传感器及应用技术教案

传感器及应用技术教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

教案

学期：

课程名称：传感器及应用

授课班级：

教研室：自动化教研室

任课教师：

授课章节绪论授课形式讲授授课时间第 1 周周 5 （ 9 月 4 日）第 3 至 4 节

教学目标知识目标：

1、了解工业检测的定义和内容；

2、掌握检测系统的框图的绘制；能力目标：

素质目标：

教学重点检测系统的框图教学难点检测系统的组成

补充内容无

教学场地

及教具使用

多媒体教室

教学过程方法手段时间分配

导入检测的含义是多少？提问

2分钟

新课

检测的定义：检测（Detection）是利用各种物理、化学效应，选择

合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查

与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。

自动检测技术：能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动

检测技术。

二、工业检测技术的内容

本课介绍非电量的检测。

三、自动检测系统的组成

（1）系统框图：将系统中的主要功能或电路的名称画在方框内，

按信号的流程，将几个方框用箭头联系起来，有时还可以在箭头上方标

出信号的名称。在产品说明书、科技论文中，利用框图可以较简明、清

晰地说明系统的构成及工作原理。

对具体的检测系统或传感器而言，必须将框图中的各项内容赋以具

体的内容。

PPT与实

例相结合

85分钟

授课章节第三章电感传感器授课形式讲授授课时间第 6 周周 5 （ 10 月 11 日）第 3 至 4 节

教学目标知识目标：

1、了解电感传感器的工作原理；

2、掌握电流输出型仪表的概念；能力目标：

素质目标：

教学重点电流输出型仪表的计算教学难点二线制仪表的原理、应用

补充内容无

教学场地

及教具使用

多媒体教室

教学过程方法手段时间分配

导入除了电阻传感器，还有哪些传感器？提问

5分钟

新课

演示：做以下的实验：将一只380V交流接触器线圈与交

流毫安表串联后，接到机床用控制变压器的36V交流电压源

上，如图4-1所示。这时毫安表的示值约为几十毫安。用手慢

慢将接触器的活动铁心（称为衔铁）往下按，我们会发现毫安

表的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时，

毫安表的读数只剩下十几毫安。

图3-1 线圈铁心的气隙与电感量及电流的关系实验

1—固定铁心 2—气隙 3—线圈 4—衔铁 5—弹簧 6—磁力线 7—绝缘外壳

由电工知识可知，忽略线圈的直流电阻时，流过线圈的交流

电流为

U U U

I=≈=

演示、

PPT、提

问相结合

80分钟

授课章节第三章电感传感器2授课形式讲授授课时间第 7 周周 5 （ 10月16日）第 3 至 4 节

教学目标知识目标：

1、了解电感传感器的应用；

2、掌握电流/电压转换电路及计算；能力目标：

素质目标：

教学重点应用

教学难点设计

补充内容无

教学场地

及教具使用

多媒体教室

教学过程方法手段时间分配

导入电感传感器都在哪些领域有应用？提问

3分钟

新课

一、位移测量

测量时红宝石（或钨钢）测端接触被测物，被测物尺寸

的微小变化使衔铁在差动线圈中产生位移，造成差动线圈电感

量的变化，此电感变化通过电缆接到交流电桥，电桥的输出电

压反映了被测体尺寸的变化。测微仪器的最小量程为 3μm。

二、电感式不圆度计

电感测头围绕工件缓慢旋转，也可以是测头固定不动，

工件绕轴心旋转。耐磨测端（多为钨钢或红宝石）与工件接

触。信号经计算机处理后给出图3-13b所示图形。该图形按一

定的比例放大工件的不圆度，以便用户分析测量结果。

PPT、提

问、演示

和工程设

计相结合

80分钟

新课

电容传感器的应用

图5-5所示的简单结构就可以用于测量纸张含水量、塑料薄膜的厚度等。而图5-2b所示的传感器就可以用于测量工件的尺寸，图5-2c可以用于测量机械臂的角位移。

可以利用极距变化的原理，测量振动、压力；利用相对面积变化的原理，可以精确地测量角位移和直线位移，构成电子千分尺；利用介电常数变化的原理，可以测量空气相对湿度、液位、物位等。

分析：电容加速度传感器、湿敏电容。

重点分析：电容式油量表

1、当油箱中无油时，电容传感器的电容量C x=C x0，调节匹配电容使C0=C x0，R4=R3；并使调零电位器R P的滑动臂位于0点，即R P的电阻值为0。此时，电桥满足C x/C0=R4/R3的平衡条件，电桥输出为零，伺服电动机不转动，油量表指针偏转角θ=0。

1－油箱 2－圆柱形电容器 3－伺服电动机 4－减速箱 5－油量表

知识拓展：无

练

习或训练讨论：超市防盗检测门的工作过程

6

分

钟

课

后

小

结

布

置

作

业

无