傳感器教案中職類

1、傳感器及應(yīng)用 授課班級(jí)： 12 電信班 周課時(shí)： 3 節(jié)正課 +1 節(jié)晚自習(xí) 上課時(shí)間： 20XX 年 4月 8日開始 備注：申少勇老師上的前5周 第 1 課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.1 電阻應(yīng)變式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉電阻式應(yīng)變傳感器的概念、構(gòu)成、工作原理。 掌握電阻式應(yīng)變傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 一、電阻應(yīng)變式傳感器概述 1.概念： (1) 電阻應(yīng)變式傳感器 ： 利用金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)制造的一種測(cè)量微小變 化量(機(jī)械)的傳感器。 (2) 電阻應(yīng)變效應(yīng) ：導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)， 其 電阻值也

2、將發(fā)生變化的現(xiàn)象。 2.構(gòu)成： 彈性敏感元件(敏感元件)與電阻應(yīng)變片(轉(zhuǎn)換元件)構(gòu)成。 3. 基本原理： 彈性敏感元件在感受被測(cè)量時(shí)將產(chǎn)生變形，使表面產(chǎn)生應(yīng)變。而黏結(jié) 在其表面上的電阻應(yīng)變片將隨著彈性敏感元件產(chǎn)生應(yīng)變， 使其電阻值也 產(chǎn)生相應(yīng)的變化。這樣，將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成傳感器元件電阻值的變 化，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。 4.類型： 測(cè)量力、壓力、位移、應(yīng)變、扭矩、加速度等傳感器。 5.特點(diǎn)： (1)這類傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，性能穩(wěn)定、可靠。 (2)易于實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程自動(dòng)化和多點(diǎn)同步測(cè)量、遠(yuǎn)距測(cè)量和遙測(cè)。 (3) 靈敏度高，測(cè)量速度快，適合靜、動(dòng)態(tài)測(cè)量。 (4) 可以測(cè)量各種物理量

3、。 因此在航空航天、機(jī)械、化工、交通、建筑、醫(yī)學(xué)、汽車工業(yè)等領(lǐng)域有 很廣的應(yīng)用。 課堂小結(jié)： 概念 構(gòu)成 原理 種類 測(cè)量電路 應(yīng)用 課后作業(yè)： P731 教學(xué)反思： 學(xué)生對(duì)概念掌握比較快，能正確正解其特。 第 2 課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.1 電阻應(yīng)變式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉電阻式應(yīng)變傳感器的概念、構(gòu)成、工作原理。 掌握電阻式應(yīng)變傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 二、電阻應(yīng)變片的種類及材料 1金屬絲式應(yīng)變片(圖2 1) (1) 分回線式(較常用，制作簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、成本低、易粘貼)和短接 式(克服了橫向效應(yīng)) 。 (2

4、) 常用材料：康銅、鎳鉻鋁合金、鐵鉻鋁合金以及鉑、鉑烏合金等。 2. 金屬箔式應(yīng)變片 (圖22) (1)原理：在絕緣基底上將厚度 0.0030.01mm 電阻箔材，利用照相制版 或光刻腐蝕的方法，制成適用于各種需要的形狀。 (2)優(yōu)缺點(diǎn)： 3. 金屬薄膜應(yīng)變片 (1) 原理：采用真空蒸發(fā)或真空沉積等方法， 在薄的絕緣基片上形成厚度 在 0. 1um 以下的金屬電阻材料薄膜的敏感柵，最后加上保護(hù)層。 (2) 優(yōu)缺點(diǎn)： 4. 半導(dǎo)體應(yīng)變片 (1) 原理：基于半導(dǎo)體材料的電阻率隨作用應(yīng)力而變化的所謂 “壓阻效 應(yīng) ”。 (2) 優(yōu)缺點(diǎn)： 三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 1. 原理：采用橋式電路(直流電橋或交流電橋

5、)把應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn) 換成電壓或電流的變化。大多數(shù)情況下采用的是直流電橋電路。 2. 單臂半橋：輸出電壓 電橋電壓靈敏度 P731 教學(xué)反思： 對(duì)種類的理解較好，對(duì)轉(zhuǎn)換電路的掌握不夠理想，還需要進(jìn)一步要求。 第3、4課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.1 電阻應(yīng)變式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉電阻式應(yīng)變傳感器的概念、構(gòu)成、工作原理 掌握電阻式應(yīng)變傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 四、溫度補(bǔ)償 常用補(bǔ)償塊補(bǔ)償法和橋路自補(bǔ)償法。3. 雙臂半橋：輸出電壓 4. 全橋形式：輸出電壓 課堂小結(jié)： 概念 構(gòu)成 原理 課后作業(yè)： 電橋電壓靈敏度 電

6、橋電壓靈敏度 種類 測(cè)量電路 應(yīng)用 1試件;2補(bǔ)償塊 五、電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用 1 力和扭矩傳感器 2 2補(bǔ)償塊溫度補(bǔ)償示意 圖2/粘貼式塵變朋和扭矩傳感器簡(jiǎn)圖 （町發(fā)忡桿；（b壓麵桿：（吋彎曲穩(wěn)啃累訂町扭抱柚：叭拗環(huán) 2壓力傳感器-組合式壓力傳感器 3）膜片式；（；（b）包端管式(d) (e) (b) 組合式壓力傳感器示童E 2-8筒式壓力傳感器 D P 3.加速度傳感器 課堂小結(jié)： 概念 構(gòu)成 原理 種類 測(cè)量電路 應(yīng)用 課后作業(yè)： P731 教學(xué)反思： 對(duì)其應(yīng)用舉例能夠理解，多數(shù)同學(xué)掌握較好。 第5課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.2 熱電阻傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電阻傳感器的概念、類型及特點(diǎn)。

7、 掌握熱電阻傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、熱敏電阻 教學(xué)方法 ： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 一、熱電阻傳感器 1.概念： 熱電阻傳感器 ：利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度及與 溫度有關(guān)的參數(shù)。 2.類型： (1) 金屬熱電阻傳感器(常稱為熱電阻) (2) 半導(dǎo)體熱電阻傳感器(常稱為熱敏電阻) 3.特點(diǎn)： 見書 二、熱電阻 1概念： 熱電阻主要是利用電阻隨溫度變化而變化這一特性來測(cè)量溫度的 2熱電阻的主要技術(shù)性能： 見書表2-1 表2-1熱電齟的主要技術(shù)性能 材料 I(WZP) iH(wzc) ) 按用溫度施囤嚴(yán)C -200- +960 -50 +15

8、0 電駅種n mxio-* 0, 098 1 -0- 106 0L 017 0兀700弋甸電阻 溫度系數(shù)平均值/弋-1 D. 003 92-0.003 9U 0. 004 25 -0, 004 28 化學(xué)穩(wěn)宦性 莊勒化性介應(yīng)屮較穩(wěn)定*不能 柱還氐性介質(zhì)申攤用,尤射離 淑情況F 趙過 持性近傲性，性能擬定.梢 線性較好,價(jià)搐低煖 町作標(biāo)臟測(cè)溫裝聊 適F測(cè)托低面、無水分J無侵蝕性介質(zhì)的探度 課堂小結(jié)： 概念類型熱敏電阻應(yīng)用 課后作業(yè)： P733 教學(xué)反思： 能掌握基本概念，對(duì)特性能正確理解 第6課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.2熱電阻傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電阻傳感器的概念、類型及特點(diǎn) 掌握熱電阻傳感器的

9、基本用途和應(yīng)用 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、熱敏電阻 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 三、熱敏電阻 1按溫度系數(shù)分： (1) NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻 (2) PTC正溫度系數(shù)熱敏電阻 (3) CTR臨界溫度系數(shù)熱敏電阻 2U0 各種熱敏電阻的典型特性 0 100 200 MP 表2-2幾種常用的熱16電陰型號(hào)及其主要參SS 主要用雄 主耍電參數(shù) 電肌怵形狀及形式 25 咒標(biāo)稱 ftm/kQ 撤定功牢/w 吋 MF-11 溫度補(bǔ)償 0.0I -15 0. 5 磊 60 片狀衛(wèi)熱 MF 測(cè)溫、控溫 U. 82-30D 0.25 桿狀、點(diǎn)熱 MF-16 溫度補(bǔ)摟 10-1 000 0

10、. 5 C115 桿狀、立恿 RRC2 測(cè)溫搭溫 6. 8 - 1 000 0,斗 專 20 桿默、立熱 RRCjB 測(cè)漏、控溫 3 700 0.03 5 5 珠狀衛(wèi)熱 RRW2 穩(wěn)從振堀 6. 8 -500 0,03 0.5 珠狀準(zhǔn)熱 2按結(jié)構(gòu)形式分：體型、薄膜型、厚膜型 3按工作方式分：直熱式、旁熱式、延遲電路 4按工作溫度區(qū)分：常溫區(qū)、高溫、低溫區(qū)熱敏電阻 5.根據(jù)使用要求封裝加工成各種形狀的探頭，如珠狀、片狀、桿狀、 錐狀、針狀等 課堂小結(jié)： 概念類型熱敏電阻應(yīng)用 課后作業(yè)： P733 教學(xué)反思： 能掌握基本分類方式，對(duì)各自的特點(diǎn)能正確理解。 第7課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.2熱電阻傳感器

11、教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電阻傳感器的概念、類型及特點(diǎn) 掌握熱電阻傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、熱敏電阻 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 四、熱電阻傳感器的應(yīng)用 1金屬熱電阻傳感器： 在工業(yè)上廣泛應(yīng)用金屬熱電阻傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量， 用電橋作為測(cè)量電 路。熱電阻傳感器還可測(cè)量流量。 2半導(dǎo)體熱電阻傳感器: (1)溫度測(cè)量：2-12熱電阻三線制接線法 (3)工業(yè)控制： 課堂小結(jié)： 概念類型熱敏電阻應(yīng)用 課后作業(yè): P733 教學(xué)反思:圖2J3雙橋溫差測(cè)員電路 溫度補(bǔ)償： 2-14 電阻溫度補(bǔ)償 能掌握其應(yīng)用電路，對(duì)各應(yīng)用電路的原理能夠正確分析 第8、9課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

12、 2.2熱電阻傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電阻傳感器的概念、類型及特點(diǎn) 掌握熱電阻傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、熱敏電阻 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 五、實(shí)例 數(shù)字溫度計(jì) 2、電路目的：數(shù)字溫度計(jì)通電后，LED數(shù)碼顯示器能準(zhǔn)確地顯示出由數(shù)字溫度計(jì) 1、電路組 PT100測(cè)量的環(huán)境溫度值，用發(fā)熱器件對(duì) PT100加熱：指示燈D5點(diǎn)亮 時(shí)，測(cè)量溫度大于40C時(shí)，電路開始告警；指示燈 D4點(diǎn)亮?xí)r，測(cè)量溫 度大于50C時(shí)，電路開始告警；指示燈D3點(diǎn)亮?xí)r，測(cè)量溫度大于60C 時(shí)，電路開始告警。 3、PT100鉑熱電阻：是一種以鉑金（Pt）做成的電阻式溫度檢測(cè)器，其

13、具 有穩(wěn)定性好、測(cè)量精度高、輸出 T-R線性度都好等優(yōu)點(diǎn)，PT100屬于正 電阻系數(shù)熱電阻，電阻和溫度變化的關(guān)系式如下： 溫 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 度 電阻值（Q） 0 100.0 100.3 100. 101. 101. 101. 102. 102. 106. 103. 0 9 78 17 56 95 23 73 12 51 10 103.9 104.2 104. 105. 105. 105. 106. 106. 107. 107. 0 9 68 07 46 85 24 63 02 40 20 107.7 108.1 108. 108. 109. 109. 110.1 11

14、0.5 110.9 111.2 9 8 57 96 35 73 2 1 0 9 30 111.6 112.0 112.4 112.8 113.2 113.6 114.0 114.3 114.7 115.1 7 6 5 3 2 1 0 8 7 5 40 115.5 115.9 116.3 116.7 117.0 117.4 117.8 118.2 118.6 119.0 4 3 1 0 8 7 6 4 3 1 50 119.4 119.7 120. 120. 120. 121. 121. 122. 122. 122. 0 8 17 55 94 32 71 09 47 86 60 123.2 12

15、3.6 124. 124. 124. 125. 125. 125. 126. 126. 4 3 01 39 78 16 54 93 31 69 70 127.0 127.4 127. 128. 128. 128. 129. 129. 130. 130. 8 6 84 22 61 99 37 75 13 52 80 130.9 131.2 131. 132. 132. 132. 133. 133. 133. 134. 0 8 66 04 42 08 18 57 95 33 90 134.7 135.0 135. 135. 136. 136. 136. 137. 137. 138. 1 9 47

16、85 23 61 99 37 75 13 100 138.5 138.8 139. 139. 140. 140. 141. 141. 141. 141. 1 8 26 64 02 40 78 16 54 91 110 142.2 142.6 143. 143. 143. 144. 144. 144. 145. 145. 9 7 05 43 80 18 56 94 31 69 120 146.0 146.4 146. 147. 147. 147. 148. 148. 149. 149. 7 4 82 20 57 95 33 70 08 46 130 149.8 150.2 150. 150. 1

17、51. 151. 152. 152. 152. 153. 3 1 58 96 33 71 08 46 83 21 140 153.5 153.9 154. 154. 155. 155. 155. 156. 156. 156. 8 6 33 71 08 46 83 20 58 95 150 157.3 157.7 158. 158. 158. 159. 159. 159. 160. 160. 3 0 07 45 82 19 56 94 31 68 160 161.0 161.4 161. 162. 162. 162. 163. 163. 164. 164. 5 3 80 17 54 91 29

18、66 03 40 170 164.7 165.1 165. 165. 166. 166. 167. 167. 167. 168.1 7 4 51 89 26 63 00 37 74 1 180 168.4 168.8 169. 169. 169. 170. 170. 171. 171. 171. 8 5 22 59 96 33 70 07 43 08 190 172.1 172.5 172. 173. 173. 174. 174. 174. 175. 175. 7 4 91 28 65 02 38 75 12 49 4、調(diào)試方法 電源電路：整機(jī)電路供電采用 5V 供電，從 COM1 接入的 D

19、C 12V 電源，經(jīng)過電路板上的78L05和79L05穩(wěn)壓為士 5V。 溫度檢測(cè)電路：JP2為PT100連接跳線，JP1為RP4連接跳線，在電路 調(diào)試過程中，根據(jù)實(shí)際要求連接或斷開跳線。溫度檢測(cè)電路主要由：并 聯(lián)穩(wěn)壓電路、電橋和差分放大器組成，調(diào)節(jié) RP1 使 TP-C 點(diǎn)電壓為 4.069V。斷開JP2,將RP4的電阻值調(diào)節(jié)到100歐姆，模仿PT100在0C 下的電阻值，用于電路調(diào)零，斷開 JP2、連接JP1此時(shí)U7的7腳輸出 電壓應(yīng)該為 0V。 放大電路調(diào)試：上一項(xiàng)調(diào)試完畢后方可進(jìn)行此項(xiàng)調(diào)試，斷開 JP1 調(diào)節(jié) RP4使其兩端電阻為138.56Q （模擬溫度在100C時(shí)PT100的電阻值）

20、， 斷開JP2、連接JP1,通過調(diào)節(jié)RP6（又可稱為滿刻度調(diào)節(jié)）改變由U7A 組成的同相比例放大電路的放大系數(shù)。 使用毫伏表測(cè)量 TP-A 點(diǎn)的電壓， 調(diào)節(jié)RP6使TP-A點(diǎn)電壓等于1.000V。當(dāng)TP-A點(diǎn)的電壓調(diào)整正常后， 此時(shí)TP-A點(diǎn)的電壓與溫度關(guān)系為10mV/C。 V/F變換及顯示電路調(diào)試：測(cè)量 TP-E點(diǎn)是否有2Hz的方波脈沖，若有 表示門控電路正常。 V/F 變換電路由 U1/R5/C13/R2/R34/R32/RP3/R6/RP2 等元件組成，RP2為量程調(diào)節(jié)電位器，RP3為零點(diǎn)遷移電位器。根據(jù)上 一級(jí)調(diào)試方法，使TP-A點(diǎn)的電壓為0.999V,此時(shí)調(diào)節(jié)RP2使，LED數(shù) 碼管

21、的顯示值為99.9。PT100采集的溫度信號(hào)經(jīng)過前級(jí)的檢測(cè)放大電路 后，已被轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓信號(hào) 10mV/C，此時(shí)給V/F送入0.999V的 電壓它顯示的是999C，說明溫度已能正常顯示，此時(shí)連接 JP2,斷開 JP1,此時(shí)LED顯示器的值為實(shí)際測(cè)量的溫度值。 基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路：基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路由U10等外圍器件組成，CD4017 為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它的Q3輸出端連接到RST,當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到Q3后 自動(dòng)復(fù)位，由于我們的超限報(bào)警溫度是 40/50/60C，那么我們需要產(chǎn)生 的基準(zhǔn)電壓是400mV/500mV/600mV。按下S1鍵，使指示燈 D5點(diǎn)亮， 此時(shí)調(diào)節(jié)RP5使R37的端電壓為400mV

22、;再按下S1鍵，使指示燈D4點(diǎn) 亮，此時(shí)調(diào)節(jié)RP7使R37的端電壓為500mV;再次按下S1鍵，使指示 燈D3點(diǎn)亮，此時(shí)調(diào)節(jié)RP8使R37的端電壓為600mV。R37上的電壓經(jīng) 過 U8A 組成的射極跟隨器，送入到電壓比較電路。 超溫報(bào)警電路：超溫報(bào)警電路由 U8B/R46/R18/R17/Q5/F1/D2組成，TP-B 點(diǎn)為基準(zhǔn)電壓，當(dāng) TP-A 點(diǎn)的電壓大于 TP-B 點(diǎn)的電壓時(shí)， U8B 輸出高 電平 D2 點(diǎn)亮 F1 發(fā)出報(bào)警聲。 5、整機(jī)功能驗(yàn)證 斷開JP1點(diǎn)，接通JP2點(diǎn)，將PT100熱電阻接入系統(tǒng)中，接入電路工作 電源，此 時(shí) LED 數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)測(cè)量溫度值，使用發(fā)熱元件（如電

23、烙 鐵或熱風(fēng)槍等）烘烤溫度傳感器，實(shí)時(shí)測(cè)量溫度開始上升，當(dāng)測(cè)量溫度 大于設(shè)定溫度時(shí)，超限報(bào)警啟動(dòng)。當(dāng)測(cè)量溫度超出系統(tǒng)最大測(cè)量溫度 999C時(shí)，超限指示燈D1閃爍。S1 1 2 C D Fi Si le: DateA3 ze Title 19 D:2M ar-2 程01 20 10 Number SW-PB C ON2 4 4. 7k Q LED3 O Q9 Q8Q7Q6Q5 Q4Q3 Q2Q1Q0 N21 2 U7B D7 D6 36 卅_5內(nèi) b_5V 怙 U8A 4 1 13 1N4 14 R P5 10 0k Q 40 60 LM3 58 7 5 。.下 1U lu 12 Fu uf 1

24、9 Q 6 LM3 58 R P8 R P7 R 12 50 R Q P6 Q0 U8B Q4 Q5Q6 Q7Q8 Q1QQ1Q13214 C C C R IN OUT OUT ST 11 Y1 HZ Q19 Q5 * LED2 B F1 UZZER C |- ON41 2 3 4 OM 2V 0. Fu 0. Fu P0 士 C7 3 +12V 79U9 L0 VND GNDn 78 U6 L0 1 2 10 1M 15 1u TP-D Q 10 U3 G F E D C B A 9 14 15 10 1 12 13 R R R GND D6 D5| D4 D： D2D1D0 d dp g

25、e c 4 co m dpdc gb a 3 I I 1AH L3 1AH L2 R 39 M Y5 01 4Q43 R R R R . 28 27 26 25 24 23 22 T堰 20 0* 10 00 Pf M r Y5DS2 01 1 2 109 7 5 e f dpdc gb a LEB LT| D C B A b la D6D5 D4D3 D2D1 D0 45 53 R 35 C 1A C 1B DSSD1 OVF Q3Q2Q1 Q0 45 11 D6D5 D4D3 D2D1 D0 co m 1AH M Y5 01 L1 1 2 3 4 5 6 7 8 課堂小結(jié)： 概念 類型 熱

26、敏電阻 應(yīng)用 課后作業(yè)： P733 教學(xué)反思： 能夠掌握數(shù)字溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)，基本能分析其工作原理 第10課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.3 熱電偶傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電偶傳感器的概念、特點(diǎn)、工作原理。 掌握熱電偶傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 一、熱電偶傳感器概念及工作原理 1.概念： 熱電偶傳感器： 將溫度轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)的一種測(cè)溫傳感器。 2.工作原理： (1) 熱電勢(shì)效應(yīng)： 將兩種不同材料的導(dǎo)體構(gòu)成一閉合回路， 若兩個(gè)接點(diǎn)處 溫度不同，則回路中會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而形成電流，這個(gè)物理現(xiàn)象稱為 熱電勢(shì)效應(yīng)，簡(jiǎn)稱熱電效應(yīng)。 （2

27、）熱電偶回路的 主要性質(zhì)： 中間導(dǎo)體定律: 標(biāo)準(zhǔn)電極定(a) V (b) 鶴電偶回路 （叮熱電偶回路Mb熱電偶A R 2-15 保護(hù)管 熱電儒 潰 熔融金厲 律: 魁電偶 I T一連 I 圖2-16開踣熱電偶的使用 （耳誠(chéng)備金屬溫度制童；（歸金屬壁面盍度測(cè)童 課堂小結(jié)： 概念 特點(diǎn) 原理 應(yīng)用 課后作業(yè)： 1什么是熱電偶傳感器、熱電熱效應(yīng)？ 2熱電偶的結(jié)構(gòu)有哪幾部分？ 3熱電偶自由端溫度的補(bǔ)償有哪幾種？ 課后反思： 學(xué)生基本能理解其概念，能夠知道其工作原理及其主要性質(zhì)。 第11、12課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.3 熱電偶傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電偶傳感器的概念、特點(diǎn)、工作原理 掌握熱電偶傳感器的基

28、本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 二、熱電偶的結(jié)構(gòu)和種類 1.熱電偶的結(jié)構(gòu)： 圖2-刃普通想電偶結(jié)構(gòu) 1 接戟盤勉穌炎管魁電楓; 姝一固定法蘭盒詳一保護(hù)套管俺一工作然 （1） 熱電極（定名、直徑、長(zhǎng)度） （2） 絕緣套管（絕緣子）（作用） （3） 保護(hù)套管（作用） （4） 接線盒（作用） 2熱電偶的種類： 裏 2-3常用甜電礙 名曲 分度旨 測(cè)瀟范 刃弋 100T時(shí)熾 il!4lZmV 特點(diǎn) 如犍工-鉗嵐 WRR B(LL-2 0 1 HOD 0.033 flUMH度馬，槍冊(cè)廣,性詭儘定，輔 度高;耐在氧化和中性令質(zhì)中核用； 怛

29、價(jià)播費(fèi).熱電動(dòng)労小，靈板廢柢 鈾懷培一鈿 WRP S(LB-3) 0 -1 MX 0. M5 艶川租度也卿廣，件能稔定+精度 窩.復(fù)規(guī)性好; 1摘曲動(dòng)勢(shì)較小曲 卜儲(chǔ)易升華,苗妣鉗極,價(jià)格撇，-般 用丁較蒂脂的測(cè)濕中 WRN K(EU-Z) -200 1 300 4*095 熱屯動(dòng)崢大.蜒性好，價(jià)廉川丄材質(zhì) 較瞄,焊接性雄駁抗搟射性催軟萌 猱骼-康制 WRK EA-2 0-300 fi. 95 熱電動(dòng)勢(shì)人*純件好，橋廉+測(cè)祜范 1呵小康砌易受審化啲變質(zhì) （1） 標(biāo)準(zhǔn)化與非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶 （2） 普通型熱電偶 (c) 圖2訂8普通型耕電偶外形 山）固定螺蚊形；（時(shí)無固定裝亶形；（町圍定法蘭形；（町活

30、動(dòng)法蘭形；（町角形 愷裝熱電偶(a) (4)薄膜型熱電偶 課堂小結(jié)： 概念特點(diǎn)原理應(yīng)用 課后作業(yè)： 1什么是熱電偶傳感器、熱電熱效應(yīng)？ 2熱電偶的結(jié)構(gòu)有哪幾部分？ 3熱電偶自由端溫度的補(bǔ)償有哪幾種？ 課后反思： 對(duì)結(jié)構(gòu)的掌握較好 ，能知道各部分的作用 第13課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.3熱電偶傳感器 08 2” 19鎧裝熱電偶外形及結(jié)構(gòu) (町外母；(町時(shí)構(gòu) 魏st材料 A-A和而 A 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電偶傳感器的概念、特點(diǎn)、工作原理 掌握熱電偶傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 三、熱電偶自由端溫度的補(bǔ)償 熱電偶在測(cè)溫過程中

31、，為了保證輸出熱電動(dòng)勢(shì)僅與被測(cè)溫度有關(guān)， 必須保持自由端（冷端）的溫度恒定。 1儀表調(diào)零修正法 當(dāng)熱電偶與動(dòng)圈式儀表配套使用時(shí)， 若熱電偶的自由端溫度基本恒 定，對(duì)測(cè)量精度要求又不高時(shí)，可將儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)至熱電偶自由端 溫度的位置上。（切斷電源與輸入信號(hào)再進(jìn)行） 2自由端溫度自動(dòng)補(bǔ)償 最常用電橋補(bǔ)償法。它是利用直流電橋的不平衡電壓來補(bǔ)償熱電偶 因自由端溫度變化而引起的熱電動(dòng)勢(shì)變化值。 用于電橋補(bǔ)償法的裝置稱為熱電偶冷端補(bǔ)償器。 儀表 2-20熱電偶自由端溫度電橋補(bǔ)償法 2. 自由端溫度自動(dòng)補(bǔ)償 3. 延引電極法 采用在一定溫度范圍內(nèi)（0 100度）與工作熱電偶的熱電特性相近 的材料制成的導(dǎo)線

32、，將熱電偶的自由端延長(zhǎng)至所需要的地方，這種方法 稱延引電極法，或稱補(bǔ)償導(dǎo)線法，其導(dǎo)線稱補(bǔ)償導(dǎo)線。 使用補(bǔ)償導(dǎo)線僅起延長(zhǎng)熱電偶的作用，不起任何溫度補(bǔ)償作用，將 其稱為“補(bǔ)償導(dǎo)線 ”是名不副實(shí)的習(xí)慣用語。 課堂小結(jié)： 概念 特點(diǎn) 原理 應(yīng)用 課后作業(yè)： 1什么是熱電偶傳感器、熱電熱效應(yīng)？ 2熱電偶的結(jié)構(gòu)有哪幾部分？ 3熱電偶自由端溫度的補(bǔ)償有哪幾種？ 課后反思： 基本能掌握其補(bǔ)償原理，能分析其電路工作過程。 第14課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.3 熱電偶傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電偶傳感器的概念、 特點(diǎn)、 工作原理 掌握熱電偶傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講

33、授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 四、熱電偶的應(yīng)用 1熱電偶的測(cè)溫線路 兩支同型號(hào)的熱電偶正向串聯(lián)測(cè)溫度之和、反向串聯(lián)測(cè)溫度之差 （時(shí)兩點(diǎn)間溫度之和測(cè)量；（b）兩點(diǎn)間溫度之差測(cè)i熱電偶的測(cè)溫線路 圖 2-21 2熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量 課堂小結(jié)： 概念特點(diǎn)原理應(yīng)用 課后作業(yè)： 1什么是熱電偶傳感器、熱電熱效應(yīng)？ 2熱電偶的結(jié)構(gòu)有哪幾部分？ 3熱電偶自由端溫度的補(bǔ)償有哪幾種？ 教學(xué)反思： 對(duì)測(cè)量溫度差較容易理解，電路較熟悉，但測(cè)量電動(dòng)勢(shì)就不太熟悉 了，還需要對(duì)電路原理的分析多講解方式方法。 第1 5、16課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2-22電位差計(jì)熱電偶測(cè)溫電路 復(fù)習(xí)、半期復(fù)習(xí)測(cè)試題 教學(xué)目標(biāo)： 復(fù)習(xí)前面章節(jié)內(nèi)

34、容，準(zhǔn)備半期考試 教學(xué)過程： 半期復(fù)習(xí)測(cè)試題 20XX年上期傳感器半期復(fù)習(xí)測(cè)試 （供12級(jí)電信班） 一、 填空（30分） 1、 傳感器的靜態(tài)特性是指對(duì) _ 的輸入信號(hào)，傳感器的 _ 與 之間所具有的相互關(guān)系。 _ 而動(dòng)態(tài)特 性是指?jìng)鞲衅髟?_ 變化時(shí)，它的輸出的特性。 2、 傳感器測(cè)量上限和測(cè)量下限所構(gòu)成的區(qū)間稱為 _ ，其 量程則為 _ 和 _ 的代數(shù)差。 3、 靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)工作情況下 _ 變化對(duì)變化的比 值。 4、 分辨力是指?jìng)鞲衅骺赡芨惺艿降谋粶y(cè)量的 _ 變化能力。 5、 傳感器的精度等級(jí)數(shù)值越小，則說明精度等級(jí)越高，測(cè)量越 _ 。 6、 傳感器的誤差是指?jìng)鞲衅鞯?_ 與 _

35、之間 的差值，即測(cè)量誤差= _ - _ 。 7、 誤差按表示方法分為 _ 和 _ 。 8、 按誤差出現(xiàn)的規(guī)律可以分為 _ 、 _ 和 _ 。其中由于測(cè)量方法不妥、各種隨機(jī)因素的影 響以及人員粗心所造成的是 _ 。 9、 通常傳感器由 _ 、 _ 和 _ _ 幾部分組成。 10、 電阻應(yīng)變式傳感器由 _ 和 _ _ 構(gòu)成，其中 _ 的作用是傳感器中的敏感元件、 的作用是傳感器中的轉(zhuǎn)換元件。 11、 熱電阻按其性質(zhì)不同可分 _ 和 _ _ 兩大類。 二、 選擇（14分） 1、 下列哪種不是熱敏電阻 _ A NTC B CRT C PTC D CTR 2、 下列哪種電橋形式的靈敏度最高，又是最常用的

36、一種形式 _ A單臂半橋形式 B 雙臂半橋形式 C 全橋形式 D 全橋整流電路 3、 不是電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用是 _ A 力和扭矩傳感器 B 壓力傳感器 C 加速度傳感器 D 金屬熱電阻傳感器 4、 下列哪種傳感器是將溫度變化轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)變化的 _ A 熱電偶傳感器 B 電阻應(yīng)變式傳感器 C 熱電阻傳感器 D 電渦流式傳感器 5、 下列哪種傳感器是將機(jī)械力變化轉(zhuǎn)換成電阻變化的 _ A 熱電偶傳感器 B 電阻應(yīng)變式傳感器 C 熱電阻傳感器 D 電渦流式傳感器 6、 下列哪種傳感器是將溫度變化轉(zhuǎn)換成電阻變化的 _ A 熱電偶傳感器 B 電阻應(yīng)變式傳感器 C 熱電阻傳感器 D 電渦流式傳感器 7、

37、 下列不能對(duì)熱電偶自由端溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ?_ A補(bǔ)償塊補(bǔ)償法 B 電橋補(bǔ)償法 C 儀表調(diào)零修正法 D 延引電極法 三、名詞解釋（16分） 1、 傳感器 2、 電阻應(yīng)變式傳感器 3、 熱電阻傳感器 4、 熱電偶傳感器 四、簡(jiǎn)答（40分） 1、傳感器可以按哪幾方式進(jìn)行分類？ （12分） 2、電阻應(yīng)變片的種類有哪幾種？ （8分） 3、 半導(dǎo)體熱是電阻傳感器常見應(yīng)用有哪些？ （6分） 4、 熱電偶的結(jié)構(gòu)有哪幾部分？其作用分別是什么？ （14分） 第17課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.4 電渦流式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電渦流傳感器的概念、特點(diǎn)、工作原理。 掌握熱電渦流傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)

38、： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 一、電渦流式傳感器概念及工作原理 1.概念： 電渦流式傳感器： 利用電渦流效應(yīng)實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量。 2.工作原理： （1） 電渦流效應(yīng)： 金屬導(dǎo)體置于變化的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，這種電 流在金屬體內(nèi)自行閉合，通常稱為電渦流。 （2） 電渦流傳感器： 電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分磁場(chǎng)能量， 從而使激勵(lì)線圈的阻抗 發(fā)生變化 圈2-23電渦流式傳感器基本原理示意圖 I 一拎楊錢圈諾一金屬導(dǎo)侔 3理解： (1) 電流磁效應(yīng)： 通電導(dǎo)體周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。安培定則(右手螺旋定則) (2) 電磁感應(yīng)現(xiàn)象： 只要穿過閉合回路的磁通量

39、發(fā)生變化， 閉合回路中就會(huì)有感應(yīng)電流 產(chǎn)生(感應(yīng)電動(dòng)勢(shì))。 (3) 楞次定律： 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化。 (4) 電渦流傳感器原理： 凡是能引起渦流變化的非電量，例如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何形狀、 線圈與導(dǎo)體間的距離等，均可通過測(cè)量線圈的等效電阻、等效電感、行 將阻抗來獲得。 圈等效電路 課堂小結(jié)： 概念 原理 課后作業(yè)： 1電渦流式傳感器的工作原理是什么？ 教學(xué)反思： 基本搞清楚工作原理，知道電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電渦流現(xiàn)象，還有部分 學(xué)生對(duì)電磁不感興趣，也不懂這些原理，還需要進(jìn)一步講解。 第18課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.4 電渦流式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電渦流傳感器的概念、特點(diǎn)

40、、工作原理。 掌握熱電渦流傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 二、電渦流式傳感器結(jié)構(gòu)與測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 1.結(jié)構(gòu)： 線圈、線圈框架、殼體、輸出電纜、接插件、瓷罩 （其中注意選用四點(diǎn)要求） 圖2-25 CZF-1型渦疏傳馭器結(jié)構(gòu) 1粗離憶一疲圈框架憶一殼休泊一綸出電艇泊一接插件泊一It罩 2測(cè)量轉(zhuǎn)換電路： 有電橋法、調(diào)幅法、調(diào)頻法（調(diào)頻法工作原理） 圖2-26調(diào)頻法轉(zhuǎn)換電路原理框圖 課堂小結(jié)： 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換電路 課后作業(yè)： 1電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？ 2電渦流傳感器的轉(zhuǎn)換電路的測(cè)量方法？ 教學(xué)反思： 對(duì)電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)

41、掌握較好，只是沒有實(shí)物給學(xué)生看，不是很直觀, 有條件最好能買些傳感器，對(duì)測(cè)量轉(zhuǎn)換電路只要求了解就是了。 第19課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.4電渦流式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉熱電渦流傳感器的概念、特點(diǎn)、工作原理 掌握熱電渦流傳感器的基本用途和應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的應(yīng)用、工作原理 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 三、電渦流式傳感器的應(yīng)用 1位移測(cè)量： 測(cè)量軸的軸向振動(dòng) 測(cè)量磨床換向閥、先導(dǎo)閥的軸位移 測(cè)量金屬試件的熱膨脹系數(shù) 禮 X, A.X.電 WVSJ 圖227位移計(jì)的幾種實(shí)例 （叮測(cè)養(yǎng)軸的抽御掘動(dòng)Mb測(cè)董蜃球換商閥、先導(dǎo)閥的軸住移（町測(cè)量金屬試件的施膨岷玉數(shù) 2振幅測(cè)量： 測(cè)

42、量旋轉(zhuǎn)軸的徑向振動(dòng) 測(cè)量汽輪機(jī)渦輪葉片的振幅 測(cè)量軸的振動(dòng)形狀 3轉(zhuǎn)速測(cè)量： 帶有凹槽的轉(zhuǎn)軸 帶有凸槽的轉(zhuǎn)軸 圖229轉(zhuǎn)速測(cè)量 3)帶有凹槽的轉(zhuǎn)軸；(h)帶有凸槽的轉(zhuǎn)紬 1 一傳感器泡一被測(cè)體 4電渦流探傷 利用電渦流式傳感器可以檢查金屬表面裂紋、 熱處理裂紋以及焊接處的 缺陷等。 課堂小結(jié)： 應(yīng)用 (a) (b) (c) 圖2-28撮幅測(cè)量 3)測(cè)童最轉(zhuǎn)軸的極向揪動(dòng)訂b)測(cè)量汽輪機(jī)瀟輪葉片的*tii(c)W量軸的轅動(dòng)裁狀 1 一特感曙注一就艸彈 (a) (b) 課后作業(yè)： 1電渦流傳感器的主要應(yīng)用有哪幾方面？ 教學(xué)反思： 仔細(xì)分析了電渦流傳感器的各種應(yīng)用，對(duì)原理圖進(jìn)行了講解，講起很空 洞，沒

43、有實(shí)物講得直觀，部分學(xué)生能夠理解并掌握。 第2 0課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2. 5 電容式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉電容式傳感器的概念及工作原理。 掌握電容傳感器的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換電路。 知道電容傳感器的主要應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要應(yīng)用 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 一、概念及特點(diǎn) 1、 概念： 電容式傳感器是一種能將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換成電容量變化，然 后再經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率等信號(hào)輸出的測(cè)量裝置。 2、 特點(diǎn)： (1) 高阻抗，小功率，僅需很低的輸入能量。 (2) 可獲得較大的變化量，從而具有較高的信噪比和系統(tǒng)穩(wěn)定性。 (3) 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，工作頻率可達(dá)幾兆

44、赫，可非接觸測(cè)量，被測(cè)物是導(dǎo)體 或非導(dǎo)體均可。 (4) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，可在高低溫、強(qiáng)輻射等惡劣的環(huán)境下工作。 因此它在非電量測(cè)量和自動(dòng)檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用，可測(cè)量月功、位移、 振動(dòng)、角度、加速度、液位、濕度、成分含量等參數(shù)。 二、工作原理 電容式傳感器的基本原理如圖2-30所示，它是由絕緣介質(zhì)分開的兩個(gè)平 行金屬板組成的平板電容器，如果不考慮邊緣效應(yīng)，其電容量為 ： A 0 ；rA d 一 d 式中C為電容極板間介質(zhì)的介電常數(shù)， o為真空介電常數(shù)， r為極板 間介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)； A 一平行板所覆蓋的面積； d 一兩平行板之間的距離。 當(dāng)被測(cè)參數(shù)變化使得上式中的 A ,d或發(fā)生變化時(shí)，電容

45、量C也隨 之變化。如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變，而僅改變其中一個(gè)參數(shù)，就可把 該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，通過測(cè)量電路就可轉(zhuǎn)換為電量輸 出。因此，電容式傳感器可分為變極距型、變面積型和變介電常數(shù)型三 種類型。 課堂小結(jié)： 概念原理 課后作業(yè)： 1電容傳感器的概念及工作原理是什么？ 教學(xué)反思： 基本掌握電容式傳感器的概念及特點(diǎn)，能正確分析傳感器的工作原 第2 1課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2. 5 電容式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉電容式傳感器的概念及工作原理。 掌握電容傳感器的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換電路。 知道電容傳感器的主要應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要應(yīng)用 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)

46、過程： 三、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路 電容式傳感器中電容值以及電容變化值都十分微小， 這樣微小的電容量 還不能直接為目前的顯示儀表所顯示， 也很難為記錄儀所接受， 不便于 傳輸。這就必須借助于測(cè)量電路檢出這一微小電容增量，并將其轉(zhuǎn)換成 與其成單值函數(shù)關(guān)系的電壓、電流或者頻率。電容轉(zhuǎn)換電路有電橋電路 （調(diào)幅電路 ）、調(diào)頻電路、運(yùn)算放大器式電路、二極管雙 T 型交流電橋、 脈沖寬度調(diào)制電路等。以下以電橋電路為例介紹其轉(zhuǎn)換原理。 主要用：電橋電路 （調(diào)幅電路 ） (a ) (b) 圖23f電橋電路 電容電橋的主要特點(diǎn)有： 1、 電橋輸出調(diào)幅波，其幅值與被測(cè)量成比例，因此電橋電路又稱為調(diào) 幅電路； 2、 輸出電壓

47、與電源電壓成比例，因此要求電源采用穩(wěn)幅、穩(wěn)頻等措施； 3、 傳感器必須工作在平衡位置附近，否則電橋非線性將增大。在要求 精度高的場(chǎng)合(如飛機(jī)用油量表)應(yīng)采用自動(dòng)平衡電橋； 4、 輸出阻抗很高(一般達(dá)幾兆歐至幾十兆歐)，輸出電壓低，必須后接 高輸入阻抗、高放大倍數(shù)的處理電路。 圖2-32 電橋型電路系統(tǒng)原理圖 課堂小結(jié)： 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換電路 課后作業(yè)： 1電容式傳感器的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路及特點(diǎn)？ 教學(xué)反思： 了解電容傳感器的結(jié)構(gòu)，對(duì)轉(zhuǎn)換電路掌握較好，能分析其工作原理 并能理解電橋電路的特點(diǎn) 第2 2課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2. 5 電容式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉電容式傳感器的概念及工作原理。 掌握電容傳感器的結(jié)構(gòu)

48、及轉(zhuǎn)換電路。 知道電容傳感器的主要應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要應(yīng)用 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 教學(xué)過程： 四、電容式傳感器的應(yīng)用 電容式傳感器可用來測(cè)量直線位移、角位移、振動(dòng)振幅，尤其適合測(cè)量 高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。 變極距型的適用于較小位移的測(cè)量， 量程在 0. 0l m 至數(shù)百微米、精度 可達(dá)0. 01 m、分辨率可達(dá)0. 001 m。變面積型的能測(cè)量較大的位移， 量 程為零點(diǎn)幾毫米至數(shù)百毫米之間、線性優(yōu)于 0. 5 %、分辨率為 0. O1-0. 001 m。 1.電容式差壓傳感器 這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、響應(yīng)速度快 (約 1

49、00ms )、能測(cè)微小壓 差 (0 0. 75 Pa )。 I b Q d I 電極引線 2電容式測(cè)厚傳感器 在被測(cè)帶材的上、下兩側(cè)各置一塊面積相等、與帶材距離相等的極板， 這樣，極板與帶材就構(gòu)成了兩個(gè)獨(dú)立電容器。 3電容式力和壓力傳感器玻璃盤 鍍金層 金犀履片 電容式差壓傳感器原理結(jié)構(gòu) 2-33 圖2-34電容式測(cè)厚傳感器 課堂小結(jié)： 應(yīng)用 課后作業(yè)： 1電容式傳感器的主要應(yīng)用有哪幾方面? 教學(xué)反思： 熟悉三種電容傳感器的應(yīng)用原理，及了解各種應(yīng)用的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)、 電路原理。 第2 3、24課時(shí) 教學(xué)內(nèi)容： 2.6電感式傳感器 教學(xué)目標(biāo)： 熟悉電感式傳感器（自感和互感式）的概念及工作原理 掌握電

50、感式傳感器（自感和互感式）的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換電路 知道電感式傳感器（自感和互感式）的主要應(yīng)用。 教學(xué)重、難點(diǎn)： 傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要應(yīng)用 教學(xué)方法： 講授、多媒體、圖表 2-36電容式傳感器 教學(xué)過程： 1、電感式傳感器概念 電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測(cè)非電量如位移、壓力、流量、 振動(dòng)等轉(zhuǎn)換成線圈自感量 L或互感量M的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為 電壓或電流的變化量輸出的一種傳感器。 由鐵芯和線圈構(gòu)成的將直線或 角位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感 器。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁系數(shù)都是一定的，其電感量的變 化是由于位移輸入量導(dǎo)致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的

51、。 當(dāng)把線圈 接入測(cè)量電路并接通激勵(lì)電源時(shí)， 就可獲得正比于位移輸入量的電壓或 電流輸出。自感式傳感器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)帶氣隙的鐵芯線圈。按磁路幾何 參數(shù)變化形式的不同，目前常用的自感式傳感器有變氣隙式、變面積式 與螺管式三種；按組成方式分，有單一式與差動(dòng)式兩種。 2、自感式傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理 自感式電感傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖 2-37所示，主要由線圈、鐵芯 和銜鐵以及測(cè)桿組成。 B2-37 贏式電嵐隹矗的基本皓構(gòu) 自感式傳感器主要用于測(cè)量位移量或者是易于轉(zhuǎn)換成位移量的被測(cè)量。 工作時(shí)銜鐵通過測(cè)桿與被測(cè)物體接觸，被測(cè)物體位移將帶動(dòng)可動(dòng)銜鐵移 動(dòng)，從而導(dǎo)致線圈電感量發(fā)生變化。當(dāng)線圈接入測(cè)量轉(zhuǎn)換電路后

52、，電感 量的變化將轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率的變化，從而完成非電量到電量的 轉(zhuǎn)換。 3、自感式電感器的種類 自感式電感傳感器按原理可分為變氣隙型、 變截面型和螺線管型三種基 本類型。 (1) 變氣隙型傳感器，若A為常數(shù)，則L與氣隙反比。故輸入輸出是非 線性關(guān)系。 (2) 變截面型傳感器由公式可知傳感器工作時(shí)，若氣隙間距 s保持不變， 則線圈電感量L與截面積A成正比，輸入與輸出是一種線性關(guān)系，靈敏 度是一常數(shù)。 為提高靈敏度，常將 s做得很小。這種類型的傳感器由于 結(jié)構(gòu)的限制，量程一般也不大，故在實(shí)際應(yīng)用中并不多。 (3) 螺線管型電感式傳感器螺線管型電感式傳感器由一只螺管線圈和一 根柱形銜鐵組成。當(dāng)被測(cè)量引起銜鐵移動(dòng)時(shí)，會(huì)引起銜鐵在線圈中的長(zhǎng) 度變化