传感器及应用技术教案
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传感器原理与应用技术全书电子教案.一、教学内容1. 传感器概述传感器的定义、分类与作用传感器的发展与应用领域2. 传感器的基本原理传感器的工作原理与性能指标传感器的误差分析及补偿方法3. 常见传感器及其应用电阻式传感器电容式传感器电感式传感器磁电式传感器光电式传感器超声波传感器二、教学目标1. 掌握传感器的基本概念、分类、工作原理及性能指标。
2. 学会分析传感器的误差来源,了解误差补偿方法。
3. 能够运用常见传感器解决实际问题,提高实际操作能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:传感器的工作原理及性能指标传感器的误差分析及补偿方法2. 教学重点:常见传感器及其应用传感器在实际工程中的应用案例分析四、教具与学具准备1. 教具:传感器原理与应用技术教材PPT课件实验设备:电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器、光电式传感器、超声波传感器2. 学具:笔记本、文具实验报告册五、教学过程1. 导入:通过展示传感器在日常生活中的应用实例,引发学生兴趣,引入本节课的主题。
2. 理论讲解:(1)传感器概述(2)传感器的基本原理(3)常见传感器及其应用3. 实践环节:(1)分组讨论:针对不同类型的传感器,讨论其工作原理、性能指标及误差来源。
(2)实验操作:每组选取一种传感器,进行实际操作,观察传感器性能,分析实验数据。
4. 例题讲解:选取典型例题,讲解传感器在实际工程中的应用。
5. 随堂练习:布置与课程内容相关的练习题,检验学生对知识点的掌握。
六、板书设计1. 传感器概述2. 传感器的基本原理3. 常见传感器及其应用4. 传感器误差分析及补偿方法5. 传感器在实际工程中的应用案例七、作业设计1. 作业题目:(1)简述传感器的定义、分类与作用。
(2)分析常见传感器的误差来源,并提出相应的补偿方法。
(3)结合实际案例,阐述传感器在现代工程技术中的应用。
2. 答案:(1)传感器的定义、分类与作用:见教材P13。
传感器及应用教案一、教案概述本教案主要介绍传感器的基本概念、分类和应用,旨在帮助学生了解传感器在现实生活中的应用,并培养学生对传感器的兴趣和创新能力。
通过探究传感器的原理和应用案例,使学生能够理解传感器在各种领域中的重要作用和发展趋势。
二、教学目标1. 理解传感器的基本概念和原理。
2. 掌握常见传感器的分类和应用。
3. 能够运用传感器解决实际问题。
4. 培养学生的观察、实验和创新能力。
三、教学内容及教学难点1. 传感器的定义和分类。
2. 传感器的原理及其在不同领域中的应用。
3. 传感器与物联网的关系及未来发展趋势。
4. 制作简易传感器实验。
教学重点:传感器的原理及其在不同领域中的应用。
教学难点:传感器与物联网的关系及未来发展趋势。
四、教学准备1. PowerPoint演示文稿。
2. 实验材料:温度传感器、光电传感器等。
3. 相关实验设备:温度计、光电门等。
五、教学过程第一课时:传感器的概念和分类1. 导入:通过举例让学生认识传感器在日常生活中的应用,激发学生对传感器的兴趣。
2. 分组讨论:学生分成小组,讨论他们对传感器的认识和理解,并做一个小结报告。
3. 概念讲解:通过多媒体演示,向学生介绍传感器的定义和分类。
4. 案例分析:以温度传感器和光电传感器为例,讲解它们的工作原理和应用。
第二课时:传感器的应用案例1. 导入:回顾上节课所学的传感器分类,引导学生思考传感器在各个领域中的具体应用。
2. 学生报告:学生向全班介绍一项传感器应用案例,并简要讲解其原理。
3. 案例讲解:教师带领讨论几个典型的传感器应用案例,如智能家居、无人驾驶等。
4. 小组讨论:分组讨论学生对传感器应用案例的理解和展望。
第三课时:传感器与物联网1. 导入:通过图片或视频展示,让学生对物联网有一个初步了解。
2. 概念讲解:向学生介绍物联网的定义和主要构成要素。
3. 传感器与物联网的关系:通过案例分析,引导学生理解传感器在物联网中的重要作用。
传感器原理及应用教程专用学习教案一、教学内容本节课我们将学习《传感器原理及应用教程》的第三章“传感器的工作原理及其分类”和第四章“常见传感器的应用”。
详细内容包括但不限于传感器的基础概念、工作原理、分类方法,以及温度传感器、压力传感器、光电传感器等在实际工程中的应用案例。
二、教学目标1. 理解传感器的基本工作原理,能够对不同类型的传感器进行分类。
2. 掌握常见传感器的应用领域和实际操作方法,培养解决实际问题的能力。
3. 培养学生的创新意识和团队协作精神,激发对传感器技术研究的兴趣。
三、教学难点与重点教学难点:传感器的工作原理及其分类方法。
教学重点:温度传感器、压力传感器、光电传感器等在实际工程中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件、实验用传感器、演示板、万用表等。
2. 学具:笔记本、教材、实验报告册、笔等。
五、教学过程1. 导入:通过展示一个实际应用的传感器视频,引起学生对传感器的好奇心,进而导入新课。
2. 理论讲解:详细讲解传感器的工作原理、分类方法以及各种传感器的特点。
3. 实例分析:以温度传感器、压力传感器、光电传感器为例,讲解其在实际工程中的应用。
4. 课堂互动:组织学生进行小组讨论,探讨传感器的未来发展及其在生活中的应用。
5. 实践操作:指导学生进行实验,观察传感器的响应特性,并记录数据。
六、板书设计1. 传感器工作原理及分类2. 常见传感器应用案例温度传感器压力传感器光电传感器七、作业设计1. 作业题目:结合本节课内容,设计一个简单的传感器应用电路。
2. 答案:学生需提交设计报告,包括电路图、元件清单、工作原理及预期效果。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:对本节课的教学效果进行自我评估,查找不足,为下次课做好准备。
2. 拓展延伸:鼓励学生查阅相关资料,了解新型传感器技术,提高自身综合素质。
同时,组织课外实践活动,让学生在实际操作中感受传感器的魅力。
重点和难点解析1. 教学难点:传感器的工作原理及其分类方法。
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。
传感器技术与应用教案传感器技术是现代科学技术中的重要组成部分,广泛应用于各个领域。
本教案旨在介绍传感器技术的基本概念和原理,以及其在实际应用中的具体应用案例。
第一部分:传感器技术概述1. 什么是传感器?传感器是一种能够感知和测量外部物理量的装置。
它能够将物理量转换为电信号,并将其传输给后续的电子设备进行处理和分析。
2. 传感器的分类- 按测量物理量分类:光学传感器、温度传感器、压力传感器等。
- 按工作原理分类:电阻、电容、电感、半导体等。
- 按应用领域分类:环境监测、工业自动化、医疗健康等。
3. 传感器的工作原理传感器通过利用物理量与电信号之间的相互转换来实现测量。
常见的工作原理包括压阻效应、热敏效应、电感耦合效应等。
第二部分:传感器技术应用案例1. 温度传感器的应用温度传感器广泛应用于工业控制、气象监测、家电等领域。
例如,它可以用于测量室内温度、食品加热温度,或者监测工业设备的温度变化。
2. 光学传感器的应用光学传感器可用于测量光照强度、反射率、颜色等物理量。
在自动化控制中,它可以用于检测产品质量、物体定位、防护设备等。
3. 压力传感器的应用压力传感器被广泛应用于流体控制、汽车工业、医疗器械等领域。
它可以用于测量气体或液体压力,监测水位变化,或者监测车辆轮胎的气压。
第三部分:传感器技术教学实践1. 实验项目:温度传感器实验学生可以利用温度传感器和微控制器进行温度测量实验。
他们可以搭建一个基于Arduino的温度监测系统,并通过编程实现温度数据的实时显示和记录。
2. 实践课题:传感器在环境监测中的应用学生可以选择一个特定的环境监测问题,如空气质量监测或土壤湿度监测,并设计一个传感器网络系统来收集和分析环境数据。
他们可以通过这个实践课题来深入了解传感器技术在实际问题解决中的应用。
通过本教案的学习,学生可以深入了解传感器技术的基本原理和分类,了解传感器在不同领域的应用案例,并通过实践掌握传感器技术的应用方法。
传感器原理与应用技术全书电子教案.一、教学内容本教案依据《传感器原理与应用技术》教材,涵盖第3章“传感器的工作原理”及第4章“传感器在实际工程中的应用”。
具体内容包括:传感器的基本概念、分类、工作原理;各类传感器的特性分析;温度、压力、湿度、光强等物理量的测量原理及其在实际工程中的应用案例。
二、教学目标1. 掌握传感器的基本概念、分类和工作原理,理解传感器在实际工程中的重要作用。
2. 学会分析各类传感器的特性,能根据实际需求选择合适的传感器。
3. 能运用所学知识解决实际工程问题,提高学生的实践能力和创新能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:传感器的工作原理及特性分析。
2. 教学重点:传感器的分类、选型及其在实际工程中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT、投影仪、传感器实物模型。
2. 学具:教材、笔记本、计算器。
五、教学过程1. 引入:通过介绍传感器在日常生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
2. 理论讲解:讲解传感器的基本概念、分类和工作原理,分析各类传感器的特性。
3. 实践操作:以温度传感器为例,进行现场演示,让学生直观地了解传感器的应用。
4. 例题讲解:讲解传感器选型和应用案例,引导学生运用所学知识解决实际问题。
5. 随堂练习:设计针对性的练习题,巩固所学知识。
六、板书设计1. 板书传感器原理与应用技术2. 板书内容:传感器基本概念、分类、工作原理传感器特性分析传感器在实际工程中的应用案例七、作业设计1. 作业题目:(1)简述传感器的基本概念、分类和工作原理。
(2)分析温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光强传感器的特性。
(3)根据实际需求,选择合适的传感器,并说明原因。
2. 答案:八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课学生掌握情况较好,但在传感器特性分析方面还需加强练习。
2. 拓展延伸:了解新型传感器的发展趋势和应用领域。
结合实际工程项目,开展传感器选型与应用的实践研究。
重点和难点解析:1. 教学难点:传感器的工作原理及特性分析。
《传感器教案》一、教案概述1. 课程背景:随着科技的不断发展,传感器在各个领域的应用越来越广泛。
本课程旨在让学生了解传感器的基本原理、分类及应用,提高学生对传感器的认识和应用能力。
2. 教学目标:(1)了解传感器的基本概念、原理和作用;(2)掌握常见传感器的分类、特点及应用;(3)培养学生动手实践能力和团队协作精神;(4)激发学生对传感器技术的兴趣和好奇心。
3. 教学内容:(1)传感器的基本概念与原理;(2)常见传感器的分类及特点;(3)传感器的应用案例分析;(4)传感器技术的未来发展。
二、教学方法1. 讲授法:讲解传感器的基本概念、原理和作用,以及常见传感器的分类及特点;2. 案例分析法:分析传感器在实际应用中的案例,让学生更好地了解传感器的作用;3. 动手实践法:引导学生进行传感器实验,培养学生的实践操作能力;4. 小组讨论法:分组讨论传感器技术的未来发展,激发学生的创新思维。
三、教学准备1. 教材或教学资源:《传感器技术与应用》等;2. 实验器材:各种传感器、实验板、导线等;3. 计算机及投影仪:用于展示PPT和视频资料。
四、教学过程1. 导入:介绍传感器在现代科技领域的重要性和应用实例,激发学生的兴趣;2. 讲解:讲解传感器的基本概念、原理和作用,以及常见传感器的分类及特点;3. 案例分析:分析传感器在实际应用中的案例,让学生更好地了解传感器的作用;4. 实验操作:引导学生进行传感器实验,培养学生的实践操作能力;5. 小组讨论:分组讨论传感器技术的未来发展,激发学生的创新思维;6. 总结:对本节课的内容进行归纳总结,强调重点知识点。
五、课后作业1. 复习课堂内容,整理笔记;2. 完成实验报告;3. 查阅相关资料,了解传感器技术的最新发展动态;4. 提出至少两个关于传感器应用的创新想法,下节课分享。
六、教学评估1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况,了解学生的学习状态;2. 实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和分析问题的能力;3. 课后作业:检查学生对课堂内容的掌握程度,以及创新思维的培养;4. 小组讨论:评价学生在团队协作中的表现,以及提出的创新想法。
教案学期:课程名称:传感器及应用授课班级:教研室:自动化教研室任课教师:授课章节绪论授课形式讲授授课时间第 1 周周 5 ( 9 月 4 日)第 3 至 4 节教学目标知识目标:1、了解工业检测的定义和内容;2、掌握检测系统的框图的绘制;能力目标:素质目标:教学重点检测系统的框图教学难点检测系统的组成补充内容无教学场地及教具使用多媒体教室教学过程方法手段时间分配导入检测的含义是多少?提问2分钟新课检测的定义:检测(Detection)是利用各种物理、化学效应,选择合适的方法与装置,将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。
自动检测技术:能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动检测技术。
二、工业检测技术的内容本课介绍非电量的检测。
三、自动检测系统的组成(1)系统框图:将系统中的主要功能或电路的名称画在方框内,按信号的流程,将几个方框用箭头联系起来,有时还可以在箭头上方标出信号的名称。
在产品说明书、科技论文中,利用框图可以较简明、清晰地说明系统的构成及工作原理。
对具体的检测系统或传感器而言,必须将框图中的各项内容赋以具体的内容。
PPT与实例相结合85分钟测量方法分类可分为静态测量和动态测量、直接测量和间接测量、模拟式测量和数字式测量、接触式测量和非接触式测量、在线测量和离线测量。
根据测量的具体手段来分,又可分为偏位式测量、零位式测量和微差式测量测量误差及数据处理介绍:真值A0、绝对误差:Δ=A x –A0 (1-1)(1)示值(标称)相对误差x%100⨯∆=xx A γ (1-3) (2)引用误差m%100m⨯∆=A m γ (1-4) 式(1-4)中,当取仪表的最大绝对误差值m 时,引用误差常被用来确定仪表的准确度(Degree of Accuracy )等级S ,即一、工作原理 应变效应:导体或半导体材料在外界力的作用下,会产生机械变形,其电阻值也将随着发生变化。
《传感器技术及应用》课程教案《传感器技术及应用》课程教案课题传感器的组成和特性授课人课程类型专业课范围及性质学校班级课时2课时上课时间上课地点教学目标知识与技能:一. 了解传感器的组成二. 掌握传感器的组成和特性过程与方法:一体化教学情感态度价值观:培养学生严密的抽象思维能力重点传感器的组成难点掌握传感器的特性学情分析学生基础差,以实例为主教学方法讲授、视频分析教学准备案例、多媒体教学过程与内容设计意图教学方法时间传感器就是利用物理效应、化学效应、生物效应,把被测的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。
传感器的作用可包括信息的收集、信息数据的交换及控制信息的采集三大内容。
通过传感器对自然界的各种物质信息进行采集。
如图所示,人们把传感器比作人的五种感觉器官,但在诸如高温、高湿、深井、高空等环境及高精度、高可靠性、远距离、超细微等方面是人的感官所不能代替的。
传感器的应用领域如图1-2所示,传感器是任何一个自动控制系统必不可少的环节。
如今,传感器的应用领域已涉及到科研、各类制造业、农业、汽车、智能建筑、家用电器、安全防范、机器人、人体医学、环境保护、航空航天、遥感技术、军事等各个方面,人们已经离不开各种各样的传感器了。
视频播放图解分析10分钟传感器的分类1)按输入量(被测对象)分类输入量即被测对象,按此方法分类,传感器可分为物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器三大类。
例如,物理量传感器又可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器等等。
这种分类方法给使用者提供了方便。
2).按转换原理分类从传感器的转换原理来说,通常分为结构型、物性型和复合型三大类。
结构型传感器是利用机械构件(如金属膜片等)在动力场或电磁场的作用下产生变形或位移,将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量,它是利用物理学运动定律或电磁定律实现转换的。
物性型传感器是利用材料的固态物理特性及其各种物理、化学效应(即物质定律,如虎克定律、欧姆定律等)实现非电量的转换。
传感器及应用技术教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN教案学期:课程名称:传感器及应用授课班级:教研室:自动化教研室任课教师:授课章节绪论授课形式讲授授课时间第 1 周周 5 ( 9 月 4 日)第 3 至 4 节教学目标知识目标:1、了解工业检测的定义和内容;2、掌握检测系统的框图的绘制;能力目标:素质目标:教学重点检测系统的框图教学难点检测系统的组成补充内容无教学场地及教具使用多媒体教室教学过程方法手段时间分配导入检测的含义是多少?提问2分钟新课检测的定义:检测(Detection)是利用各种物理、化学效应,选择合适的方法与装置,将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。
自动检测技术:能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动检测技术。
二、工业检测技术的内容本课介绍非电量的检测。
三、自动检测系统的组成(1)系统框图:将系统中的主要功能或电路的名称画在方框内,按信号的流程,将几个方框用箭头联系起来,有时还可以在箭头上方标出信号的名称。
在产品说明书、科技论文中,利用框图可以较简明、清晰地说明系统的构成及工作原理。
对具体的检测系统或传感器而言,必须将框图中的各项内容赋以具体的内容。
PPT与实例相结合85分钟授课章节第三章电感传感器授课形式讲授授课时间第 6 周周 5 ( 10 月 11 日)第 3 至 4 节教学目标知识目标:1、了解电感传感器的工作原理;2、掌握电流输出型仪表的概念;能力目标:素质目标:教学重点电流输出型仪表的计算教学难点二线制仪表的原理、应用补充内容无教学场地及教具使用多媒体教室教学过程方法手段时间分配导入除了电阻传感器,还有哪些传感器?提问5分钟新课演示:做以下的实验:将一只380V交流接触器线圈与交流毫安表串联后,接到机床用控制变压器的36V交流电压源上,如图4-1所示。
这时毫安表的示值约为几十毫安。
用手慢慢将接触器的活动铁心(称为衔铁)往下按,我们会发现毫安表的读数逐渐减小。
当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时,毫安表的读数只剩下十几毫安。
图3-1 线圈铁心的气隙与电感量及电流的关系实验1—固定铁心 2—气隙 3—线圈 4—衔铁 5—弹簧 6—磁力线 7—绝缘外壳由电工知识可知,忽略线圈的直流电阻时,流过线圈的交流电流为U U UI=≈=演示、PPT、提问相结合80分钟授课章节第三章电感传感器2授课形式讲授授课时间第 7 周周 5 ( 10月16日)第 3 至 4 节教学目标知识目标:1、了解电感传感器的应用;2、掌握电流/电压转换电路及计算;能力目标:素质目标:教学重点应用教学难点设计补充内容无教学场地及教具使用多媒体教室教学过程方法手段时间分配导入电感传感器都在哪些领域有应用?提问3分钟新课一、位移测量测量时红宝石(或钨钢)测端接触被测物,被测物尺寸的微小变化使衔铁在差动线圈中产生位移,造成差动线圈电感量的变化,此电感变化通过电缆接到交流电桥,电桥的输出电压反映了被测体尺寸的变化。
测微仪器的最小量程为 3μm。
二、电感式不圆度计电感测头围绕工件缓慢旋转,也可以是测头固定不动,工件绕轴心旋转。
耐磨测端(多为钨钢或红宝石)与工件接触。
信号经计算机处理后给出图3-13b所示图形。
该图形按一定的比例放大工件的不圆度,以便用户分析测量结果。
PPT、提问、演示和工程设计相结合80分钟新课电容传感器的应用图5-5所示的简单结构就可以用于测量纸张含水量、塑料薄膜的厚度等。
而图5-2b所示的传感器就可以用于测量工件的尺寸,图5-2c可以用于测量机械臂的角位移。
可以利用极距变化的原理,测量振动、压力;利用相对面积变化的原理,可以精确地测量角位移和直线位移,构成电子千分尺;利用介电常数变化的原理,可以测量空气相对湿度、液位、物位等。
分析:电容加速度传感器、湿敏电容。
重点分析:电容式油量表1、当油箱中无油时,电容传感器的电容量C x=C x0,调节匹配电容使C0=C x0,R4=R3;并使调零电位器R P的滑动臂位于0点,即R P的电阻值为0。
此时,电桥满足C x/C0=R4/R3的平衡条件,电桥输出为零,伺服电动机不转动,油量表指针偏转角θ=0。
1-油箱 2-圆柱形电容器 3-伺服电动机 4-减速箱 5-油量表知识拓展:无练习或训练讨论:超市防盗检测门的工作过程6分钟课后小结布置作业无新课第二节超声波换能器及耦合技术超声波换能器有时又称超声波探头。
超声波换能器的工作原理有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种,在检测技术中主要采用压电式。
由于其结构不同,换能器又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头、水浸探头、空气传导探头以及其他专用探头等,超声波探头结构示意图如图7-5所示。
图7-5 超声波探头结构示意图a)单晶直探头 b)双晶直探头 c)斜探头1-接插件 2-外壳 3-阻尼吸收块 4-引线 5-压电晶体 6-保护膜7-隔离层 8-延迟块 9-有机玻璃斜楔块 10-试件 11-耦合剂一、以固体为传导介质的超声探头(1)单晶直探头分析发射和接收过程:发射超声波时,将500V以上的高压电脉冲加到压电晶片上,利用逆压电效应,使晶片发射出一束频率落在超声范围内、持续时间很短的超声振动波。
超声波到达被测物底部后,超声波的绝大部分能量被底部界面所反射。
反射波经过一短暂的传播时间回到压电晶片。
利用压电效应,晶片将机械振动波转换成同频率的交变电荷和电知识拓展:无练习或训练讨论:什么动物用超声波来捕捉食物和指导自己日常行动,简单描述其过程5分钟课后小结此处缺少设备,而生活实例可以补缺,动画也可使学生知晓超声波的相关知识布置作业7.1授课章节第八章霍尔传感器的原理及应用授课形式讲授授课时间第周周(月日)第至节教学目标知识目标:1、了解霍尔集成电路的分类和霍尔传感器的工作原理;2、掌握线性型和开关型霍尔集成电路的特性;3、掌握霍尔传感器的应用。
能力目标:素质目标:教学重点霍尔传感器的应用教学难点开关型霍尔集成电路的特性补充内容无教学场地及教具使用各种霍尔元件、霍尔传感器教学过程方法手段时间分配导入霍尔传感器的应用实例都有哪些,请举例提问3分钟新课一、工作原理金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流I流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势E H,这种现象称为霍尔效应(HallEffect),该电动势称为霍尔电动势(Hall EMF),上述半导体薄片称为霍尔元件(Hall Element)。
用霍尔元件做成的传感器称为霍尔传感器(Hall Transducer)。
动画演示、PPT、提问、讨论、实物87分钟授课章节第九章热电偶传感器的原理及应用授课形式讲授授课时间第 12 周周 2 (11 月17 日)第 5 至 6 节教学目标知识目标:1、了解温标的概念和热电偶冷端温度补偿的方法2、了解热电偶传感器的工作原理;3、掌握热电偶的选用和应用能力目标:素质目标:教学重点热电偶的应用教学难点冷端温度补偿补充内容无教学场地及教具使用各种热电偶教学过程方法手段时间导入测量温度的传感器都有哪些?提问3分钟新课一、热电效应1821年,德国物理学家赛贝克(T⋅J⋅Seebeck)用两种不同金属组成闭合回路,并用酒精灯加热其中一个接触点(称为结点),发现放在回路中的指南针发生偏转,如图9-1a所示。
如果用两盏酒精灯对两个结点同时加热,指南针的偏转角反而减小。
显然,指南针的偏转说明了回路中有电动势产生并有电流在回路中流动,电流的强弱与两个结点的温差有关。
图9-1 热电偶原理图a)热电效应 b)结点产生热电动势示意 c)图形符号1-工作端 2-热电极 3-指南针 4-参考端PPT、图例、提问、讨论80分钟新课由热电偶测温原理可知,热电偶的输出热电势是热电偶两端温度t和t0差值的函数,当冷端温度t0不变时,热电势与工作端温度成单值函数关系。
各种热电偶温度与热电势关系的分度表都是在冷端温度为0℃时作出的,因此用热电偶测量时,若要直接应用热电偶的分度表,就必须满足t0=0℃的条件。
但在实际测温中,冷端温度常随环境温度而变化,这样t0不但不是0℃,而且也不恒定,因此将产生误差,一般情况下,冷端温度均高于0℃,热电势总是偏小。
消除或补偿这个损失的方法,常用的有以下几种:一、冷端恒温法1)将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中,使冷端的温度保持在0℃不变。
此法也称冰浴法,它消除了t0不等于0℃而引入的误差,由于冰融化较快,所以一般只适用于实验室中。
2)将热电偶的冷端置于电热恒温器中,恒温器的温度略高于环境温度的上限(例如40℃)。
3)将热电偶的冷端置于恒温空调房间中,使冷端温度恒定。
应该指出的是,除了冰浴法是使冷端温度保持0℃外,后两种方法只是使冷端维持在某一恒定(或变化较小)的温度上,因此后两种方法仍必须采用下述几种方法予以修正。
图9-9是冷端置于冰瓶中的接法布置图。
知识拓展:无练习或训练讨论:电烤箱中热电偶的工作原理7分钟课后小结应紧密结合工程实例和生活实例进行讲解,这样可以使学生更容易掌握布置作业9.4新课光电传感器的最大特点:非接触式测量。
1)光源本身是被测物,被测物发出的光投射到光电元件上,光电元件的输出反映了光源的某些物理参数,如图10-22a所示。
典型的例子有光电高温比色温度计、光照度计、照相机曝光量控制等。
2)恒光源发射的光通量穿过被测物,一部分由被测物吸收,剩余部分投射到光电元件上,吸收量决定于被测物的某些参数,如图10-22b所示,典型例子如透明度计、浊度计等。
3)恒光源发出的光通量投射到被测物上,然后从被测物表面反射到光电元件上,光电元件的输出反映了被测物的某些参数,如图10-22c所示。
典型的例子如用反射式光电法测转速、测量工件表面粗糙度、纸张的白度等。
4)恒光源发出的光通量在到达光电元件的途中遇到被测物,照射到光电元件上的光通量被遮蔽掉一部分,光电元件的输出反映了被测物的尺寸,如图10-22d所示。
典型的例子如振动测量、工件尺寸测量等。
图10-22 光电传感器的几种形式a)被测物是光源 b)被测物吸收光通量c)被测物是有反射能力的表面 d)被测物遮蔽光通量1-被测物 2-光电元件 3-恒光知识拓展:无练习或训练讨论:光电传感器的应用实例讨论5分钟课后小结学生对此传感器较为感兴趣,而且能够举出具体实例,要是能够利用实际应用实例就更好了布置作业10.1授课章节第十一章数字式传感器的原理及应用授课形式讲授授课时间第 13 周周 5 (11 月27日)第3 至 4 节教学目标知识目标:1.了解直接测量和间接测量的区别;2.了解绝对式和增量式角编码器的原理;3.掌握角编码器的分辨力、分辨率计算;4、了解光栅的原理和细分计算;5.了解磁栅的原理和计算;6.了解容栅的原理和计算;能力目标:素质目标:教学重点角度分辨力与分辨率教学难点二线制编码与角度的关系补充内容无教学场地及教具使用多媒体教室教学过程方法手导入复习前节内容复习5分钟新课一、绝对式角编码器绝对式角编码器的基础原理——接触式编码器结构图11-2 接触式码盘a)电刷在码盘上的位置 b)4位8421二进制码盘 c)4位格雷码码盘1-码盘 2-转轴 3-导电体 4-绝缘体 5-电刷 6-激励公用轨道(接电源正极)PPT图例85分钟新课一、光栅的类型和结构光栅种类:可分为物理光栅和计量光栅。