传感器及其工作原理的教案新部编本(原创)

传感器及其工作原理的教案新部编本(原创)
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教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]

任教学科:_____________

任教年级:_____________

任教老师:_____________

xx市实验学校

江苏省淮阴中学06-07年度优秀教学案例

《传感器及其工作原理》的创新教学设计

王刚

教学依据

①物理(新人教版)选修3-2第六章第1节《传感器及其工作原理》(P56-P60);

②新物理课程标准(实验).

教学流程图

教学目标1.知识与技能:①知道非电学量转换成电学量的技术意义;②通过实验,知道常见传感器的工作原理;③初步探究利用和设计简单的传感器.

2.过程与方法:①通过对实验的观察、思考和探究,让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理;②让学生自己设计简单的传感器,经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养学生的实践能力和创新思维能力.

3.情感态度与价值观:在理解传感器工作原理的基础上,通过自己设计简单的传感器,体验科技创新的乐趣,激发学习物理的兴趣.

重、难点 1.几种常见传感器的工作原理(演示实验);2.学生自己设计简单的传感器.

教学策略

用几个有趣的传感器实验引入课题,激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后,重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器,进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上,结合《思考与讨论》进行教学反馈.

教学程序

教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法

一.课题的引入

二.什么是传感器?【演示实验1】干簧管控制电路的通断

如图,小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开

关,但是把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移

走,灯泡熄灭.

师问:盒子里有怎样的装置,才能实现这样的控制?

生猜:(可以自由讨论,也可以请学生回答)

师生探究:打开盒子,用实物投影仪展示盒内的电路

图,了解元件“干簧管”的结构。探明原因:玻璃管内封入

两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时,两个簧

片被磁化而接通,电路导通。所以,干簧管能起到开关的作

用。

师点拨:这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发

光情况,感知干簧管周围是否存在着磁场。

【演示实验2】声光控开关控制电路的通断

①先在普通光照条件下,

②在把开关置于黑暗环境中。

师生总结:声光控开关

师:刚才的两个实验,都用了一种元件,这些元件能够

感受某些信息,通过它能实现电路的自动控制,这种元件有

一个专门的名称:传感器。什么是传感器呢?它能够感受诸

如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按

照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的

通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是:把非电学

量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处

理和控制了。

其实,传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感

器。请大家相互说说看,你家里,或者在你的生活当中,都

使用过,或听说过什么样的电器中有传感器?

(演示实验1:

干簧管传感器)

(干簧管的实

物及原理图)

学生对干簧

管并不熟悉,因

此才有了好奇。

声光控开关在

生活中很普及,

所以又有亲切

三.光敏电阻

四.金属热电阻和热敏电阻

生讨论并交流:例如,①当冰箱内的温度高于设定值

时,制冷系统自动启动,而当温度低于设定值时,制冷系统

又会自动停止。冰箱的控制,是通过温度传感器实现的。②

楼梯道的电灯,晚上,有人经过楼道时,开关自动接通,灯

就亮;白天,不管是否有人经过,开关都是断开的,灯总是

不亮,这种开关用的就是声光传感器。③为了防止火灾的发

生,在宾馆房间的天花板上大多有一个小盒子,当房间失火

时它能感知出现的烟雾,通过电路发出警报,这个小盒子就

是烟雾传感器。④其他如宾馆洗手间的墙壁上干手机的湿度

传感器、电视机里换频道的红外传感器、电饭锅的温控开关、

养鸡场里的孵化器、交警用来测驾驶员是否酒后开车的酒精

气体测试仪、磁悬浮列车里的加速度测试器、电容式话筒里

的电容式传感器、自动洗衣机里的压力传感器等等.可以说,

传感器的广泛使用,丰富了我们的生活,使我们的生活更加

方便、安全和舒适。

师:为了制作传感器,需要一些元器件,下面我们就来

看几个实际的例子。

【演示实验3】比较光敏电阻在不同光

照条件下的电阻之不同

学生完成:两人一组,用万用电表

(由投影仪投出表盘)的欧姆挡测量一

只光敏电阻的阻值,实验分别在室内自

然光的照射下和用手掌遮光时进行。

学生总结实验结果:光敏电阻在暗

环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小。

师生总结:光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为

电阻这个电学量。

(师)工作原理:光敏电阻在光照射下电阻变化的原因。

光敏电阻是由硫化镉制成的,硫化镉是一种半导体材料,无

光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增强,载

流子增多,导电性变好。

学生自学:半导体的导电机理

师问:金属导体的导电性能与温度有关吗?关系如何?

生答:(金属导体的电阻随温度的升高而增大,如白炽灯

钨丝的电阻在正常工作情况下比常温下的电阻大得多)

师生总结:用金属丝可以制作温度传感器,称为金属热

电阻。如前面已经学过的用金属铂可制作精密的电阻温度计。

(投影电阻R随温度变化的图线)

【演示实验4】热敏电阻随温度的升高电阻减小

学生两人一组,用万用电表的欧姆挡测一只热敏电阻的

阻值。第一次直接测量,第二次用手心捂住热敏电阻再测量,

记录两次测得的电阻值。

让学生列举

师生讨论

科学漫步:

金属铂(白金)

的这个特性很

明显

五.学生利用光敏电阻和热敏电阻自己设计简单的控制电路

六.传感器的设计思路探究1.电容

2.霍尔元件

学生探究:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,且阻

值随温度变化非常明显。

师生总结1:半导体热敏电阻也可以用作温度传感器。

师生总结2:金属热电阻与热敏电阻都能够把温度这个热

学量转换为电阻这个电学量,金属热电阻的化学稳定性好,

测温范围大,但灵敏度较差。

【设计方案1】音乐盒(设计要求:盖子打开音乐响起,盖子

合上,音乐停止)

【设计方案2】火警报警器(设计要求:温度过高,发生警报)

学生分组讨论:①需要什么器材?②提出设计方案;③

学生分两组实施组装;④讨论并提出改进意见;⑤还可以用

于生活中的哪些方面?

师:(对传感器的工作原理作阶段性的小结)传感器是

把非电学量转换为电学量的元件,它使得某些非电学量容易

测量或者能实现电路的自动通断.传感器的应用丰富了我们

的生活,使我们的生活更舒适、更安全。但从科技进步的角

度来说,传感器的应用还只是浅层次的,更重要的是传感器

的开发。那么,传感器如何进行开发呢?这还得从传感器的

工作原理入手。例如,电容器电容的决定式为

4

S

c

kd

ε

π

=,如

何利用电容的电学量与非电学量的关系设计一个电容式传感

器?

生答:(可能提出4种方案)

师:投影出四种电容式传感器,并作原理的分析。

师:1879年美国物理学家霍尔观察到,在匀强磁场中放

置一个矩形截面的载流导体,当磁场方向与电流方向垂直时,

导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差。人

们把这样的现象称为霍尔效应,所产生的电势差叫霍尔电压。

人们利用霍尔效应做成了霍尔元

件。

如图,霍尔元件是在一个很

小的矩形半导体(例如砷化铟)薄

片上,制作4个电极E、F、M、N

而成。若在E、F间通入恒定的电流I,同时外加与薄片垂直

的匀强磁场B,薄片中的载流子就在洛伦兹力的作用下发生偏

转,使M、N间出现电压U H。这个电压叫霍尔电压,其决定

式为

H

IB

U k

d

=。式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数,它的

大小与薄片的材料有关。

师生共析:由上式看,一个霍尔元件的厚度d、k为定值,

1.金属导线;

2.热敏电阻。

(投影,让学

生来说)

可自由讨论,不

一定要很完美,

提出想法就是

好的

电容的测定:多

用电表的电容

师介绍:电容式

压力传感器、电

容式位移传感

器、电容式角度

测试仪、电容式

电解液液面升

降测试器

H

U

E

F

M

N

?

?

I

B

教学设计说明

通过演示实验引入传感器概念,学生列举并讨论生活中的传感器实例,重点探究光敏电阻、金属热电阻和热敏电阻的工作原理之后展开传感器应用设计活动,在对传感器的应用方案的总结基础上转入开发传感器的创新思维发展阶段,对本节课的教学思想进行质的升华。教后记

(完整word版)传感器原理及应用复习题.docx

《传感器原理及应用》复习题 1.静态特性指标其中的线性度的定义是指 2.传感器的差动测量方法的优点是减小了非线性误差、提高了测量灵敏度。 3.对于等臂半桥电路为了减小或消除非线性误差的方法可以采用提高桥臂 比,采用差动电桥的方法。 4.高频反射式电涡流传感器实际是由线圈和被测体或导体两个部分组成的系统,两者之间通过电磁感应相互作用,因此,在能够构成电涡 流传感器的应用场合中必须存在金属材料。 5.霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其霍尔系数和材料电阻 受温度影响大。使用霍尔传感器测量位移时,需要构造一个磁场。 6.热电阻最常用的材料是铂和铜,工业上被广泛用来测量中低温 区的温度,在测量温度要求不高且温度较低的场合,铜热电阻得 到了广泛应用。 7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器,设计传送带上塑料零件的计数 系统时,应选其中的光电传感器。需要测量某设备的外壳温度,已知其 范围是300~400℃,要求实现高精度测量,应该在铂铑- 铂热电偶、铂电阻和热 敏电阻中选择铂电阻。 8.一个二进制光学码盘式传感器,为了达到1″左右的分辨力,需要采用 或位码盘。一个刻划直径为400 mm的 20 位码盘,其外圈分别间隔 为稍大于μm。 9.非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用,功能型光纤传感器 是把光纤作为敏感元件。光纤的 NA 值大表明集光能力强。 11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应,基于此效应的器件除光敏 电阻外还有处于反向偏置工作状态的光敏二极管。光敏器件的灵敏度可 用光照特性表征,它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压 )之间 的关系。选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的光谱特性。 12. 传感器一般由敏感元件 _ 、转换元件 ___ 、测量电路及辅助电 源四个部分组成。 13.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出变化量与输入变化 量的比值。对线性传感器来说,其灵敏度是一常数。

传感器的原理及应用教案

第3课时 传感器的原理及应用 考纲解读 1.知道什么是传感器,知道光敏电阻和热敏电阻的作用.2.能够通过实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性.3.了解常见的各种传感器的工作原理、元件特性及设计方案. 基本实验要求Ⅰ 基本实验要求Ⅱ 研究热敏电阻的特性 1.实验原理 闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察. 2.实验器材 半导体热敏电阻、多用电表、温度计、烧杯、凉水和热水. 3.实验步骤 (1)按实验原理图连接好电路,将热敏电阻绝缘处理; 研究光敏电阻的光敏特性 1.实验原理 闭合电路欧姆定律,用欧姆表进行测量和观察. 2.实验器材 光敏电阻、多用电表、小灯泡、滑动变阻器、导线. 3.实验步骤 (1)将光敏电阻、多用电表、灯泡、滑动变阻器如实验原理图所

(2)把多用电表置于欧姆挡,并选择适当的量程测出烧杯中没有水时热敏电阻的阻值,并记下温度计的示数; (3)向烧杯中注入少量的冷水,使热敏电阻浸没在冷水中,记下温度计的示数和多用电表测量的热敏电阻的阻值; (4)将热水分几次注入烧杯中,测出不同温度下热敏电阻的阻值,并记录. 4.数据处理 在图1坐标系中,粗略画出热敏电阻的阻值随温度变化的图线. 图1 5.实验结论 热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,随温度的降低而增大.6.注意事项 实验时,加热水后要等一会儿再测其阻值,以使电阻温度与水的温度相同,并同时读出水温. 示电路连接好,其中多用电表置于“×100”挡; (2)先测出在室内自然光的照射下光敏电阻的阻值,并记录数据; (3)打开电源,让小灯泡发光,调节小灯泡的亮度使之逐渐变亮,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录. (4)用手掌(或黑纸)遮光时,观察表盘指针显示电阻阻值的情况,并记录. 4.数据处理 根据记录数据分析光敏电阻的特性. 5.实验结论 (1)光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照射下电阻值很小.(2)光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量. 6.注意事项 (1)实验中,如果效果不明显,可将电阻部分电路放入带盖的纸盒中,并通过盖上小孔改变射

传感器原理与检测技术复习题(DOC)

《传感器原理及检测技术》复习题 一、选择题 1、传感器中直接感受被测量的部分是(B) A.转换元件 B.敏感元件 C.转换电路 D.调理电路 2、属于传感器静态特性指标的是(D) A.幅频特性 B.阻尼比 C.相频特性 D.灵敏度 3、属于传感器时域动态特性指标的是(A) A.阶跃响应 B.固有频率 C.临界频率 D.阻尼比 4、属于传感器动态特性指标的是(C) A.量程 B.灵敏度 C.阻尼比 D.重复性 5、传感器能感知的输入变化量越小,表示传感器的(D) A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.分辨力越高 6、衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标是(A) A.重复性 B.稳定性 C.线性度 D.灵敏度 7、一般以室温条件下经过一定的时间间隔后,传感器的输出与起始标定时输出的差异来表示传感器的(C) A.灵敏度 B.线性度 C.稳定性 D.重复性 8、传感器的线性范围愈宽,表明传感器工作在线性区域内且传感器的(A) A.工作量程愈大 B.工作量程愈小 C.精确度愈高 D.精确度愈低 9、表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力的量为(B) A.线性度 B.灵敏度 C.重复性 D.稳定性 10、在明确传感器输入/输出变换关系的前提下,利用某种标准器具产生已知的标准非电量输入,确定其输出电量与输入量之间关系的过程,称为(C) A.校准 B.测量 C.标定 D.审核 11、按传感器能量源分类,以下传感器不属于能量转换型的是(D) A.压电式传感器 B.热电式传感器 C.光电式传感器 D.压阻式传感器 12、某温度计测量范围是-20℃~+200℃,其量程为(B) A. 200℃ B. 220℃ C. 180℃ D. 240℃ 13、某温度测量仪的输入—输出特性为线性,被测温度为20℃时,输出电压为10mV,被测温度为25℃时,输出电压为15mV,则该传感器的灵敏度为(D) A. 5mv/℃ B. 10mv/℃ C. 2mv/℃ D. 1mv//℃ 14、热电偶的T端称为(C) A.参考端 B.自由端 C.工作端 D.冷端 15、随着温度的升高,NTC型热敏电阻的电阻率会(B) A.迅速增加 B.迅速减小 C.缓慢增加 D.缓慢减小 16、有一温度计,测量范围为0~200o C,精度为0.5级,该表可能出现的最大绝对误差为(A) A.1 o C B.0.5 o C C.10 o C D.200 o C 17、热电偶式温度传感器的工作原理是基于(B) A.压电效应 B.热电效应 C.应变效应 D.光电效应

新部编版八年级教材历史上册《 新文化运动》教案

第12课新文化运动 【教学目标】 知识与能力 了解新文化运动兴起的背景,识记新文化运动兴起的标志、主要阵地、代表人物、旗帜、活动基地;概述新文化运动的主要内容,探究新文化运动在近代中国思想解放中的地位和作用。 过程与方法 通过对新文化运动的分析,指导学生从历史背景出发,联系具体内容,分析其作用与影响,从而提高学生分析问题的能力;通过指导学生阅读书中有关白话文的材料,培养学生对于历史新事物的鉴别和理解能力情感态度与价值观 通过对新文化运动的教学,使学生认识到新文化运动的兴起,是中国资产阶级为打破封建束缚而在思想文化上开展的启蒙运动,是反封建旧文化的斗争。它动摇了封建制统治地位,在社会上掀起一股思想潮流,弘扬民主和科学,为五四运动爆发作了思想准备,在国内外产生巨大的影响。 【重点难点】 重点: 新文化运动的基本内容及其意义 难点: 新文化运动的影响。 教学过程 一、导入新课 展示图片:《讲坛上的教授》胡适、陈独秀、鲁迅、李大钊、蔡元培、辜鸿铭。你认识图片中人物吗?这场由众多学者参加的运动究竟是一场怎样的运动,对中国的历史进程产生了怎样的影响,我们应该怎样看待呢? 胡适陈独秀鲁迅李大钊今天我们一起学习第12课:新文化运动,去了解吧! 二、新课讲授 <一>新文化运动的兴起 1.教师指导学生仔细阅读本目内容,让学生分组讨论:新文化运动是在什么的背景下兴起的? 学生讨论后回答:省略 教师归纳总结: ①政治:以北洋军阀为首的反动势力妄图复辟帝制(辛亥革命并没有改变中国半殖民地半封建地社会性质,没有使中国独立富强)。 ②经济:中国民族资本主义经济进一步发展,民族资产阶级强烈要求实行民主政治 ③思想:辛亥革命后,民主共和思想深入人心,与袁世凯复辟帝制的行径势不两立。

常用传感器的工作原理及应用

常用传感器的工作原理及应用

3.1.1电阻式传感器的工作原理 应变:物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象 弹性应变:当外力去除后,物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变 弹性元件:具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器 电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。 工作原理:当被测物理量作用于弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形,产生相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,引起应变片的电阻值变化,通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。 结构:应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。 应用:广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1.电阻应变效应 ○

电阻应变片的工作原理是基于应变效应,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应发生变化,这种现象称为“应变效应”。 2.电阻应变片的结构 基片 b l 电阻丝式敏感栅 金属电阻应变片的结构 4.电阻应变式传感器的应用 (1)应变式力传感器 被测物理量:荷重或力 一

二 主要用途:作为各种电子称与材料试验机的 测力元件、 发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。 力传感器的弹性元件:柱式、筒式、环式、悬臂式等 (2)应变式压力传感器 主要用来测量流动介质的动态或静态压力 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式 弹性元件。 (3)应变式容器内液体重量传感器 感压膜感受上面液体的压力。 (4)应变式加速度传感器 用于物体加速度的测量。 依据:a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的 平板电容器,如果不考虑边缘效应,其电容量为 当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时, 电容量C 也随之变化。 d S C ε=

传感器原理与技术课程教案(学生)

《传感器原理与技术》 绪论 0.1 传感器 1、定义: 广义定义:

能够把特定的被测量信息(如物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成某种可用信号的器件或装置。 狭义定义: 所谓“可用信号”,是指便于传输、便于处理的信号。就目前而言,电信号最为满足便于传输、便于处理的要求。因此,传感器的狭义定义为:能把外界非电量信息转换成电信号输出的器件或装置。 2、组成:传感器通常由敏感元件(sensing element)和转换元件(transduction element)组成。 图0.1 传感器组成框图 敏感元件指传感器中能直接感受(或响应)与检测出被测对象的待测信息(非电量)的元件。如:机械类传感器中的弹性元件。 转换元件指传感器中能将敏感元件所感受(或响应)的信息直接转换成电信号的部分。如:应变式压力传感器由弹性膜片和电阻应变片组成,其中电阻应变片就是转换元件。 3、分类: (1)按工作原理分类: (2)按输入信号分类:位移传感器,速度传感器,加速度传感器,力/压力传感器,温度传感器,湿度传感器,磁传感器,色传感器,等。 (3)按应用范围分类:工业用、农业用、民用、军用、医用、科研用、家电用传感器等;计测用、监视用、检查用、诊断用、控制用、分析用等; 。 0.2 传感器技术 传感器技术是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术。 传感器技术的特点: (1)内容的离散性:物理、化学、生物学中的“效应”、“反应”、“机理”等,多而彼此独立; (2)知识的密集性; (3)技术(工艺)的复杂性:微电子/机械加工技术,特种加工技术,智能化技术; (4)品种的多样性与用途的广泛性。

2017-2018学年 第12课 新文化运动 教案(部编版)

第12课新文化运动 ?教学分析? 【重点难点】 重点:新文化运动的基本内容及其意义 难点:新文化运动为什么把斗争锋芒指向孔教? ?教学过程?一.导入新课 20世纪初期,在北大的讲坛上,有从海 外归来的、西装革履的大力宣传新思想的进 步人士;也有拖着长辫子、身穿马褂的满口 之乎者也的封建遗老,他们相互抨击对方的 思想观点,出现了激烈的思想冲突。为什么 会有这样奇怪的现象出现呢?今天我们一起 学习第12课:新文化运动,去了解吧!二.新课讲授 目标导学一:新文化运动的兴起 1.教师指导学生仔细阅读本目内容,让学生分组讨论:新文化运动是在什么的背景下兴起的? 学生讨论后回答:省略 教师归纳总结: ①政治:以北洋军阀为首的反动势力妄图复辟帝制(辛亥革命并没有改变中国半殖民地半封建地社会性质,没有使中国独立富强)。 ②经济:中国民族资本主义经济进一步发展,民族资产阶级强烈要求实行民主政治 ③思想:辛亥革命后,民主共和思想深 提问:请同学们从教材中新文化运动的时间、标志、代表人物、阵地等基本要素? 学生回答:①新文化运动的时间是1915 ②新文化运动的标志是《新青年》的创办; ③新文化运动的代表人物是陈独秀、胡适、李大钊、鲁迅等;④新文化运动的主要阵地是北京大学和《新青年》。 标导学二:新文化运动的内容和意

新文化运动是资产阶级在思想领域里

?板书设计? 标志: 兴起代表人物 主要阵地 抨击旧道德和旧文化 新文化运动内容提倡民主与科学 提倡文学革命 积极:一次伟大的思想解放运动 影响 消极:对中国传统文化的看法带有一定片面性 ?教学反思? 本课的教学以史实为基础;以问题为载体;以情境为主线;以活动为实现方式,师生互动,生生互动,经过全体课堂参与者的阅读、思考、讨论、分析、对比,使每个学生都经历了一个主动地获取知识、应用知识、解决问题、完善情感、升华人格的自主学习过程。学生能根据材料得出结论,体现了教师的主导作用和学生的主体作用。采用讨论法分组合作,课堂气氛活跃,且能对新文化运动内容有更深入的了解。

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端 或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电 动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T

传感器及其工作原理教案

江苏省淮阴中学06 - 07年度优秀教学案例 《传感器及其工作原理》的创新教学设计 王刚 教学依据 ① 物理(新人教版)选修 3 — 2第六章第1节《传感器及其工作原理》 (P56-P60); ② 新物理课程标准(实验)? 教学流程图 课堂小结2 课外研究性课题 课题 第1节传感器及其工作原理 引入 设计传感器 演示实验 卡利用传感器 ① 学生设计讨论 利用热敏电阻设计火警装置 利用光敏电阻设计音乐茶杯 说一说 ① ② V

教学内容及师生互动设计 【演示实验—1】干簧管控制电路的通断 如图,小盒子 A 的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开 关,但是 把磁铁 B 放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移 走,灯泡熄灭? 师问:盒子里有怎样的装置,才能实现这样的控制? 生猜: (可以自由讨论,也可以请学生回答) 师生探究:打开盒子,用实物投影仪展示盒内的电路 图,了解元件“干簧管”的结构。探明原因:玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时,两个簧 片被磁化而接通,电路导通。所以,干簧管能起到开关的作 用。 师点拨:这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况, 感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ① 先在普通光照条件下, ② 在把开关置于黑暗环境中。 师生总结:声光控开关 师:刚才的两个实验,都用了一种元件,这些元件能够 感受某些信 息,通过它能实现电路的自动控制,这种元件有 一个专门的名称:传感器。什么是传感器呢?它能够感受诸 如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按 照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是:把非电学 量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处 理和控制了。 其实,传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感 器。请大家相互说说看,你家 里,或者在你的生活当中,都 使用过,或听说过什么样的电器中有传感器? 教学目标 1. 知识与技能:①知道非电学量转换成电学量的技术意义;②通过实验,知 道常见传感器的工作原理;③初步探究利用和设计简单的传感器 ? 2. 过程与方法:①通过对实验的观察、思考和探究,让学生了解传感器、熟 悉传感器工作原理; ②让学生自己设计简单的传感器,经历科学探究过程, 学习科学研究方法,培养学生的实践能力和创新思维能力 3. 情感态度与价值观:在理解传感器工作原理的基础上,通过自己设计简单 的传感器,体 验科技创新的乐趣,激发学习物理的兴趣 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理(演示实验) ;2.学生自己设计简单的传感器 . 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题, 激发学生探究传感器原理的兴趣 .给 出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后,重点介绍光敏电阻、 金属热电 阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会 传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器, 进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上, 结合《思考与 讨论》进行教学反馈. 二?什么 是传感 器? I —?_t —i (干簧管的实 物及原理图) 学生对干簧 管并不熟悉,因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及, 所以又有亲切 感 情感与方法 教 学 程 序 教学环节 一?课题 的引入 (演示实验1 : 干簧管传感

传感器原理与检测技术

河南工程学院 2017年秋《传感器原理与检测技术》试卷 批次专业:2016年春季-电气工程及其自动化(专升本)课程:传感器原理与检测技术(专升本)总时长:180分钟 1. ( 单选题 ) 仪表的精度等级是用仪表的( )来表示的。(本题分) A、相对误差 B、绝对误差 C、引用误差 D、使用误差 学生答案: 标准答案:C 解析: 得分:0 2. ( 单选题 ) 下列不是电感式传感器的是( )。(本题分) A、变磁阻式自感传感器 B、电涡流式传感器 C、差动变压器式互感传感器 D、霍尔元件式传感器 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0 3. ( 单选题 ) 常用于制作超声波探头的材料是( )(本题分)

A、应变片 B、热电偶 C、压电晶体 D、霍尔元件 学生答案: 标准答案:C 解析: 得分:0 4. ( 单选题 ) 下列不可以直接测量温度的传感器是( )。(本题分) A、金属应变片式传感器 B、红外线传感器 C、光纤传感器 D、热电偶传感器 学生答案: 标准答案:A 解析: 得分:0 5. ( 单选题 ) 压电式传感器目前多用于测量( )。(本题分) A、静态的力或压力 B、动态的力或压力 C、速度 D、加速度 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0

6. ( 单选题 ) 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量( )。(本题分) A、增加 B、减小 C、不变 D、不能判断 学生答案: 标准答案:A 解析: 得分:0 7. ( 单选题 ) 在车间用带微机的数字式测温仪表测量炉膛的温度时,应采用( ) 较为妥当。(本题分) A、计算修正法 B、仪表机械零点调整法 C、冰浴法 D、冷端补偿器法(电桥补偿法) 学生答案: 标准答案:D 解析: 得分:0 8. ( 单选题 ) 下列几种误差中,属于随机误差的有( )。(本题分) A、仪表未校零所引起的误差 B、测频时的量化误差 C、测频时的标准频率误差 D、读数错误

传感器原理及应用--教学大纲

《传感器原理及应用》 课程教学大纲(04、05级) 编号: 英文名称:Principles and Applications of Sensor 适用专业:自动化 责任教学单位:电子工程系自动化教研室 总学时:36 学分:2.0 考核形式:考查 课程类别:专业基础课 修读方式:必修 教学目的:本课程主要介绍工程检测中常用的传感器,以及运用这些传感器测量诸如力、压力、温度、位移、物位、转速和振动等参数的方法。使学生在传感器技术方面具有一定的知识,了解工程检测中常用传感器的结构、原理、特性、应用及发展方向。在工作中具有初步选用传感器的能力。 主要教学内容及要求: 一、概述 主要教学内容 1 传感器的组成与分类 2 传感器在科技发展中的重要性 3 传感器技术的发展动向 了解:传感器技术的应用、传感器的分类 二、传感器的一般特性 主要教学内容 1 传感器的静态特性 2 传感器的动态特性 3 传感器动态特性分析 4 传感器的无失真测试条件 了解:传感器的静态特性和动态特性 掌握:传感器的静态特性和动态特性的表述方法。 三、电阻应变式传感器 主要教学内容 1 电阻应变片的工作原理 2 电阻应变片的种类、材料和参数 3 电阻应变片的动态响应特性

4 电阻应变式传感器的温度误差及其补偿 5 电阻应变式传感器的信号调节电路及电阻应变仪 掌握:电阻应变片的工作原理、结构与特点、工作特性和应用。 四、电感式传感器 主要教学内容 1 变磁阻式传感器 2 差动变压器 3 涡流式传感器 掌握:电感式传感器的工作原理、结构与特点、工作特性和应用。 五、电容式传感器 主要教学内容 1 电容式传感器的结构原理及结构形式 2 电容式传感器的等效电路 3 电容式传感器的信号调节电路 4 电容式传感器的应用 了解:电容式传感器的结构与特点 掌握:电容式传感器的工作原理、工作特性和应用。 六、磁电式传感器 主要教学内容 1 磁电式传感器工作原理 2 动圈式磁电传感器 3 磁阻式磁电传感器 了解:开磁路磁阻式转速传感器的组成、结构原理圈和工作原理。 掌握:磁电式传感器的定义及其结构上的两大部分和两种磁路结构。 七、压电式传感器 主要教学内容 1 压电式传感器的工作原理 2 压电材料 3 压电式传感器的等效电路 4 压电式传感器的信号调节电路 了解:影响石英晶体表面电荷密度大小的因素。 掌握:压电效应、石英晶体的纵向压电效应的定义;压电元件的等效电路和电荷放大电路和电路中各元件的意义。 八、光电传感器及应用 主要教学内容 1 内光电效应、常见的光敏元件、光敏元件的应用

人教部编版八年级历史上册 第12课《新文化运动》同步练习(含答案)

第12课《新文化运动》 1、新文化运动兴起的标志是: A.《民报》的创刊 B.陈独秀创办《新青年》 C.《中外纪闻》的创办 D.蔡元培任北京大学校长 2、读图:与右图有关的历史事件是() A.戊戌变法 B.清末新政 C.辛亥革命 D.新文化运动 3.近代中国,一批爱国知识分子创办刊物、著书立说,宣传进步思想,在右图所示刊物上提出的著名口号是()

A.“自强”、“求富” B.“师夷长技以制夷” C.“民主和科学” D.“联俄、联共、扶助农工 4.近代中国面临着严重的民族危机,无数仁人志士都在探索救国救民的出路,下列有关中国人“向西方学习”历程表述正确的是()A.学技术──学制度──学思想 B.学制度──学思想──学技术 C.学思想──学制度──学技术 D.学技术──学思想──学制度 5.在中国近代化的进程中,下列口号或主张出现的先后顺序是()①自强求富②维新变法③民主共和④民主、科学 A.①②③④ B.②③④① C.③④①② D.①③②④

6、1923年,陈独秀说:“五四运动虽然未能达到理想的成功,而在此运动中最努力的革命青年,遂接受世界的革命思想,由空想而实际行动,开始了中国革命之新的方向。”材料中所说的“世界的革命思想”指的是() A.马克思主义 B.三民主义 C.毛泽东思想 D.邓小平理论 7、历史兴趣小组的同学要查找有关新文化运动兴起的资料,应选的刊物是() A.《新青年》 B.《申报》 C.《中外纪闻》 D.《民报》 8、胡适在1923年给友人信中写道:“25年来,只有三个杂志可代表三个时代,可以说创造了三个新时代:一是《时务报》,一是《新民丛报》,一是《新青年》。”其中《新青年》所创造的“新时代”是指() A.君主立宪时代 B.民主共和时代 C.民主科学时代 D.尊孔复古时代

传感器教案.

传感器教案. -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

教案

第一章概述—传感器技术基础知识1.1传感器的定义及组成 1.1.1 定义 国家标准(GB/T7665-1987)规定:传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。也叫发送器;传送器;变送器;Transducer/Sensor等。 对定义的理解: 它是测量装置; 输入量是某一被测量(物理、化学、生物等); 输出量是某种物理量(气、光、电等),主要是电物理量; 输出输入有对应关系,并应有一定的精度 1.1.2 传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成,组成框图如图示。 1.2传感器的分类 1.2.1按工作机理分 (1)物理型 按构成原理:结构型;物性型电信号 非电物理量 敏感元件转换元件接口电路 辅助电源

结构型:是以结构(如形状、尺寸等)为基础,利用物理学中场的定律构成的,动力场的运动定律、电磁场的电磁定律等。必须依靠精密设计的结构予以保证。如:磁隙型电感传感器、电动式传感器等。 物性型:是利用物质定律构成的,利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应把被测量直接转换为电量。虎克定律、欧姆定律等。主要依靠材料本身的效应来感应信息。如:光电管(外光电效应)、压电晶体(正压电效应)、光敏电阻、所有半导体传感器、以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金的性能变化的传感器。 按能量转换情况:能量控制型、能量转换型 能量控制型:在信息变化过程中,其能量需要外电源供给。如:电阻、电感、电容、基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等。 能量转换型:主要由能量变换元件构成,它不需要外电源。如:压电效应、热电效应、光电动势效应等。 按物理原理 电参量式(包括电阻式、电感式、电容式等三个基本形式)、磁电式(包括磁电感应式、霍尔式、磁栅式等)、压电式、光电式(包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等)、气电式、热电式、波式(包括超声波式微波式等)、射线式、半导体式、其它原理等。可以是两种以上原理的复合形式。 (2)化学型 利用电化学反应原理,把无机和有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号的传感器。最常用的是离子选择性电极。核心部分是离子选择性敏感膜。广泛应用于化学分析、化学工业的在线检测

微传感器原理与技术

一、名词解释: MEMS:其英文全称为Micro-Electro-Mechanical System,是用微电子,即microelectronic 的技术手段制备的微型机械系统。第一个M也代表器件的特征尺寸为微米量级,如果是纳米量级,相应的M这个词头就有nano来替代,变为NEMS,纳机电。MEMS及NEMS是在微电子技术的基础上发展起来的,融合了硅微加工、LIGA技术等的多种精密机械微加工方法,用于制作微型的梁、隔膜、凹槽、孔、反射镜、密封洞、锥、针尖、弹簧及所构成的复杂机械结构。(点击)它继承了微电子技术中的光刻、掺杂、薄膜沉积等加工工艺,进而发展出刻蚀、牺牲层技术、键合、LIGA、纳米压印、甚至包括最新的3D打印技术SOI: SOI(Silicon-On-Insulator,绝缘衬底上的硅)技术是在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层。通过在绝缘体上形成半导体薄膜,SOI材料具有了体硅所无法比拟的优点:可以实现集成电路中元器件的介质隔离,彻底消除了体硅CMOS电路中的寄生闩锁效应;采用这种材料制成的集成电路还具有寄生电容小、集成密度高、速度快、工艺简单、短沟道效应小及特别适用于低压低功耗电路等优势,因此可以说SOI将有可能成为深亚微米的低压、低功耗集成电路的主流技术。 SOC:SOC-System on Chip,高级的MEMS是集微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统,这样的系统也称为SOC,即在一个芯片上实现传感、信号处理、直至运动反馈的整个过程。 LIGA:LIGA是德文光刻、电镀和模铸三个词的缩写。它是在一个导电的基板上旋涂厚的光刻胶,然后利用x射线曝光,显影后形成光刻胶的模具,再用电镀的方法在模具的空腔中生长金属,脱模后形成金属的微结构。特点:该工艺最显著的特点是高深宽比,若用于加工一个细长杆,杆的直径只有1微米,而高度可达500微米,深宽比大于500,这是其他技术无法比拟的。其次,它还具有材料广泛的特点,可加工金属、陶瓷、聚合物和玻璃。但传统的LIGA采用的x射线曝光工艺极其昂贵,近年来采用SU-8光刻胶替代PMMA光刻胶,紫外曝光代替x射线曝光的准LIGA技术获得了更广泛的发展和应用。 DRIE:反应离子深刻蚀(Deep RIE)。干法刻蚀的典型工艺是DRIE深槽刻蚀。刻蚀分为两步,第一步,通入SF6刻蚀气体进行反应离子刻蚀,刻蚀是各向同性的,即槽底不仅要被刻蚀,槽壁也会被刻蚀。如果就一直这样刻下去,刻蚀的图形和掩模定义的图形将完全不一样,很难控制微结构的尺寸。解决此问题的方法是分步刻蚀,逐次推进。在刻蚀进行10多秒钟转入第二步,快速地将刻蚀气体切换成保护气体C4F8,C4F8在等离子的作用下进行聚合,生成类似于特氟龙这种不粘锅材料,沉积在槽底和槽壁上。10多秒钟后,又切换成SF6刻蚀气体,等离子体中的正离子在电场加速作用下只轰击槽底,而不怎么轰击槽壁,优先将槽底的聚合物保护膜打掉,暴露出硅片表面,从而使得化学刻蚀反应能够再次进行。刻蚀时,由于槽壁上仍然保留有保护膜,而不会被刻蚀。重复这样的刻蚀-保护过程,就能在硅片上刻蚀出垂直的深槽。深槽在宏观上的垂直度能达到88-92°,但微观上其侧壁是有多段小弧形连接而成。干法刻蚀不再象湿法腐蚀那样需要晶向的对准,因此可以制备出齿轮、弹簧等复杂的图形。 二、多项选择题 第一章、 1、MEMS器件的尺寸范围是:(1) (1)从1um到1mm (2)从1nm到1um (3)从1mm到1cm 3、微系统部件的“深宽比”被定义为(1)之比 (1)高度方向尺寸和表面方向尺寸(2)表面方向尺寸和高度方向尺寸(3)宽度方向尺寸和长度方向尺寸 4、目前为止,商品化最好的MEMS器件是(2)

传感器原理及典型应用

传感器(原理及典型应用) 编稿:张金虎审稿:李勇康 【学习目标】 1.知道什么是传感器,常见的传感器有哪些。 2.了解一些传感器的工作原理和实际应用。 3.了解传感器的应用模式,能够运用这一模式去理解传感器的实际运用。 4.了解传感器在生活、科技中的运用和发挥的巨大作用。 【要点梳理】 要点一、传感器 1.现代技术中,传感器是指这样一类元件:它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转化为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后,就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 2.传感器原理 传感器感受的通常是非电学量,如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等,而它输出的通常是电学量,如电压值、电流值、电荷量等,这些输出信号是非常微弱的,通常要经过放大后,再送给控制系统产生各种控制动作。传感器原理如下图所示。 3.传感器的分类 常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的。根据测量目的不同,可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。 物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质(如电阻、电压、电容、磁场等)发生明显变化的特性制成的,如光电传感器、力学传感器等。 化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。 生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的,用以检测与识别生物体内化学成分的传感器,生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等,分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等。 要点二、光敏电阻 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量,一般随光照的增强电阻值减小。 要点诠释:光敏电阻是用半导体材料制成的,硫化镉在无光时,载流子(导电电荷)极少,导电性能不好,随着光照的增强,载流子增多,导电性能变好。 要点三、热敏电阻和金属热电阻 1.热敏电阻 热敏电阻用半导体材料制成,其电阻值随温度变化明显。如图为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线。

(新)部编人教版八年级历史上册第12课《新文化运动》同步习题(含答案)

《新文化运动》 同步练习 1. 陈独秀被称为“文化伟人”“政治名人”,对近代中国曾产生过重大影响。作为“文化伟人”他的主要历史功绩是() A. 领导“百日维新” B. 推翻君主专制统治 C. 发起新文化运动 D. 建立中国同盟会 2. 毛泽东在谈及学生时代喜爱阅读的一份出版物时说:“我很欣赏胡适和陈独秀写的文章,他们一度成为我效仿的榜样,取代了我已不再崇拜的梁启超和康有为。”这份出版物应该是() A. 《时务报》

B. 《新青年》 C. 《民报》 D. 《申报》 3. 在中国近代化探索的历程中,有人将先进的中国人展开的一场场救治行动比喻成“自我疗伤”、“温药慢治”、“猛药重治”、“开颅洗脑”,但都没有完成反帝反封建的历史使命,探索之路任重道远。以下是小张同学为“救治行动”寻找相关史实,其中不正确的是() 4. 陈独秀说:“主张尊孔,势必立君,主张立君,势必复辟”,“孔教与共和……存其一必废其一。”为此,陈独秀、李大钊等人掀起了() A. 洋务运动 B. 维新变法运动 C. 新文化运动 D. 五四爱国运动 5. 新文化运动高举的两面大旗是() A. “民主”与“科学” B. “自强”与“求富” C. “民主”与“共和” D. “扶清灭洋” 6. 新文化运动中,进步知识分子创办的宣传马克思主义的刊物有() ①《每周评论》②《万国公报》③《新青年》④《民报》 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④ 7. 以下正确反映我国新民主主义革命历程的是() A. 新文化运动--抗日战争--解放战争--北伐战争

B. 新文化运动--北伐战争--抗日战争--解放战争 C. 五四运动--北伐战争--解放战争--抗日战争 D. 五四运动--北伐战争--抗日战争--解放战争 8. 历史学家唐德刚谈到新文化运动时说:“白话文运动,在他画龙点睛之后,才走上正轨。”“他”指的是() A. 李大钊 B. 胡适 C. 陈独秀 D. 鲁迅 9. 胡适在《新青年》发表文章指出:“一曰,须言之有物……八曰,不避俗语。”该言论体现了新文化运动的内容是() A. 提倡新道德,反对旧道德 B. 提倡民主,反对专制 C. 提倡新文学,反对旧文学 D. 提倡科学,反对愚昧 10. 下列有关新文化运动表述不正确的是() A. 以《新青年》杂志和北京大学为主要阵地 B. 标志着新民主主义革命开始 C. 高举“民主”与“科学”两面大旗 D. 一场空前的思想大解放运动 材料题 11. 阅读材料,结合所学知识回答问题。 材料一 1915年,进步知识分子陈独秀……在上海创办《新青年》,向封建的旧思想、旧道德、旧意识、旧政治猛烈的开火,在国内掀起了一场轰轰烈烈的思想大解放运动──新文化运动。--孙风《从新文化运动到中国共产党的诞生》 材料二要拥护那德先生,便不得不反对孔教、礼法、贞洁、旧伦理、旧政治。要拥护那赛先生,便不得不反对旧艺术、旧宗教。要拥护德先生又要拥护赛先生,便不得不反对国粹和

传感器原理与技术(A卷带答案的)

传感器原理与技术(A卷带 答案的) -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

厦门大学《传感器原理与技术》课程试卷 物理与机电工程学院机电系12年级测控技术与仪器专业 主考教师:王凌云试卷类型:(A卷) 一、填空题(本大题共12小题,共20个填空,每空1分,共20分,请在每小题的横线上填上正确答案,填错或不填均不得分。) 1.传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。 2.要实现不失真测量,检测系统的幅频特性应为常数,相频特性应为线 性。 3.某传感器为一阶系统,当受阶跃信号作用时,在t=0时,输出为10mV; t→∞时,输出为100mV;在t=5s时,输出为50mV,则该传感器的时间常数为: 8.5s。 4.产生电阻应变片温度误差的主要因素有电阻温度系数的影响和试件材料和 电阻丝材料的线膨胀系数的影响。 5.应变式传感器是由弹性元件和电阻应变片及一些附件组成的。 6.直线的电阻丝绕成敏感栅后长度相同但应变不同,圆弧部分使灵敏度K下 降了,这种现象称为横向效应。 7.电感式传感器是利用线圈自感系数或互感系数的变化实现测量的一 种装置。 8.电容式传感器从原理上可分为变极距型、变面积型和变介质型三种基本 类型。 9.霍尔元件的零位误差主要包括不等位电势及寄生直流电动势。 10.按照工作原理的不同,可将光电式传感器分为光电效应传感器、红外热 释电探测器、固体图像传感器、光纤传感器等四大类。

11.光电式传感器由光路及电路两部分组成。 二、选择题(本大题共12小题,每小题1.5分,共18分,在每小题列出的答案中有一个或多个选项符合题目要求,请将正确地字母填在题后的括号内,错选、多选和未选均不得分。) 1.传感器按其敏感的工作原理,可以分为物理型、化学型和( A )三大类。 A. 生物型 B. 电子型 C. 材料型 D. 薄膜型 2.传感技术的地位和作用主要体现在:( ABCD ) A.传感技术是产品检验和质量控制的重要手段 B. 传感技术在系统安全经济运行监测中得到广泛应用 C.传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分 D. 传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步 3.传感技术的发展趋势主要表现在以下哪几个方面:( ABCD ) A.提高与改善传感器的技术性能B.开展基础理论研究 C.传感器的集成化 D.传感器的智能化 4.传感器的下列指标全部属于其静态特性的是( C )。 A. 线性度、灵敏度、阻尼系数 B. 幅频特性、相频特性、稳态误差 C. 迟滞、重复性、漂移 D. 精度、时间常数、重复性 5.根据传感器的构成分类,下列属于物性传感器的有:( ABD ) A.水银温度计 B.电阻应变式力传感器 C、变介质型电容式传感器 D.压电式加速度传感器 6.无论二阶系统的阻尼比如何变化,当它受到的激振力频率等于系统固有频 率时,该系统的位移与激振力之间的相位差必为( B )

传感器分类及常见传感器的应用

机电一体化技术常用传感器及其原理 班级:机械设计制造及其自动化姓名: 学号:

一、传感器的分类 传感器有许多分类方法,但常用的分类方法有两种,一种是按被测物理量来分;另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器,常见的有:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为: 1.电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器,常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量,从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理,把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线,在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2.磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的,主要用于位移、转矩等参数的

测量。 3.光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的,主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4.电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成,主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5.电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的,主要用于力及加速度的测量。 6.半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成,主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7.谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成,主要用来测量压力。 8.电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成,根据其电特性的形成不同,电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。 另外,根据传感器对信号的检测转换过程,传感器可划分为直接转换型传感器和间接转换型传感器两大类。前者是把输入给传感器的非电量一次性的变换为电信号输出,如光敏电

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