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。
传感器课程设计
传感器课程设计
传感器课程设计是根据学校实际要求,以掌握传感器的原理和基础知识,能够根据传感器的特性自主设计与安装实验等相关工作,提高学生实践能力,增强学生自学能力,主要包括以下几个方面:
一、介绍传感器的特性:传感器是一种能感受物理现象,并转变其能量形式而直接或间接地提供控制信号和指示信号的装置,常应用于检测温度,湿度,流量,压力,光照等物理量。
二、认知传感器的结构及原理:传感器包括感应元件及相关的线路和元件,感应元件又被分为两类,一类是直接受感物理量影响的有机材料,如温度传感器的配套物质和电压型湿度传感器的湿敏电阻材料;另一类是受感物理量影响而进行转换的电子电路,如光敏电阻等。
三、学习操作传感器实验:学生需要掌握传感器实验相关知识,掌握传感器常用的实验原理和实验流程,获取传感器就接受和输出信号,将获取的信号转换成有效数据,完成系统应用等相关工作;
四、开展硬件编程:学生可以学习国内外传感器常用的硬件编程语言,编程技巧与技术,以及编写工程控制程序,调整传感器与系统之间的控制参数;
五、灵活应用:学生可以针对一些应用场景运用上述知识,比如制作温度感应器,制作湿度控制器,对与环境温度进行检测,增强对传感器应用的熟练性和适用性。
上述学习任务可以分成多次实验,由学生分组进行灵活的设计实验,做好讲解报告,最终完成可行的应用程序,真正落实到学校的实验教学中去。
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。
传感器课程设计
传感器 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、分类和基本工作原理;2. 使学生掌握不同传感器在生活中的应用及其特点;3. 帮助学生了解传感器在物联网技术中的作用。
技能目标:1. 培养学生运用传感器进行数据采集、处理和分析的能力;2. 提高学生设计简单传感器应用电路的能力;3. 培养学生通过查阅资料、开展实验等方式,解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对传感器技术的兴趣,培养其探究精神;2. 培养学生关注传感器技术在生活中的应用,增强其社会责任感;3. 引导学生认识到传感器技术在国家战略和发展中的重要地位,树立正确的价值观。
课程性质:本课程属于科学学科,以实践性和应用性为主,结合理论知识和实际操作。
学生特点:学生为初中生,具备一定的物理基础和动手能力,对新鲜事物充满好奇。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,以项目式教学引导学生主动参与,提高学生的实践能力和创新思维。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生提问、合作与交流,确保课程目标的实现。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
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)的原理和特点。
2. 传感器在实际应用中的案例分析- 传感器在智能家电、环境监测、医疗设备等领域的应用;- 分析案例中传感器的选型和电路设计。
3. 传感器与物联网技术- 传感器在物联网数据采集中的作用;- 传感器与微控制器、网络通信技术的结合。
教学大纲安排:第一课时:传感器基础知识- 导入:介绍传感器的概念和作用;- 新课:讲解传感器的分类、工作原理及常见传感器;- 作业:搜集生活中传感器的应用实例。
第二课时:传感器在实际应用中的案例分析- 新课:分析各领域传感器应用案例,讨论其优缺点;- 活动:小组讨论,选择一个案例进行深入研究。
传感器原理课课程设计
传感器原理课课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握传感器的基本原理、分类和应用。
知识目标包括:了解传感器的定义、作用和基本原理;掌握常见传感器的分类和特点;了解传感器在实际应用中的案例。
技能目标包括:能够分析传感器的性能指标;能够根据实际需求选择合适的传感器;能够进行传感器的简单安装和调试。
情感态度价值观目标包括:培养学生对传感器的兴趣和好奇心;培养学生对科学技术的尊重和热爱;培养学生的创新意识和实践能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括三个部分:传感器的基本原理、传感器的分类和应用。
首先,介绍传感器的定义和作用,让学生了解传感器在现代科技中的重要性。
然后,讲解传感器的基本原理,包括物理传感器和化学传感器的原理。
接着,介绍常见传感器的分类和特点,如温度传感器、压力传感器、光传感器等。
最后,通过实际案例分析,让学生了解传感器在各种领域的应用,如智能制造、智能家居、医疗健康等。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标,将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
首先,采用讲授法,向学生讲解传感器的基本原理和分类。
其次,采用案例分析法,让学生通过分析实际案例,了解传感器在各种领域的应用。
再次,采用实验法,让学生亲自动手进行传感器的安装和调试,增强学生的实践能力。
最后,采用讨论法,鼓励学生积极参与课堂讨论,培养学生的创新意识和团队合作精神。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施,将准备以下教学资源:教材《传感器原理与应用》、参考书《传感器技术》、多媒体资料(包括图片、视频等)、实验设备(传感器、实验板等)。
这些教学资源将有助于丰富学生的学习体验,提高学生的学习效果。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现主要评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,以考察学生的学习态度和兴趣。
作业主要评估学生的理解和应用能力,通过布置相关的练习题,让学生巩固所学知识。
传感器有关的课程设计
传感器有关的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解传感器的定义、分类和工作原理;2. 学生能够掌握传感器在现实生活中的应用,如温度、湿度、光强等物理量的检测;3. 学生能够了解传感器在物联网技术中的重要作用。
技能目标:1. 学生能够正确使用传感器进行数据采集,并进行简单的数据处理;2. 学生能够运用所学的传感器知识,设计简单的自动控制系统;3. 学生能够通过实验操作,培养观察、分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到传感器技术在科技发展中的重要性,增强对科技创新的兴趣;2. 学生能够体会到传感器技术在生活中的广泛应用,提高社会责任感和环保意识;3. 学生能够在合作学习中培养团队精神和沟通能力,树立勇于探索、积极进取的人生态度。
课程性质:本课程为科学课程,结合物理知识和实践操作,让学生在掌握基本理论知识的同时,提高实践能力。
学生特点:六年级学生具有一定的物理知识基础,好奇心强,喜欢探索未知事物,但注意力容易分散,需要结合实际操作和趣味性教学。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,运用生动形象的语言和实验,引导学生主动参与,培养学生的学习兴趣和动手能力。
同时,关注学生的个体差异,因材施教,使每个学生都能在课程中收获知识、提高能力。
通过分解课程目标,为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 传感器基础知识:- 传感器的定义、作用和分类;- 常用传感器的工作原理及其特点。
2. 传感器在实际应用中的案例分析:- 温度传感器在恒温控制器中的应用;- 湿度传感器在智能家居系统中的作用;- 光强传感器在自动照明系统中的应用。
3. 传感器在物联网技术中的应用:- 物联网基本概念介绍;- 传感器在物联网数据采集、传输和处理中的作用;- 传感器网络在智能城市、智能家居等领域的应用案例。
4. 传感器实验操作:- 使用温度传感器进行温度监测实验;- 使用湿度传感器进行湿度检测实验;- 使用光强传感器进行光照强度检测实验。
传感器技术课程设计
传感器技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握传感器技术的基本原理、类型和应用,提高他们在实际问题中运用传感器技术的能力。
1.掌握传感器的定义、分类和基本原理。
2.了解常见传感器的结构、特点和应用领域。
3.熟悉传感器与微处理器之间的接口技术和数据处理方法。
4.能够正确选择和使用传感器。
5.能够根据实际需求设计和搭建传感器电路。
6.能够运用传感器技术解决实际问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生对新技术的兴趣和好奇心,激发他们学习传感器技术的热情。
2.培养学生团队合作意识和动手实践能力。
3.使学生认识到传感器技术在现代社会中的重要作用,提高他们对科技创新的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括传感器技术的基本原理、常见传感器的特点和应用、传感器与微处理器之间的接口技术和数据处理方法。
1.传感器的基本原理:传感器的定义、工作原理和分类。
2.常见传感器:温度传感器、湿度传感器、光传感器、压力传感器等。
3.传感器与微处理器:接口技术、数据采集和处理方法。
4.传感器应用实例:智能家居、无人驾驶、工业自动化等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:讲解传感器技术的基本原理、概念和知识点。
2.讨论法:学生讨论传感器技术的应用场景和实际问题。
3.案例分析法:分析典型传感器应用案例,让学生了解传感器技术在实际中的应用。
4.实验法:让学生动手搭建传感器电路,培养其实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本课程将准备以下教学资源:1.教材:传感器技术相关教材,为学生提供系统性的理论知识。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:准备传感器实验设备,让学生动手实践,加深对知识的理解。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等,旨在全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
传感器设计课课程设计
传感器设计课课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习传感器设计的基本原理和实际应用,使学生掌握传感器的基本概念、工作原理、设计方法和实验技能。
具体目标如下:1.知识目标:–了解传感器的分类、基本原理和特性;–掌握传感器的设计方法和实验技能;–了解传感器在工程应用中的重要性。
2.技能目标:–能够运用传感器设计的基本原理和实验技能,设计和实现简单的传感器电路;–能够运用传感器进行数据采集和分析;–能够运用传感器解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标:–培养学生的创新意识和团队合作精神;–培养学生对工程技术的兴趣和热情;–培养学生对科学研究的积极态度和探索精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括传感器的基本概念、工作原理、设计方法和实验技能。
具体安排如下:1.传感器的基本概念:介绍传感器的定义、分类和特性,包括温度传感器、压力传感器、光传感器等。
2.传感器的工作原理:介绍传感器的工作原理,包括电阻式、电容式、霍尔效应式等传感器的原理。
3.传感器的设计方法:介绍传感器的设计方法,包括传感器选型、电路设计、信号处理等。
4.传感器的实验技能:介绍传感器的实验技能,包括传感器实验的步骤、数据采集和分析方法等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
具体方法如下:1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握传感器的基本概念、工作原理和设计方法。
2.讨论法:通过小组讨论,引导学生深入思考传感器的设计方法和实验技能。
3.案例分析法:通过分析实际应用案例,使学生了解传感器在工程应用中的重要性。
4.实验法:通过实验操作,使学生掌握传感器的实验技能,培养学生的动手能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选择适合本课程的教材,如《传感器设计与应用》等。
2.参考书:提供相关的参考书籍,如《传感器技术手册》等。
传感器综合课程设计
传感器综合课程设计一、教学目标本课程旨在通过传感器的学习,让学生掌握传感器的基本概念、原理及应用。
在知识目标上,要求学生了解传感器的分类、工作原理和特性;掌握传感器的应用领域和选型依据。
在技能目标上,要求学生能够运用传感器进行数据采集和处理,并能够根据实际需求设计简单的传感器应用系统。
在情感态度价值观目标上,培养学生对传感器技术的兴趣,提高学生解决实际问题的能力,培养学生的创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括传感器的基本概念、工作原理、特性及应用。
具体包括:传感器的定义、分类和性能指标;电阻式、电容式、电感式、热敏式、光敏式等常见传感器的原理及应用;传感器信号的处理和分析方法;传感器在自动化、智能化领域的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式。
包括:讲授法,用于讲解传感器的基本概念、原理和特性;讨论法,用于分析传感器应用案例,引导学生主动思考和探索;案例分析法,用于分析实际应用中传感器的设计和调试方法;实验法,让学生通过动手实践,加深对传感器原理和应用的理解。
四、教学资源为了支持教学内容的实施和教学方法的运用,我们将准备以下教学资源:教材《传感器原理与应用》,作为学生学习的主要参考资料;相关参考书,提供更多的理论支持和实践案例;多媒体资料,包括图片、视频等,用于辅助讲解和展示;实验设备,包括各种类型的传感器、数据采集器等,用于实验教学和实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化的形式,以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括:平时表现,占30%,主要评估学生的课堂参与度、提问回答和团队协作等情况;作业,占20%,主要评估学生的理解和应用能力;小测验,占20%,主要评估学生对课程内容的掌握程度;实验报告,占20%,主要评估学生的实验操作能力和分析问题的能力;期末考试,占10%,全面评估学生的知识掌握和应用能力。
评估结果将及时反馈给学生,以便学生了解自己的学习情况,进行针对性的改进。
关于传感器的课程设计
关于传感器的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解传感器的定义、分类及其工作原理;2. 使学生掌握传感器在生活中的应用实例,如温度传感器、光敏传感器等;3. 引导学生了解传感器在科学探究和工程技术领域的作用。
技能目标:1. 培养学生运用传感器进行数据采集、处理和分析的能力;2. 培养学生通过实际操作,学会使用传感器解决简单问题的方法;3. 提高学生的实验操作技能和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对传感器技术的兴趣,培养其探究精神和创新意识;2. 引导学生关注传感器技术在生活中的应用,提高其学以致用的意识;3. 培养学生具有良好的科学素养,认识到传感器技术对社会发展的意义。
课程性质:本课程属于科学探究领域,旨在让学生通过学习传感器的基本知识和实际操作,提高科学素养和动手能力。
学生特点:本课程面向初中生,学生具有一定的物理知识和实验操作基础,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调学生的主体地位,采用启发式教学,提高学生的参与度和积极性。
通过课程学习,使学生达到预定的知识、技能和情感态度价值观目标。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 传感器的基本概念与分类- 传感器的定义、作用及分类- 常见传感器的原理介绍(温度传感器、光敏传感器、压力传感器等)2. 传感器的工作原理与应用- 温度传感器的工作原理及在生活中的应用- 光敏传感器的工作原理及在自动化控制中的应用- 压力传感器的工作原理及在工程技术领域的应用3. 传感器的使用与数据处理- 传感器数据采集、处理与分析的方法- 实验操作步骤与注意事项- 传感器数据的可视化与解读4. 传感器实验与实践活动- 设计简单传感器实验,如温度传感器测量温度、光敏传感器控制灯光等- 分析实验数据,总结传感器的工作特点与应用场景- 团队协作完成传感器创新设计项目教学内容安排与进度:第一课时:传感器的基本概念与分类,介绍教材相关章节内容,让学生对传感器有初步了解。
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. 学生能理解传感器的定义、分类和工作原理;2. 学生能掌握传感器在日常生活和科技领域的应用;3. 学生能了解传感器在数据采集、处理和传输中的作用。
技能目标:1. 学生能够正确使用传感器进行数据采集,并分析数据;2. 学生能够根据实际需求选择合适的传感器,设计简单的传感器应用电路;3. 学生能够运用传感器解决实际问题,提高动手操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对传感器技术产生兴趣,培养科技创新意识;2. 学生能够认识到传感器在现实生活中的重要性,增强学以致用的观念;3. 学生在团队协作中,培养沟通、交流和分享的积极态度。
课程性质:本课程为科普性与实践性相结合的课程,旨在让学生了解传感器的基本知识,培养实际操作能力。
学生特点:六年级学生具有一定的物理知识和动手操作能力,对新鲜事物充满好奇心,喜欢实践操作。
教学要求:结合学生的特点,注重理论与实践相结合,提高学生的动手操作能力、创新能力和团队协作能力。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
为实现这些目标,教师应采用生动有趣的教学方法,激发学生的学习兴趣,引导他们主动探索和解决问题。
同时,课程结束后,对学生的学习成果进行评估,以确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 传感器基础知识- 传感器的定义与作用- 传感器的分类及特点2. 传感器工作原理及性能参数- 常见传感器的工作原理- 传感器的性能参数及影响3. 传感器应用案例- 日常生活及工业领域的应用案例- 科技创新中的传感器应用4. 传感器实验操作- 实验器材介绍与使用方法- 实验步骤及注意事项5. 传感器创新设计- 设计传感器应用电路- 解决实际问题的创新设计教学内容安排与进度:第一课时:传感器基础知识,介绍传感器的定义、作用和分类;第二课时:传感器工作原理及性能参数,分析常见传感器的工作原理和性能参数;第三课时:传感器应用案例,展示传感器在日常生活、工业和科技创新中的应用;第四课时:传感器实验操作,学生动手实践,熟悉传感器使用方法;第五课时:传感器创新设计,分组进行创新设计,解决实际问题。
传感器方面的课程设计
传感器方面的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握传感器的基本概念、分类和工作原理,理解传感器在工程和日常生活中的应用。
2. 使学生了解不同类型传感器的特点,如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等,并能阐述其工作原理及用途。
3. 引导学生掌握传感器输出信号的处理方法,学会运用简单的电路对传感器信号进行读取和分析。
技能目标:1. 培养学生能够运用所学知识,进行传感器选型、连接和使用,解决实际问题。
2. 提高学生的动手操作能力,能够设计简单的传感器应用电路,进行数据采集和处理。
3. 培养学生的团队协作能力,通过小组合作完成传感器的实际应用项目。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对传感器技术及其应用的兴趣,激发学生的学习热情和探究精神。
2. 增强学生的环保意识,认识到传感器在节能减排和环境保护方面的重要作用。
3. 引导学生树立正确的价值观,认识到科技发展对人类社会的积极影响,培养社会责任感和使命感。
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,培养学生的实际应用能力。
学生特点:学生为初中年级,具备一定的物理知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇,善于合作学习。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,鼓励学生动手实践和思考,提高学生的实际应用能力。
在教学过程中,关注学生的学习进度,及时调整教学策略,确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 传感器基础知识:- 传感器的定义、功能与分类- 传感器的工作原理与性能参数- 传感器在工程和日常生活中的应用案例2. 常见传感器介绍:- 温度传感器:热敏电阻、热电偶等- 压力传感器:应变片式、压电式等- 光敏传感器:光敏电阻、光电管等- 其他传感器:湿度传感器、声音传感器等3. 传感器信号处理:- 传感器信号的读取与转换方法- 简单电路的设计与搭建:放大电路、滤波电路等- 传感器输出信号的数据分析与处理4. 传感器应用实例:- 实例分析:智能家居、环境监测等- 传感器选型、连接与使用方法- 设计简单的传感器应用电路,进行数据采集与处理5. 实践活动:- 小组合作完成传感器应用项目- 动手制作简单的传感器装置,如温度控制器、光线报警器等- 分析实验结果,撰写实验报告教学内容根据课程目标和教学要求,参考教材相关章节进行组织。
传感器技术课程设计
传感器技术 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生了解传感器技术的基本概念、分类和工作原理;2. 使学生掌握传感器技术在生活中的应用,如温度、湿度、光照等;3. 引导学生了解传感器技术在物联网领域的地位和作用。
技能目标:1. 培养学生运用传感器进行数据采集、处理和分析的能力;2. 提高学生设计简单传感器应用电路的能力;3. 培养学生运用传感器技术解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对传感器技术的兴趣,培养其探索精神和创新意识;2. 引导学生关注传感器技术在生活中的应用,提高其社会责任感和环保意识;3. 培养学生团队协作精神,提高其沟通能力和表达能力。
本课程针对初高中年级学生,结合传感器技术学科特点,注重理论与实践相结合。
课程目标既包括基础知识的学习,又强调技能的培养和情感态度价值观的塑造。
通过本课程的学习,学生能够掌握传感器技术的基本原理,提高实际应用能力,培养科学素养和创新能力,为后续学习打下坚实基础。
同时,课程目标具体、可衡量,有助于教师进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 传感器技术基本概念:介绍传感器的定义、分类和功能;教材章节:第一章 传感器技术概述2. 传感器工作原理:讲解各种类型传感器的工作原理,如电阻式、电容式、电感式传感器;教材章节:第二章 传感器工作原理3. 传感器技术应用:分析温度、湿度、光照等传感器在实际生活中的应用;教材章节:第三章 传感器技术应用4. 传感器数据采集与处理:学习如何使用传感器进行数据采集、处理和分析;教材章节:第四章 传感器数据采集与处理5. 传感器技术在物联网中的应用:探讨传感器技术在物联网领域的发展前景;教材章节:第五章 传感器技术在物联网中的应用6. 传感器实验与制作:动手实践,设计简单传感器应用电路,进行数据处理和分析;教材章节:第六章 传感器实验与制作教学内容按照传感器技术的基本概念、工作原理、应用、数据采集与处理、物联网应用和实验制作的顺序进行安排,注重理论与实践相结合,旨在使学生系统掌握传感器技术知识,提高实际操作能力。
用传感器做课程设计
用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定义、分类和工作原理,掌握其在日常生活中的应用。
2. 学生能够运用所学的传感器知识,设计简单的电路,实现特定功能。
3. 学生了解传感器在课程项目中的重要性,能够结合实际需求选择合适的传感器。
技能目标:1. 学生能够独立操作传感器,进行简单的数据采集、处理和分析。
2. 学生具备团队协作能力,能够与组员共同设计、实施和优化课程项目。
3. 学生能够运用所学知识解决实际问题,提高创新能力和实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对传感器产生浓厚的兴趣,激发探索科学技术的热情。
2. 学生在课程项目中养成积极思考、主动探究的良好习惯。
3. 学生认识到传感器在生活中的广泛应用,增强环保意识和科技责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,注重理论知识与实际操作的相结合。
学生特点:学生处于好奇心强、动手能力逐渐提高的年级,具备一定的物理知识和电路基础。
教学要求:教师需关注学生的个体差异,提供适当的指导,鼓励学生自主探究和合作学习,确保课程目标的达成。
同时,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
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- 传感器在生活中的应用案例2. 常用传感器介绍:- 光电传感器- 温度传感器- 声音传感器- 湿度传感器3. 传感器电路设计:- 传感器与微控制器的连接方式- 电路图的绘制和解读- 传感器信号的采集、处理和分析4. 课程项目实践:- 项目主题:智能环境监控系统- 项目目标:实现温度、湿度、光线和声音的实时监测- 项目实施:分组合作,设计并搭建传感器电路,编写程序,实现功能5. 教学内容安排与进度:- 第一课时:传感器基础知识学习,了解传感器的工作原理和应用- 第二课时:常用传感器介绍,掌握不同类型传感器的特点- 第三课时:传感器电路设计,学习传感器与微控制器的连接方法- 第四课时:课程项目实践,分组进行智能环境监控系统的设计、搭建和调试教材关联:本教学内容与教材中“传感器及其应用”章节相关,涵盖了传感器的原理、分类、应用和电路设计等方面的内容。
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目录摘要 (1)一课程设计任务和功能要求 (1)1.1设计应用背景 (1)1.2设计原理 (1)1.3系统结构 (2)二传感器模块设计 (3)2.1脉冲信号的获得 (3)2.2霍尔传感器 (3)2.3光电传感器 (3)2.4光电编码器 (4)2.5三套方案的选择与比较 (4)三.设计总结 (5)3.1硬件连接 (5)3.2实验程序及分析 (6)3.4原理图 (7)3.5 PCB原理图 (7)四.设计总结 (8)五.参考文献 (9)六.成员及分工情况 (9)附录 (9)摘要测速是工农业生产中经常遇到的问题,学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。
要测速,首先要解决是采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时,常用测速发电机的方法,即将测速发电机的转轴与待测轴相连,测速发电机的电压高低反映了转速的高低。
使用单片机进行测速,可以使用简单的脉冲计数法。
只要转轴每旋转一周,产生一个或固定的多个脉冲,并将脉冲送入单片机中进行计数,即可获得转速的信息。
关键词:拾取信号光电传感器霍尔传感器光电编码器转速一课程设计任务和功能要求任务:电机转速自动检测功能要求:请设计一种电机转速监控装置,能够提供电机转速的电量信息。
1.1设计应用背景电动机作为风机、水泵、机床等设备的动力,广泛应用于工业、农业、商业、公用设施、制造业等各个领域,在我国,电动机的用电量已经占到社会总用电量的60%以上。
我国能源相对缺乏,优质能源严重短缺,同时巨大的能源消耗引起的环境污染已在某种程度上制约了经济的发展,从节约能源,保护环境出发,我国开展了很多节能研究工作电动机作为量大面广的机电产品,降低电动机的损耗、提高电动机的效率已成为节能降耗、降低生产成本、追求经济效益最大化的重要手段,是利国利民的大事。
对老式耗能大的电动机必须进行节能改造,因此,研究其节能问题具有非常重要的意义。
1.2设计原理(1)利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件,在电机的转轴上安装一圆盘,在圆盘上挖一小洞,小洞上下分别对应着光发射和光接收开关,圆盘转动一圈即发光电管导通一次,利用此信号作为进行脉冲计数所需。
(2)计数脉冲通过计数电路进行有效的计数,按照设计要求每一秒种都必须对计数器清零一次,因为电路实行秒更新,所以计数器到译码电路之间有锁存电路,在计数器进行计数的过程中对上一次的数据进行锁存显示,这样做不仅可以解决数码显示的逻辑混乱,还可以避免了数码显示的闪烁问题。
(3)对于脉冲记数,有测周和测频的两种方式。
测周电路的测量精度主要受电路系统的脉冲产生电路的影响,对于低频率信号,其精度较高。
测频电路其对于高低电平的信号差比较敏感,对于低频率信号的测量误差较大,但是本电路仍然采用测频方式,原因是本电路对于马达电机转速精度要求较低,本电路还有升级为频率计使用,而测频方式对高频的精度还是很高的。
(4)显示电路采用静态显示方法,由于静态显示易于制作和调试,原理也较简单,所需元件易于购买。
(5)电路时钟是整个电路的关键,它是整个电路有效工作的核心,负责电路的锁存和清零。
其基本思路是:产生频率一秒是时钟,当秒时钟到来时,即上升沿到来时,对锁存电路进行锁存,锁存以后才能对计数器进行清零,锁存和清零间隔要充分小,否则就影响电路的计数准确度。
鉴于此,对锁存集成必须采用边沿触发形式的集成,并且计数器应该与锁存同步工作,即都在秒时钟的上升沿触发工作。
另外大多的译码器都带有锁存功能,但是其他锁存方式基本上都是电平触发,若设计成电平触发的话,势必会增加电路的复杂度,还不如直接采用边沿锁存的单集成,所以不使用译码器中的锁存电路。
时钟实现方法很多,本电路采用晶振电路,以求得高精度的时钟需求。
1.3系统结构本文主要针对电机的转速进行测量,然后用数码管把电机的转速显示出来。
本装置主要有两部分构成:(1)光电测速部分。
(2)测得的脉冲处理和显示部分。
光电测速部分主要由光电传感器构成,脉冲处理部分主要经施密特触发器对接收到的脉冲进行波形校正,由单片机的T1口输入,经80C51处理后显示输出电机的转速。
二传感器模块设计2.1脉冲信号的获得可以有多种方式来获得脉冲信号,因而需要用到以下传感器中一种来获取脉冲信号。
2.2霍尔传感器霍尔传感器是对磁敏感的传感元件,常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等,这种传感器是一个3端器件,外形与三极管相似,只要接上电源、地,即可工作,输出通常是集电极开路(OC)门输出,工作电压范围宽,使用非常方便。
如图1所示是CS3020的外形图,将有字面对准自己,三根引脚从左向右分别是Vcc、地和输出。
图1 CS3020外形图使用霍尔传感器获得脉冲信号,其机械结构也可以做得较为简单,只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢,让霍尔开关靠近磁钢,就有信号输出,转轴旋转时,就会不断地产生脉冲信号输出。
如果在圆周上粘上多粒磁钢,可以实现旋转一周,获得多个脉冲输出。
在粘磁钢时要注意,霍尔传感器对磁场方向敏感,粘之前可以先手动接近一下传感器,如果没有信号输出,可以换一个方向再试。
这种传感器不怕灰尘、油污,在工业现场应用广泛。
2.3光电传感器光电传感器是应用非常广泛的一种器件,有各种各样的形式,如透射式、反射式等,基本的原理就是当发射管光照射到接收管时,接收管导通,反之闭合。
以透射式为例,图2可以看出,当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时,开关管闭合,否则打开。
为此,可以制作一个遮光叶片如图3,安装在转轴上,当扇叶经过时,产生脉冲信号。
当叶片数较多时,旋转一周可以获得多个脉冲信号。
图2光电传感器的原理图图3遮光叶片2.4光电编码器光电编码器的工作原理与光电传感器一样,不过它已将光电传感器、电子电路、码盘等做成一个整体,只要用连轴器将光电传感器的轴与转轴相连,就能获得多种输出信号。
它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。
图4是某光电编码器的外形。
图4 成品光电编码器2.5三套方案的选择与比较根据三套方案的原理与实施方法,对三种传感器在原理、优缺点、成本、功耗、稳定性方面进行了对比分析,如表2.4所示。
表2.4 三种传感器这次课设选的是光电传感器,在稳定低功耗和低成本下,比较合适。
采用穿透法测量电机转速。
光电传感器的原理上面有详细的介绍。
当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时,开关管闭合,否则打开。
为此,可以制作一个遮光叶片如图3所示,安装在转轴上,当扇叶经过时,产生脉冲信号。
当叶片数较多时,旋转一周可以获得多个脉冲信号。
这里我们才用转10个孔的方式。
在一分钟的时间内,假如产生了10000脉冲,则电机的转速就为1000r/min。
三.设计总结3.1硬件连接测速的方法决定了测速信号的硬件连接,测速实际上就是测频。
因此,频率测量的一些原则同样适用于测速。
通常,可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。
所谓计数法,就是给定一个闸门时间,在闸门时间内计数输入的脉冲个数;测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门,对一个高精度的高频计数信号进行计数。
由于闸门与被测信号不能同步。
因此,这两种方法都存在±1误差的问题,第一种方法适用于信号频率高时使用,第二种方法则在信号频率低时使用。
等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。
这里为简化讨论,仅采用计数法来进行测试。
图5仿真电路图如上图:因为光电传感器不好仿真,这里我们采用了555芯片构成一个施密特触发器,由光电传感器得到的脉冲由2,5脚输入,经3脚输出接到单片机的T1(P3.5)。
经89C51编程处理后由P1口输出通过数码管显示出转速。
3.2实验程序及分析测量转速,使用光电传感器,被测电机带动纸片旋转,我们在纸片上开了10小孔,电机每旋转一周就会产生10个脉冲,产生12个脉冲,要求将转速值(转/分)显示在数码管上。
图6仿真电路如上图:光电传感器测得脉冲由555的2或5脚输入,由555的三脚输出,接入AT9C51的P3.5口。
P2.4---P2.7为数码管的位选端口,p1为数据端口。
3.4原理图用protel DXP画出原理图:图7 protel DXP画出原理图3.5 PCB原理图根据原理图得到的PCB:图8 PCB四.设计总结根据课题要求,设计一种电机转速监控装置,能够提供电机转速的电量信息,达到电机转速自动检测的目的,通过数码管显示。
通过查询相关资料,了解到现在电机用电量之高造成了很大的能源浪费,更意识到了这个课题的现实意义。
设计的原理首先是对电机转速的信号拾取,这就有三种传感器可以选择,通过书本,网上查资料,对各个传感器有一定了解后,根据实际情况以及成本选取用光电传感器作为信号收集,它的优点是结构简单、形式灵活多样、体积小、采样精确、采样速度快、敏感范围大、非接触。
脉冲处理部分主要经施密特触发器对接收到的脉冲进行波形校正,经89C51编程处理后由P1口输出通过数码管显示出转速。
对于设计,用protel DXP画出原理图,仿真实现了对电机转速自动检测,数码管显示转速要求,精确度,灵敏度都符合要求,还对电路画了PCB电路图,可以通过刻板在实际中做出模型,实现课设要求。
总体来说能够实现其基本功能,电机转速700---1500r/min。
通过这次课设,让我们感受到了传感器在生活中的普遍性和重要性。
也通过这次课设,对光电传感器结构特点和工作原理的一些知识有了更深的了解、掌握。
将自己所学的内容在课程设计中表达了出来。
经过这一周的努力和付出,在老师的指导和小组成员的共同协作下,成功的完成了此次课设。
五.参考文献[1]徐科军等,传感器与检测技术,电子工业出版社,2006[2]周杏鹏等,现代检测技术,高等教育出版社,2004[3]王幸之等,单片机应用系统抗干扰技术,北京航空航天大学出版社,2004六.成员及分工情况附录实验程序如下:#include <REG52.H>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned long#define LED_DAT P1sbit LED_SEG0 = P0^3;sbit LED_SEG1 = P0^2;sbit LED_SEG2 = P0^1;sbit LED_SEG3 = P0^0;//sbit pin_SpeedSenser = P3^5; //光电传感器信号接在T1上#define TIME_CYLC 100 //12M晶振,定时器10ms 中断一次我们1秒计算一次转速// 1000ms/10ms = 100#define PLUS_PER 10 //码盘的齿数,这里假定码盘上有10个齿,即传感器检测到10个脉冲,认为1圈#define K 100.0 //校准系数unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; uchar data Disbuf[4];// 显示缓冲区uint Tcounter = 0; //时间计数器bit Flag_Fresh = 0; // 刷新标志bit Flag_clac = 0; //计算转速标志bit Flag_Err = 0; //超量程标志//在数码管上显示一个四位数void DisplayFresh();//计算转速,并把结果放入数码管缓冲区void ClacSpeed();//初始化定时器T0void init_timer0();//初始化定时器T1void init_timer1();//延时函数void Delay(uint ms);void it_timer0() interrupt 1 /* interrupt address is 0x000b */{TF0 = 0; //d定时器T0用于数码管的动态刷新//TH0 = 0xC0; /* init values */TL0 = 0x00;Flag_Fresh = 1;Tcounter++;if(Tcounter>TIME_CYLC){ Flag_clac = 1;//周期到,该重新计算转速了}}void it_timer1() interrupt 3 /* interrupt address is 0x001b */{TF1 = 0; //定时器T1用于单位时间内收到的脉冲数//要速度不是很快,T1永远不会益处Flag_Err = 1; //如果速度很高,我们应考虑另外一种测速方法,:脉冲宽度算转速}void main(void){Disbuf[0] = 0; //开机时,初始化为0000Disbuf[1] = 0;Disbuf[2] = 0;Disbuf[3] = 0;init_timer0();init_timer1();while(1){if(Flag_Fresh){ Flag_Fresh = 0;DisplayFresh(); // 定时刷新数码管显示}if(Flag_clac){ Flag_clac = 0;ClacSpeed(); //计算转速,并把结果放入数码管缓冲区Tcounter = 0;//周期定时清零TH1=TL1 = 0x00;//脉冲计数清零}if(Flag_Err) //超量程处理{//数码管显示字母'EEEE'Disbuf[0] = 0x9e; //开机时,初始化为0000 Disbuf[1] = 0x9e;Disbuf[2] = 0x9e;Disbuf[3] = 0x9e;while(1){ DisplayFresh();//不再测速等待复位i}}}}//在数码管上显示一个四位数void DisplayFresh(){P2 |= 0xF0;LED_SEG0 = 0;LED_DAT = table[Disbuf[0]];Delay(1);P2 |= 0xF0;LED_SEG1 = 0;LED_DAT = table[Disbuf[1]];Delay(1);P2 |= 0xF0;LED_SEG2 = 0;LED_DAT = table[Disbuf[2]];Delay(1);P2 |= 0xF0;LED_SEG3 = 0;LED_DAT = table[Disbuf[3]];Delay(1);P2 |= 0xF0;}//计算转速,并把结果放入数码管缓冲区void ClacSpeed(){uint speed ;uint PlusCounter;PlusCounter = TH1*256 + TL1;speed = K*(PlusCounter/PLUS_PER)/60;//K是校准系数,如速度不准,调节K 的大小Disbuf[0] = (speed/1000)%10;Disbuf[1] = (speed/100)%10;Disbuf[2] = (speed/10)%10;Disbuf[3] = speed%10;}//初始化定时器T0void init_timer0(){TMOD &= 0xf0; //定时10毫秒/* Timer 0 mode 1 with software gate */TMOD |= 0x01; /* GATE0=0; C/T0#=0; M10=0; M00=1; */TH0 = 0xC0; /* init values */TL0 = 0x00;ET0=1; /* enable timer0 interrupt */EA=1; /* enable interrupts */TR0=1; /* timer0 run */}//延时函数void Delay(uint ms){uchar i;while(ms--)for(i=0;i<100;i++);}//初始化定时器T1void init_timer1(){TMOD &= 0x0F; /* Counter 1 mode 1 with software gate */ TMOD |= 0x50; /* GATE0=0; C/T0#=1; M10=0; M00=1; */TH1 = 0x00; /* init values */TL1 = 0x00;ET1=1; /* enable timer1 interrupt */EA=1; /* enable interrupts */TR1=1; /* timer1 run */}。