传感器教案
传感器原理及应用教案

传感器原理及应用教案教案标题:传感器原理及应用教学目标:1. 了解传感器的基本原理和分类。
2. 掌握传感器在实际应用中的作用和功能。
3. 能够选择合适的传感器并了解其应用领域。
教学重点:1. 传感器的基本原理和分类。
2. 传感器在实际应用中的作用和功能。
教学难点:1. 选择合适的传感器并了解其应用领域。
教学准备:1. 讲义材料:包括传感器的基本原理、分类和应用案例。
2. 实物展示:准备一些常见的传感器实物,如温度传感器、光照传感器等。
3. 多媒体设备:投影仪或电子白板。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引入话题:请学生思考一下日常生活中有哪些常见的传感器应用。
2. 学生回答并进行讨论。
二、讲解传感器的基本原理和分类(15分钟)1. 使用多媒体设备展示讲义材料,介绍传感器的基本原理和分类。
2. 解释传感器是如何通过感知环境中的物理量或化学量,并将其转化为电信号的。
3. 分类讲解:按照测量的物理量分类,如温度传感器、压力传感器等;按照感知原理分类,如光电传感器、声波传感器等。
三、展示传感器实物并讲解其应用案例(20分钟)1. 展示准备好的传感器实物,并介绍其基本原理和工作方式。
2. 通过案例分析,讲解传感器在不同领域的应用,如工业自动化、环境监测、医疗设备等。
四、讨论和练习(15分钟)1. 引导学生讨论传感器在实际应用中的优缺点。
2. 分组进行小组讨论,让学生选择一个应用场景,并设计合适的传感器方案。
3. 学生展示并互相评价。
五、总结与拓展(5分钟)1. 总结传感器的基本原理和分类。
2. 引导学生思考传感器在未来的发展方向。
教学延伸:1. 鼓励学生深入了解某一种特定的传感器,并进行更深入的研究和探索。
2. 推荐学生参加相关的科技竞赛或项目,提高实践能力。
教学评估:1. 教学过程中观察学生的参与度和理解程度。
2. 学生小组讨论和展示的成果评价。
3. 布置课后作业,要求学生总结本节课所学内容,并提出自己的问题和思考。
传感器高中物理教案

传感器高中物理教案年级:高中课时:1课时教学目标:1.了解传感器的基本概念和作用。
2.了解不同类型的传感器及其应用领域。
3.掌握传感器的工作原理和制作方面的基本知识。
教学重点:1.传感器的概念和作用。
2.不同类型传感器及其应用领域。
教学难点:1.掌握传感器的工作原理。
教学准备:1.教师准备:PPT、传感器实物样品、课件资料、实验器材。
2.学生准备:书本、笔记本。
教学过程:Step 1:导入(5分钟)教师利用PPT或实物介绍传感器的定义和作用,引导学生了解传感器在日常生活中的重要性。
Step 2:讲解不同类型传感器及其应用领域(15分钟)教师结合PPT资料讲解不同类型传感器的分类、特点和应用领域,例如光敏传感器、温度传感器、压力传感器等。
Step 3:掌握传感器的工作原理(20分钟)教师通过实例和实验示范,让学生了解传感器的工作原理,如光敏传感器的光电效应、温度传感器的热电效应等。
Step 4:实践操作(15分钟)学生根据教师的指导,进行简单的传感器制作实验,加深对传感器工作原理的理解。
Step 5:总结(5分钟)教师带领学生对本节课的学习内容进行总结,强调传感器在现代科技中的重要作用,并鼓励学生探索更多传感器应用领域。
作业布置:1.整理课堂笔记,加深对传感器的理解。
2.探索传感器在其他领域的应用,并撰写一份小结。
教学反思:本节课通过讲解传感器的概念、分类和工作原理,结合实践操作加深学生对传感器的理解,激发学生对现代科技的兴趣和探索欲望,达到了预期的教学目标。
在今后的教学中,可以通过更多生动的实例和案例展示,让学生更直观地感受传感器的神奇之处。
传感器及检测技术教案全

传感器及检测技术教案第一章:传感器概述1.1 教学目标让学生了解传感器的基本概念和作用。
让学生了解传感器的分类和特点。
让学生了解传感器在现代科技领域的应用。
1.2 教学内容传感器的定义和作用传感器的分类和特点传感器在现代科技领域的应用1.3 教学方法采用讲授法,讲解传感器的定义、作用和分类。
采用案例分析法,分析传感器在现代科技领域的应用。
采用小组讨论法,让学生讨论传感器的特点和优缺点。
1.4 教学评估课堂问答,检查学生对传感器的基本概念和作用的理解。
小组讨论,评估学生对传感器特点和优缺点的理解。
第二章:温度传感器2.1 教学目标让学生了解温度传感器的原理和结构。
让学生了解常见温度传感器的特点和应用。
让学生了解温度传感器的选择和安装。
2.2 教学内容温度传感器的原理和结构常见温度传感器的特点和应用温度传感器的选择和安装2.3 教学方法采用讲授法,讲解温度传感器的原理和结构。
采用案例分析法,分析常见温度传感器的特点和应用。
采用实验演示法,展示温度传感器的安装和应用。
2.4 教学评估课堂问答,检查学生对温度传感器原理和结构的理解。
实验操作,评估学生对温度传感器的安装和应用的掌握。
第三章:压力传感器3.1 教学目标让学生了解压力传感器的原理和结构。
让学生了解常见压力传感器的特点和应用。
让学生了解压力传感器的选择和安装。
3.2 教学内容压力传感器的原理和结构常见压力传感器的特点和应用压力传感器的选择和安装3.3 教学方法采用讲授法,讲解压力传感器的原理和结构。
采用案例分析法,分析常见压力传感器的特点和应用。
采用实验演示法,展示压力传感器的安装和应用。
3.4 教学评估课堂问答,检查学生对压力传感器原理和结构的理解。
实验操作,评估学生对压力传感器的安装和应用的掌握。
第四章:湿度传感器4.1 教学目标让学生了解湿度传感器的原理和结构。
让学生了解常见湿度传感器的特点和应用。
让学生了解湿度传感器的选择和安装。
4.2 教学内容湿度传感器的原理和结构常见湿度传感器的特点和应用湿度传感器的选择和安装4.3 教学方法采用讲授法,讲解湿度传感器的原理和结构。
传感器原理及应用教程专用学习教案

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。
传感器及检测技术教案全

传感器及检测技术教案全第一章:传感器概述教学目标:1. 了解传感器的定义、分类和作用。
2. 掌握传感器的性能指标和选用原则。
3. 了解传感器在自动化系统中的应用。
教学内容:1. 传感器的定义和分类。
2. 传感器的性能指标:灵敏度、线性度、重复性、稳定性等。
3. 传感器的选用原则:根据测量需求、工作条件等选择合适的传感器。
4. 传感器在自动化系统中的应用案例。
教学方法:1. 讲授:讲解传感器的定义、分类和作用。
2. 案例分析:分析传感器在自动化系统中的应用案例。
作业与练习:1. 了解并总结常用传感器的性能指标。
2. 根据实际测量需求,选择合适的传感器。
第二章:电阻式传感器教学目标:1. 了解电阻式传感器的原理和特点。
2. 掌握电阻式传感器的应用和优缺点。
教学内容:1. 电阻式传感器的原理:电阻变化的原因、测量方法。
2. 电阻式传感器的特点:线性度好、响应速度快等。
3. 电阻式传感器的应用:力、压力、位移等测量。
4. 电阻式传感器的优缺点:精度高、抗干扰能力强等。
教学方法:1. 讲授:讲解电阻式传感器的原理和特点。
2. 实验演示:观察电阻式传感器的工作原理和应用。
作业与练习:1. 了解并总结电阻式传感器的应用领域。
2. 分析电阻式传感器的优缺点。
第三章:电容式传感器教学目标:1. 了解电容式传感器的原理和特点。
2. 掌握电容式传感器的应用和优缺点。
教学内容:1. 电容式传感器的原理:电容变化的原因、测量方法。
2. 电容式传感器的特点:适用于微小量测量、抗干扰能力强等。
3. 电容式传感器的应用:位移、湿度、液位等测量。
4. 电容式传感器的优缺点:精度高、响应速度快等。
教学方法:1. 讲授:讲解电容式传感器的原理和特点。
2. 实验演示:观察电容式传感器的工作原理和应用。
作业与练习:1. 了解并总结电容式传感器的应用领域。
2. 分析电容式传感器的优缺点。
第四章:霍尔传感器教学目标:1. 了解霍尔传感器的原理和特点。
传感器课程设计实物教案

传感器课程设计实物教案一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握传感器的基本原理、类型和应用,提高学生的实际操作能力和创新能力。
通过本课程的学习,学生应达到以下目标:1.了解传感器的定义、分类和基本原理;2.掌握各种常见传感器的特点、结构和应用;3.熟悉传感器与控制系统的关系。
4.能够正确选择和使用传感器;5.能够进行传感器的安装、调试和维护;6.能够运用传感器解决实际问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生对传感器的兴趣和好奇心,激发学生学习传感器的热情;2.培养学生团队合作精神,提高学生沟通与协作能力;3.培养学生关注社会、关注生活,提高学生将所学知识应用于实际生活的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面:1.传感器的基本原理:介绍传感器的定义、工作原理和性能指标;2.传感器的分类:讲解各种常见传感器的特点、结构和应用;3.传感器的安装与调试:介绍传感器的安装方法、调试技巧和注意事项;4.传感器与控制系统的关系:讲解传感器在控制系统中的应用和作用。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解传感器的基本原理、分类和应用;2.讨论法:学生讨论传感器的安装、调试和实际应用问题;3.案例分析法:分析具体案例,让学生了解传感器在实际工程中的应用;4.实验法:安排实验室实践,让学生动手操作,提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的传感器教材;2.参考书:提供相关的传感器技术手册和资料;3.多媒体资料:制作课件、视频等的多媒体教学资料;4.实验设备:准备各种传感器设备和相关实验器材。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用以下评估方式:1.平时表现:评估学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等情况;2.作业:布置适量的作业,评估学生的理解和应用能力;3.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力;4.考试成绩:设置期中、期末考试,评估学生的知识掌握和运用能力。
传感器教学设计教案
传感器教学设计教案教案设计一、教学内容本节课的教学内容选自高中物理教材《传感器》一章,具体包括传感器的定义、分类、工作原理及其在日常生活和工业中的应用。
二、教学目标1. 使学生了解传感器的概念,理解传感器的工作原理及其在现实生活中的应用。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 提高学生对物理学科的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力。
三、教学难点与重点1. 传感器的分类及其工作原理。
2. 传感器在日常生活和工业中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:电脑、投影仪、传感器模型。
2. 学具:教材、笔记本、彩色笔。
五、教学过程1. 导入:通过一个简单的实例,如自动门的开关,引导学生思考传感器在其中的作用,激发学生的兴趣。
2. 新课:介绍传感器的定义、分类及其工作原理。
a. 传感器的作用:将非电学量转换为电学量。
b. 传感器的分类:温度传感器、压力传感器、光传感器等。
c. 传感器的工作原理:如热敏电阻的工作原理、光电效应等。
3. 应用:介绍传感器在日常生活和工业中的应用。
a. 智能家居:温度传感器在空调、暖气系统中的应用。
b. 工业生产:压力传感器在汽车刹车系统中的应用。
4. 例题讲解:分析一个实际问题,如自动车库的停车检测系统,引导学生运用所学知识解决问题。
5. 随堂练习:设计几个与传感器相关的问题,让学生现场解答,巩固所学知识。
六、板书设计1. 传感器定义、分类、工作原理。
2. 传感器在日常生活和工业中的应用。
七、作业设计1. 请列举几种常见的传感器及其应用。
2. 请结合生活实例,说明传感器是如何将非电学量转换为电学量的。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课的教学效果,学生对传感器知识的掌握程度,以及教学过程中存在的问题。
2. 拓展延伸:研究传感器在其他领域的应用,如医疗、环保等,探索传感器技术的发展趋势。
重点和难点解析一、传感器的定义和工作原理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。
高中物理传感器教案
高中物理传感器教案课题:传感器教学目标:1. 了解传感器的定义和分类;2. 掌握传感器的工作原理;3. 能够分析传感器在物理实验中的应用。
教学重点:1. 传感器的定义和分类;2. 传感器的工作原理;3. 传感器在物理实验中的应用。
教学难点:1. 传感器的工作原理;2. 传感器在物理实验中的应用。
教学过程:一、引入1. 利用图片展示一些常见的传感器,并让学生猜测其作用;2. 引导学生思考,什么是传感器?传感器的作用是什么?二、讲解1. 定义传感器:传感器是一种能够感知、检测并转换物理量或化学量的设备;2. 分类:按检测的物理量分为光、热、声、压、电等传感器;3. 工作原理:以温度传感器为例,讲解传感器如何通过物理或化学效应将被检测的物理量转换为电信号;4. 应用:讲解传感器在物理实验中的应用,如利用压力传感器测量气体压强等。
三、实践1. 学生分组进行实验,利用温度传感器测量不同温度下水的温度;2. 学生写出实验报告,分析传感器的工作原理和实验结果。
四、讨论1. 学生展示实验结果和分析,并进行讨论;2. 引导学生思考传感器在现实生活中的应用,并提出自己的见解。
五、总结1. 总结传感器的定义、分类、工作原理和应用;2. 引导学生思考传感器对科学技术发展的重要性。
六、作业1. 回答几道传感器相关的习题;2. 思考一个自己设计的实验,利用传感器进行数据采集和分析。
教学反思:通过这堂课的教学,学生对传感器有了更深入的了解,能够独立进行实验并分析实验结果。
同时,也引导学生思考传感器在日常生活和科学研究中的重要作用,培养了学生的实验能力和创新思维。
传感器及其工作原理的教案
传感器及其工作原理的教案一、教学目标1. 了解传感器的概念、作用和分类。
2. 掌握常见传感器的工作原理和应用。
3. 能够分析传感器在现实生活中的重要作用。
二、教学内容1. 传感器的基本概念解释传感器的定义,描述传感器在电子设备中的作用。
2. 传感器的分类介绍常见传感器的类型,如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
3. 温度传感器讲解温度传感器的工作原理,如热敏电阻、热电偶等。
4. 压力传感器介绍压力传感器的工作原理,如应变片、压阻传感器等。
5. 光敏传感器阐述光敏传感器的工作原理,如光电二极管、光敏电阻等。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解传感器的基本概念、分类和各种传感器的工作原理。
2. 使用演示法,展示传感器的工作过程和应用实例。
3. 开展小组讨论,分析传感器在现实生活中的作用。
四、教学准备1. 准备相关教材、课件和教学图片。
2. 准备实物传感器,如温度传感器、压力传感器等。
3. 准备示波器、电压表等实验器材。
五、教学过程1. 导入新课通过提问方式引导学生思考传感器在生活中的应用,激发学生的兴趣。
2. 讲解传感器的基本概念讲解传感器的定义,阐述传感器在电子设备中的作用。
3. 介绍传感器的分类介绍常见传感器的类型,让学生了解传感器家族。
4. 讲解温度传感器的工作原理讲解热敏电阻、热电偶等温度传感器的工作原理。
5. 讲解压力传感器的工作原理讲解应变片、压阻传感器等压力传感器的工作原理。
6. 讲解光敏传感器的工作原理讲解光电二极管、光敏电阻等光敏传感器的工作原理。
7. 演示传感器的工作过程和应用实例展示实物传感器的工作过程,让学生更直观地理解传感器的工作原理。
8. 小组讨论让学生结合生活实际,分析传感器在现实生活中的重要作用。
9. 课堂小结10. 布置作业布置一些有关传感器的思考题和实践题,巩固所学知识。
1. 课堂问答:通过提问,了解学生对传感器概念和分类的掌握情况。
2. 小组讨论:观察学生在讨论中的表现,评估他们对传感器工作原理的理解。
通用技术《认识传感器》课件及其教案
通用技术《认识传感器》课件及其教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)让学生了解传感器的概念、作用和分类;(2)让学生掌握传感器在实际应用中的基本原理;(3)培养学生运用传感器解决实际问题的能力。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实验和分析,让学生体验传感器在生活中的应用;(2)培养学生动手操作、观察、分析问题的能力;(3)引导学生运用所学知识解决实际问题。
3. 情感态度价值观:(1)培养学生对新技术的兴趣和好奇心;(2)培养学生勇于探究、积极向上的学习态度;(3)培养学生团队协作、交流分享的良好品质。
二、教学内容1. 传感器的基本概念(1)传感器的定义(2)传感器的作用(3)传感器的分类2. 传感器的应用实例(1)温度传感器在空调中的应用(2)光传感器在自动开关灯中的应用(3)红外传感器在电视遥控器中的应用3. 传感器的工作原理(1)电阻式传感器(2)电容式传感器(3)电压传感器(4)电流传感器4. 传感器在生活中的应用(1)传感器在智能家居中的应用(2)传感器在交通工具中的应用(3)传感器在医疗设备中的应用5. 传感器技术的未来发展(1)纳米传感器(2)无线传感器网络(3)智能传感器三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)传感器的概念、作用和分类;(2)传感器在实际应用中的基本原理;(3)传感器在生活中的应用。
2. 教学难点:(1)传感器的工作原理;(2)传感器技术的未来发展。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动探究;2. 利用多媒体课件、实物展示等手段,直观演示传感器的工作原理和应用实例;3. 组织学生进行实验操作,增强实践体验;4. 开展小组讨论,促进学生交流分享。
五、教学过程1. 导入新课:(1)播放课件:传感器在生活中的应用实例;(2)引导学生思考:什么是传感器?它在我们的生活中有哪些作用?2. 讲解传感器的基本概念:(1)传感器的定义;(2)传感器的作用;(3)传感器的分类。
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《传感器技术及应用》教案樊尚春仪器科学与光电工程学院二○○九年二月关于课程:一、基本信息课程编号:17z8315课程名称:传感器技术及应用Technology and Application of Transducer学分/学时:3/48开课学期:春季先修课程:主要有:物理、材料力学(工程力学)、电工基础、电子技术基础、自动控制理论。
二、课程内涵详细解释“传感器技术及应用”,分三个层次:传感器传感器技术传感器技术及应用三、课程主线一条主线,两个基础,三个重点,若干个独立模块一:一条主线(信息获取)二:两个基础(传感器的敏感机理,传感器的特性)三:三个重点(物理效应、变换原理、应用特点)多:多个模块(不同的传感器模块)四、课程基本要求牢牢把握信息技术中信息获取(传感器、测量)的重要性;牢固树立传感器的核心问题是敏感机理、敏感效应;传感器的核心是敏感元件的基本学术思想;熟练掌握传感器工作原理的基本分析方法;熟练掌握常用传感器的应用特点;能够对传感器的有关知识进行综合应用;基本掌握传感器技术在自动化系统、智能化技术中的应用。
五、课程安排第1讲:绪论第2讲:传感器的输入输出特性第3讲:传感器敏感结构的力学特性第4讲:几种典型的模拟式传感器第5讲:谐振式传感器第6讲:发展中的传感器新技术第7讲:总结“讲”——对课程内容的分类。
第1讲:绪论一、主要内容课程的教学方法与方式课程的设置背景(重要性)课程的主要内容课程的教学过程的基本要求课程的考核二、详细解释“传感器技术及应用”分三个层次:传感器传感器技术传感器技术及应用三、传感器技术的重要性几个典型实例分析——传感器技术的重要性“亚特兰蒂斯”号航天飞机(四度推迟发射,三次与测量有关)——燃料传感器出现了故障;2005年7月的“发现号航天飞机”——燃料传感器出现了故障;飞机最重要的被测参数?林士谔(1913~1987)——1938年,“林士谔法”-求解高次方程法1942年,“膜盒式空速表”-国际首创北航惯性技术学科、飞行器仪表学科创始人电位计式压力、空速传感器谐振筒压力传感器杨利伟,神舟五号,加速度传感器探月首席科学家,月壤成分的分析F16、F14——谐振膜压力传感器首位女太空游客——阿努什·安萨里,成实验研究对象,三个失重,一个辐射。
总结:技术发展趋势(总结)信息获取、信息传输、信息处理四、传感器的基本知识传感器的定义传感器的定义与理解传感器的分类按工作原理分类:物理型、化学型和生物型按被测参数分类传感器的特点⏹涉及多学科与技术⏹品种繁多,个性化应用⏹要求具有高的稳定性、高的可靠性、高的重复性、低的迟滞和快的响应⏹应用领域十分广泛⏹应用要求千差万别⏹传感器技术发展缓慢传感器的发展⏹新材料、新功能的开发与应用⏹微机械加工工艺的发展⏹传感器的多功能化发展⏹传感器的智能化发展⏹传感器模型及其仿真技术与传感器相关的一些基本概念⏹被测量(measurand)⏹测量(measurement)⏹仪表(meter)⏹仪器(instrument)⏹变送器(transmitter):五、课程的主要内容第1讲:绪论第2讲:传感器的输入输出特性第3讲:传感器敏感结构的力学特性第4讲:几种典型的模拟式传感器第5讲:谐振式传感器第6讲:发展中的传感器新技术第7讲:总结传感器的核心—敏感机理(细)传感器的敏感元件—弹性敏感元件(会)几种典型的先进传感器(熟)传感器的设计(初)传感器的评估、特点与应用(综)举例说明:硅微机械谐振式压力传感器(具有差动输出)如何学好传感器?四个“注重”注重产学研用注重与行业挂钩,面向行业注重传感器本身,特别是一次敏感机理注重与系统,自动化、智能化系统相结合传感器也要讲“科学发展”,注意积累!六、课程的教学过程的基本要求严格执行教务处的有关规定。
七、课程的考核考核主要以期末考试闭卷成绩为主,时间2小时。
平时课堂表现与作业适当考虑。
第2讲:传感器的输入输出特性一、主要内容1.传感器静态特性的一般描述2.传感器的静态标定3.传感器的主要静态性能指标及其计算4.非线性传感器静态性能指标计算的讨论二、传感器静态特性的一般描述函数、表格、曲线三、传感器的静态标定1.传感器的静态特性的获得——静态标定(Calibration)或静态校准2.静态特性标定——在一定的标准条件下,利用一定等级的标定设备对传感器进行多次往复测试的过程3.静态标定条件:⏹对标定环境的要求⏹对所用的标定设备的要求⏹标定过程的要求四、传感器的主要静态性能指标及其计算1.测量范围2.量程3.静态灵敏度4.分辨力与分辨率5.漂移6.温漂7传感器的测量误差8线性度9符合度10迟滞11非线性迟滞12重复性13综合误差14计算实例注意:有些概念的差别;计算实例的一些关键点。
五、非线性传感器静态性能指标计算的讨论1.问题的提出2.数据的基本处理3.误差的描述4.符合度的计算5.迟滞的计算6.符合性迟滞的计算7.重复性的计算8.综合误差的计算9.计算实例第3讲:传感器敏感结构的力学特性一、主要内容1.概述2.弹性敏感元件的基本特性3.基本弹性敏感元件的力学特性4.弹性敏感元件的材料二、基本要求:1.掌握在物理量传感器中,可以利用弹性敏感元件的物理特性。
2.弹性敏感元件的刚度、弹性滞后、弹性后效、蠕变的物理意义。
3.这些概念的普适性。
三、概述1.一般特性弹性元件——弹性变形通过大量的图——常用弹性敏感元件柔度(灵敏度)——刚度⏹弹性滞后⏹弹性后效与蠕变⏹弹性材料的机械品质因数特别注意:上述概念与传感器性能的关系!2.位移、应变、应力特性⏹弹性敏感元件的位移(直角坐标系)⏹弹性敏感元件的位移(平面极坐标系)⏹弹性敏感元件的应变(正应变、剪应变)在直角坐标系和平面极坐标系的表述⏹弹性敏感元件的应力(正应力、剪应力)在直角坐标系和平面极坐标系的表述注意上述概念的物理解析及其与传感器的关系!⏹弹性敏感元件的应力(直角坐标系)的边界条件⏹广义胡克定律(直角坐标系)(Robert Hooke)⏹一维、二维的具体应用特点介绍胡克:⏹胡克——1635~1703,1678年弹性定律发表在他的讲演集《态势的恢复》⏹科西1822年引入“应力”“应变”及G.格林的改进后才具有现代形式⏹胡克在科学上的贡献,与牛顿的对比3.固有振动特性固有谐振频率的概念、描述、物理意义、与传感器性能的关系4.其他特性弹性元件的热特性5.弹性敏感元件的边界条件⏹固支:位移与转角为零⏹简支:位移与转矩为零⏹自由:转矩与剪力为零以典型的梁弹性敏感元件为例进行说明;特别提示:边界条件的物理意义与传感器性能的关系;特别注意:介绍这些概念与“敏感元件”、敏感特性的关系!!四、弹性敏感元件的基本特性1.刚度与柔度2.弹性滞后3.弹性后效与蠕变4.弹性材料的机械品质因数5.位移描述6应变描述7.应力描述8.广义虎克定律9.固有谐振频率10.弹性元件的热特性五、基本弹性敏感元件的力学特性通过(1)几何描述(2)边界条件(3)受力状态(4)基本结论四个方面,对下面传感器中所应用的主要弹性敏感元件进行结论性讨论,特别注意结论的物理意义,与传感器性能的关系等;1.弹性柱体2.弹性弦丝的固有振动3.悬臂梁4.双端固支梁5.周边固支圆平膜片6.周边固支矩形平膜片7.周边固支波纹膜片8.E形圆膜片9.薄壁圆柱壳体10.弹簧管(包端管)11.波纹管要求掌握基本弹性敏感元件特性的数学描述与物理意义的对应关系;传感器特性的设计依据:会用。
六、弹性敏感元件的材料1.具有良好的机械性能2.具有良好的弹性性能3.具有良好的温度特性4.具有良好的化学性能第4讲:几种典型的模拟式传感器一、主要内容1.概述2.电位器式传感器3.应变式传感器4.压阻式传感器5.热电式传感器6.电容式传感器7.变磁路传感器8.压电式传感器二、电位器式传感器1.概述⏹结构⏹电位器式传感器用于什么场合?⏹应用特点?2.线绕式电位器的特性⏹灵敏度⏹阶梯特性和阶梯误差⏹分辨率3.非线性电位器⏹功用◆需要非线性输出;◆修正、补偿非线性;◆改善负载误差。
⏹实现途径◆电位器的结构◆应用电路4.电位器的负载特性及负载误差⏹电位器的负载特性⏹电位器的负载误差⏹减小负载误差的措施◆提高负载系数◆限制电位器的工作范围◆重新设计电位器的空载特性5.电位器的结构与材料6.非线绕式电位器7.典型的电位器式传感器⏹电位器式压力传感器(精讲)⏹电位器式加速度传感器(粗讲)注意:传感器的原理框图的准确表述!三、应变式传感器1.应变式变换原理金属丝的应变效应2.金属应变片⏹结构及应变效应⏹横向效应及横向灵敏度◆按出厂情况使用◆针对实用,重新标定◆短接圆弧段使用⏹结构及应变效应⏹横向效应及横向灵敏度⏹电阻应变片的种类◆金属丝式应变片◆金属箔式应变片◆半导体应变片◆薄膜式应变片⏹电阻应变片的材科◆敏感栅材料◆应变片基底材料◆引线材料⏹应变片的主要参数◆应变片电阻值◆绝缘电阻◆灵敏系数◆机械滞后◆允许电流◆应变极限◆零漂和蠕变3.应变片的动态响应特性⏹应变波的传播过程⏹应变片工作频率范围的估算4.应变片的温度误差及其补偿⏹温度误差产生的原因◆电阻的热效应◆试件与应变丝的材料线膨胀系数不一致⏹温度误差的补偿方法◆自补偿法——合理选择应变片和使用构件◆线路补偿法——合理使用电桥5.电桥原理⏹电桥的平衡⏹电桥的不平衡输出(最大灵敏度讨论)⏹电桥的非线性误差⏹减少电桥的非线性误差的措施◆差动电桥◆采用恒流源供电电桥思考:双臂与四臂差动电桥应用情况的比较思考:电桥转换电路中的温度温差6.典型的应变式传感器⏹应变式力传感器◆圆柱式力传感器【圆柱体:一端固支(非直接施力端)、一端自由(直接施力端)】被测集中力——圆柱体的应变——电阻应变片的电阻相对变化——电桥的电压输出讨论:横向力的影响?有可能形成弯曲变形——测量误差——不稳定工作——承弯膜片——多应变片应用方式◆环式测力传感器◆梁式测力传感器——基于悬臂梁——基于剪切梁——基于S型梁——双端固支梁典型应用——电子衡器⏹变式加速度传感器◆敏感元件:悬臂梁:——一端固支(非直接施力端)——一端自由(直接施力端,通过敏感质量)◆敏感机理:被测加速度(施加于悬臂梁的集中力)——悬臂梁的应变——电阻应变片的电阻相对变化——电桥的电压输出◆应用特点:——小量值加速度测量——灵敏度高——精度适中——成本不高——应用广泛⏹应变式压力传感器◆平膜片式压力传感器◆圆柱形应变筒式压力传感器◆非粘贴式(张丝式)应变压力传感器⏹应变式位移传感器注意应变与位移的关系⏹应变式转矩传感器◆圆柱式敏感元件的应用◆剪应变与正应变的转换◆灵敏度与几何参数的关系◆耦合隔振的问题特别提示:⏹应变式传感器的实现特点是被测量引起弹性敏感结构的位移偏小,而引起的应变适中;⏹应变式传感器通常可以实现四臂受感差动检测,大大提高了传感器的灵敏度、精度;⏹如何实现差动至关重要,要针对具体的传感器敏感结构精心设计;⏹温度误差是应变式传感器应该注意的问题;⏹应变式传感器通过粘贴应变敏感元件方式在实际应用中的问题。