4-5 常用传感器-电容式 08_1
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传感器和检测技术课程标准《传感器及检测技术》课程标准一、课程信息课程名称:传感器及检测技术课程类型:电气自动化专业核心课课程代码:0722070 授课对象:电气自动化专业学分:4 先修课:模拟电子技术、数字电子技术、微机原理学时:72 后续课:智能仪器、电气综合实训、电工中、高级职业资格证书、毕业设计、顶岗实习制定人:邓贻XX制定时间:20XX/7/10二、课程性质传感器是现代操纵的基本工具,而检测技术则是操纵过程猎取信息的唯一手段。
《传感器与检测技术》是一门多学科交叉的专业课程,重点介绍各种传感器的工作原理和特性,结合工程应用实际,了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用,培养学生使用各类传感器的技巧和能力,掌握常用传感器的工程测量设计方法和实验研究方法,了解传感器技术的进展动向。
本课程是电气自动化技术专业的一门核心专业技术课,也是后续的电气综合实训、电工中、高级职业资格证书(其内容约占20%)、毕业设计、顶岗实习等基本技能养成课程,即是职业素养养成与职业能力培养最基本的理论实践一体化课程。
三、课程设计1、课程目标设计总体目标:教学目标和总体要求是让学生初步掌握检测技术的基本知识和应用。
培养学生使用各类传感器的能力。
使学生能够进一步应用传感器解决工程测控系统中的具体问题。
要求理解不同传感器的工作原理,常用的测量电路;能够对常用传感器的性能参数与主要技术指标进行校量与标定。
掌握传感器的工程应用方法,并能正确处理检测数据。
了解传感器技术进展前沿状况,培养学生科学素养,提高学生分析解决问题的能力。
通过行为导向的项目式教学,加强学生实践技能的培养,培养学生的综合职业能力和职业素养;独立学习及猎取新知识、新技能、新方法的能力;与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
(1)知识目标:1. 传感器的静态特性、动态特性与技术指标2. 电阻传感器原理与应用3. 电感传感器原理与应用4. 电容传感器原理与应用5. 光电(光纤、光栅)传感器原理与应用6. 磁电式传感器与霍尔传感器7. 压电式传感器原理与应用8. 半导体物性传感器9. 温度检测系统10.压力检测系统11.液位测检系统12.流量检测系统13.传感器在汽车上的应用(2)能力目标:1.测量误差与数据处理2. 传感器的标定和校准3. 应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定。
习题4常用传感器4.6 电容传感器(平行极板电容器)的圆形极板半径r =4mm ,工作初始极板间距离 δ0=0.3mm ,介质为空气。
问:① 如果极板间距离变化量Δδ=±l μm ,电容的变化量ΔC 是多少?② 如果测量电路的灵敏度S 1=100mv/pF,读数仪表的灵敏度S 2=5格/mV ,在Δδ= ±1μm 时,读数仪表的变化量为多少?解δδ∆-≈∆C C 220πδδεδδ∆-=∆-=∆r C C 2362312)103.0()10()104(14.31085.8----⨯±⨯⨯⨯⨯-= pF 1094.41094.4315--⨯=⨯=pF )1094.4(/m V 5m V /pF 100321-⨯⨯⨯=∆=∆ 格C S S x格472. =4-1 什么是应变片的灵敏系数?它与电阻丝的灵敏系数有何不同?为什么?一般情况下,应变片的灵敏系数小于电阻丝的灵敏系数。
原因是:当应变片粘贴于弹性体表面或者直接将应变片粘贴于被测试件上时,由于基底和粘结剂的弹性模量与敏感栅的弹性模量之间有差别等原因,弹性体或试件的变形不可能全部均匀地传递到敏感栅;丝栅横向效应的影响。
4-2 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同?前者利用金属应变引起电阻的变化;而后者是利用半导体电阻率变化引起电阻的变化(压阻效应)。
4-3 试比较自感式传感器与差动变压器式传感器的异同。
不同点:自感式传感器把被测非电量的变化转换成自感系数的变化;差动变压器式传感器把被测非电量的变化转换成互感系数的变化。
相同点:两者都属于电感式传感器,都可以分为气隙型、截面型和螺管性三种类型。
4-4在自感式传感器中,螺管式自感传感器的灵敏度最低,为什么在实际应用中却应用最广泛?答:在自感式传感器中,虽然螺管式自感传感器的灵敏度最低,但示值范围大、线性也较好;同时还具备自由行程可任意安排、制造装配方便、可互换性好等优点。