传感器课程设计
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》课程教学大纲
M4
平时表现
20%
A-遵守纪律，全勤；工作态度认真，积极主动;B-遵守纪律，全勤；工作态度比较认真，有积极性;C-遵守纪律，缺勤不到20%；工作态度端正，有一定主动性;D-纪律性差，缺勤超过30%；工作态度不端正，不积极不主动;
11
M4
实验和口头报告
50%
A-传感器设计完整，性能符合要求，实验结果正确。答辩过程语言表达流畅，内容表述清晰准确，回答问题正确。B-传感器设计较为完整，性能比较符合要求，实验结果较为正确。答辩过程语言表达较为流畅，内容表述较为清晰准确，回答问题较为正确。C-传感器设计基本完整，性能基本符合要求，实验结果基本正确。答辩过程语言表达基本流畅，内容表述基本清晰准确，回答问题基本正确。D-传感器设计不完整，性能不符合要求，实验结果不正确。答辩过程语言表达不流畅，内容表述不清晰准确，回答问题不正确。
4
M2
平时表现
20%
A-遵守纪律，全勤；工作态度认真，积极主动;B-遵守纪律，全勤；工作态度比较认真，有积极性;C-遵守纪律，缺勤不到20%；工作态度端正，有一定主动性;D-纪律性差，缺勤超过30%；工作态度不端正，不积极不主动;
5
M2
实验和口头报告
50%
A-传感器设计完整，性能符合要求，实验结果正确。答辩过程语言表达流畅，内容表述清晰准确，回答问题正确。B-传感器设计较为完整，性能比较符合要求，实验结果较为正确。答辩过程语言表达较为流畅，内容表述较为清晰准确，回答问题较为正确。C-传感器设计基本完整，性能基本符合要求，实验结果基本正确。答辩过程语言表达基本流畅，内容表述基本清晰准确，回答问题基本正确。D-传感器设计不完整，性能不符合要求，实验结果不正确。答辩过程语言表达不流畅，内容表述不清晰准确，回答问题不正确。
传感器相关的课程设计
传感器相关的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解传感器的定义、分类和工作原理，掌握常见传感器的特点及应用场景。
2. 使学生了解传感器在智能控制系统中的作用，掌握传感器信号的采集、处理和传输方法。
3. 帮助学生掌握传感器相关的基础电路，如信号放大、滤波和线性化等。
技能目标：1. 培养学生运用传感器进行数据采集和简单智能控制系统搭建的能力。
2. 培养学生分析传感器性能和选用合适传感器解决实际问题的能力。
3. 提高学生动手实践能力，学会使用传感器相关仪器和设备。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对传感器技术的兴趣和求知欲，激发创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论相结合。
3. 增强学生的团队合作意识，学会在团队中分工合作、共同解决问题。
课程性质：本课程为学科拓展课程，以实践为主，理论联系实际，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于初中或高中阶段，具备一定的物理知识和实验技能，对新技术和新事物充满好奇。
教学要求：结合传感器技术发展趋势，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力，培养学生解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性，鼓励学生主动探究、创新实践。
通过本课程的学习，使学生能够掌握传感器相关知识，具备初步的智能控制系统设计能力。
二、教学内容1. 传感器基础知识- 传感器的定义、分类和工作原理- 常见传感器（如温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等）的特点及应用场景2. 传感器在智能控制系统中的应用- 传感器信号采集、处理和传输方法- 传感器与微控制器的接口技术3. 传感器相关电路- 信号放大、滤波和线性化电路- 传感器信号处理电路的设计与搭建4. 实践操作- 使用传感器进行数据采集和简单智能控制系统搭建- 分析传感器性能，选用合适传感器解决实际问题5. 教学案例与拓展- 结合教材中的实例，进行传感器应用案例分析- 介绍传感器技术的发展趋势和新兴应用领域教学大纲安排：第一周：传感器基础知识学习第二周：常见传感器特点及应用场景分析第三周：传感器信号采集、处理和传输方法学习第四周：传感器相关电路设计与搭建第五周：实践操作（数据采集与智能控制系统搭建）第六周：教学案例与拓展，总结与反思教学内容与教材关联性：本教学内容与教材中传感器相关章节紧密关联，涵盖传感器的定义、分类、工作原理以及应用等方面，旨在帮助学生系统地掌握传感器知识，提高实际操作能力。
传感器实验课程设计
传感器实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解传感器的定义、分类和工作原理；2. 学生能够掌握常见传感器（如温度传感器、光敏传感器、压力传感器等）的使用方法和应用场景；3. 学生能够了解传感器在智能控制系统中的作用和重要性。
技能目标：1. 学生能够正确使用传感器进行实验操作，并熟练读取、分析实验数据；2. 学生能够运用所学知识，设计简单的传感器控制系统，解决实际问题；3. 学生能够通过实验，培养观察、分析、解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到传感器技术在现实生活中的广泛应用，增强对科学的兴趣和好奇心；2. 学生能够通过实验，培养合作、探究、创新的精神，提高自主学习能力；3. 学生能够关注传感器技术的发展，意识到科技对社会进步的重要影响，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实验课程，注重理论与实践相结合，培养学生的动手操作能力和创新思维。
学生特点：初中生，对新鲜事物充满好奇，具有一定的认知能力和动手能力，但需引导和激发。
教学要求：教师应充分准备实验器材，确保实验安全；注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力。
同时，关注学生的个体差异，给予个性化指导。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，组织以下教学内容：1. 传感器基础知识：- 传感器的定义、分类和工作原理；- 常见传感器（温度传感器、光敏传感器、压力传感器等）的原理及特点。
2. 传感器实验操作：- 实验器材的认识与使用方法；- 传感器实验操作步骤及注意事项；- 实验数据的读取、记录与分析。
3. 传感器应用案例：- 温度传感器在智能家居中的应用；- 光敏传感器在自动照明系统中的应用；- 压力传感器在工业生产中的应用。
4. 传感器控制系统设计：- 简单传感器控制系统的设计原理；- 控制系统的搭建与调试；- 解决实际问题的方法与技巧。
传感器技术的课程设计
传感器技术的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解传感器的定义、分类和工作原理，掌握传感器在工程和日常生活中的应用。
2. 学生能够描述不同类型传感器的特点，例如温度传感器、压力传感器、光传感器等，并解释其工作过程。
3. 学生能够运用传感器的基本原理，分析简单电路中传感器的功能及相互协作的关系。
技能目标：1. 学生通过实验操作和数据分析，培养实际操作传感器和处理信息的能力。
2. 学生能够设计简单的传感器应用电路，解决实际问题，提升创新实践能力。
3. 学生通过小组合作，学会交流想法、分享信息，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习传感器技术，激发对物理科学的兴趣，培养探究精神和创新意识。
2. 学生能够在学习过程中认识到传感器技术对于社会发展的重要性，增强社会责任感和使命感。
3. 学生通过课程学习，培养细心观察生活、发现问题的习惯，形成科学、严谨的学习态度。
二、教学内容本课程以《物理》课本中传感器技术相关章节为基础，涵盖以下教学内容：1. 传感器技术概述：介绍传感器的定义、作用、分类和工作原理，结合实际案例展示传感器的应用领域。
2. 常见传感器及其特性：- 温度传感器：热敏电阻、热电偶等；- 压力传感器：应变片、硅压阻等；- 光传感器：光敏电阻、光电二极管等；- 其他传感器：湿度传感器、磁敏传感器等。
3. 传感器应用电路设计：- 简单传感器电路分析；- 传感器信号处理方法；- 结合实际问题，设计简单的传感器应用电路。
4. 传感器实验操作与数据分析：- 安排实验课程，让学生动手操作传感器；- 收集、整理和分析实验数据，培养学生实际操作能力和数据处理能力。
5. 传感器技术发展趋势与未来展望：- 介绍传感器技术的发展趋势；- 探讨传感器技术在未来各领域的应用前景。
教学内容安排和进度：第一课时：传感器技术概述；第二课时：常见传感器及其特性；第三课时：传感器应用电路设计；第四课时：传感器实验操作与数据分析；第五课时：传感器技术发展趋势与未来展望。
传感器课程设计20页
传感器课程设计20页一、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，培养学生动手能力和创新思维，提高学生对传感器技术的认识和理解。
知识目标：了解传感器的基本概念、分类和特性；掌握传感器的选型、安装和调试方法；了解传感器在自动化系统和智能制造中的应用。
技能目标：能够根据实际需求选择合适的传感器，进行电路设计和系统集成；能够使用传感器进行数据采集和分析，解决实际问题。
情感态度价值观目标：培养学生对科技创新的兴趣和热情，提高学生责任感和社会使命感，使学生认识到传感器技术在现代社会中的重要性。
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、性能参数和应用领域。
1.传感器的基本原理：电阻式、电容式、电感式、霍尔效应、光电效应等传感器的原理和特点。
2.传感器的性能参数：灵敏度、迟滞、重复性、线性度、分辨力等参数的定义和计算。
3.传感器的应用领域：工业自动化、智能交通、生物医学、环境监测等领域的传感器应用案例。
4.传感器选型、安装和调试：根据实际需求选择合适的传感器，了解传感器的安装和调试方法。
5.传感器与微处理器的接口技术：了解传感器与微处理器的接口方式，掌握接口电路的设计方法。
三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法。
1.讲授法：通过教师讲解，使学生掌握传感器的基本原理和性能参数。
2.讨论法：引导学生参与课堂讨论，提高学生对传感器应用案例的分析和评价能力。
3.案例分析法：分析实际应用案例，使学生了解传感器在各个领域的应用，提高学生的实践能力。
4.实验法：学生进行实验，使学生掌握传感器的选型、安装和调试方法，培养学生的动手能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材：选用国内权威出版社出版的传感器教材，保证课程内容的科学性和系统性。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
传感器做课程设计
传感器做课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解传感器的基本工作原理，掌握不同类型传感器的功能与应用。
2. 学生能够描述传感器在生活中的应用，并分析其工作过程。
3. 学生能够运用物理知识解释传感器转换信号的过程。
技能目标：1. 学生通过小组合作，能够设计并制作一个简单的传感器应用作品。
2. 学生能够运用所学知识，解决实际生活中与传感器相关的问题。
3. 学生能够运用信息技术手段，收集、处理和分析传感器数据。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对传感器技术的兴趣，激发探究未知世界的热情。
2. 学生通过课程学习，认识到传感器技术在生活中的重要性，增强社会责任感。
3. 学生在小组合作中，学会尊重他人意见，培养团队合作精神和沟通能力。
课程性质：本课程为实践性较强的综合实践活动课程，结合物理知识和实际应用，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生为八年级学生，具备一定的物理知识基础，好奇心强，喜欢动手操作。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与，关注学生的个体差异，提高学生的实践能力和综合素质。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 传感器基础知识：介绍传感器的定义、分类和工作原理，重点讲解力敏传感器、光敏传感器、热敏传感器等常见类型。
教材章节：《物理》八年级下册，第十章《传感器》。
2. 传感器应用实例：分析生活中传感器应用的实例，如自动门、温度控制器、烟雾报警器等，使学生了解传感器在实际生活中的重要作用。
教材章节：《物理》八年级下册，第十章《传感器》中的应用实例部分。
3. 传感器制作实践：指导学生设计并制作一个简单的传感器应用作品，如温湿度计、光线控制灯等，培养学生的动手能力和创新能力。
教材章节：《物理》八年级下册，第十章《传感器》实践活动部分。
4. 传感器数据采集与处理：介绍传感器数据的采集、处理和分析方法，引导学生运用信息技术手段进行数据收集和处理。
传感器简易课程设计
传感器简易课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解传感器的定义、分类和工作原理；2. 掌握常见传感器（如温度传感器、光敏传感器、声音传感器等）的使用方法和应用场景；3. 理解传感器在智能控制系统中的作用和重要性。
技能目标：1. 学会正确使用传感器进行数据采集和简单控制；2. 能够分析传感器在具体应用场景中的优缺点；3. 能够运用传感器解决实际问题，设计简单的智能控制系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对传感器技术的好奇心和探究精神；2. 增强学生对科技创新和社会责任感，认识到传感器在生活中的广泛应用和价值；3. 培养学生团队协作、沟通交流的能力，提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和创新思维。
学生特点：学生具备一定的物理知识和实验操作技能，对新技术和新事物充满好奇。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，提供丰富的实践机会，引导学生主动探究和解决问题。
在教学过程中，注重培养学生的问题分析能力、动手实践能力和团队合作精神。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活和未来工作中。
二、教学内容1. 传感器基础知识：- 传感器的定义、分类和工作原理；- 常见传感器（温度传感器、光敏传感器、声音传感器等）的原理和特性。
2. 传感器应用与操作：- 传感器在智能控制系统中的应用场景；- 传感器的选型、安装和调试方法；- 传感器数据采集与处理的基本方法。
3. 实践项目：- 设计简单的温度控制系统；- 设计光控开关和声音控制灯；- 结合传感器制作一个简易的智能机器人。
教学大纲：第一周：传感器基础知识学习，了解传感器的工作原理和分类；第二周：学习常见传感器的原理和特性，进行传感器选型分析；第三周：实践操作，学习传感器的安装、调试和数据采集方法；第四周：分组进行实践项目设计，完成项目制作和调试；第五周：展示与评价，各小组展示作品，进行交流与评价。
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哈尔滨远东理工学院
传感器课程设计
机器人学院
二0一七年六月二十五日
第1章绪论....................................
1.1选题背景 ...............................
1.2目的和意义 ..............................
第2章设计方案及其论述............................
2.1模型建立及电路原理..........................
2.2电路图 (4)
第3章数据图表及分析 (6)
3.1数据图表 (6)
3.2数据分析 (7)
结论 (8)
第1章绪论
1.1选题背景
称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。
电子称重器是电子称重器中的一种，称重器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，称重器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。
因此，称重技术的研究和称重器工业的发展各国都非常重视。
工业生产中，称重传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域，可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。
本实验是利用金属箔式应变片设计一个小型称重装置。
硬件部分是在Multisim 中仿
真设计，使用电压变化进行模拟测量物体重量从而达到实验效果。
1.2目的和意义
1）掌握金属箔式应变片的应变效应，单臂、全桥电桥工作原理和性能。
2）学会建立仿真模型。
3）比较单臂双臂与全桥电桥的不同性能、了解其特点。
4）学会使用全桥电路。
5）了解物体重量与电压的关系效应。
6）了解电路原理
第2章设计方案及其论述
2.1模型建立及电路原理
1.传感器模型的建立
电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。
应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值将随着压力所产生的变化而变化。
对于金属导体，电阻变化率的表达式为：
k o通常把单位应变所引起电阻相对变化称作电阻丝的灵敏系数，对于金属导体，其表达式为：
所以：
在外力作用下，应变片产生变化，同时应变片电阻也发生相应变化。
当测得阻值变化为△R时，可得到应变值£，根据应力与应变关系，得到应力值为式中：（T-应力，£ -应变（为轴向应变），E-材料的弹性模量。
又重力G与应力b的关系为：
式中：G-重力，S-应变片截面积
根据以上各式可得到：
由此得出应变片电阻与重物质量的关系，即
根据应变片常用的材料（如康铜）取
所以在Multisim 中可用建立以下模型来代替应变片进行仿真，模型如图2-1
图2-1
2.桥路部分电路原理
电阻应变计把机械应变转换成厶R/R后，必须采用转换电路通常采用惠斯登电桥电
路实现这种转换。
单臂电桥，如图2-2
当电桥平衡时，相对的两臂电阻乘积相等，即：
设桥臂比n=R2/R1由于R1vvR1分母中R1/R1可忽略，于是：
电桥电压灵敏度定义为：
从上式分析发现：
(1)桥电压灵敏度正比于电桥供电电压。
(2)电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值n的函数，必须恰当的选择n的值，保证电桥具有较高的灵敏度。
2.2电路图
1单臂电桥
图2-3
2双臂电桥
图2-4
3四臂电桥
图2-5
第3章数据图表及分析
3.1数据图表
设置电路的输入端为15V的直流电源，固定电阻为348 Q，电桥端电压分别为0.08V ―― 0.17V的十组数据进行对比分析。
如表3-1
电压(V) 单臂(uV) 双臂(uV) 四臂
(uV)
0.08 4.151 8.302 16.603
0.09 4.67 9.339 18.679
0.1 5.189 10.377 20.754
0.11 5.707 11.415 22.83
0.12 6.226 12.453 24.905
0.13 6.745 13.49 26.981
0.14 7.264 14.528 29.096
0.15 7.783 15.566 31.131
0.16 8.302 16.603 33.207
0.17 8.821 17.641 35.282
表3-1
分析数据发现电压随着彼数增加而翻倍，如表3-2，表3-3
3.2数据分析
柱状图
表3-2
折线图
表3-3
控制系统的幵发和设计是一项复杂的系统工程，必须严格按照系统分析，系统设计，系统实施，系统运行和调试过程继续进行。
从整个小型电子称重器的设计过程中可看出，高速，高灵敏度，体积小，重量轻，携带方便，显示直观、测量精度高等特点。
在试验中使用三种电桥：单臂工作：电桥中只有一个臂接入被测量，其它三个臂采用固定电阻；双臂工作：如果电桥两个臂接入被测量，另两个为固定电阻就称为双臂工作电桥，又称为半桥形式；全桥方式：如果四个桥臂都接入被测量则称为全桥形式。
当桥臂应变片的电阻发生变化时，电桥的输出电压也随着变化。
当R«R 时，电桥的输出电压与应变成线性关系。
还可以看出在桥臂电阻产生相同变化的情况下，等臂电桥以及输出对称电桥的输出电压要比电源对称电桥的输出电压大，所以它们的灵敏度要高。
试验中使用的是金属箔式应变片，金属箔的一面涂胶形成胶底，然后在箔面上
用照相腐蚀成形法制成的，所以几何形状和尺寸非常精密，箔式片有下列优点：1随着光刻技术的发展，箔式片能保证尺寸准确、线条均匀，故灵敏系数分散性小。
尤其突出的是能制成栅长很小或敏感栅图案特殊的应变片2箔式片栅丝截面为矩形，故栅丝周表面积大，因而散热性好。
这样，在相同截面积下，允许通过的电流较丝绕式片的大，使测量有输出较大信号的可能。
另外，表面积大使附着力增加，
有利于变形传递，因而增加了测量的准确性3箔式片敏感栅横向部分的线条宽度比
纵向部分的大得多，因而单位长度的电阻也小很多，使箔式片横向效应很小。
总之，知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
通过
这次课程设计，我们即学会了使用Multisim 软件，也掌握了一些有用的知识，这
对我们以后的学习和生活非常的有帮助，也使得我们对自己的总体知识水平有了一个了解。
懂得了知识的重要性。
使我学会了如何运用所学的知识收集、归纳相关资料解决具体问题的方法，加强了我的动手能力、分析和解决问题的能力、以及增强综合运用知识的能力。