传感器教案 - 360文档中心

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相关知识

一．传感器的认识

二．传感器的定义及组成

能够感受规定的被测量并按一定规律和精度转换成可用输出信号的器件或装置.

它是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。

敏感元件(sensing element)：直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，是传感器的核心。

转换元件(transduction element) ：将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量的电信号。

测量电路(measuring circuit)：将转换元件输出的电信号进行进一步的转换和处理，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性，便于后

续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。

三、传感器的分类

按工作原理分类：可分为电参数式 (电阻式、电感式和电容式)传感器、压

电式传感器、光电式传感器、热电式传感器等。

按被测量分类：可分为力、位移、速度、加速度传感器等。

按结构分类：可分为结构型、物性型和复合型传感器。

按能量转换关系分类：可分为能量控制型和能量转换型传感器两大类。

四、传感器的作用

光敏传感器—视觉声敏传感器—听觉

气敏传感器—嗅觉化学传感器—味觉

课题二、传感器的技术指标

任务导入

相关知识

一、测量误差与仪表等级

1、绝对误差

绝对误差表示测量值与被测量真实值(真值)之间的差值，

2、相对误差

它是指测量仪表中相对仪表满量程的一种相对误差

3、仪表的准确度

仪表的测量结果的准确度叫仪表的准确度。

二、传感器的技术指标

1、传感器的静态特性

当传感器的输入信号是常量，不随时间变化(或变化极缓慢)时，其输出输入

关系特性称为静态特性。传感器的静态特性主要由下列几种性能来描述。

测量范围

量程

精度

线性度

x A ∆=-m 100%γ∆==-测量范围上限测量范围下限

灵敏度

分辨率和阈值

重复性

迟滞

稳定性

漂移

2、传感器的动态特性

动态特性是指传感器对于随时间变化的输入信号的响应特性，是传感器的重要特性之一。

传感器的动态特性与其输入信号的变化形式密切相关，最常见、最典型的输入信号是阶跃信号和正弦信号。

对于阶跃输入信号，传感器的响应称为阶跃响应或瞬态响应，对于正弦输入信号，则称为频率响应或稳态响应。

可从时域和频域两个方面采用瞬态响应法和频率响应法来分析动态特性。

动态特性好的传感器应具有较短的暂态响应时间和较宽的频率响应特性。

动态特性的数学描述：微分方程

实际传感器较复杂，动态响应特性一般并不能直接给出其微分方程，可通过实验给出传感器与阶跃响应曲线和幅频特性曲线上的某些特征值来表示仪器的动态响应特性。

三、传感器的一般选择原则

1、与测量条件相关的因素

2、与传感器有关的技术指标

3、与使用环境条件有关的因素

4、与购买和维修有关的因素

小结：

传感器首先是一种测量器件或装置，它的作用体现在测量上。

定义中所谓“可用输出信号”是指便于传输、转换及处理的信号，主要包括气、光和电等信号，而“规定的测量量”一般是指非电量信号。

传感器的输入和输出信号应该具有明确的对应关系，并且应保证一定的精度。

作业布置：审批：

后记：

周次：

时间：

课题：模块二温度的测量

课时：2课时

教学目标：1、了解温度的基本概念

2、理解温度传感器的基本测量方法

3、掌握温度传感器的一般测量方法

重点、难点：温度传感器的测量方法

教具：传感器模块

教学方法：讲授法

时间分配：回顾 10分钟新授 70分钟小结 15分钟作业布置 5分钟教学过程：

课题一温度传感器

任务导入

相关知识

一、温度的基本概念

1．温度

2．温标

1）摄氏温标

2）华氏温标

3）热力学温标

4）国际实用温标

二、温度传感器

1．热敏电阻器的分类

2．热敏电阻器的主要技术指标

1）标称电阻值

2）温度系数

3）时间常数

4）额定功率

5）温度范围

3.热敏电阻器的优缺点

1）灵敏度高

2) 体积小

3）结构简单、坚固，能承受较大的冲击

4）制作原料丰富，制作简单，成本价格十分低廉三、温度的测量方法

接触式和非接触式

课题二膨胀式温度传感器

任务导入

相关知识

一、玻璃温度计

二、压力温度计

三、双金属温度计

任务实施

一、合理选择双金属温度计的结构与种类

二、双金属温度计的安装与使用

课题三电阻式温度传感器

任务导入

相关知识

一、金属热电阻器

1、铂电阻器

2、铜电阻器

3、热电阻器的典型测量电路

二、电阻式温度传感器的结构

1、普通型热电阻温度传感器

2、端面热电阻温度传感器

3、铠装热电阻温度传感器

4、隔爆型热电阻温度传感器