超声波位移传感器-教学设计
超声波传感器测距探究教案 综合实践七年级
《超声波传感器测距探究》一、教学分析1、项目分析我校学生通过问卷调查，发现“坐姿前倾、近距离用眼”是造成近视的主要成因之一，因此学生提出创意。
经过展评，学生选取了具可操作性的创意项目——《制作能测距会报警的坐姿纠正器》，开展本次综合实践活动。
活动过程分为发现问题、分析需求、设计模型、技术探究、作品验证、改进完善６个阶段。
本课的内容是《超声波传感器测距探究》，在项目中处于技术探究阶段，也是技术探究重点。
2、学情分析在知识技能方面，学习本课前，学生已有初步体验了用AS-block软件编程设计ＬＥＤ灯闪烁信号、蜂鸣信号。
但面对陌生的超声波传感器，隐性的超声波反射路径问题，需要寻求帮助。
在情感方面，对创客工具本身的好奇心刚刚建立，需要特定情境来激发持续的学习兴趣。
在认知能力方面，学生一般能从坐姿现象中发现问题，但分析问题比较片面，探究能力也存在个体差异，需要同伴互助。
3、教学目标知识与技能1、学会连接超声波传感器到ARDUINO板对应端口，学会观察测量结果；2、能说出超声波无效反射路径对测量结果的影响及改进措施；3、学会应用AS-block的”如果……那么……否则……”模块编程过程与方法１、养成利用信息技术平台进行自主学习的习惯；２、在测距实验及成果展示中体验合作学习的优势；３、在发现问题—分析问题—解决问题的过程中，学会探究学习；情感与价值观1、增强健康的坐姿意识；2、建立合作、探究、分享的意识。
4、教学重点1、超声波传感器连接方法及测量结果观察方法。
2、用”如果……那么……否则……”模块编写程序，启动信号，提醒坐姿；5、教学难点本课的难点是：隐性的超声波无效反射路径对测量结果的影响及改进措施。
二、教学策略教法：情境教学法、任务驱动法学法：自主学习法、小组合作法、探究学习法。
分组方式：三人一组（或两人一组），强弱搭配。
教学准备：learnsite信息技术学习平台、调查报告、微课（连接图、程序图、微视频）、教育云平台中的计时、积分工具四、教学评价1、小组活动自评表小组活动自评表自评人：2、成果展示互评表成果互评表3、探究素养师评价工具此评价由教师点赞，科代表在教育云平台互动课堂工具——小组积分记录，实时呈现结果。
单片机超声波距离传感器课程设计
标准文档太原科技大学TAIYUAN UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY单片机原理及其应用课程设计—距离传感器设计学号：XXXXXXX班级：SXXXXXXXXX姓名：XXX指导教师：XXXXX日期：2016.01.04课程设计任务书班级: XXXXXXX姓名： XXX设计周数: 1 学分: 1指导教师: XXX设计题目: 距离传感器设计目的及要求:目的：1.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。
2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。
熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。
3.熟悉印制电路板设计的步骤和方法，熟悉手工制作印制电板的工艺流程，能够根据电路原理图，元器件实物设计并制作印制电路板。
4.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查阅有关的电子器件图书。
5.能够正确识别和选用常用的电子器件，并且能够熟练使用普通万用表和数字万用表。
6.掌握和运用单片机的基本内部结构、功能部件、接口技术以及应用技术。
7.各种外围器件和传感器的应用；8.了解电子产品的焊接、调试与维修方法。
要求：1.学生都掌握、单片机的内部结构、功能部件，接口技术等技能；2.根据题目进行调研，确定实施方案，购买元件，并绘制原理图，焊接电路板，调试程序；3.焊接和写汇编程序及调试，提交课程设计系统（包括硬件和软件）；.4.完成课程设计报告设计内容和方法:（根据自己的具体情况编写）用STC89C52单片机和超声波模块组成一个简单的电路，利用超声波发出的高频波莱测距离，并在数码管上显示。
方法：利用Altisium Designer summer09设计电路图，再用电烙铁将实物焊接到实验电路板上，通过电脑的串口写入一段程序到单片机中，实现单片机的计算显示作用设计说明书要求: 应先把超声波模块的线连接到单片机的串口上再供电。
目录绪论 (4)第二章总体设计 (5)第三章硬件部分 (9)第四章软件部分 (14)第五章总结 (18)附录 (20)绪论超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。
位移传感器教案
位移传感器教案教案标题：位移传感器教案教案概述：本教案旨在帮助学生理解位移传感器的原理和应用，并通过实践操作加深他们对位移传感器的认识。
通过本教案，学生将学会使用位移传感器进行测量和数据采集，并能够分析和解释测量结果。
本教案适用于中学物理或工程类课程。
教学目标：1. 理解位移传感器的工作原理和应用领域。
2. 学会使用位移传感器进行测量和数据采集。
3. 能够分析和解释位移传感器的测量结果。
4. 培养学生的实验设计和数据处理能力。
教学准备：1. 位移传感器（如线性位移传感器或旋转位移传感器）。
2. 测量设备（如数据采集器、计算机等）。
3. 实验器材和材料（如物体、直线轨道等）。
4. 实验指导书和教学资源。
教学过程：1. 引入（5分钟）：- 引导学生思考并回答以下问题：你知道什么是位移传感器吗？它有什么作用？ - 通过展示位移传感器的实物或图片，激发学生对位移传感器的兴趣。
2. 理论讲解（10分钟）：- 介绍位移传感器的工作原理和分类。
- 解释位移传感器在实际应用中的作用和意义。
- 提供实际应用案例，让学生理解位移传感器的实际应用价值。
3. 实验操作（30分钟）：- 分发实验指导书和实验器材，向学生解释实验步骤和安全注意事项。
- 学生按照实验指导书的要求，使用位移传感器进行测量和数据采集。
- 鼓励学生在实验过程中积极思考和交流，并记录实验数据。
4. 数据分析与讨论（15分钟）：- 引导学生分析实验数据，观察位移传感器的测量结果。
- 讨论位移传感器的精度、灵敏度和测量范围等特性。
- 引导学生思考位移传感器在实际应用中可能遇到的问题，并提出改进方案。
5. 总结与拓展（10分钟）：- 总结本节课的重点内容和学习收获。
- 提出拓展问题，鼓励学生进一步思考位移传感器的发展趋势和应用前景。
- 分发相关阅读材料或视频资源，供学生自主学习和拓展知识。
评估方法：1. 实验报告：要求学生撰写实验报告，包括实验目的、步骤、数据分析和结论等内容。
超声波传感器测距的教案
超声波传感器测距的教案教案一课题：超声波传感器测距教学目标：1. 让学生理解超声波传感器的工作原理和应用。
2. 学生能够掌握超声波传感器测距的方法和步骤。
3. 通过实验探究，培养学生的科学思维和实践能力。
4. 激发学生对科学技术的兴趣和探索精神。
教学重点与难点：- 教学重点：超声波传感器的工作原理和测距方法。
- 教学难点：理解超声波传播过程中的时间与距离的关系。
教学方法：实验探究法、小组合作法教学过程：一、导入新课展示一些利用超声波传感器的实际应用场景，如倒车雷达、自动门等，引导学生思考超声波是如何实现测距功能的。
二、新课讲授1. 讲解超声波的特性，如方向性好、穿透力强等。
2. 引出超声波传感器，结合实物介绍其结构和组成部分。
3. 阐述超声波传感器测距的原理：通过发射超声波并接收反射波，根据时间差计算距离。
三、实验探究1. 分组进行实验，每组一套超声波传感器实验装置。
2. 教师指导学生进行实验操作，包括连接电路、设置参数等。
对话示例：师：“同学们，现在大家开始分组进行实验，先检查一下实验装置是否齐全，然后按照步骤进行操作。
”生：“好的，老师。
”师：“在连接电路的时候要注意正负极哦，有不明白的随时问老师。
”3. 记录实验数据，如发射和接收的时间差。
四、数据分析与讨论1. 各小组汇报实验数据。
2. 共同分析数据，探讨影响测距精度的因素。
对话示例：师：“请各个小组把你们的实验数据分享一下。
”生：“我们这组测了几个不同距离的数据……”师：“大家一起来分析一下这些数据，看看能发现什么问题。
”五、知识拓展介绍超声波传感器在其他领域的应用，如工业自动化、医疗等。
六、总结归纳1. 回顾本节课的重点内容：超声波传感器的原理和测距方法。
2. 强调实验过程中的注意事项和科学态度。
教材分析：本节课的内容紧密结合实际应用，通过对超声波传感器的学习，使学生了解现代科技在日常生活中的应用。
教材内容循序渐进，从超声波的基本特性到传感器的工作原理，再到具体的测距方法，有利于学生逐步掌握知识。
实验5--超声波位移测量设计实验
实验五超声波位移测量设计实验一、实验目的了解超声波传感器的工作原理，学习用超声波测量位移。
二、实验设备与器件1、超声波实验模块模块。
2、+15V、+6V电源，示波器。
3、信号发生器（选用）。
三、实验原理超声波发送电路：由555集成电路组成。
IC（555）组成超声波脉冲信号发生器（如图），工作周期计算公式如下超声波接收电路：超声波接收头和CX20106A组成超声波信号的检测和放大四、实验步骤1、接上模块电源。
2、将两超声波探头距离S=10cm处位置，用示波器光标测量出发送-接收所用时间Δx。
3、调节两超声波探头距离S，用示波器光标测量出发送-接收所用时间Δx。
4、将S、Δx和利用超声波速度与Δx之积计算得到的S′，填入下表。
五、思考题1、利用上表，分析判断距离S与时间Δx的关系是否为线性。
2、说明上图电路超声波发射和接收的工作原理图1.12 超声波测距实验接线图第一节编码器实验编码器（encoder）是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。
编码器把直线位移或角位移转换成电信号。
前者我们一般会用编码尺，即光栅尺。
后者我们一般会用旋转编码器，包括光电的与磁电的两种。
编码器按编码方式分为二类：增量式与绝对式。
增量式编码器在工作时输出相应的A\B两路信号，通过采集A/B相输出的脉冲数以及编码器的分辨率及可以得到相应的直线位移或旋转角度。
通过判断A/B的相位可以确定正反位置或正反旋转，旋转式的增量编码器往往会有一个Z信号，表示零点位置；绝对式编码器通过二进制编码或BCD码来确定当前位置，并过编码值的大小变化来判别正反方向。
编码器数显表介绍：YL-CG2011实验台上装有一个简易的编码器数显表，数显表通过DB9数据线与各个编码器模块连接，显示编码器的数据。
数显表的功能包括：脉冲数显示位置显示角度显示各界面通过“功能”按键进行切换，短按“清零”按键使所有数据归零。
长按“清零”按键进入位移/脉冲设置界面位移/脉冲（即位移分辨率）设置界面通过“功能”按键使光标所在位置的数据递增，短按“清零”按键光标移位，长按“清零”按键确认设置并进入角度/脉冲设置界面。
江苏省南华职业高级中学自动检测技术教案：超声传感器及物位、厚度检测
课题序号
授课班级
周期
授课课时
2
授课形式
讲授
授课章节名称
5.4超声传感器及物位、厚度检测
使用教具
无
教
学
目
的
教学目标：
1.掌握超声检测原理。
2.熟悉超声传感器的分类及构成，理解超声传感器测物位、测厚度。
能力目标：
培养学生分析超声检测原理的能力。
情感目标：
培养学生理论和实际相结合的能力。
d.气介穿透式超声物位计
工作原理：发射换能器中压电陶瓷和放大器接成正反馈振荡回路，振荡在发射换能器的谐振频率上。接收换能器同发射换能器采用相同的结构，使用时，将两换能器相对安装在预定高度的一直线上，使其声路保持畅通。当被测料位升高遮断声路时，接收换能器收不到超声波，控制器内继电器动作，发出相应的控制信号。
4.换能器根据结构不同，分为直探头式、斜探头式、双探头式。
5.直探头式换能器也称直探头或平探头，它可以发射和接收纵波。主要由压电元件、阻尼块及保护膜组成。压电片1是换能器中的主要元件，大多做成圆板形。压电片的直径与扩散角成反比。压电片段两面敷有银层，Байду номын сангаас为导电的极板，压电片段底面接地线，上面接导线引至电路中。
若声源为圆板形时，半扩散角大小为
:声波在介质中的波长；D:声源直径；K:常数，一般取K=1.22.
四．反射与折射
反射波与折射波：当声波从一种介质传播到另一种介质时，在两介质的分界面上，一部分能反射回原介质的波称为反射波；另一部分则透过分界面，在另一介质内继续传播的波称为折射波。
五．声波的衰减
1.声波在介质中传播时会被吸收而衰减，气体吸收最强而衰减最大，液体其次，固体吸收最小而衰减最小。
乐高超声波测距教学设计
乐高超声波测距教学设计引言：超声波测距是一种常用的测距方法，通常被应用于机器人、自动门和安防系统等领域。
乐高EV3套装中的超声波传感器可以帮助学生们学习并理解超声波测距原理和在乐高机器人项目中的应用。
本文档将详细介绍乐高超声波测距的教学设计，旨在帮助教师有效地进行课堂教学。
一、教学目标本教学设计的主要目标是帮助学生理解超声波测距原理，并能够在乐高机器人项目中应用超声波传感器进行距离测量。
具体教学目标包括：1. 理解超声波测距的工作原理和应用场景；2. 掌握乐高超声波传感器的基本使用方法；3. 能够利用超声波传感器进行距离测量，并在乐高机器人项目中应用。
二、教学准备在进行乐高超声波测距的教学前，教师需要准备以下材料和设备：1. 乐高EV3套装；2. 乐高超声波传感器；3. 笔记本电脑或台式机；4. EV3软件（已安装并配置好）；5. 示例机器人模型（可供学生参考）。
三、教学步骤1. 介绍超声波测距原理：在教学开始时，教师需要向学生介绍超声波测距的原理和应用场景。
可以简要解释超声波的生成和传播原理，并提及相关的实际应用，如自动门、智能车辆等。
教师还可以展示一些实例，用以激发学生的兴趣和好奇心。
2. 讲解乐高超声波传感器的基本使用方法：接下来，教师需要详细讲解乐高超声波传感器的基本使用方法。
可以通过演示操作或视频展示的方式，向学生展示传感器的外观、连接方法以及相关的功能按钮。
教师还可以提供一些小技巧和注意事项，帮助学生更好地使用传感器。
3. 进行距离测量实验：在学生掌握基本使用方法后，教师可以组织学生进行距离测量实验。
首先，教师可以要求学生组队，每个小组使用一个乐高机器人和一个超声波传感器进行实验。
然后，教师给出一系列距离测量的任务，学生需要根据实际情况编写程序，并利用超声波传感器进行距离测量。
实验过程中，教师可以进行现场辅导和指导，帮助学生解决遇到的问题。
4. 分享和总结：实验结束后，教师可以邀请学生展示他们设计的程序和实验结果。
《有趣的超声波传感器》教学设计--郝劲峰
综合实践研究性学习开展创新性活动品位创新的快乐《有趣的超声波传感器》市丰台区丰台第五小学郝劲峰Word资料一、指导思想与理论依据（一）指导思想综合实践的总目标是密切学生与生活的联系,推进学生对自然、社会和自我之在联系的整体认识与体验，发展学生的创新能力、实践能力以及良好的个性品质。
（二）理论依据1. 坚持学生的自主选择和主动参与,发展学生的创新精神和实践能力综合实践活动的实施要以学生的直接经验或体验为基础，将学生的需要、动机和兴趣置于核心地位,充分发挥学生的主动性和积极性,鼓励学生自主选择活动主题,积极开展活动,在活动中发展创新精神和实践能力。
2. 面向学生完整的生活领域,为学生提供开放的个性发展空间综合实践活动的实施是面向学生完整的生活领域，引领学生走向现实的社会生活，促进学生与生活的联系，为学生的个性发展提供开放的空间。
3. 注重学生的亲身体验和积极实践，促进学习方式的变革综合实践活动的实施强调学生乐于探究、勤于动手和勇于实践，注重学生在实践性学习活动过程中的体验和感受，要求学生超越单一的接受学习，亲身经历实践过程，体验实践活动，实现学习方式的变革。
二、教材分析1.教学容：《有趣的超声波传感器》是我校自主开发的机器人校本课程中的四年级部分。
本课共分为两课时，第一课时，学生学习认识超声波的概念，理解超声波传感器测距的原理，并能够使用超声波进行实际距离的测量。
本节课重点在与超声波在程序中的应用，通过超声波等待模块的使用来实现自动停车，机器人避障的效果，让学生感受程序与传感器共用所带来的神奇与乐趣。
2.知识背景：（1）声波：发声体产生的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。
根据震动频率及人耳朵能够听到的围分为次声波（震动频率20赫兹一下），声波（震动频率在20-20000赫兹之间），超声波（震动频率在20000赫兹以上）（2）超声波：声音的震动频率在20000赫兹以上，超出人耳朵能够听到的围的声波。
传感器与检测技术-教案
传感器与检测技术-教案第一章：传感器概述1.1 教学目标了解传感器的定义、分类和作用理解传感器的基本原理和特性掌握传感器的选用和安装方法1.2 教学内容传感器的定义和分类传感器的基本原理和特性传感器的选用和安装方法1.3 教学方法讲授传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解传感器的工作原理和特性动手实验，演示传感器的选用和安装方法1.4 教学评估课堂问答，检查学生对传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对传感器选用和安装方法的掌握程度第二章：温度传感器2.1 教学目标了解温度传感器的定义、分类和作用理解温度传感器的基本原理和特性掌握温度传感器的选用和安装方法2.2 教学内容温度传感器的定义和分类温度传感器的基本原理和特性温度传感器的选用和安装方法2.3 教学方法讲授温度传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解温度传感器的工作原理和特性动手实验，演示温度传感器的选用和安装方法2.4 教学评估课堂问答，检查学生对温度传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对温度传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对温度传感器选用和安装方法的掌握程度第三章：压力传感器3.1 教学目标了解压力传感器的定义、分类和作用理解压力传感器的基本原理和特性掌握压力传感器的选用和安装方法3.2 教学内容压力传感器的定义和分类压力传感器的基本原理和特性压力传感器的选用和安装方法3.3 教学方法讲授压力传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解压力传感器的工作原理和特性动手实验，演示压力传感器的选用和安装方法3.4 教学评估课堂问答，检查学生对压力传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对压力传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对压力传感器选用和安装方法的掌握程度第四章：流量传感器4.1 教学目标了解流量传感器的定义、分类和作用理解流量传感器的基本原理和特性掌握流量传感器的选用和安装方法4.2 教学内容流量传感器的定义和分类流量传感器的基本原理和特性流量传感器的选用和安装方法4.3 教学方法讲授流量传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解流量传感器的工作原理和特性动手实验，演示流量传感器的选用和安装方法4.4 教学评估课堂问答，检查学生对流量传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对流量传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对流量传感器选用和安装方法的掌握程度第五章：位移传感器5.1 教学目标了解位移传感器的定义、分类和作用理解位移传感器的基本原理和特性掌握位移传感器的选用和安装方法5.2 教学内容位移传感器的定义和分类位移传感器的基本原理和特性位移传感器的选用和安装方法5.3 教学方法讲授位移传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解位移传感器的工作原理和特性动手实验，演示位移传感器的选用和安装方法5.4 教学评估课堂问答，检查学生对位移传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对位移传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对位移传感器选用和安装方法的掌握程度第六章：光学传感器6.1 教学目标了解光学传感器的定义、分类和作用理解光学传感器的基本原理和特性掌握光学传感器的选用和安装方法6.2 教学内容光学传感器的定义和分类光学传感器的基本原理和特性光学传感器的选用和安装方法6.3 教学方法讲授光学传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解光学传感器的工作原理和特性动手实验，演示光学传感器的选用和安装方法6.4 教学评估课堂问答，检查学生对光学传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对光学传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对光学传感器选用和安装方法的掌握程度第七章：超声波传感器7.1 教学目标了解超声波传感器的定义、分类和作用理解超声波传感器的基本原理和特性掌握超声波传感器的选用和安装方法7.2 教学内容超声波传感器的定义和分类超声波传感器的基本原理和特性超声波传感器的选用和安装方法7.3 教学方法讲授超声波传感器的基本概念和分类分析实际案例，讲解超声波传感器的工作原理和特性动手实验，演示超声波传感器的选用和安装方法7.4 教学评估课堂问答，检查学生对超声波传感器定义和分类的理解分析案例，评估学生对超声波传感器工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对超声波传感器选用和安装方法的掌握程度第八章：无线传感器网络8.1 教学目标了解无线传感器网络的定义、分类和作用理解无线传感器网络的基本原理和特性掌握无线传感器网络的选用和安装方法8.2 教学内容无线传感器网络的定义和分类无线传感器网络的基本原理和特性无线传感器网络的选用和安装方法8.3 教学方法讲授无线传感器网络的基本概念和分类分析实际案例，讲解无线传感器网络的工作原理和特性动手实验，演示无线传感器网络的选用和安装方法8.4 教学评估课堂问答，检查学生对无线传感器网络定义和分类的理解分析案例，评估学生对无线传感器网络工作原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对无线传感器网络选用和安装方法的掌握程度第九章：传感器信号处理与分析9.1 教学目标了解传感器信号处理与分析的基本概念、方法和作用理解传感器信号处理与分析的基本原理和特性掌握传感器信号处理与分析的方法和技巧9.2 教学内容传感器信号处理与分析的基本概念和方法传感器信号处理与分析的基本原理和特性传感器信号处理与分析的方法和技巧9.3 教学方法讲授传感器信号处理与分析的基本概念和方法分析实际案例，讲解传感器信号处理与分析的基本原理和特性动手实验，演示传感器信号处理与分析的方法和技巧9.4 教学评估课堂问答，检查学生对传感器信号处理与分析的基本概念和方法的理解分析案例，评估学生对传感器信号处理与分析的基本原理和特性的掌握程度实验报告，评估学生对传感器信号处理与分析的方法和技巧的掌握程度第十章：传感器在工程应用中的案例分析10.1 教学目标了解传感器在工程应用中的重要性理解传感器在不同工程领域的应用案例掌握传感器在工程应用中的选型和应用方法10.2 教学内容传感器在工程应用中的重要性传感器在不同工程领域的应用案例传感器在工程应用中的选型和应用方法10.3 教学方法讲授传感器在工程应用中的重要性分析实际案例，讲解传感器在不同工程领域的应用动手实验，演示传感器在工程应用中的选型和应用方法10.4 教学评估课堂问答，检查学生对传感器在工程应用中的重要性的理解分析案例，评估学生对传感器在不同工程领域应用的掌握程度实验报告，评估学生对传感器在工程应用中的选型和应用方法的掌握程度重点和难点解析1. 传感器的基本概念和分类：重点关注传感器定义和分类的理解，以及传感器的功能和作用。
超声波传感器课程设计报告
西安广播电视大学课程设计报告（理、工、农、医用）年（季）：专业：机械设计与制造（本）课程：传感器与测试技术姓名：＿＿学号：成绩：摘要摘要超声波具有指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离较远等优点，因而，在利用传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，超声波测距是应用最普遍的一种，并且在测量精度方面也能达到自动化的使用要求，它广泛应用于倒车雷达、水位测量、建筑施工工地以及一些工业现场。
超声波测距的原理是利用超声波的发射和接受，根据超声波传播的时间来计算出传播距离。
实用的测距方法有两种，一种是在被测距离的两端，一端发射，另一端接收的直接波方式，适用于身高计；一种是发射波被物体反射回来后接收的反射波方式，适用于测距仪。
此次设计采用反射波方式。
超声波测距仪硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射电路和超声波检测接收电路三部分。
单片机采用AT89C51或其兼容系列。
采用12M高精度的晶振，以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。
单片机用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号。
显示电路采用简单实用的4位共阳LED数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管8550驱动。
本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89S51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距的原理的基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT89S51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。
该系统电路设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求关键词超声波Ultrasonic单片机AT89S51 MCU AT89S51 测距Ranging目录摘要·1关键词·11.引言·11.1单片机超声波测距系统框图·12.超声波测距工作原理·22.1超声波传感器·32.1.1超声波发生器·32.1.2压电式超声波发生器原理·32.1.3单片机超声波测距系统构成·33.设计方案·43.1关于AT89S51单片机·43.2超声波测距单片机系统·53.3超声波发射和接收电路·63.4显示电路·73.5供电电路·73.6报警输出电路·84.软件设计·84.1软件设计方法·84.1.1主程序设计·84.2超声波测距程序流程图·94.3超声波测距程子序流程图·105.调试与性能分析·105.1调试步骤·105.2性能分析·11致谢·11参考文献·121引言传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。
新版超声波位移传感器-教学设计-新版-精选.pdf
新课
一、以 自然现 象为根 据判断 出超声 波的作 用。 （5 分 钟）
自然界中蝙蝠在黑夜中飞行自如， 哪怕是在成群结队的飞行 时，没有光线也不会撞到其他的物体。这是为什么？
从 生活的 现象入 手，创 设情 境，引 入实 验，激 发学生 探究的 兴趣。
内容
原因在于：蝙蝠能发出频率在 20~100KHZ 的超声波，并且利用 超声波“导航”以判断出飞行中的障碍物距离并绕行。
教学 重点
利用现实中的多普勒效应，明白超声波的传递、反射等物理现象
教学 难点
教学 方法
超声波发生器的机构与工作原理 探究式体验教学法、创设物理情景
教学 素材
手机、视频、图片
教学 过程
教师活动
师生互动
师生互动
新 课 引 入 （5 分 钟）
教师活动
概念引入： 上课之前，老师先为大家演示一个实 验：拿出手机，打一个电话，在通话界面用手靠 近手机会发现手机黑屏了，但任然在通话，这就 避免了打电话的时候误操作，也节省了电量！ 老师提问： 为什么靠近过一点距离手机会黑屏？ 是因为手上的温度还是因为遮挡了某种我们看 不见的东西？ 教师讲解： 根据现象可以看到，当有物体接近手 机正面的小区域时，手机就会黑屏，远离后又亮 屏。所以决定因素是距离，这就是距离传感器， 也是位移传感器的一种。 【板书】课题 ：超声波位移传感器
回答：它们可以通过感 知光照、声波、磁场等 物理量测量距离
让 学生了 解传感 器给生 活带来 的积极 影响， 培养学 生发现 问题的 能力， 体现从 生活走 向物理 的理 念。
【板书】位移传感器： 非电学量→电学量
回忆核心理论，传 感器的作用：感受非电 量并把它转换成电学 量。
今天我们学习位移传感器中的一种： 超声波位移传感器。 一、 带领学生从这种传感器的名称做以分析，得出结 论：超声波位移传感器是利用声波的物理特性进行叫距 离的测量的。
位移传感器课程设计
位移传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解位移传感器的基本概念，掌握其工作原理和分类；2. 学生能够运用物理知识，解释位移传感器在实际应用中的功能；3. 学生了解位移传感器在自动化、机器人技术等领域的重要性。
技能目标：1. 学生能够正确操作位移传感器，进行简单的数据采集和信号处理；2. 学生通过实际操作，培养动手能力和问题解决能力；3. 学生学会使用相关软件对位移传感器数据进行处理和分析。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理科学的兴趣，提高探索未知、创新实践的精神；2. 学生认识到位移传感器在现代科技发展中的重要作用，增强社会责任感和使命感；3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神和沟通能力。
课程性质：本课程属于物理学科，结合传感器技术，旨在培养学生的实践能力和创新精神。
学生特点：本年级学生具有一定的物理知识基础，对新兴科技具有好奇心，动手能力较强。
教学要求：结合课程内容，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的综合素养。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 位移传感器基础知识：- 传感器定义、作用及分类；- 位移传感器原理及其在自动化领域的应用。
2. 位移传感器的种类及特点：- 电位计式、光栅式、磁电式等位移传感器的工作原理和性能比较；- 各类位移传感器在实际应用中的优缺点分析。
3. 位移传感器的操作与数据处理：- 位移传感器的安装、调试及使用方法；- 使用相关软件（如Excel、Processing等）对采集到的数据进行处理和分析；- 数据处理过程中常见问题及解决方法。
4. 实践项目：- 设计简单的位移测量实验，培养学生的动手实践能力；- 结合课程内容，开展小组合作项目，提高学生团队协作能力。
教材章节关联：- 《物理》教材中有关传感器的内容；- 《传感器原理与应用》教材中关于位移传感器的章节。
教学内容安排与进度：- 第一课时：位移传感器基础知识及分类；- 第二课时：各类位移传感器的工作原理及特点；- 第三课时：位移传感器的操作与数据处理；- 第四课时：实践项目及小组合作项目展示与总结。
基于超声波传感器的测距系统设计课程设计说明书（可编辑）
基于超声波传感器的测距系统设计课程设计说明书课程设计说明书成绩题目基于超声波传感器的测距系统设计课程名称检测技术及系统课程设计1.课程设计应达到的目的通过对本课程的设计,使学生掌握常见被测量的检测原理、方法和技术,了解国内外对这些工程量进行测控的系统组建原理,通过对检测系统的设计与分析,增强学生理解和运用所学知识来解决实际问题的能力,逐步掌握根据具体测控要求、性能指标设计出先进测控系统的方法和技术。
2.课程设计题目及要求题目:基于超声波传感器的测距系统设计要求:(1)测距范围:0~200mm,测距精度:±1mm;(2)根据题意,明确测距系统性能指标及系统能完成的功能;(3)根据系统要求,选择合适的传感器;(4)设计传感器测量电路;(5)选择单片机的品种、型号,设计单片机的外围测量电路;(6)计算有关的电路参数,有条件的情况下,根据实验室现有设备进行实验数据的测取,明确测量电路输出与被测非电量的关系;(7)画出系统原理框图(此部分放在说明书的开始);(8)画出系统电路图,最好用PROTEL画;(9)在说明书中详细说明本系统工作原理。
3.课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕给出设计说明书一份;有条件的情况下尽量给出必要的实验数据;在说明书中附上完整的系统电路原理图(手画或用PROTEL画)。
4.主要参考文献李现明,吴皓编著.自动检测技术.北京:机械工业出版社,2009徐仁贵.单片微型计算机应用技术.北京:机械工业出版社.2001陈爱弟.Protel99实用培训教程.北京:人民邮电出版社.20005.课程设计进度安排起止日期工作内容13年6月3日布置设计任务,熟悉课题,查找资料;13年6月4日结合测控对象,选择合适的传感器,理解传感器性能;13年6月5日做实验,设计传感器测量电路,选择合适的单片机,设计其外围电路;13年6月6日设计电路参数,有条件情况下,在实验室进行实验,进一步理解测量电路输入输出关系;13年6月7日继续设计论证电路参数,完善系统设计方案;13年6月8日查找资料,理解系统各部分工作原理;13年6月9日理清系统说明要点,着手设计说明书的书写;13年6月13日书写设计说明书,充分理解系统每一部分作用;13年6月14日上午完善设计说明书,准备设计答辩。
超声波传感器单片机课程设计
课程设计报告题 目 超声波测距系统设计课 程 名 称 单片机原理及应用院 部 名 称 机电工程学院专 业 电气工程及其自动化班 级 12电气工程及其自动化（单）学 生 姓 名学 号课程设计地点 工科楼 C304课程设计学时 20指 导 教 师金陵科技学院教务处制目录一、概述 (3)1.1课程设计应达到的目的 (4)1.2 超声波测距系统设计 (4)二、总体设计方案及说明 (4)2.1系统总体设计思路 (4)2.2系统总体设计框图 (5)三、系统硬件电路设计 (5)3.1 单片机的最小系统 (6)3.1.1AT89C51单片机的功能与特点 (6)3.2系统原理分析 (6)3.2.1超声波测距原理 (6)3.3 超声波传感器检测电路 (6)3.3.1超声波检测电路图 (7)3.3.2 超声波发生及感应过程 (7)3.4 超声波测距接收 (7)3.4.1 HC-SR04模块 (7)3.4.2 T40、R40超声波传感装置介绍 (7)3.5 SCM1602显示模块 (9)四、系统软件部分设计 (11)4.1 软件流程图 (11)4.1.1主程序流程图 (11)4.1.2超声波发生子程序 (11)4.2 系统源程序 (12)五、系统仿真过程与结果 (13)5.1 Proteus仿真软件 (14)5.2仿真编译过程 (14)5.3仿真效果图 (15)六、实物展示 (16)6.1实物元件与过程 (16)6.2实物运行与调试 (15)6.3实物总结 (15)七、总结 (18)八、参考文献 (19)附录，原理图 (20)摘要本设计采用了AT89C51作为中心处理器，HC-SR04模块进行超声波方面的发生与感应。
然后介绍了总体的系统设计框图、思路及元件选型。
接下来，分硬件和软件两部分进行了设计的分析。
硬件方面首先构建了一单片机最小系统，然后集成各芯片完成设计。
软件方面通过外部中断，定时器中断等完成开发的子程序的调用。
《传感器与检测技术》全套教案
教学目标知识目标：掌握接近开关的基本工作原理，了解各种接近开关的环境特性及使用方法，掌握应用接近开关进行工业技术检测的方法能力目标：对不同接近开关进行敏感性检测，使用霍尔接近开关完成转动次数的测量。
素质目标：教学重点接近开关的应用教学难点接近开关的基本工作原理教学手段理实一体实物讲解小组讨论、协作教学学时10教学内容与教学过程设计注释项目一开关量检测〖理论学习〗任务一认识接近开关一、霍尔效应型接近开关1.霍尔效应霍尔效应的产生是由于运动电荷在磁场作用下受到洛仑兹力作用的结果。
如图1-2所示，把N型半导体薄片放在磁场中，通以固定方向的电流i图1-2霍尔效应（从a点至b点），那么半导体中的载流子（电子）将沿着与电流方向相反的方向运动。
图1-2 霍尔效应2.霍尔元件霍尔元件的结构简单，由霍尔片、四根引线和壳体组成，如图1-3所示。
图1-3 霍尔元件讲解霍尔效应基本原理，及霍尔电动势。
3.霍尔原件的性能参数1)额定激励电流2)灵敏度KH3)输入电阻和输出电阻4)不等位电动势和不等位电阻5)寄生直流电动势6)霍尔电动势温度系数4.霍尔开关霍尔开关是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，可把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
图1-6霍尔开关5.霍尔传感器的应用1)霍尔式位移传感器霍尔元件具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点，它不仅用于磁感应强度、有功功率及电能参数的测量，也在位移测量中得到广泛应用。
图1-7 霍尔式位移传感器的工作原理图2)霍尔式转速传感器图1-8 所示的是几种不同结构的霍尔式转速传感器。
图1-8 几种霍尔式转速传感器的结构3)霍尔计数装置图1-9 所示的是对钢球进行计数的工作示意图和电路图。
当钢球通过霍尔开关传感器时，传感器可输出峰值20 mV 的脉冲电压，该电压经运算放大器(μA741)放大后，驱动半导了解霍尔传感器的应用。
小学信息技术_《超声波传感器》教学设计学情分析教材分析课后反思
《超声波传感器》教学设计一、目标设计（一）通过师生交流、观看视频，探究蝙蝠仿生学，了解超声波传感器的作用和原理。
（二）通过自主探究、小组合作，制作测距机器人检测桌面与天花板间的距离，掌握超声波指令模块的使用方法。
（三）自主探究、小组合作，利用超声波传感器制作智能避障机器人，学会用分支结构解决判断问题；综合应用本节所学知识，发挥创意设计自己的智能机器人。
在动手实践中感受创客的过程，培养算法思维能力。
二、评价设计目标（一）评价：知道超声波传感器的测距作用，说出测距原理。
目标（二）评价：能够利用“超声波”指令模块检测桌面与天花板之间的距离。
目标（三）评价：能够利用超声波传感器和分支结构编写程序设计智能避障机器人。
综合运用所学知识，发挥创意设计自己的智能机器人。
三、课前准备编程软件、机器人、超声波传感器、PPT、任务单四、教学重难点重点：能够使用超声波传感器实现机器人智能避障。
难点：将分支结构设计思维应用于问题的实践解决，培养学生算法思维。
五、教学流程设计（一）创设情境通过上节课的学习，同学们学会了利用电机让机器人跑起来，但是又遇到了新问题。
请看视频：播放机器人撞上障碍物（墙）的视频。
提出问题：视频中发生了什么状况？你想如何改进机器人，让它变得更智能？【预设：自动避障】提出问题：我们需要什么传感器来实现机器人自动避障？【引导：蝙蝠，一种夜行动物。
在伸手不见五指的黑夜却能灵活躲避障碍物。
它是如何做到的？】师生交流，师播放视频展示超声波原理：蝙蝠一边飞，一边从嘴里发出一种声音。
这种声音叫做超声波，人的耳朵是听不见的，蝙蝠的耳朵却能听见。
超声波像波浪一样向前推进，遇到障碍物就反射回来，传到蝙蝠的耳朵里，蝙蝠就立刻改变飞行的方向。
人们从蝙蝠身上得到了启示，研制了一种能够测距离的传感器叫作超声波传感器。
贴板书：（二）新授1、认识超声波传感器（师拿小车演示）它就像机器人的“大眼睛”，能够帮助机器人检测自己与其他物体之间的距离。
超声波运动传感器教学应用及案例分析
超声波运动传感器教学应用及案例分析文丨梁志成机械运动是普遍存在的运动形式。
测量机械运动参量是运动学教学与实验的重要内容。
随着新课程改革不断深入，运动学实验的形式也发生了一些变化，引入了数字化手段。
笔者以运动学数字化实验中的核心器件超声波运动传感器的原理、应用方法及应用案例进行介绍和探讨。
一、超声波运动传感系统的介绍(二）超声传感器系统原理及传感器信息处理方法超声运动传感系统核心部件为超声传感器，其他部件为用作信号调理、计算等功能的电路。
它利用时差法测量传感器与物体之间距离，即 通过超声波发射器发射一组固定频率信号，记 录发射频率时刻和接收器接收到信号的时刻/2，并计算时间间隔A/,以确定物体与传感器间的距离。
(一）超声传感器的分类和原理人耳听到的声音范围是20 H z~20kHz。
超 过20 k H z的声波统称超声波。
超声波具有指向性好、能量集中等特点，因而被广泛应用于测距、探伤等领域。
超声波传感器的工作原理是利用压电陶瓷换能器的压电效应，将信号（约40 kHz )在电震荡和机械振荡之间转换，从而实现超声波信号的发射与探测。
目前，超声波传感器按收发结构可分为对射式和反射式两种。
以运动小车实对于对射式系统，系统框图如图1:^1L图1接收器计算模块记录I、/2,计算△/对射式系统h对射式超声传感器系统原理框图运动物体（包含发射器）与接收器的位置L=v声 A / (1-1)对于反射式系统，系统框图如图2:元件分别被置于运动小车以及轨道一端，通过测量发射、接收元件之间的距离从而得到运动小车的位置变化信息；对反射式超声传感器而言，发射、接收元件被置于同一位置，通过测量小车端面反射的超声波信号从而得到运动小车的位置变化信反射式系统图2反射式超声传感器系统原理框图运动物体（障碍物）与收发器的位置L:息。
两者的优缺点比较如下（见表1 )。
表1对射式和反射式超声传感器比较对射式 反射式是否有盲区适用范围抗干扰性很小有（约15 c m)小，需要特定装置大，只需一定反射面安装的物体一般，视物体反射面®积和距离2L=v声 (1-2)如精准校正仪器，传感器系统对i的测量绝对误差可控制在5 m m以内。
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《超声波位移传感器》教学设计
教学过程
师生互动
设计
意图教师活动学生活动
新课引入（5分钟）
师生互动
教师活动学生活动
概念引入：上课之前，老师先为大家演示一个实
验：拿出手机，打一个电话，在通话界面用手靠
近手机会发现手机黑屏了，但任然在通话，这就
避免了打电话的时候误操作，也节省了电量！
老师提问：为什么靠近过一点距离手机会黑屏？
是因为手上的温度还是因为遮挡了某种我们看
不见的东西？
教师讲解：根据现象可以看到，当有物体接近手
机正面的小区域时，手机就会黑屏，远离后又亮
屏。
所以决定因素是距离，这就是距离传感器，
也是位移传感器的一种。
【板书】课题：超声波位移传感器
引导学生进行相通的
探究实验，用不同的物
体（温度不同的，透明
度不同的），从不同的
角度和高度接近目标
区域，观察现象。
用
生活中
大家常
见的现
象，提
出问
题，调
动学生
学习的
兴趣，
并积极
思考。
新
课教
学（15分钟）生活中有哪些事物运用了位移传感器呢？老师
为大家准备了几个例子：
能感应自身位移的光电鼠标、能报警的倒车雷达
思考：它们的共同特征在哪里？
引出位移传感器的概念：
位移传感器：是能够感知并且把物体的运动
位移、空间距离大小，如距离、位置、尺寸、速
度等非电学物理量转换成电学量的装置。
让学生了解生活
中有哪些地方用到传
感器，并思考位移传感
器的共同特征，互相交
流，表达自己的观点。
回答：它们可以通过感
知光照、声波、磁场等
物理量测量距离
让
学生了
解传感
器给生
活带来
的积极
影响，
培养学
生发现
问题的
能力，
体现从
生活走
向物理
的理
念。
【板书】位移传感器：
非电学量→电学量
回忆核心理论，传感器的作用：感受非电量并把它转换成电学量。
新课内容一、以
自然现
象为根
据判断
出超声
波的作
用。
（5分
钟）
今天我们学习位移传感器中的一种：超声波位移传感器。
一、带领学生从这种传感器的名称做以分析，得出结
论：超声波位移传感器是利用声波的物理特性进行叫距
离的测量的。
自然界中蝙蝠在黑夜中飞行自如，哪怕是在成群结队的飞行时，没有光线也不会撞到其他的物体。
这是为什么？
原因在于：蝙蝠能发出频率在20~100KHZ的超声波，并且利用
超声波“导航”以判断出飞行中的障碍物距离并绕行。
从
生活的
现象入
手，创
设情
境，引
入实
验，激
发学生
探究的
兴趣。
二、声
波的物
理特性
（20分
钟）
声波作为波的一种，是在空气中传播的。
奥地利物理学家多普勒
首先发现了声波的多普勒效应，那么它是一种什么现象呢：观看
视频。