提问、讨论等方式,检验学生对本节课知识的掌握情况。
六、板书设计1. 传感器及其应用2. 内容:(1)传感器的定义与分类(2)常用传感器的工作原理及其特点(3)传感器在实际应用中的案例分析七、作业设计1. 作业题目:(1)简述传感器的定义、分类及其应用。
(2)列举三种常用传感器的工作原理及其特点。
(3)针对某一实际应用场景,设计一个简单的传感器应用方案。
2. 答案:(1)传感器的定义:传感器是一种能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。
(2)传感器的分类:按工作原理可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器等。
(3)传感器应用案例:温度传感器在空调系统中的应用、压力传感器在汽车刹车系统中的应用等。
邢台学院实验教案2013 ~2014 学年度第一学期课程名称传感器原理与应用实验学时学分18学时 0.5学分专业班级10级自动化、电科本授课教师梁丽娟系部物理与电子工程学院课程教学日历课程名称:传感器原理与应用实验授课学期:第7学期实验一 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能实验一、实验目的:1、了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥、半桥、全桥的工作原理和性能2、比较单臂电桥、半桥、全桥的不同性能,了解其特点3、比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度,得出相应的结论 二、基本原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:εK R R =∆/式中R R /∆为电阻丝电阻的相对变化,K 为应变灵敏系数,l l /∆=ε为电阻丝长度相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换被测部位的受力状态变化,电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
单臂电桥输出电压U O14/εEK =。
不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边,电桥输出灵敏度提高,非线性得到改善。
当两片应变片阻值和应变量相同时,其桥路输出电压Uo 2=2/εEK 。
全桥测量电路中,将受力性质相同的两应变片接入电桥对边,不同的接入邻边,当应变片初始阻值:R 1= R 2= R 3= R 4,其变化值ΔR 1=ΔR 2=ΔR 3=ΔR 4时,其桥路输出电压U o3=εKE 。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差和温度误差均得到改善。
三、需用器件与单元:应变式传感器实验模块、应变式传感器、砝码、数显表、±15V 电源、±4V 电源四、实验步骤: 1、根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。
传感器中各应变片已接入模块的左上方的R 1、R 2、R 3、R 4。
加热丝也接于模块上,可用万用表进行测量判别,R 1= R 2= R 3= R 4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。
固固图1-1 应变式传感器安装示意图2、接入模块电源±15V (从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,将实验模块调节增益电位器Rw 3顺时针调节大致到中间位置,再进行差动放大器调零,方法为将差放的正、负输入端与地短接,输出端Vo 2与主控箱面板上的数显表电压输入端Vi 相连,调节实验模块上调零电位器Rw 4,使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V 档)。
关闭主控箱电源。
3、将应变式传感器的其中一个应变片R 1(即模块左上方的R 1)接入电桥作为一个桥臂与R 5、R 6、R 7接成直流电桥(R 5、R 6、R 7模块内已连接好),接好电桥调零电位器Rw 1,接上桥路电源±4V (从主控箱引入)如图1-2所示。
在电子秤上放上托盘,检查接线无误后,合上主控箱电源开关。
调节Rw 1,使数显表显示为零。
4、在电子秤上放置一只砝码,读取数显表数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值,直到200g 砝码加完。
记下实验结果填入表1-1,关闭电源。
5、根据图1-3接线。
R 1、R 2为实验模块左上方的应变片,注意R 2应和R 1受力状态相反,即将传感器中两片受力相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片作为电桥的相邻边。
接入桥路电源±4V ,调节电桥调零电位器Rw 1进行桥路调零,实验步骤3、4同实验一中4、5的步骤,将实验数据记入表1-2,计算灵敏度S=W u ∆∆/,非线性误差δf2。
若实验时无数值显示说明R 2与R 1为相同受力状态应变片,应更换另一个应变片。
表1-2 半桥测量时,输出电压与加负载重量值6、根据图1-4接线,实验方法与实验二相同。
将实验结果填入表1-3;进行灵敏度和非线性误差计算。
7、根据表1-1,1-2,1-3计算系统灵敏度S ,S=W u ∆∆/(u ∆输出电压变化量;W ∆重量变化量)计算线性误差:δf1=y m /∆ F •S ×100%,式中m ∆为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差:y F •S 满量程输出平均值,此处为200g 。
五、思考题:1、单臂电桥时,作为桥臂电阻应变片应选用:(1)正(受拉)应变片(2)负(受压)应变片(3)正、负应变片均可。
2、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时,应放在:(1)对边(2)邻边。
3、桥路(差动电桥)测量时存在非线性误差,是因为:(1)电桥测量原理上存在非线性(2)应变片应变效应是非线性的(3)调零值不是真正为零。
4、全桥测量中,当两组对边(R1、R3为对边)电阻值R相同时,即R1= R3,R 2= R4,而R1≠R2时,是否可以组成全桥:(1)可以(2)不可以。
5、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片,如何利用这四片电阻应变片组成电桥,是否需要外加电阻?图1-5 应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图实验二电涡流传感器的应用一、实验目的:1、了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性2、了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响3、了解电涡流传感器在实际应用中其位移特性与被测体的形状和尺寸有关二、基本原理:通以高频电流的线圈产生磁场,当有导电体接近时,因导电体涡流效应产生涡流损耗,而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关,因此可以进行位移测量。
涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关,因此不同的材料就会有不同的性能。
电涡流传感器在实际应用中,由于被测体的形状、大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分,会减弱甚至不产生涡流效应,因此影响电涡流传感器的静态特性,所以在实际测量中,往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。
三、需用器件与单元:电涡流传感器实验模块、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片、圆铜片、圆铝片、铝圆柱。
四、实验步骤:1、根据图2-1安装电涡流传感器。
2、观察传感器结构,这是一个扁平绕线圈。
3、将电涡流传感器输出线接入实验模块上标有Ti的插孔中,作为振荡器的一个元件(传感器屏蔽层接地)。
4、在测微头端部装上铁质金属圆片,作为电涡流传感器的被测体。
5、将实验模块输出端Vo 与数显单元输入端Vi相接。
数显表量程切换开关选择电压20V档。
6、用连接导线从主控台接入+15V 直流电源到模块上标有+15V 的插孔中。
7、使测微头与传感器线圈端部接触,开启主控箱电源开关,记下数显表读数,然后每隔0.5mm (参考测量间隔)读一个数,直到输出几乎不变为止。
将结果列入表2-1。
8、根据表2-1数据,画出V-X 曲线,根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点,试计算量程为1mm 、3mm 、5mm 时的灵敏度和线性度(可以用端基法拟合直线)。
9、将原铁圆片换成铝和铜圆片及铝圆柱。
进行被测体为铝圆片和铜圆片时的位移特性测试,分别记入表2-2、2-3和表2-4。
表2-4 被测体为铜圆片时的位移与输出电压数据10、根据表2-2、2-3和表2-4分别计算量程为1mm 和3mm 时的灵敏度和非接主控箱数显表地 V i接主控箱电源输出图2-2 电涡流传感器位移实验接线图+15V线性误差(线性度)。
11、比较以上所得的4组结果,进行小结。
五、思考题:1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关。
2、当被测体为非金属材料时,利用电涡流传感器进行测试的结果如何?实验三 霍尔式传感器的应用一、实验目的:1、了解霍尔式传感器原理与应用。
2、了解直流激励时霍尔式传感器的位移特性3、了解霍尔传感器用于振动测量实验的方法。
4、了解霍尔传感器用于称重实验的方法。
二、基本原理:1、根据霍尔效应、霍尔电势U H = K H IB ,当霍尔元件处在梯度磁场中运动时,它就可以进行位移测量。
2、利用霍尔式位移传感器和振动台加载时悬臂梁产生位移,通过测位移来称重。
三、需用器件与单元:霍尔传感器实验模块、霍尔传感器、直流源±4V 、±15V 、测微头、振动台、砝码、数显单元。
四、实验步骤:1、将霍尔传感器按图3-1安装。
霍尔传感器与实验模块的连接按图3-2进行。
1、3为电源±4V ,2、4为输出。
2、开启电源,调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置,Rw 3旋到满度的中间位置,再调节Rw 1使数显表指示为零。
3、旋转测微头向轴向方向推进,每转动0.5mm (参考测量间隔)记下一个读数,直到读数近似不变,将读数填入表3-1。
作出V-X 曲线,计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。
图3-1 霍尔传感器安装示意图图3-3 差动变压器振动测量安装示意图4、将霍尔传感器按图3-3安装。
5、在霍尔元件上加直流电压±4V ,数显表为2V 档。
6、调节传感器连接支架高度,使传感器在磁钢中点位置(要求当振动台无重物时,调节传感器高度使它在线性段起点),调节Rw 2使数显表输出为零。
7、在振动台面上中间部分分别加砝码:20g 、40g 、60g 、80g 、100g ,读出数显表上的相应值,依次填入表3-2。
8、根据表3-2计算该称重系统的灵敏度。
6、放上未知重物,读出数显表电压值。
计算出未知重物为 g 。
五、思考题:1、本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化?2、该电子秤系统所加重量受到什么限制?实验四 光纤传感器的应用一、实验目的:了解光纤位移传感器的工作原理和性能。
二、基本原理:本实验采用的是导光型多模光纤,它由两束光纤混合组成Y 型光纤,探头为半圆分布,一束光纤端部与光源相接发射光束,另一束端部与光电转换器相接接收光束。
两光束混合后的端部是工作端,即探头,它与被测体相距X ,由光源发出的光通过光纤传到端部射出后再经被测体反射回来,由另一束光纤接收反射光信号再由光电转换器转换成电压量,而光电转换器转换的电压量大小与间距X 有关,因此可用于测量位移。
三、需用器件与单元:光纤传感器、光纤传感器实验模块、数显单元、测微头、±15V 直流源、反射面(3种)。
四、实验步骤:1、根据图4-1安装光纤位移传感器,两束光纤插入实验板上的光电变换座孔上。
其内部已和发光管D 及光电转换管T 相接。
2、将光纤实验模块输出端V o1与数显单元相连,见图4-2。
图4-1 光纤传感器安装示意图传感器3、调节测微头,使探头与反射平板轻微接触。
4、实验模块接入±15V 电源,合上主控箱电源开关,将Rw 1旋转到中间位置,调节Rw 2使数显表显示为零。
5、旋转测微头,被测体离开探头,每隔0.5mm(参考测量间隔)读出数显表值,将其填入表4-1。
表4-1 光纤位移传感器输出电压与位移数据6、根据表4-1的数据,分析光纤位移传感器的位移特性,计算在量程1mm 时的灵敏度和非线性误差。