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传感器课设

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河北科技大学
课程设计报告
学生姓名：齐晶晶学号：150701215 专业班级：电子信息工程152班
课程名称：传感器原理及应用
学年学期：2017 —20118 学年第一学期
指导教师：陈书旺
2018 年1月
课程设计成绩评定表
目录
一、设计目的
二、设计电路原理图
三、工作原理
四、仪器设备及元器件
五、作品实物图
六、制作及调试过程
七、心得体会
一、设计目的
(1)通过课程设计进一步掌握所学的基本知识，基本理论，起到巩固深化.扩展及融会贯通的作用。

(2)通过课程设计熟悉传感器的应用和设计的方法.内容.步骤及工艺，可训练查阅相关的科技文献资料并进行处理与分析问题的某种技能，培养独立动手的能力与实验技能。

(3)通过对电路方案的分析论证.比较.设计和计算，掌握电路的分析方法和设计方法。

(4)掌握常用仪器.仪表的正确使用方法，学会电路的制作和调试。

二、设计电路原理图
三、工作原理
在设计电路原理图中，R1为光敏电阻，光敏电阻有很多种，一般由金属的硫化物、硒化物等组成（如硫化镉、硫化铅、硒化镉、硒化铅）。

由于所用材料不同，工艺过程的不同，它的光电性能也相差很大。

光敏电阻的主要参数有暗电流、亮电流、光电流等。

1.暗电阻和暗电流光敏电阻在不受光照射时光敏电阻的阻值称为暗电阻，此时流过的电流称为暗电流。

2.亮电阻和亮电流光敏电阻在手光照射时光敏电阻的阻值称为亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。

3.光电流亮电流与暗电流之差称为光电流。

一般都希望暗电阻越大越好，而亮电阻越小越好。

也即光电流要尽可能大，这样光电阻的灵敏度就高，在实际应用中，光敏电阻的暗电阻的阻值一般在兆欧数量级，亮电阻在几千欧以下暗电阻与亮电阻之比。

暗电阻与亮电阻之比一般在100~1000000之间。

光电流和光强的系曲线，称为光敏电阻的光照特性。

不同的光敏电阻的光照特性是不同的。

光敏电阻的基本特性有伏安特性、光照特性、光谱特性、频率特性、光谱特性、温度特性等。

在光敏电阻的两端所加电压和电流的关系曲线，称为光敏电阻的伏安特性。

当光照一定时，其阻值与外加电压无关；光电流随电压线性增大，所加电压越高，光电流越大，而且没有饱和现象。

晶体三极管中有两种带不同极性电荷的载流子参与导电，故称之为双极型晶体管（BJT），又称半导体三极管，简称晶体管。

晶体管引出的三个电极分别为基极B、发射极E、集电极C，NPN型三极管的发射区与基区的PN结称为发射结，基区与集电区的PN结称为集电结。

在共射放大电路中，使晶体管工作在放大状态的外部条件是发射结正向偏置且集电结反向偏置。

晶体管的放大作用表现为小的基极电流可以控制大的集电极电流。

晶体管有三个工作区域：截止区、放大区、饱和区。

（1）截止区：其特征是发射结电压小于开启电压且集电极反向偏置。

对于共射电路，UBE≤UON且UCE＞UBE,此时IB=0，而IC≤ICEO.小功率硅管的ICEO在1微安以下，锗管的ICEO小于几十微安。

因此在近似分析中，可以认为晶体管截止时的IC ≈0 (2)放大区：其特征是发射结正向偏置且集电结反向偏置。

对于共射电路，UBE>UBN且UCE≥UBE。

此时，IC几乎仅仅决定于IB，而与UCE无关，表现出IC对IB的控制作用。

在理想情况下，当IB按等差变化时，输出特性是一组横轴的等距离平行线。

（3）饱和区：其特征是发射结与集电结均处于正向偏置。

对于共射电路，UBE>UON且UCE<UBE。

此时IC不仅与IB有关，而且明显随UCE的增大而增大。

在实际电路中，若晶体管的UBE增大时，IB也随之增大，但IC增大不多或基本不变，则说明晶体管进入饱和区。

对于小功率管，可以认为当UCE=UBE,即UCB=0时晶体管处于临界状态，即临界饱和或临界放大状态。

在模拟电路中，绝大多数情况下应保证晶体管工作在放大状态。

发光二极管具有单向导电性，只有当外加的正向电压使得正向电流足够大时才发光，它的开启电压比普通二极管的大，红色的在1.6V~1.8V之间，绿色的约为2V。

正向电流越大，发光越强，所以使用时，
应特别注意不要超过最大功耗、最大正向电流和反向击穿电压等极限参数。

发光二极管因其驱动电压低、功耗小、寿命长、可靠性高等优点广泛应用于显示电路中。

在本实验中，设光敏电阻在黑暗条件下，电阻无穷大；随着光照的增强电阻减小，在本次试验条件下，光敏电阻最小到达750欧。

使用NPN三极管驱动LED：当基极电压上升至0.5V时，LED微微发光；当基极电压达到0.5V时，LED可正常发光。

随光照增强，R1阻值减小，流经R1的电流增大，R26~R33每个支路的电流增大；由于R26~R33为定值电阻（约为5K）,所以每个三极管基极引脚的电压升高,为了达到LED1~LED8随光照增强依次点亮的效果，必须使得当Q1的基极电压升高到0.6时，Q2的基极电压升高到0.5V；当Q2的基极电压升高到0.6V时，Q3的基极电压升高到0.5V；当Q3的基极电压升高到0.6V时,Q4的基极电压升高到0.5;以此类推。

四、仪器设备及元器件
光敏电阻 1个
发光二极管 8个
9014型三极管 8个
电阻 510欧 9个
电阻 400欧 1个
电阻 4.7千欧 16个
可调电阻 7个
导线若干
电路板一个
万用表一个
五、作品实物图
正面图
背面图
六、制作及调试过程
在焊装前首先要对所用的元器件进行检测。

电路中的发光二极管。

如果用万用表的欧姆档进行测量，当黑表笔接光电二极管的阳极（P区），红表笔接光电二极管的阴极（N区），二极管处于正向偏置，表头指针偏转很大，电阻值很小，反之黑表笔接光电二极管的阴极（N区），红表笔接光电二极管的阳极（P区），二极管处于正向偏置，表头指针偏转很小，电阻值很大。

因此可以判断二极管的极性。

如果用万用表测量晶体管，从结构上看，晶体管是两个背靠背的PN结。

对于NPN型晶体管来说，基极是两个PN结的公共阳极。

如果用万用表的黑表笔接基极，红表笔分别接集电极和射极，测得阻值都较小；反之，红表笔接基极，黑表笔接其他两级，测得电阻都很大，由此可判断出基极。

对检查好的元器件引线要进行镀锡处理，保证焊接的可靠性。

在焊接前，为使电路板焊接时方便和焊接完成后看起来美观，应当对所用的所有元器件进行排版，排版完成后依次将电阻，光敏电阻，三极管，发光二极管，可变电阻焊到电路板上。

接下来就是对可变电阻进行调节，此过程看似简单其实是最复杂繁琐的，首先依次调大可变电阻，接好电源后，看8个发光二极管的发光次序和发光程度，为达到依次点亮发光二极管的效果，还要对可变电阻进行调节，直到8个发光二极管依次点亮。

为确定可变电阻的合适阻值，可作如下近似计算：I1=UAB/(R18+R26)……①I2=UAB/(R19+R27)………② (I1*R26)/(I2*R27)=0.6/0.5………③
将R26=5K带入以上三式，整理得 R19=1.2R18+1K……………………………⑴
同理得 R20=1.44R18+2.2K…………⑵ R21=1.73R18+3.64K…………⑶
R22=2.07R18+5.37K…………⑷ R23=2.49R18+7.44K…………⑸
R24=2.99R18+9.93K…………⑹ R25=3.58R18+12.92K…………⑺取R18=1K,求得AB间等效电阻RAB:
R28=1/[(1/(R18+R26)+1/(R19+R27)+1/(R20+R28)+1/(R21+R29)+1/(R22+R30)+1/(R23+R31)+1/(R 24+R32)+1/(R25+R33)≈1K
则当光照最强时 UAB=RAB/(RAB+R1)*5V≈3V
最后一支三极管的基极电压UB8=R33/(R33+R25)*UAB≈0.7V>0.6V,可正常发光。

七、心得体会
这个学期我们学习了传感器这门课程，通过对传感器课程设计的学习，让我学到了很多实用的知识，认识了许多以前没见过的不认识的元器件，更重要的是实验的过程以及思考问题的方法，与其他课程的实验是相通的，这对于我们来说也是不小的收获.
当我们亲自动手做这个设计的时候,我们发现它的难度不是我们所想的那样,因为我们实习的时候做过一个收音机,就只是按着电路图以及电路板的指示来焊接各个元器件,因为电路板上的电路都是通过金属连好了的,就把元器件插好再焊上就行了,再加上实习老师的指导,我并没有感觉出来有多难,可是这次的传感器课程设计远远不同,当我第一次拿到所谓的电路板的时候,真的吃了一惊,只是一个挨一个的小洞,那时我才知道原来我们要做的还很多,要按着电路图在电路板上把各个器件排好,还要考虑怎样排才能既要看起来好看又要焊起来方便,这也给我们增加了不小的难度.在焊接的时候我们也出现了不少问题,焊错是常有的事,为此我们也浪费了不少器件,不过当看着我们的作品在我们手中一点一点成形的时候,心里的喜悦已经把什么念头都掩盖了,因为那时我们觉得我们的付出都是值得的.
通过这次课程设计，使传感器这门课的一些理论知识与实践相结合，更加深刻了我对这门课的认识，巩固了我的理论知识。

更重要的是，做课设时，弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的.
总的来说，这次的课程设计真的使我们受益匪浅。

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传感器的课程设计

传感器的课程设计

传感器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解传感器的基本概念、原理及分类。

2. 学生能够掌握传感器在实际应用中的选用原则和使用方法。

3. 学生能够了解传感器在生活中的广泛应用及其重要性。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确组装、调试简单的传感器装置。

2. 学生能够运用传感器进行数据采集、处理和分析，解决实际问题。

3. 学生能够通过查阅资料、合作交流，提高传感器应用的创新能力和实践能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对传感器技术产生兴趣，培养主动探究科学技术的热情。

2. 学生通过学习传感器知识，认识到科技发展对社会进步的推动作用，增强社会责任感和使命感。

3. 学生在团队合作中，学会尊重他人、倾听意见、分享成果，培养良好的团队合作精神。

课程性质：本课程属于科学课程，以实践性和探究性为主要特点，旨在培养学生的动手能力、创新能力及科学素养。

学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的物理基础，好奇心强，喜欢动手操作，但需引导培养合作意识和解决问题的能力。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践和合作交流，提高学生的科学素养和创新能力。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 传感器的基本概念与原理- 传感器的定义、功能及分类- 常见传感器的原理介绍（如温度传感器、光敏传感器、声音传感器等）2. 传感器的选用与使用方法- 传感器的选用原则- 传感器连接电路的搭建与调试- 传感器在实际应用中的注意事项3. 传感器在生活中的应用案例- 自动门控制系统- 温湿度监测系统- 火灾报警系统4. 数据采集、处理与分析- 传感器数据采集的方法与设备- 数据处理与分析的基本步骤- 数据可视化展示5. 传感器创新实践- 设计简单的传感器应用项目- 制作传感器装置，解决实际问题- 团队合作、交流与分享教学内容安排与进度：第一课时：传感器基本概念与原理，介绍教材相关章节内容第二课时：传感器的选用与使用方法，结合教材实例进行分析第三课时：传感器在生活中的应用案例，参观或观看相关视频资料第四课时：数据采集、处理与分析，实践操作与讨论第五课时：传感器创新实践，分组进行项目设计与实施三、教学方法本课程将采用以下多元化的教学方法，以激发学生的学习兴趣，提高教学效果：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，讲解传感器的基本概念、原理、选用原则等理论知识，为学生奠定扎实的理论基础。

传感器课程设计要求

传感器课程设计要求

传感器课程设计要求一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握传感器的基本原理、性能和应用方法。

通过本课程的学习，学生应能理解传感器的概念，了解各种传感器的结构、工作原理和特性，掌握传感器的选用、安装和调试方法，并能运用传感器解决实际问题。

具体来说，知识目标包括：1.理解传感器的定义、分类和作用。

2.掌握各种传感器的结构、工作原理和特性。

3.了解传感器在自动化系统和物联网中的应用。

技能目标包括：1.学会选用、安装和调试传感器。

2.能够运用传感器进行数据采集和处理。

3.具备传感器故障分析和解决问题的能力。

情感态度价值观目标包括：1.培养学生对传感器的兴趣，激发学生创新思维。

2.培养学生团队合作精神，提高学生动手实践能力。

3.使学生认识到传感器在现代科技发展中的重要性，培养学生的社会责任感和使命感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括传感器的基本原理、性能和应用。

具体安排如下：1.传感器概述：介绍传感器的定义、分类和作用，使学生对传感器有初步的认识。

2.电阻式传感器：讲解应变片、热电阻等电阻式传感器的工作原理、特性和应用。

3.电容式传感器：介绍电容式传感器的结构、工作原理和应用，如电容式微位移传感器、电容式湿度传感器等。

4.电感式传感器：讲解电感式传感器的原理、特性和应用，如电感式接近传感器、电感式电流互感器等。

5.光电传感器：介绍光电传感器的工作原理、特性和应用，如光敏电阻、光耦合器、光电二极管等。

6.磁电传感器：讲解磁电传感器的工作原理、特性和应用，如霍尔传感器、磁敏二极管等。

7.传感器信号处理：介绍传感器信号的处理方法，如放大、滤波、线性化等。

8.传感器的选用、安装和调试：讲解如何根据实际需求选用传感器，以及传感器的安装和调试方法。

9.传感器在自动化系统和物联网中的应用：介绍传感器在自动化系统和物联网中的典型应用案例。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

传感器的课课程设计

传感器的课课程设计

传感器的课课程设计一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握传感器的基本概念、原理和应用，能够理解不同类型传感器的特点和作用，并能够运用传感器进行简单的实验和应用设计。

具体来说，知识目标包括：1.了解传感器的基本概念、原理和分类。

2.掌握常见传感器的特点、工作原理和应用领域。

3.理解传感器在现代科技中的重要性及其发展趋势。

技能目标包括：1.能够运用传感器进行简单的实验和应用设计。

2.能够分析传感器输出信号的特点，并进行相应的处理和分析。

3.能够结合其他电子元件，设计简单的传感器应用系统。

情感态度价值观目标包括：1.培养学生对科学探究的兴趣和热情，提高学生的创新意识。

2.培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力。

3.培养学生关注现代科技发展，增强学生的社会责任感和使命感。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括传感器的基本概念、原理和分类，以及常见传感器的特点、工作原理和应用领域。

具体安排如下：1.传感器的基本概念、原理和分类：介绍传感器的定义、作用、基本原理和分类方法。

2.常见传感器的特点、工作原理和应用领域：介绍温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光传感器等常见传感器的特点、工作原理和应用领域。

3.传感器在现代科技中的重要性及其发展趋势：分析传感器在现代科技中的重要作用，介绍传感器的发展趋势和前景。

三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

具体方法如下：1.讲授法：通过讲解传感器的基本概念、原理和分类，使学生掌握传感器的基本知识。

2.讨论法：学生分组讨论常见传感器的特点、工作原理和应用领域，促进学生思考和交流。

3.案例分析法：分析实际应用中的传感器案例，使学生更好地理解传感器的工作原理和应用价值。

4.实验法：安排学生进行传感器实验，培养学生的动手能力，提高学生对传感器应用的深入理解。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用符合教学目标的传感器教材，为学生提供系统、科学的学习材料。

什么是传感器课程设计

什么是传感器课程设计

什么是传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解传感器的定义、分类及基本工作原理；2. 学生能够掌握传感器在日常生活和科技领域中的应用；3. 学生能够了解传感器技术的发展趋势及其在智能时代的重要性。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并选择合适的传感器解决实际问题；2. 学生能够通过实验操作，掌握传感器的使用方法和调试技巧；3. 学生能够运用传感器数据进行简单的数据处理和分析，为实际问题提供解决方案。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对传感器技术的好奇心和探索精神，激发学习兴趣；2. 学生认识到传感器技术在国家和人类发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感；3. 学生通过小组合作，培养团队协作意识，学会尊重他人、倾听意见、共同解决问题。

课程性质：本课程为科普性与实践性相结合的课程，旨在帮助学生了解传感器的基础知识，提高实践操作能力和创新思维。

学生特点：学生处于好奇心强、动手能力逐渐增强的年级，对新鲜事物充满兴趣，喜欢探索和实践。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的参与和体验，充分调动学生的主观能动性，培养其创新精神和实践能力。

通过课程学习，使学生能够达到以上设定的知识、技能和情感态度价值观目标，为后续相关课程打下坚实基础。

二、教学内容1. 传感器基础知识：- 传感器的定义与分类- 传感器的工作原理与性能参数- 传感器在科技领域中的应用案例2. 常见传感器介绍：- 光电传感器- 磁敏传感器- 温度传感器- 湿度传感器- 声波传感器3. 传感器实验操作与调试：- 实验设备与传感器选型- 传感器连接与调试方法- 传感器数据采集与处理4. 传感器技术应用与创新：- 传感器技术在日常生活中的应用- 传感器技术在智能控制系统中的应用- 传感器技术的未来发展及其创新方向教学大纲安排：第一课时：传感器基础知识学习，了解传感器的定义、分类和工作原理。

第二课时：常见传感器介绍，分析不同类型传感器的性能与应用场景。