認識傳感器與檢測技術教案

1、認識傳感器與檢測技術教學設計認識傳感器與檢測技術教學設計認識傳感器與檢測技術教學設計優(yōu)選文檔傳感器與檢測技術項目教程傳感器與檢測技術授課授課設計課程名稱：檢測技術班級：性質：考試課授課人：課題：模塊一、認識傳感器與檢測技術課時安排：2課次編號：1教材分難點檢測系統(tǒng)框圖的繪制，作圖法求取矯捷度、線性度、誤差計算等析重點正確度等級與示值相對誤差、絕對誤差的換算授課目的和要求1.認識工業(yè)檢測的定義和內容；2.熟悉檢測系統(tǒng)的框圖繪制方法；3.認識測量方法分類和誤差分類；4.依照正確度等級來計算最大絕對誤差、示值相對誤差。5.掌握作圖法求取傳感器的矯捷度、線性度、遲滯誤差等特點采用授課方法和實解說、課堂

2、談論、教具：光電檢測儀、彈簧管壓力傳感器等施步驟解析、實訓各項目一認識檢測技術教學環(huán)【項目授課目的】節(jié)和?知識目標內容1）熟悉檢測技術涉及的領域。2）熟悉檢測系統(tǒng)的組成。技術目標掌握繪制檢測系統(tǒng)原理框圖的方法。檢測的定義：檢測（Detection）是利用各種物理、化學效應，選擇合適的方法與裝置，將生產、科研、生活等各方面的相關信息經過檢查與測量的方法賜予定性或定量結果的過程。二、工業(yè)檢測技術的內容表1-1工業(yè)檢測涉及的內容.優(yōu)選文檔被測量被測量被測量被測量種類種類溫度、熱量、比熱容、熱流、熱分布、物體的性質氣體、液體、固體的化學成分、濃度、熱工量壓力（壓強）、壓差、真空度、流量、粘度、濕度、密

3、度、酸堿度、濁度、和成重量流速、物位、液位、界面透明度、顏色直線位移、角位移、速度、加速度、工作機械的運動狀態(tài)（啟停等）、生機械量轉速、應力、應變、力矩、振動、噪狀態(tài)量產設備的異常狀態(tài)（超溫、過載、泄聲、質量（重量）漏、變形、磨損、擁堵、斷裂等）長度、厚度、角度、直徑、間距、形電壓、電流、功率、電阻、阻抗、頻幾何量狀、平行度、同軸度、粗糙度、硬度、電工量率、脈寬、相位、波形、頻譜、磁場資料弊端強度、電場強度、資料的磁性能提問：本課程重點介紹電量檢測還是非電量檢測？自動檢測系統(tǒng)的組成提問：什么是系統(tǒng)框圖？圖1-4自動檢測系統(tǒng)原理框圖（請到對應的PPT中復制粘貼，以下同）人體信息接受過程框圖與自動

4、檢測系統(tǒng)框圖比2）傳感器定義：在本書中，傳感器是指一個能將被測的非電量變換成電量的器件。3）信號調理電路信號調理電路包括放大（或衰減）電路、濾波電路、隔斷電路等。其中的放大電路的作用是把傳感器輸出的電量變成擁有必然驅動和傳輸能力的電壓、電流或頻率信號等，以推動后級的顯示器、數據辦理裝置及執(zhí)行機構。4）顯示器目前常用的顯示器有四類：模擬顯示、數字顯示、圖象顯示及記錄儀等。模擬量是指連續(xù)變化量。模擬顯示是利用指針對標尺的相對地址來表示讀數的，常有的有毫伏表、微安表、模擬光柱等。提問：LED與LCD比較，有什么特點？5）數據辦理裝置數據辦理裝置用來對測試所得的實驗數據進行辦理、運算、邏輯判斷、線性變

5、換，對動向測試結果作頻譜解析（幅值譜解析、功率譜解析）、相關解析等，完成這些工作必定采用計算機技術。6）執(zhí)行機構所謂執(zhí)行機構平時是指各種繼電器、電磁鐵、電磁閥門、電磁調理閥、伺服電動機等，它們在電路中是起通斷、控制、調理、保護等作用的電器設備。好多檢測系統(tǒng)能輸出與被測量.優(yōu)選文檔相關的電流或電壓信號，作為自動控制系統(tǒng)的控制信號，去驅動這些執(zhí)行機構。五、自動檢測系統(tǒng)舉例圖1-7自動磨削測控系統(tǒng)1傳感器2被研磨工件3研磨盤提問：1.當圖1-7中的被研磨的工件直徑逐漸變小到設定值時，研磨盤就應該向左還是向右搬動？2.該測控系統(tǒng)是閉環(huán)還是開環(huán)？項目二認識傳感器【項目授課目的】知識目標1）熟悉傳感器的定

6、義及組成。2）熟悉傳感器的特點。技術目標1）掌握作圖法求取傳感器的矯捷度。2）掌握作圖法求取傳感器的線性度。提問：1.GB76652005對傳感器的定義說什么？（能感覺被測量并依照必然的規(guī)律變換成可用輸出信號的器件或裝置，平時由敏感元件和變換元件組成）（也可以說：傳感器是一種檢測裝置，能感覺到被測量的信息，并能將檢測感覺到的信息按必然規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、辦理、儲藏、顯示、記錄和控制等要求）2.什么么情況可以將傳感器稱為變送器？（當輸出為規(guī)定的標準信號時，則稱為變送器）圖1-8傳感器組成框圖三、傳感器基本特點1矯捷度.優(yōu)選文檔（1-1）圖1-11用作圖法

7、求取傳感器的矯捷度提問：1.矯捷度可否越高越好？2.從切線的斜率可以看出，圖1-11振動x2點的矯捷度比x1點的矯捷度？例1-1有一壓力傳感器，測量范圍為50300kPa，輸出特點如圖1-12所示，請用作圖法求取該壓力傳感器在輸入為250kPa時的矯捷度K250，并比較在輸入為70kPa時矯捷度的大小。圖1-12用作圖法求取某壓力傳感器不同樣輸入點的矯捷度2分辨力提問：1.若是一臺指針式電壓表的輸入電壓變化值小于1mV時，則“死區(qū)”是多少伏？2.一臺3位數字式電壓表的最大顯示值是999mV，則輸入電壓變化值小于1mV時，顯示值會有變化嗎？3.一臺3位數字式電壓表的最大顯示值是999mV，輸入電

8、壓變化值小于1mV時，顯示值沒有變化，2mV時有變化，則該數字式電壓表的分辨率為多少分之一？分辨率：儀表或傳感器中，還經常涉及“分辨率”的看法。將分辨力除以儀表的量程就是儀表的分辨率，分辨率常以百分比或幾分之一表示，量綱為1。比方，上述溫度表的分辨率=0.1/199.90.05%。提問：若是一臺指針式10V電壓表的輸入電壓變化值小于1mV時，則分辨率是百分之多少？3線性度（1-2）式中Lmax最大非線性誤差；ymaxymin傳感器的輸出范圍。圖1-13端基線性度作圖方法.優(yōu)選文檔1端基擬合直線y=Kx+b2實質特點曲線提問：在圖1-13中，若ymax=20mA，ymin=4mA，Lmax=0.

9、16mA，則端基線性度L是百分之多少？4遲滯誤差（1-3）式中Hmax最大遲滯誤差；ymax-ymin量程范圍。圖1-14某位移傳感器的遲滯特點1正向特點2反向特點提問：1.在圖1-14中，若ymax=20mA，ymin=4mA，Hmax=1.6mA，則端基線性度L是百分之多少？2.產生遲滯現象的主要原因是什么？（傳感器敏感元件資料的物理性質和機械零部件的弊端造、彈性滯后、運動部件摩擦、傳動機構出現縫隙、緊固件松動等）5牢固性提問：1.牢固性主要包括哪兩個方面？2.某儀表輸出電壓值在8天內的最大變化量為12mV，則表示該儀表的牢固度為多少？6電磁兼容性提問：電磁兼容（EMC）有哪兩方面的定義？

10、7可靠性提問：常用的可靠性指標哪些？（MTBF、MTTR、等）圖1-15故障率變化的浴盆曲線提問：1.形成向下的浴盆曲線的原因是什么？2.為了盡量使儀表或傳感器渡越“早期無效期”，可以怎樣做？表1-2某傳感器電路的元器件故障率.優(yōu)選文檔元件種類i晶體管集成運放電阻電解電容電位器電路板接插件故障率/(%/kh)0.10.10.050.20.50.10.2數量/個522064l4解該傳感器電路總的故障率由所組成的元器件故障率累加獲取提問：1.表1-2中，哪一種元件的故障率最大？為什么？要怎么辦？2.某一元件的數量越多，對總的故障率的影響就必然會很大，對嗎？為什么？項目三測量方法及測量誤差【項目授課

11、目的】知識目標1）熟悉常用的測量方法。2）熟悉誤差的分類。技術目標掌握相關正確度和絕對誤差的計算。一、測量的一般看法測量是經過借助特地的技術和儀表設備，采用必然的方法獲取某一客觀事物定量數據資料的實踐過程。二、測量方法分類提問：測量有哪幾種分類方法？（靜態(tài)測量和動向測量、直接測量和間接測量、模擬式測量和數字式測量、接觸式測量和非接觸式測量、在線測量和離線測量、偏位式測量、零位式測量和微差式測量）1真值提問：真值有哪幾種？（理論真值、約定真值、相對真值等）？怎么獲取？2絕對誤差=Ai-0（1-4）提問：若是用一臺電壓表測量1.5V的干電池，顯示值是1.8V，絕對誤差是多少伏？.優(yōu)選文檔3相對誤差

12、1）示值相對誤差x：用絕對誤差與被測量Ax的百分比來表示，也稱為標稱相對誤差。（1-5）提問：若是用一臺電壓表測量1.5V的干電池，顯示值是1.8V，示值相對誤差x是百分之多少？2）引用誤差m：（1-6）提問：若是用一臺滿度值為10V電壓表測量1.5V的干電池，顯示值是1.8V，引用誤差m是百分之多少？（1-7）提問：1.“精度等級”、“正確度”、“精美度”、“精確度”與“正確度”哪一種最常用？2.若是用一臺S=1.0級，滿度值為10V電壓表測量1.5V的干電池，最大絕對誤差是多少伏？（0.1）圖1-17從電壓表上讀取正確度等級表1-3儀表常用正確度等級和引用誤差比較正確度等級S0.10.20

13、.51.01.52.55.0引用誤差m0.1%0.2%0.5%1.0%1.5%2.5%5.0%提問：1.圖1-17中，S為多少級？滿度值為多少伏？2.可能出現的最大絕對誤差m是多少伏？3.示值為多少伏？示值相對誤差為百分之多少？例1-3用0.5級、量程為-50150的溫度儀表來測量溫度時，可能產生的最大絕對誤差為儀表的最大絕對誤差在多數情況下是不變的，而示值相對誤差x隨示值的減小而增大。比方，用圖1-17所示的電壓表來測量220V電壓時，可能產生的最大示值相對誤差x220=(5.0%300V)220V100%6.82%，而用它來測量22V電壓時，可能產生的最大示值相對誤差x22=(5.0%30

14、0V)22V100%=68.2%。例1-4某壓力表的正確度為2.5級，量程為01.5MPa，求：.優(yōu)選文檔1）可能出現的引用誤差m。2）可能出現的最大絕對誤差m為多少千帕？（注：保留3位有效數字）3）測量結果顯示為0.70MPa時，可能出現的最大示值相對誤差。x解1）可能出現的引用誤差（最大滿度相對誤差）可以從正確度等級直接獲取，即m=25%。2）=A=251.5MPa=0.0375MPa=37.5kPammm3）由上例可知，x的絕對值總是大于m（在滿度時的相對誤差），被測值與滿度值的差距越大，示值相對誤差就越大。以下略，可以來信找尋：【7種量程為0300kPa壓力表的引用誤差、最大絕對誤差比較填空訓練】引用誤差m（