五章节传感器与检测系统

《单元1 传感器与自动检测技术的基本概念》教案【动画】自动门动画演示宾馆、商店等场所的自动门在人接近时自动打开、人离去后自动关闭的过程。

2．检测技术在军事上的应用【动画】导弹动态瞄准动画【图示】步枪红外狙击瞄准仪3．检测技术在航天领域的应用【图示】火箭测控；飞行器测控4．在其他方面的应用【动画】GPS定位导航动画演示；超声波测速动画演示；电容指纹识别动画演示【图示】超声波检测金属零件是否有瑕疵动画讲演法动画展演法图示展演法动画展演法图示展演法概念分析三、自动检测技术在机电产品中的作用【图示】检测技术在汽车中的应用的示意图机电一体化系统的组成【动画】演示机床导轨三坐标位置检测的过程；演示路面沥青摊铺机自动找平的过程。

图示讲演法动画展演法作业教材能力训练1－1，1－2 练习巩固法本课教育评注（课堂设计理念，实际教学效果及改进设想）《单元2 传感器简述》教案课题单元2 传感器简述教学目的1、了解传感器的定义、分类及要求；2、熟悉传感器的基本特性。

教学重点传感器的基本性能教学资源多媒体教学课件教学手段多媒体课堂教学教学过程及教学内容教学方法引入单元2 传感器简述本节从传感器的定义与组成、分类及命名、基本特性、对传感器的要求等方面介绍。

提纲挈领法概念分析一、传感器的定义与组成传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成有用输出信号（一般为电信号）的器件或装置。

【图示】传感器组成框图二、传感器的分类及命名1．按工作原理划分：参量、发电、特殊。

【图示】各种参量传感器、发电传感器和特殊传感器。

2．按被测量性质划分：机械、热工、成分、状态、探伤。

【图示】各种机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器和探伤传感器。

3．按输出量种类划分：模拟量、数字量。

【图示】各种模拟量传感器和数字量传感器。

4．按传感器信号处理方法划分：直接、差动、补偿（平衡式）。

5．按感知功能划分：热敏、光敏、气敏、力敏、磁敏、湿敏、声敏、放射线敏感、色敏和味敏等十大类。

传感器原理及应用教程专用学习教案教案内容：一、教学内容：本节课主要讲解传感器原理及应用，教材章节为第五章第一节《传感器的基本原理与分类》。

内容包括：传感器的定义、分类、基本原理，以及常见传感器的特点与应用。

二、教学目标：1. 让学生了解传感器的定义和分类，掌握传感器的基本原理。

2. 使学生熟悉常见传感器的特点和应用，提高实际操作能力。

3. 培养学生的创新意识和团队协作能力。

三、教学难点与重点：重点：传感器的基本原理，常见传感器的特点与应用。

难点：传感器的工作原理和实际应用中的问题解决。

四、教具与学具准备：教具：多媒体教学设备、传感器实验装置。

学具：实验手册、笔记本、测量工具。

五、教学过程：1. 实践情景引入：通过展示一辆智能汽车，让学生思考汽车是如何感知周围环境的。

2. 理论知识讲解：（1）传感器的定义：传感器是一种能够感受非电学量并将其转换为电学量的装置。

（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）传感器的基本原理：传感器的工作原理主要包括转换原理、检测原理和处理原理。

3. 例题讲解：以温度传感器为例，讲解其工作原理、特点和应用。

4. 随堂练习：让学生分析不同类型的传感器在实际应用中的优缺点。

5. 实验操作：分组进行传感器实验，让学生亲身体验传感器的工作原理和应用。

6. 课堂讨论：让学生分享实验心得，讨论传感器在实际应用中可能遇到的问题及解决方法。

六、板书设计：传感器的基本原理与分类1. 传感器的定义2. 传感器的分类3. 传感器的基本原理转换原理检测原理处理原理4. 常见传感器的特点与应用七、作业设计：1. 请列举三种常见的物理传感器，并简要介绍其工作原理和应用。

答案：温度传感器、压力传感器、光敏传感器。

2. 请分析一只智能家居系统中，湿度传感器和光照传感器的作用。

答案：湿度传感器用于监测室内湿度，光照传感器用于监测室内光照强度，以调节家居设备的工作状态，提高生活质量。

检测技术及仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握检测技术的基本原理，理解仪表的构成、分类及其工作原理；2. 使学生了解各种传感器的工作原理及其在检测技术中的应用；3. 让学生掌握检测信号的处理与分析方法，了解数据采集与传输的基本技术。

技能目标：1. 培养学生能够正确选择和使用检测仪表，进行简单检测系统的设计与搭建；2. 培养学生运用检测技术解决实际问题的能力，提高实验操作和数据处理技能；3. 培养学生通过查阅资料、开展小组合作，提高自主学习与解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对检测技术及仪表的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新，树立工程意识；3. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会尊重他人、沟通交流。

本课程针对高年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果，以便后续的教学设计和评估。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养他们具备实际操作能力和解决问题的能力。

二、教学内容1. 检测技术基本原理：包括检测系统的组成、分类及性能指标，仪表的基本工作原理等；参考教材章节：第一章 检测技术概述2. 传感器及其应用：介绍常见传感器（如温度、压力、流量等传感器）的工作原理、特性及应用；参考教材章节：第二章 传感器及其应用3. 检测信号处理与分析：包括信号处理的基本方法、数据采集与传输技术，滤波算法等；参考教材章节：第三章 检测信号处理与分析4. 检测仪表的使用与维护：介绍仪表的正确使用方法、维护保养技巧以及故障排除方法；参考教材章节：第四章 检测仪表的使用与维护5. 检测系统设计：结合实际案例，指导学生进行检测系统的设计与搭建，包括传感器选型、信号处理、数据采集等；参考教材章节：第五章 检测系统设计6. 实践教学环节：组织学生进行实验操作，提高实际操作能力和数据处理技能；参考教材章节：第六章 实践教学环节教学内容安排和进度：按照教学大纲，分阶段进行理论教学和实践操作，确保学生能够逐步掌握检测技术及仪表的知识和技能。

单元1 认识传感器与自动检测系统本单元传授的知识要点是：（1）自动检测系统基本组成。

（2）传感器基本组成、分类。

（3）测量误差及表示方法。

学生应掌握的基本技能是：（1）能根据自动检测系统实际应用示意图指出系统组成，并画出组成框图。

（2）能利用传感器静态特性参数估算一些性能指标。

（3）能理解误差表示方法。

本单元的拓展知识是传感器选用、标定与校准方法；测量误差处理方法。

拓展能力是能够利用互联网或其他资料初步选用传感器，能够初步设计出传感器标定与校准方案，能够运用所学知识分析计算测量数据的准确度。

在素质培养方面，本单元主要培养学生能利用基本概念解释传感器与自动检测系统的一些常用技术术语；通过测量数据分析处理的训练培养学生分析问题的能力，培养学生具有根据数据说明问题的基本科学思维方面的素质。

本单元由2个项目组成，每个项目有知识学习和技能训练两部分。

项目1教学学时为1课时，项目2教学学时为3课时。

拓展知识，可用于课堂教学，也可让学生自学。

1.1 项目1 自动检测系统认识1.1.1 项目1知识学习 自动检测系统基本概念1．什么叫自动检测系统？随着科学技术的发展，自动检测技术已深入到现代社会的各个领域，包括工农业生产，国防科技、现代生活，无所不在、无所不有。

自动检测系统或者自动检测装置是实现信息提取、信息转换以及信息处理的系统或装置。

信息提取是从自然界、社会、生产过程或科学实验中获取人们所需要的信息。

信息处理是自动检测的真正目的，是指人们把已经获得的信息进行加工、运算、分析或综合，以便进行预报、报警、检测、计量、保护、控制、调度和管理等，达到预防自然灾害、防止事故发生、提高劳动生产率、正确计量、改善产品质量、顺利进行科学实验、进行文明生产和科学管理等目的。

2．为什么要学习自动检测系统？当今信息社会，人们对信息的提取、处理、传输以及综合等要求愈加迫切。

作为信息提取的功能器件—仪表或传感器与人类的关系愈来愈密切。

传感器与检测技术山东科技大学智慧树知到答案2024年第一章测试1.通常意义上的传感器包含了敏感元件和（）两个组成部分。

（）A:保护电路B:转换元件C:数据采集电路D:滤波电路答案:B2.传感器的主要功能是( )。

A:检测和转换B:调制和解调C:传输和显示D:滤波和放大答案:A3.下列属于传感器的分类方法的是：（）A:按输入量分类B:按能量变换关系分C:按输出量分类D:按工作原理分类答案:ABCD4.传感器的共性就是利用物理定律和物质的物理、化学或生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）。

（）A:错 B:对答案:B5.传感技术的作用主要体现在：( )A:传感技术是产品检验和质量控制的重要手段。

B:传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分。

C:传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用。

D:传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步。

答案:ABCD第二章测试1.衡量传感器静态特性的指标不包括（）。

A:灵敏度B:线性度C:超调量D:迟滞答案:C2.一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是（）。

A:延迟时间B:峰值时间C:上升时间D:调节时间答案:C3.属于传感器动态特性指标的是（）A:灵敏度B:分辨率C:迟滞D:固有频率答案:D4.系统灵敏度越高，就越容易受到外界干扰的影响，系统的稳定性就越好。

（）A:错 B:对答案:A5.一个高精度的传感器必须有良好的静态特性和动态特性，才能完成信号无失真的转换。

（）A:对 B:错答案:A第三章测试1.当试件（弹性材料）与电阻丝材料的线膨胀系数相同时：环境温度变化不会产生附加变形。

（）A:错 B:对答案:B2.关于关于电阻丝灵敏度系数说法错误的是（）A:不管任何材料应变片灵敏度系数均为B:金属材料应变片受力后材料的几何尺寸的变化1+2μ。

C:在金属丝拉伸极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即K为常数。

D:半导体材料应变片受力后材料的电阻率发生的变化（∆ρ/ρ）/ε。

项目一测试1.传感器在检测系统中的作用是（）。

A:进行信息转换B:对外部信号进行控制C:采集外界信息D:信息获取与信息转换答案:D2.传感器是人类五官的延伸。

（）A:错B:对答案:B3.下列哪种获得拟合直线的方法精度最高（）A:终点线性法B:最小二乘法C:端点线性法D:零点线性法答案:B4.下列可以作为约定真值的是（）A:三角形的内角和是180°B:基准米定义为“光在真空中1/299792458s的时间间隔内行程的长度”C:高一级测量仪表的误差若为低一级测量仪表的1/3到1/10即可认为前者的示值是后者的相对真值答案:B5.绝对误差是有量纲（单位）的，相对误差没有量纲（单位）。

（）A:错B:对答案:B6.常用于制作热电阻的材料有（）A:铜B:铁C:铝D:铂答案:AD7.铜热电阻的检测温度范围是（）A:-100~350℃B:-50~150℃C:-200~500℃D:-20~200℃答案:B8.（）热敏电阻常作温度开关。

A:CTRB:PSDC:PTCD:NTC答案:A9.（）定律可以简化热电偶的选配工作。

A:中间温度定律B:标准电极定律C:中间导体定律D:均质导体定律答案:B10.下列哪种光电元件的响应速度最快（）A:光敏电阻B:光敏三极管C:光电池D:光敏二极管答案:D项目二测试1.下列弹性元件中过载能力比较强的是（）。

A:等截面圆环B:悬臂梁C:实心轴D:变形圆环答案:D2.测量压力的弹性元件中，（）的测力范围最大。

A:弹簧管B:波纹管C:膜盒D:等截面薄板答案:A3.电阻应变式传感器常用的测量电路是（）。

A:调幅电路B:电荷放大电路C:脉冲调宽电路D:电桥电路答案:D4.应变式加速度传感器在测量加速度时使用了（）。

A:牛顿第二定律B:牛顿第一定律C:牛顿第四定律D:牛顿第三定律答案:A5.石英晶体一般用于标准仪器或要求较高的传感器中。

（）A:错B:对答案:B6.目前国内外的压电元件大部分都采用的压电陶瓷。

传感器检测课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解传感器的基本原理和分类，掌握不同传感器的工作方式和应用场景。

2. 学生能够描述传感器检测物理量的基本过程，解释传感器输出信号与检测量之间的关系。

3. 学生能够运用所学的传感器知识，分析简单的电路图，并识别传感器在电路中的作用。

技能目标：1. 学生通过动手实践，学会正确连接传感器与检测电路，并能进行基本的调试。

2. 学生能够运用数据处理软件，对传感器采集到的数据进行分析，得出有效结论。

3. 学生能够设计简单的传感器检测系统，解决实际问题，培养创新意识和实践能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习传感器知识，激发对科学技术的兴趣，培养探究精神和问题解决意识。

2. 学生在学习过程中，增强团队合作意识，学会倾听、尊重他人意见，提高沟通能力。

3. 学生能够认识到传感器在现代科技中的重要性，了解其在生活中的应用，增强社会责任感和使命感。

本课程针对初中年级学生设计，结合学生的认知水平和兴趣特点，注重理论知识与实际操作相结合。

通过本课程的学习，使学生掌握传感器的基础知识，培养实际操作技能，提高学生的科学素养和创新能力。

同时，关注学生的情感态度价值观培养，使学生在学习过程中形成积极的学习态度和良好的团队合作精神。

在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，因材施教，确保每位学生都能达到课程目标。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 传感器基本原理：介绍传感器的定义、分类和基本工作原理，使学生了解不同类型传感器的作用。

- 章节关联：课本第三章“传感器及其应用”2. 传感器检测物理量：讲解传感器如何检测温度、湿度、光照、压力等物理量，并分析传感器输出信号与检测量之间的关系。

- 章节关联：课本第三章第二节“传感器检测物理量”3. 传感器电路连接与调试：指导学生动手实践，学会正确连接传感器与检测电路，并进行基本调试。

- 章节关联：课本第三章第三节“传感器电路及其应用”4. 数据处理与分析：教授学生使用数据处理软件，对传感器采集到的数据进行分析，培养学生分析问题和解决问题的能力。