《传感器及应用》教案

1教案章节课题项目一传感器的基本知识模块一传感器的定义与作用模块二传感器的组成与分类课型新授课课时2教具学具电教设施投影仪、课件教学目标知识教学点1．掌握传感器的定义、作用2．让学生理解传感器的组成与分类能力培养点培养学生理论联系实际、分析思考理解物理现象的能力。德育渗透点学好专业知识，为社会服务教学重点难点重点传感器的定义、作用难点传感器的应用领域学法引导讲授法、讨论法、提问法、举例法教学内容更新、补充、删节传感器在现实生活中的应用、以及传感器所涉及的一些物理量的知识参考资料《传感器原理及应用》，唐贤远编著，成都电子科技大学出版社《自动检测技术》，吴训一编著，机械工业出版社《传感器技术手册》，袁希光主编，国防工业出版社出版《测试技术及应用》，王启广，中国矿业大学出版课后体会2教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间一、创设情境，激趣导入1.点名、稳定学生情绪2.说明开设本课程的目的和意义。3.介绍本课程的学时安排。4.说明本课程的考核方法。二、自主、合作、探究模块一传感器的定义与作用任务一传感器的定义传感器：利用物理、化学及生物效应，把被测的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。任务二传感器的作用和应用领域1.通过把计算机比作人的大脑，把传感器比作人的感觉器官，执行器比作人的四肢，就可以制造出工业机器人。2.用途：信息收集、信息数据的交换、控制信息采集的功能3.传感器的应用范围：（1）在制造业中（2）在汽车中（3）在智能楼宇中（4）在家用电器中（5）在安全防范中（6）在机器人中（7）在人体医学上（8）在环境保护中（9）在航空航天中（10）在摇感技术中（11）在军事上的应用任务三传感器在国民经济中的地位传感器在现代科学技术、农业及工业自动化的发展起到基础和支柱作用，在世界各国也成为一种重要产业。模块二传感器的组成与分类任务一传感器的组成常由敏感元件、转换元件及转换电路组成。敏感元件：能直接感受被测量的部分。转换元件：将收到的非电量转换成电量的器件。转换电路：将无源型传感器输出的电参数量转换成电能让学生讨论后从生活中举例说明传感器的应用学生在老师讲解的基础上学生归纳（教师补充）2分1325分353量。任务二传感器的分类1、按输入量分物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器。2、按物换原理分结构型、物性型、复合型。3、按输出信号形式分开关式、模拟式、数字式。4、按输入和输出特性分线性、非线性。5、按转能量转换的方式分有源型、无源型。三、课堂热身这堂课学习了传感器的基本知识、组成与分类等知识，要求掌握并理解传感器的涵义、作用。四、拓展延伸1.作业布置：课后习题1-1、1-3试述生活中哪些家用电器使用了传感器。2.预习传感器的基本特性。学生回忆并理解，完成课后习题1324教案章节课题模块三传感器的基本特性课型新授课课时2教具学具电教设施教学目标知识教学点传感器静态特性与动态特性能力培养点培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力德育渗透点好好学习做有用之才教学重点难点重点传感器的静态特性难点传感器静态特性的理解学法引导1、讲授法2、举例法3、讨论法4、提问法教学内容更新、补充、删节自动控制原理的传递函数知识参考资料《传感器原理及应用》，唐贤远编著，成都电子科技大学出版社《自动检测技术》，吴训一编著，机械工业出版社《传感器技术手册》，袁希光主编，国防工业出版社出版《测试技术及应用》，王启广，中国矿业大学出版课后体会5教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间一、创设情境，激趣导入1.点名、稳定学生情绪2.复习提问（1）什么是传感器？（2）传感器的作用和应用领域有哪些？（3）传感器的组成？分类？3.概述内容：传感器的静态特性与动态特性二、自主、合作、探究模块三传感器的基本特性任务一传感器的静态特性传感器在被测量每个量值处于稳定状态下输出与输入的关系。有1、灵敏度用k表示，是输出量y和输入量x之比，或看成两者的增益之比。2、分辨力规定范围内能够检测出被测量的最小变化量（M）。通常(15)CNMCk；N为噪声电平，C为常数。3、测量范围和量程在允许误差范围内，传感器能测量的下限值（miny）到上限值（maxy）之间称为测量范围minmaxyy两者之差就叫量程，maxminFSyyy。4、误差特性（1）线性度指校准曲线与理论拟合曲线之间的最大偏差（maxL）与满量程值（FSy）的百分比，表示为max100%LFSLy。学生起来回答学生思考，老师讲解、引导。2分13分3061)端基拟合直线由传感器校准数据的零点输出平均值和满量程平均值连成的一直线。2）独立拟合直线方程用最小二乘法求得（2）迟滞传感器在正、反行程期间，输入、输出曲线不重合的现象。数值是百分比，用H表示。（3）重复性传感器输入量按同一方向作多次测量时，输出特性不一致的程度。属于随机误差，记作K，为标准误差，im为最大误差(23)100%KFSy；211nimin(4)零漂和温漂任务二传感器的动态特性当输入量（X）随时间变化时（如加速度、振动），讨论传感器的动态特性，输入输出关系称动态特性。三、课堂热身这堂课学习了传感器的基本特性的知识，要求重点掌握并理解传感器的静态特性。四、拓展延伸1.作业布置：课后习题1-52.预习传感器的测量误差与准确度及传感器中的敏感元件。学生认真听讲并做好笔记学生在教师的引导下回顾301327教案章节课题模块四传感器的测量误差与准确度课型新授课课时2教具学具电教设施教学目标知识教学点1、掌握测量误差的含义及分类2、掌握准确度的计算并学会应用能力培养点培养学生应用理论知识解决实际问题的能力德育渗透点努力上进，探索求新教学重点难点重点传感器测量误差与准确度的含义及用法难点传感器测量误差与准确度的含义及用法学法引导讲授法、举例法、讨论法、提问法教学内容更新、补充、删节无参考资料《传感器原理及应用》，唐贤远编著，成都电子科技大学出版社《自动检测技术》，吴训一编著，机械工业出版社《传感器技术手册》，袁希光主编，国防工业出版社出版《测试技术及应用》，王启广，中国矿业大学出版课后体会8教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间一、创设情境，激趣导入1.点名、稳定学生情绪2.复习提问（1）传感器的静态特性有哪些？（2）传感器的误差特性有哪些？3.概述内容：测量误差的类型测量误差的表示方法准确度二、自主、合作、探究模块四传感器的测量误差与准确度任务一误差的类型1.按误差的性质分类（1）系统误差（2）随机误差（3）粗大误差2.按被测量与时间的关系分类(1)静态误差(2)动态误差任务二基本测量知识1、误差表示方法（1）绝对误差指示值与真值之差0xAA若设一修正值C，0xAAC。（2）相对误差实际误差0100%AA；标称相对误差100%xxA；引用相对误差100%nFSA1-9有一台测温学生回顾并回答问题为本次课作好准备学生在老师讲解基础上思考并理解2分1325分9任务三准确度（S）传感器和测量仪表的误差是以准确度表示的。%nmS，nm为最大引用相对误差；max100FSSA。例1：有一台测温仪表，测量范围为-200~+800℃准确度为0.5级。现用它测量500℃的温度，求仪表引起的绝对误差和相对误差。解：由准确度公式max100FSSA得max=100FSAS=0.51000100=5%1%1005005三、课堂热身四、拓展延伸1.作业布置：课后习题1-10、1-112.复习本节所学知识，预习传感器的敏感元件。学生认真听讲并做好笔记学生先总结归纳，教师补充35分10分10教案章节课题模块五传感器中的敏感元件课型新授课课时2教具学具电教设施教学目标知识教学点1、掌握应力及应变的含义及用法2、弹性敏感元件的特性能力培养点培养学生应用理论知识解决实际问题的能力德育渗透点努力上进，探索求新教学重点难点重点掌握应力与应变的含义及用法难点掌握应力与应变的含义及用法学法引导讲授法、举例法、讨论法、提问法教学内容更新、补充、删节无参考资料《传感器原理及应用》，唐贤远编著，成都电子科技大学出版社《自动检测技术》，吴训一编著，机械工业出版社《传感器技术手册》，袁希光主编，国防工业出版社出版《测试技术及应用》，王启广，中国矿业大学出版课后体会11教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间一、创设情境，激趣导入1.点名、稳定学生情绪2.复习提问（1）什么是真值？（2）传感器的误差按性质分有哪些？按被测量与时间关系分呢？（3）误差的表示方法有哪些？（4）准确度的公式？3.概述内容：传感器中的弹性敏感元件二、自主、合作、探究模块五传感器中的弹性敏感元件任务一应力与应变的概念1、应力物体在单位面积上引起的内力称应力。FS拉伸状态时为正值，压缩时为负值。物体一端固定，另一端受平行于端面的力作用时，内部任意截面上产生大小相等、方向相反的应力，称为切向应力。2、应变应变是物体受外力作用时的形变。纵向应变lll；横向应变rlrr，为泊松比。切应变xtgL。3、胡克定律与弹性模量胡克定律：当应力未超过某一限值时，应力与应变成正比。,E剪切应力G。E为弹性模量，学生回顾并回答问题为本次课作好准备学生在老师讲解基础上思考并理解学生认真听讲并做好笔记2分1325分35分12G为剪切模量。任务二弹性敏感元件的特性1、刚度外力作用下变形大小的量度。FKx2、灵敏度xkF3、固有振动频率0()f固有角频率0Km。任务三弹性敏感元件的材料性能1、弹性元件的类型（1）变换力的弹性敏感元件（2）变换压力的弹性元件三、课堂热身四、拓展延伸1.作业布置：课后习题1-12、1-133.复习项目一所学知识，为习题课做好准备。学生先总结归纳，教师补充10分13教案章节课题习题课课型新授课课时2教具学具电教设施教学目标知识教学点1、传感器的定义作用、组成及特性2、传感器测量误差与准确度及传感器的弹性敏感元件能力培养点培养学生理论联系实际，用理论知识解决实际问题。德育渗透点好好学习，为社会服务教学重点难点重点传感器的定义及测量误差与准确度的理解与应用难点对传感器的特性的理解学法引导讲授法、举例法、讨论法、提问法教学内容更新、补充、删节无参考资料《传感器原理及应用》，唐贤远编著，成都电子科技大学出版社《自动检测技术》，吴训一编著，机械工业出版社《传感器技术手册》，袁希光主编，国防工业出版社出版《测试技术及应用》，王启广，中国矿业大学出版课后体会14教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间一、创设情境，激趣导入1.点名、稳定学生情绪2.复习提问（1）传感器的误差类型有哪些？（2）误差的表示方法有哪些？（3）什么是应力？什么是应变？（4）弹性敏感元件的特性有哪些？二、自主、合作、探究P11：1-10、1-11、1-12、1-13三、课堂热身四、拓展延伸1、作业布置：随堂2、预习：电阻式位移传感器全体学生共同思考，两位起来回答。教师讲解学生回顾归纳（教师补充）教师提示、引导2分830分3512315教案章节课题项目二线性位移传感器及应用模块一电阻式位移传感器课型新授课课时2教具学具电教设施教学目标知识教学点1、应变式电阻式位移传感器的原理及转换电路2、电位器式位移传感器的原理能力培养点会用理论知识解决相关问题德育渗透点好好学习早日为社会服务教学重点难点重点应变式电阻式位移传感器的工作原理难点应变式电阻式位移传感器的转换桥路学法引导讲授法、举例法、讨论法、提问法教学内容更新、补充、删节有关桥式电路和二极管的知识参考资料《传感器原理及应用》，唐贤远编著，成都电子科技大学出版社《自动检测技术》，吴训一编著，机械工业出版社《传感器技术手册》，袁希光主编，国防工业出版社出版《测试技术及应用》，王启广，中国矿业大学出版课后体会16教与学互动设计教师活动内容学生活动内容时间一、创设情境，激趣导入1.点名，稳定学生情绪2.概述内容：应