传感器教案中职类图文文档格式.docx

1、（2电阻应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，其电阻值也将发生变化的现象。2.构成：弹性敏感元件（敏感元件）与电阻应变片（转换元件）构成。3.基本原理：弹性敏感元件在感受被测量时将产生变形，使表面产生应变。而黏结在其表面上的电阻应变片将随着弹性敏感元件产生应变，使其电阻值也产生相应的变化。这样，将被测量的变化转换成传感器元件电阻值的变化，再经过转换电路变成电信号输出。4.类型：测量力、压力、位移、应变、扭矩、加速度等传感器。5.特点：（1这类传感器结构简单，使用方便，性能稳定、可靠。（2易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测。（3灵敏度高，测量速度快，适合静、动态

2、测量。（4可以测量各种物理量。因此在航空航天、机械、化工、交通、建筑、医学、汽车工业等领域有很广的应用。课堂小结：概念 构成 原理 种类 测量电路 应用 课后作业：P73 1 教学反思：学生对概念掌握比较快，能正确正解其特。第 2课时 教学内容：二、电阻应变片的种类及材料 1.金属丝式应变片（图）（1分回线式（较常用，制作简单、性能稳定、成本低、易粘贴）和短接式（克服了横向效应）。（2常用材料：康铜、镍铬铝合金、铁铬铝合金以及铂、铂乌合金等。2.金属箔式应变片（图）（1原理：在绝缘基底上将厚度 0.0030.01mm 电阻箔材，利用照相制版或光刻腐蚀的方法，制成适用于各种需要的形状。（2优缺点

3、：3.金属薄膜应变片（1原理：采用真空蒸发或真空沉积等方法，在薄的绝缘基片上形成厚度在 0.1um以下的金属电阻材料薄膜的敏感栅，最后加上保护层。4.半导体应变片（1原理：基于半导体材料的电阻率随作用应力而变化的所谓“压阻效应”。三、测量转换电路 1.原理：采用桥式电路（直流电桥或交流电桥）把应变片的电阻变化转换成电压或电流的变化。大多数情况下采用的是直流电桥电路。2.单臂半桥：输出电压 电桥电压灵敏度 3.双臂半桥：输出电压 电桥电压灵敏度 4.全桥形式：输出电压 电桥电压灵敏度 课堂小结：对种类的理解较好，对转换电路的掌握不够理想，还需要进一步要求。第 3、课时 教学内容：四、温度补偿 常

4、用补偿块补偿法和桥路自补偿法。五、电阻应变式传感器的应用 1.力和扭矩传感器 2.压力传感器组合式压力传感器 3.加速度传感器 课堂小结：对其应用举例能够理解，多数同学掌握较好。第课时 教学内容：2.2 热电阻传感器 教学目标：熟悉热电阻传感器的概念、类型及特点。掌握热电阻传感器的基本用途和应用。传感器的应用、热敏电阻 教学方法：一、热电阻传感器 1.概念：热电阻传感器：利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。2.类型：（1金属热电阻传感器（常称为热电阻）（2半导体热电阻传感器（常称为热敏电阻）3.特点：见书 二、热电阻 1.概念：热电阻主要是利用电阻随温度变化而变化这

5、一特性来测量温度的。2.热电阻的主要技术性能：见书表 2-1 课堂小结：概念 类型 热敏电阻 应用 课后作业：P73 3 教学反思：能掌握基本概念，对特性能正确理解。三、热敏电阻 1.按温度系数分：（1NTC 负温度系数热敏电阻（2PTC 正温度系数热敏电阻（3CTR 临界温度系数热敏电阻 2.按结构形式分：体型、薄膜型、厚膜型 3.按工作方式分:直热式、旁热式、延迟电路 4.按工作温度区分:常温区、高温、低温区热敏电阻 5.根据使用要求封装加工成各种形状的探头，如珠状、片状、杆状、锥状、针状等 课堂小结：能掌握基本分类方式，对各自的特点能正确理解。四、热电阻传感器的应用 1.金属热电阻传感器

6、：在工业上广泛应用金属热电阻传感器进行温度测量，用电桥作为测量电路。热电阻传感器还可测量流量。2.半导体热电阻传感器：（1温度测量：（2温度补偿：（3工业控制：能掌握其应用电路，对各应用电路的原理能够正确分析。第、课时 教学内容：五、实例 数字温度计 数字温度计 1 2、电路目的：数字温度计通电后，LED 数码显示器能准确地显示出由 声 光 报 警 基准电压发生 门 控 电 路 译码显示电路 十进制计数器超温比较电路 变换电路信号放大电路温度检测电路 PT100测量的环境温度值，用发热器件对 PT100 加热：指示灯 D5点亮时，测量温度大于 40时，电路开始告警；指示灯 D4点亮时，测量温度

7、大于 50时，电路开始告警；指示灯 D3点亮时，测量温度大于 60时，电路开始告警。3、PT100铂热电阻：是一种以铂金（Pt 做成的电阻式温度检测器，其具有稳定性好、测量精度高、输出 T-R 线性度都好等优点，PT100属于正电阻系数热电阻，电阻和温度变化的关系式如下：、调试方法 电源电路：整机电路供电采用 5V 供电，从 COM1接入的 DC 12V 电源，经过电路板上的 78L05 和 79L05 稳压为 5V。温度检测电路：JP2 为 PT100 连接跳线，JP1为 RP4 连接跳线，在电路调试过程中，根据实际要求连接或断开跳线。温度检测电路主要由：并联稳压电路、电桥和差 分放大器组成

8、，调节 RP1 使 TP-C 点电压为 4.069V。断开 JP2，将 RP4 的电阻值调节到 100欧姆，模仿 PT100 在 0下的电阻值，用于电路调零，断开 JP2、连接 JP1 此时U7 的 7脚输出电压应该为 0V。放大电路调试：上一项调试完毕后方可进行此项调试，断开 JP1 调节 RP4 使其两端电阻为 138.56（模拟温度在 100时 PT100 的电阻值，断开 JP2、连接 JP1，通过调节 RP6（又可称为满刻度调节）改变由 U7A 组成的同相比例放大电路的放大系数。使用毫伏表测量 TP-A 点的电压，调节 RP6 使 TP-A 点电压等于 1.000V。当 TP-A 点的

9、电压调整正常后，此时 TP-A 点的电压与温度关系为 10mV/。V/F变换及显示电路调试：测量 TP-E 点是否有 2Hz 的方波脉冲，若有表示门控电路正常。V/F变换电路由 U1/R5/C13/R2/R34/R32/RP3/R6/RP2 等元件组成，RP2 为量程调节电位器，RP3 为零点迁移电位器。根据上一级调试方法，使 TP-A 点的电压为0.999V,此时调节 RP2 使，LED 数码管的显示值为 99.9。PT100采集的温度信号经过前级的检测放大电路后，已被转换为标准的电压信号 10mV/，此时给 V/F送入0.999V 的电压它显示的是 99.9，说明温度已能正常显示，此时连接

10、 JP2，断开 JP1，此时 LED 显示器的值为实际测量的温度值。基准电压发生电路：基准电压发生电路由 U10等外围器件组成，CD4017 为十进制计数器，它的 Q3输出端连接到 RST，当计数器计数到 Q3后自动复位，由于我们的超限报警温度是 40/50/60，那么我们需要产生的基准电压是 400mV/500mV/600mV。按下 S1键，使指示灯 D5 点亮，此时调节 RP5使 R37 的端电压为 400mV;再按下 S1 键，使指示灯 D4点亮，此时调节 RP7 使 R37 的端电压为 500mV；再次按下 S1键，使指示灯 D3点亮，此时调节 RP8 使 R37 的端电压为 600m

11、V。R37 上的电压经过 U8A 组成的射极跟随器，送入到电压比较电路。超温报警电路：超温报警电路由 U8B/R46/R18/R17/Q5/F1/D2 组成，TP-B 点为基准电压，当 TP-A 点的电压大于 TP-B 点的电压时，U8B 输出高 电平 D2点亮 F1发出报警声。、整机功能验证 断开 JP1 点，接通 JP2点，将 PT100热电阻接入系统中，接入电路工作电源，此时 LED 数码管显示实时测量温度值，使用发热元件（如电烙铁或热风枪等）烘烤温度传感器，实时测量温度开始上升，当测量温度大于设定温度时，超限报警启动。当测量温度超出系统最大测量温度 99.9时，超限指示灯 D1闪烁。能

12、够掌握数字温度计的结构，基本能分析其工作原理。2.3 热电偶传感器 教学目标：熟悉热电偶传感器的概念、特点、工作原理。掌握热电偶传感器的基本用途和应用。一、热电偶传感器概念及工作原理 1.概念：热电偶传感器：将温度转换成电动势的一种测温传感器。2.工作原理：（1热电势效应：将两种不同材料的导体构成一闭合回路，若两个接点处温度不同，则回路中会产生电动势，从而形成电流，这个物理现象称为热电势效应，简称热电效应。（2热电偶回路的 主要性质：中间导体定律：标准电极定律：概念 特点 原理 应用 课后作业：什么是热电偶传感器、热电热效应？热电偶的结构有哪几部分？热电偶自由端温度的补偿有哪几种？课后反思：学生基本能理解其概念，能够知道其工作原理及其主要性质。二、热电偶的结构和种类 1.热电偶的结构：（1热电极（定名、直径、长度）（2绝缘套管（绝缘子）（作用）（3保护套管（作用）（4接线盒（作用）2.热电偶的种类：（1标准化与非标准化热电偶（2普通型热电偶 （3恺装热电偶 （4薄膜型热电偶 课堂小结：对结构的掌握较好，能知道各部分的作用。掌握热电偶传感器的基本用途和应