电阻式传感器教案.
电阻式传感器教学课件
电阻式传感器的电路设 计
电阻式传感器的电路设计需 要考虑电容、电感和放大器 等元件的选型和组合，以提 高传感器的性能和稳定性。
电阻式传感器的材料选 择和封装设计
电阻式传感器的材料选择和 封装设计对传感器的灵敏度 和耐用性有重要影响，需要 根据具体应用需求进行优化。
第五部分：案例分析
1
照度传感器的设计和应用
电阻式传感器的分类
根据应用领域和测量目标的不同，电阻式传感器可以分为温度传感器、湿度传感器、光敏传 感器等多个类别。
电阻式传感器的工作原理
电阻式传感器通过测量材料电阻的变化来间接测量物理量，如温度、湿度、压力等，其原理 基于材料的电导率随物理量变化而变化。
第二部分：电阻式传感器的应用
温度传感器
温度传感器是电阻式传感器的常 见应用之一，广泛用于家电、汽 车和气象等领域，为温度监测提 供准确数据。
电阻式传感器教学课件PPT
这是一份关于电阻式传感器的教学课件PPT，通过简要的概述、实际应用和设 计制作等几个部分，系统介绍了电阻式传感器的基本概念、原理、应用和制 作过程。
第一部分：概论
什么是电阻式传感器
电阻式传感器是一种基于电阻变化来检测和测量物理量的传感器，广泛应用于工业自动化和 科学研究领域。
照度传感器
照度传感器基于光敏电阻原理， 可测量环境中的光照强度，被广 泛应用于自动照明控制和摄影设 备中。
气体传感器
气体传感器采用特定材料的电导 率随气体浓度变化的特性，用于 检测和测量空气中的有毒气体或 可燃气体。
第三部分：常见电阻式传感器
1 电位器
电位器是一种通过滑动触点改变电阻值的传感器，常用于电子设备中的电压和位置调节。
2 热电阻
电阻式传感器教案.
2.3应变式传感器的应用
一、 电位器式力学传感器
二、柱式压力传感器
三、应变式加速度传感器
第3章电容式传感器
3.1电容式传感器的工作原理和结构
一、基本工作原理：平板电容器电容量为
二、变极距型电容传感器
电容器极板间距离由初始值d0缩小了Δd，电容量增大了ΔC，则有
极板间可采用高介电常数的材料（云母、塑料膜等）作介质
其他：
难点：应变式传感器原理分析
教学方法及手段设计：板书多媒体辅助教学教具□其它□（请打√）
教学基本内容（提纲）
改进设想
2.2应变式电阻传感器
一、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”。
1．应变效应原理分析
讨论、作业和思考：
作业：为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件?现用一等强度梁：有效长L=150mm，固支处宽b=18mm，厚h=5mm，弹性模量E=2×105 N/mm2，贴上4片等阻值、K=2的电阻应变计，并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。试问（1）悬臂量上如何布片？又如何接桥？为什么？（2）当输入电压为3V，输出电压为2mV时的称重量是多少？
作业：
其他：
授课题目名称： 2.2应变式电阻传感器
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他
周 次
第3 周
课时安排
2 学时
教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
掌握应变式传感器的组成及工作原理，了解半导体应变原理
教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：
重点：应变效应、应变式传感器的组成及工作原理
电阻式传感器教学课件
通过测量电阻值的变化，可以得 知被测物理量的变化，从而实现 非电量到电量的转换。
电阻式传感器的分类
01
02
03
应变片式
利用导体材料的应变效应 ，将压力、应变等物理量 转换为电阻值变化。
热电阻式
利用导体或半导体的温度 效应，将温度变化转换为 电阻值变化。
电位计式
利用电位计的电刷在电阻 体上滑动，将位移或角位 移转换为电阻值变化。
稳定性与可靠性
稳定性
稳定性是指电阻式传感器在长时间使用或在不同条件下保持 其性能参数的能力。稳定性好的传感器能够提供更可靠、更 准确的测量结果。
可靠性
可靠性是指电阻式传感器在规定条件下和规定时间内完成规 定功能的能力。可靠性高的传感器具有更长的使用寿命和更 高的可靠性，能够保证测量的稳定性和准确性。
后续评估和改进。
06
电阻式传感器的发展趋势与展 望
Chapter
新材料、新工艺的应用
高分子电阻式传感器
01
利用高分子材料的导电性，具有灵敏度高、响应速度快、耐腐
蚀等特点。
纳米电阻式传感器
02
利用纳米材料的超小尺寸效应，实现传感器的高精度和高灵敏
度。
陶瓷电阻式传感器
03
利用陶瓷材料的稳定性和绝缘性，具有高温、高压、高频等优
良特性。
多功能、智能化的发展趋势
集成化
将多个传感器集成在一个芯片上，实现多参数、 多功能的测量。
智能化
通过微处理器和算法的应用，实现传感器的自校 准、自补偿和自诊断等功能。
网络化
通过物联网技术，实现传感器数据的远程传输和 实时监测。
在物联网、人工智能等领域的应用前景
物联网
电阻式传感器电子教案
传感器及自动检测技术 课程教案授课题目（教学章节或主题）： 电阻式传感器 授课类型 理论课 授课时间教学目标或要求：1．掌握电阻应变效应的基本概念。
2．掌握电桥原理与各电桥的特点。
3. 掌握温度误差产生的原因及其补偿方法。
4．了解应变计的应用和发展现状。
教学内容（包括基本内容、重点、难点）： 基本内容一. 什么是应变效应定义：电阻丝受外力作用时，将产生弹性变形和应变，与此同时其电阻值也发生改变，这种现象称为“电阻应变效应”。
图1如图1所示设有一段长为L ，截面积为S ，电阻率为ρ的导体(如金属丝)，它具有的电阻为：l R S ρ=式中：ρ—电阻丝的电阻率；L —电阻丝的长度；S —电阻丝的截面积。
当金属丝受拉时如图2所示，L 变长、r 变小，导致R 变大 。
图3 电阻应变片的结构常用的金属应变片组要有两种结构：丝式和箔式两种。
如图4所示图4金属应变片金属丝式应变片一般直径在0.012～0.05mm 的金属丝；金属箔式应变片 厚度在0.001～0.01mm 的金属箔； 三．应变片的主要参数 1.应变片电阻值（R0）电阻应变片的电阻值为60Ω、120Ω、350Ω，500Ω和1000Ω 等多种规格，以120Ω最为常用。
应变片的电阻值越大，允许的工作电压就大，传感器的输出电压也大，相应地应变片的尺寸也要增大，在条件许可的情况下，应尽量选用高阻值应变片。
2.绝缘电阻：要求>1010欧姆；3.应变片的灵敏系数（K ）金属应变丝的电阻相对变化与它所感受的应变之间具有线性关系，用灵敏度系数KS 表示。
当金属丝做成应变片后，其电阻—应变特性，与金属单丝情况不同。
因此，须用实验方法对应变片的电阻—应变特性重新测定。
实验表明，金属应变片的电阻相对变化与应变ε在很宽的范围内均为线性关系。
即 RK R ε∆= RK R ε∆= 金属应变丝的电阻相对变化与它所感受的应变之间具有线性关系，用灵敏度系数KS表示。
当金属丝做成应变片后，其电阻—应变特性，与金属单丝情况不同。
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一、教学内容本教案基于《传感器原理及应用》教材第3章“电阻式传感器”和第6章“光电传感器”，详细内容包括：1. 电阻式传感器的原理、类型及应用；2. 光电传感器的原理、类型、特性及应用实例。
二、教学目标1. 理解并掌握电阻式传感器和光电传感器的工作原理；2. 学习并了解不同类型的电阻式传感器和光电传感器的特点及应用；3. 培养学生的动手操作能力，学会使用传感器进行数据采集。
三、教学难点与重点1. 教学难点：传感器工作原理的理解，传感器类型及应用的选择；2. 教学重点：电阻式传感器和光电传感器的原理及其在实际应用中的使用。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、实验设备（电阻式传感器、光电传感器、数据采集卡等）；2. 学具：笔记本、实验报告、传感器模块。
五、教学过程1. 引入实践情景：介绍传感器在生活中的应用，如智能家居、工业生产等；2. 理论讲解：a. 电阻式传感器原理、类型及应用；b. 光电传感器原理、类型、特性及应用实例；3. 例题讲解：讲解传感器在实际应用中的计算和数据处理；4. 随堂练习：让学生针对所学内容进行计算和分析；5. 实验操作：a. 安装并调试电阻式传感器和光电传感器；b. 使用数据采集卡进行数据采集；c. 数据处理和分析；六、板书设计1. 电阻式传感器原理、类型及应用；2. 光电传感器原理、类型、特性及应用实例；3. 实验结果展示。
七、作业设计1. 作业题目：a. 简述电阻式传感器和光电传感器的工作原理；2. 答案：见附件。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：a. 探索其他类型的传感器原理及应用；b. 了解传感器在物联网、智能制造等领域的应用；c. 鼓励学生参加传感器相关的竞赛和实践活动，提高实际操作能力。
重点和难点解析：1. 教学难点：传感器工作原理的理解；2. 教学重点：电阻式传感器和光电传感器的原理及其在实际应用中的使用；3. 实验操作：安装并调试电阻式传感器和光电传感器；4. 作业设计：简述电阻式传感器和光电传感器的工作原理及列举应用。
传感器教案第二章电阻式传感器
第二章电阻式传感器自1856 年英国物理学家汤姆逊发现材料的电阻应变效应以来，在第二次世界大战期间制成了世界上第一片电阻应变式传感器，至今，它仍是测力与应变的主要传感器。
其测力范围小到肌肉纤维，约5× 10-5N，大到阿波罗登月火箭，维5×107N，精确度可达0.1%，好的可达0.01 ～0.005%，可有10 年以上的校准稳定性。
电阻式传感器的基本原理是将被测量的变化转换为传感元件中电阻值的变化，再经过转换电路变成电信号输出。
它具有结构简单、性能稳定、灵敏度较高等优点，在几何量和机械量的测量领域中应用广泛。
电阻式传感器，根据其传感元件的不同，可分为应变式传感器、压阻式传感器、电位器式传感器等。
第一节应变式传感器应变式传感器基本上是利用金属的电阻应变效应将被测量转换为电量输出的。
它有以下优点：（1）结构简单，使用方便，性能稳定、可靠，由于有保护覆盖层，可工作于各种恶劣环境；（2）易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测；（3）灵敏度高，测量速度快，范围大、体积小、动态响应好，适合静态、动态测量，如变形可从弹性到塑性，由1～20%变化；分辨率可达1～2 微应变（μ ε ）；误差小于1%；（4）可以测量多种物理量。
因此，至今，它仍是测力与应变的主要传感器，广泛应用于测量应变力、压力、转矩、位移、加速度等。
其缺点是电阻会随温度变化，产生误差。
测量容器内部应变时无法粘贴，故难以测量。
一、工作原理（一）金属的电阻应变效应当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。
由电阻公式LR （2-1 ）S差分RLS Lr2（2-2）R LSLr式中， L ，r ，S ，ρ 分别为一根金属丝的长度、半径、截面积和电阻率。
由式 （2-2） 可见，金 属丝在受到外力 F 时，由于长度、截面积、电阻率均发生变化，因而电阻也会发生变化。
定义金属丝的纵向（轴向应变）为 l ；l横向（径向）应变为 T rr泊松比为 Tr l //lr 则式（ 2-2 ）可改写成R (1 2 )R（2-3）通常将单位应变引起的电阻值相对变化称为电阻丝的灵敏系数，其表达式为对金属丝而言， 由电阻率变化而引起的电阻变化值一般远小于因形变而引起的电阻值变 化，因此，一般有k 0 1 2通常金属丝的灵敏系数为 1.7 ～3.6 。
电阻应变式传感器课程设计
电阻应变式传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电阻应变式传感器的工作原理，掌握其构成及功能；2. 掌握电阻应变片的基本特性，了解其应用范围；3. 学会分析电阻应变式传感器在实际应用中的电路连接方式和数据处理方法。
技能目标：1. 能够正确使用万用表、示波器等工具进行电阻应变式传感器的测量；2. 学会设计简单的电阻应变式传感器电路，并进行调试；3. 能够运用所学知识解决实际问题，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对传感器技术研究的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通协调能力；3. 使学生认识到电阻应变式传感器在工程领域的应用价值，提高社会责任感。
本课程针对高年级学生在电子技术领域的基础知识，结合电阻应变式传感器的特点，旨在提高学生理论联系实际的能力。
课程注重培养学生的动手操作能力、创新思维和实际应用能力，为后续相关专业课程的学习打下坚实基础。
通过本课程的学习，使学生能够在实际工程问题中运用电阻应变式传感器，为我国工程技术领域的发展贡献自己的力量。
二、教学内容1. 电阻应变式传感器原理- 电阻应变效应- 电阻应变片的结构与工作原理- 电阻应变片的特性曲线2. 电阻应变式传感器的构成与分类- 基本构成元件- 不同类型的电阻应变式传感器- 各类传感器的应用场景3. 电阻应变式传感器电路设计- 电路连接方式- 信号调理电路- 数据采集与处理4. 电阻应变式传感器应用实例- 力、压力、位移测量- 在工程领域的应用案例- 创新性应用探讨5. 实验教学- 电阻应变式传感器测量实验- 电路设计与调试- 实验报告撰写与交流教学内容依据课程目标进行科学性和系统性设计，以教材相关章节为基础，结合实际教学需求进行调整。
教学进度安排合理，确保学生在掌握理论知识的同时，能够充分锻炼实际操作能力。
通过以上教学内容的实施，使学生全面了解电阻应变式传感器及其在实际工程中的应用。
三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，结合课本内容，旨在激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
轴向应变和径向应变的关系可表示为 ，灵敏系数（其物理意义是单位应变所引起的电阻相对变化量）其表达式为
2．半导体应变片原理
讨论、作业和思考：
作业：金属应变计与半导体应变计在工作机理上有何不同？试比较应变计各种灵敏系数概念的不同物理意义。
作业：从丝绕式应变计的横向效应考虑，应该如何正确选择和使用应变计？在测量应力梯度较大或应力集中的静态应力和动态应力时，还需考虑什么因素？
其他：
授课题目名称：2.3应变式传感器的应用第3章电容式传感器3.1电容式传感器的工作原理和结构
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他
周 次
第4周
其他：
授课题目名称： 2.2应变式电阻传感器
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他
周 次
第3 周
课时安排
2 学时
教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
掌握应变片的粘贴方法；掌握直流电桥测量原理；了解交流电桥原理
教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：
重点：直流电桥测量电路分析过程
作业：
其他：
授课题目名称： 2.2应变式电阻传感器
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他
周 次
第3 周
课时安排
2 学时
教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
掌握应变式传感器的组成及工作原理，了解半导体应变原理
教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：
重点：应变效应、应变式传感器的组成及工作原理
授课题目名称：1.3传感器测量系统 第二章电阻式传感器2.1电位器式电阻传感器
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□ 实验课□ 习题课□ 其他
周 次
第 2 周
课时安排
2 学时
教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
掌握传感器测量系统的组成及各部分的功能；了解电位器式传感器的类型。
教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：
重点：传感器测量系统的组成及各部分的功能
难点：传感器测量系统各部分的功能
教学方法及手段设计：板书多媒体辅助教学教具□其它□（请打√）
教学基本内容（提纲）
改进设想
1.3传感器测量系统
测量系统组成
一、敏感元件：是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。
二、信号调理：将传感器的输出电信号转换为适合于传输、显示、记录的信号，能更好的满足后虚电路对输入信号的要求。
基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。
第2章电阻式传感器
2.1电位器式电阻传感器
一、滑线位移式
二、角位移式
三、分段式
四、电位器式磁带张力传感器
讨论、作业和思考：
改进设想
2.3应变式传感器的应用
一、 电位器式力学传感器
二、柱式压力传感器
三、应变式加速度传感器
第3章电容式传感器
3.1电容式传感器的工作原理和结构
一、基本工作原理：平板电容器电容量为
二、变极距型电容传感器
电容器极板间距离由初始值d0缩小了Δd，电容量增大了ΔC，则有
极板间可采用高介电常数的材料（云母、塑料膜等）作介质
讨论、作业和思考：
作业：为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件?现用一等强度梁：有效长L=150mm，固支处宽b=18mm，厚h=5mm，弹性模量E=2×105 N/mm2，贴上4片等阻值、K=2的电阻应变计，并接入四等臂差动电桥构成称重传感器。试问（1）悬臂量上如何布片？又如何接桥？为什么？（2）当输入电压为3V，输出电压为2mV时的称重量是多少？
难点：应变式传感器原理分析
教学方法及手段设计：板书多媒体辅助教学教具□其它□（请打√）
教学基本内容（提纲）
改进设想
2.2应变式电阻传感器
一、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”。
1．应变效应原理分析
其他：
难点：非线性误差及其补偿方法
教学提纲）
改进设想
二、金属应变片特性
1．金属电阻应变片的种类
2．金属电阻应变片的材料
3．金属电阻应变片的粘贴
三、电阻应变片的测量电路
1．直流电桥
2.电压灵敏度
3.非线性误差及其补偿方法
4．交流电桥
讨论、作业和思考：
课时安排
2 学时
教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
了解应变传感器应用；掌握变间隙式电容传感器的工作原理
教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：
重点：变间隙式电容传感器的工作原理
难点：高介电常数的材料作介质时电容传感器特性
教学方法及手段设计：板书多媒体辅助教学教具□其它□（请打√）
教学基本内容（提纲）