传感器与检测技术电子教案

教 案授课专业： 电子信息 授课班级： 11级电子1、2 11级电气1、2班 11级智能电子1、2班课程名称： 传感器与检测技术 授课教师： 东莞职业技术学院电子工程系2011- 2012 学年第 二 学期课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(二)周次1（1）课题名称项目1 传感器误差与特性分析 任务1 检测结果的数据整理授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期9月4日9月 5日9月5日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标掌握传感器与检测技术的应用;传感器的概念;测量的概念、方法、分类；测量结果的统计；误差的分类教学重点传感器的概念及应用范畴；误差分类教学难点误差分类及产生原因教学资源PPT课件作业1-1、1-2、1-6、1-7、1-8时间分配教学内容教学方法15分钟63分钟10分钟2分钟导入传感器与检测技术课程介绍教材：传感器与自动检测常慧玲主编参考教材：自动检测与转换技术梁森等、传感器技术基础与应用实训徐军等计划学时：56学时（4学时/周，14周，实验16学时）学分：3分专业必修课教学中的考核检测技术的应用本课程的内容基本要求学习方法新课讲授项目1 传感器误差与特性分析任务1 检测结果的数据整理1.1.1 测量与测量方法 1.检测2.测量方法(1)电测法和非电测法(2)直接测量和间接测量(3)静态测量和动态测量(4)接触性测量和非接触性测量(5)模拟式测量和数字式测量1.1.2 测量误差及其表示方法测量误差：测量值与其真值之间的差值例：某温度计的量程范围为0-500C，校验时该表的最大绝对误差为6C，试确定其精度等级？查表1.1，精度等级应定为1.5级小结作业1-1、1-2演示法讲授法练习法教学后记传感器与检测技术在生产生活中的应用实例可激发学生对该门课的学习兴趣和认识。课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次1（2）课题名称任务1 检测结果的数据整理授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期9月6日9月 7日9月7日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标掌握传感器的组成及其分类；传感器的指标；传感器的选用教学重点传感器的组成及分类；传感器的静态指标教学难点传感器的动态指标教学资源PPT课件作业1-4、1-5时间分配教学内容教学方法10分钟68分钟10分钟2分钟导入知识回顾本次课要求新课讲授任务1：现有0.5级的0300C和1.0级0100C的两个温度计，欲测量80C的温度，试问选用哪一个温度计好？为什么？在选用仪器时应考虑哪些方面？实施：0.5级的0300C的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为：用其测量80C可能出现的最大示值相对误差为：1.0级的0100C的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为：用其测量80C可能出现的最大示值相对误差为：结论：选用1.0级的0100C的温度计较好。选用仪器时，不能单纯追求精度，而是要兼顾精度和量程1.1.3 测量误差的分类及来源1.系统误差2.随机误差3.粗大误差（疏忽误差、过失误差)4.缓变误差任务与实施小结传感器与检测技术的应用测量的方法测量误差及表示方法测量误差分类及来源作业1-6、1-7、1-8讨论法讲授法演示法教学后记课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次2（1）课题名称任务2 传感器特性分析与传感器选用授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期9月11日9月 12日9月12日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标掌握传感器的组成及其分类；传感器的指标；传感器的选用教学重点传感器的组成及分类；传感器的静态指标教学难点传感器的动态指标教学资源PPT课件作业1-4、1-5时间分配教学内容教学方法10分钟68分钟10分钟2分钟导入知识回顾本次课要求新课讲授1.2.1 传感器的组成及其分类1.2.2 传感器的静态特性与指标传感器的静态特性指标1.精密度、准确度和精确度2.稳定性3.灵敏度4.线性度（非线性误差）5.迟滞6.可靠性1.2.3 传感器的动态特性与指标1.动态特性2.传感器的阶跃响应3.传感器的频率响应1.2.4 传感器的标定小结传感器的组成及分类传感器的静态特性及指标传感器的动态特性及指标传感器的标定作业1-4、1-5讨论法讲授法演示法教学后记课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次2（2）课题名称项目2温度测量 任务1 热电偶传感器测量温度授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期9月13日9月 14日9月14日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标能熟练使用热电偶传感器进行温度测量教学重点掌握热电偶的工作原理、常用的两个基本定律；热电偶温度补偿原理及常用的补偿方法教学难点热电偶常用的两个基本定律；温度补偿原理教学资源PPT课件作业2-1、2-2、2-3时间分配教学内容教学方法5分钟73分钟10分钟2分钟导入测量温度的传感器的种类，本次课程要求。新课讲授项目2 温度测量任务1 热电偶传感器测量温度 2.1.1 热电偶工作原理热电偶温度传感器将被测温度转化为mV级热电动势信号输出，属于自发电型传感器，测温范围为-2701800。测温时需将热电偶通过连接导线与显示仪表相连接组成测温系统，实现远距离温度自动测量、显示、记录、报警和控制等，图2.1所示的温度检测系统应用非常广泛。图2.2 热电偶回路图2.1 热电偶测温系统示意图 1热电效应 将两种不同的导体或半导体两端相接组成闭合回路，如图2.2所示，当两个接点分别置于不同温度t、t0（t t0）中时，回路中就会产生一个热电动势，这种现象称为热电效应。两种导体称为热电极，所组成的回路称为热电偶，热电偶的两个工作端分别称为热端和冷端。热电偶回路产生的热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组成（1）接触电动势 当A、B两种不同导体接触时，由于两者电子密度不同（设NANB），从A扩散到B的电子数要比从B扩散到A的电子数多，于是在A、B接触面上形成了一个由A到B的静电场。该静电场的作用一方面阻碍了A导体电子的扩散运动，同时对B导体电子的扩散运动起促进作用，最后达到动态平衡状态。这时A、B接触面所形成的电位差称为接触电动势，其大小分别用eAB(t)、eAB(t0)表示。 接触电动势的大小与接点处温度高低和导体的电子密度有关。温度越高，接触电动势越大；两种导体电子密度的比值越大，接触电动势越大。（2）温差电动势 将一根导体的两端分别置于不同的温度t、t0（t t0）中时，由于导体热端的自由电子具有较大的动能，使得从热端扩散到冷端的电子数比从冷端扩散到热端的多，于是在导体两端便产生了一个由热端指向冷端的静电场。与接触电势形成原理相同，在导体两端产生了温差电动势，分别用eA(t，t0)、eB(t，t0)表示。 温差电动势的大小与导体的电子密度及两端温度有关。2热电偶回路总热电动势 热电偶回路的总热电动势包括两个接触电动势和两个温差电动势，即 EAB(t，t0)=eAB(t)eAB(t0)eA(t，t0)+eB(t，t0) （2.1） 由于热电偶的接触电动势远远大于温差电动势，且t t0，所以总热电动势的方向取决于eAB(t)，故式（2.1）可以写为 EAB(t，t0)=eAB(t)-eAB(t0) （2.2）小结热电偶的热电效应布置作业2-1讲授演示教学后记热电偶基本定律的应用较难和抽象，结合实验可增强学生对其的理解。课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次3（1）课题名称项目2温度测量 任务1 热电偶传感器测量温度授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期9月18日9月 19日9月19日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标能熟练使用热电偶传感器进行温度测量教学重点掌握热电偶常用的两个基本定律；热电偶温度补偿原理及常用的补偿方法教学难点热电偶常用的两个基本定律；温度补偿原理教学资源PPT课件作业2-1、2-2、2-3时间分配教学内容教学方法5分钟73分钟10分钟2分钟导入测量温度的传感器的种类，本次课程要求。新课讲授2.1.2 热电偶的基本定律1中间导体定律2中间温度定律2.1.3 热电偶的材料、结构及种类1热电偶材料2热电偶结构2.1.4 热电偶的冷端补偿1补偿导线法2计算修正法3显示仪表机械零位调整法4补偿电桥法5冰浴法任务与实施小结热电偶的热电效应中间导体定律中间温度定律热电偶的冷端补偿布置作业2-2、2-3讲授演示教学后记热电偶基本定律的应用较难和抽象，结合实验可增强学生对其的理解。课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次3（2）课题名称实验1 热电偶的冷端温度补偿授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期9月20日9月 21日9月21日授课类型理论授课时数2授课地点传感器实验室教学目标 掌握热电偶测温原理，理解热电偶冷端温度补偿的意义及措施教学重点 电桥法冷端温度补偿原理教学难点电桥法冷端温度补偿原理教学资源 K、E型热电偶、温度传感器实训模块等作业实验报告时间分配教学内容教学方法5分钟10分钟73分钟2分钟实验目的掌握热电偶测温原理及冷端温度补偿的意义和措施实验原理热电偶的冷端温度补偿的方法有：计算修正法、补偿导线法、显示仪表机械零位调整法、补偿电桥法和冰浴法。电桥自动补偿法是在热电偶和测温仪表之间接入一个直流电桥，称冷端温度补偿器，如图1所示，补偿电桥在0时达到平衡（或20平衡）。当热电偶自由端温度升高时，热电偶回路电势下降，由于补偿器中，呈负温度系数，其正向压降随温度升高而下降，促使上升，其值正好补偿热电偶因自由端温度升高而降低的电势，达到补偿目的。实验方法及步骤1.选择智能调节仪的控制对象为温度，将温度传感器PT100接入“PT100输入”（同色的两根接线端接蓝色插座，另一根接黑色插座），打开实训台总电源。并记下此时的实训室温度。2.将温度源温度控制在50，在另一个温度传感器插孔中插入K型热电偶。3.将直流稳压电源接入温度传感器实训模块中。温度传感器实训模块的输出接主控台直流电压表。将温度传感器模块上差动放大器的输入端短接，调节到最大位置，再调节电位器使直流电压表显示为零。4.拿掉短路导线，按图2接线，并将K型热电偶的两个引线分别接入模块ab两端（红接a，蓝接b）；调节使温度传感器输出电压值为（为差动放大器的放大倍数，为型热电偶50时对应输出的电势）。5.改变温度源的温度，每隔5记下的输出值，直到温度升至120，并将实验结果填入下表中。实验数据记录表实验设备智能调节仪、PT100、K型热电偶、温度源、温度传感器实训模块实验报告要求根据上表的实验数据，作出曲线，并与分度表进行比较，分析电桥自动补偿法的补偿效果。教学后记 课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次4（1）课题名称项目2温度测量 任务2 热电阻传感器测量温度授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期9月25日9月 26日9月26日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标能熟练使用热电阻传感器进行温度测量教学重点掌握常用铂、铜热电阻的特性和热电阻传感器的三线制接法熟悉半导体热敏电阻的特性及典型应用教学难点铂、铜热电阻的特性和热电阻传感器的三线制接法教学资源PPT课件作业3-4、3-5、3-6时间分配教学内容教学方法10分钟68分钟10分钟2分钟导入知识回顾：热电偶构成原理、基本定律、冷端温度补偿。新课讲授项目2 温度测量任务2 热电阻传感器测量温度 知识链接利用导体或半导体的电阻值随温度的变化而变化的特性来测量温度的感温元件叫热电阻。测量范围：-200500范围。扩展到15K（-273.15） 的超低温领域，在10001200温度范围内也有足够好的特性。2.2.1 金属热电阻1、铂热电阻2、铜热电阻3、其他热电阻（1）铟电阻；（2）锰电阻2.2.2 半导体热敏电阻1、NTC热敏电阻2、PTC热敏电阻3、热敏电阻的结构外形与符号【任务】 将现场热电阻测量的温度信号引到控制室，你会采用哪种方案？为什么？热电阻怎样校验？温度传感器安装使用时应注意哪些问题？【实施方案】 通常热电阻安装的位置与测试仪表之间有一定距离，且连接长导线的电阻在环境温度变化时也要发生变化。按图2.12（a）所示接线，现场的热电阻采用二线制，导线电阻与热电阻Rt串联后作为测量电桥的一个桥臂，会造成较大的测量误差。为克服此种误差，热电阻连接时可采用三线制或四线制，见图2.12（b）和（c）小结热电阻传感器测温原理热电阻结构及分类热电阻传感器测温转换电路及特点作业2-3、2-4、2-5讨论法讲授法演示法教学后记热电阻传感器测温电路的四线制接线为难点，学生理解较难。课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次4（2）课题名称实验2 铂电阻温度特性测试授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期9月27日9月 28日9月28日授课类型理论授课时数2授课地点传感器实验室教学目标 测试铂电阻温度特性教学重点 金属铂电阻温度特性的测试教学难点 无教学资源 传感器系统综合实训装置作业实验报告时间分配教学内容教学方法5分钟73分钟2分钟实验目的加深对热电阻传感器原理特性的理解；测试金属铂电阻的温度特性。实验原理直流电桥法测量热电阻温度特性直流平衡电桥（惠斯通电桥）的电路如图1所示，图1把四个电阻R1,R2,R3,Rt连成一个四边形回路ABCD,每条边称作电桥的一个“桥臂”在四边形的一组对角接点A、C之间连入直流电源E，在另一组对角接点B、D之间连入平衡指示仪表，B、D两点的对角线形成一条“桥路”，它的作用是将桥路两个端点电位进行比较，当B、D两点电位相等时，桥路中无电流通过，指示器示值为零，电桥达到平衡。指示器指零，有UAB=UAD,UBC=UDC,电桥平衡，电流Ig=0,流过电阻R1、R3的电流相等，即I1=I3,同理I2=IRt, 因此 （1）若，则有：2.Pt100铂电阻温度传感器Pt100铂电阻是一种利用铂金属导体电阻随温度变化的特性制成的温度传感器。铂的物理、化学性能极稳定，抗氧化能力强，复制性好，易工业化生产，电阻率较高。因此铂电阻大多用于工业检测中的精密测温和温度标准。缺点是高质量的铂电阻（高级别）价格十分昂贵，温度系数偏小，受磁场影响较大。按IEC标准，铂电阻的测温范围为-200650。百度电阻比W（100）=1.3850时Ro为100或10时。称为Pt100铂电阻或Pt10铂电阻。其允许的不确定度A级为：（0.15+0.002|t|）。B级为：（0.3+0.005|t|）。铂电阻的阻值与温度之间的关系,当温度t在-2000之间时，其关系式为： （2）当温度在0650之间时关系式为： （3）（3）、（4）式中Rt、R0分别为铂电阻在温度t、0时的电阻值，A,B,C为温度系数，对于常用的工业铂电阻：在0100范围内Rt的表达式可近似线性为： （4）（5）式中A1温度系数，近似为3.8510/，Pt100铂电阻的阻值， 其0时 Rt =100;而100时Rt =138.5。实验方法及步骤插上桥路电源（+2V），将控温传感器Pt100铂电阻(A级)，插入干井炉中心井，另一只待测试的Pt100铂电阻插入另一井，从室温起开始测试，然后开启加热器，每隔5控温系统设置一次，控温稳定2min后，调整电阻箱R3使输出电压为零，电桥平衡，则按式（1）测量、计算待测Pt100铂电阻的阻值（R1,R2用金属膜精密电阻,R3用精密电阻箱）。实验数据表序号123456t（）室温3035404550Rx（）30Rt（）50将测量数据用最小二乘法直线拟合，求出结果。温度系数A= ，相关系数r= 实验设备温度传感器温度特性实验仪一台十进制电阻箱一个作业布置实验报告讲授演示教学后记课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次5（1）课题名称项目2 温度测量 任务3 红外传感器测量温度授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月2日10月 3日10月3日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标认识红外传感器教学重点掌握红外传感器测量温度的原理，红外传感器的种类；掌握热释电型热探测器的构成原理教学难点红外传感器测温电路教学资源PPT课件作业红外探测器的种类及相应测温原理时间分配教学内容教学方法10分钟68分钟10分钟2分钟导入知识回顾：热电阻传感器测温原理及其测量电路。新知识讲授项目2 温度测量任务3 红外传感器测量温度知识链接红外技术是在近几十年中发展起来的一门新兴技术，已在科技、国防、医学、建筑、气象、工农业生产等领域获得了广泛的应用。红外传感器按其应用可分为以下几个方面： 红外辐射计用于辐射和光谱辐射测量 搜索和跟踪系统用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪 热成像系统可产生整个目标红外辐射的分布图像，如红外图像仪、多光谱扫描仪等 红外测距和通信系统 混合系统是指以上各系统中的两个或多个的组合用红外线作为检测媒介来测量某些非电量，具有以下几方面的优越性： 可昼夜测量。红外线（指中、远红外线）不受周围可见光的影响，所以可在昼夜进行测量 不必设光源。由于待测对象发射出红外线，所以不必设置光源 适用于遥感技术。大气对某些波长的红外线吸收非常少，所以适用于遥感技术2.3.1 红外辐射红外辐射俗称红外线，是一种不可见光。是位于可见光中红色光线以外的光线，被称为红外线。波长范围大致为0.761000mm，红外线在电磁波谱中的位置如图所示。工程上把红外线所占据的波段分为近红外、中红外、远红外和极远红外四部分 2.3.2 红外探测器（红外传感器）1、热探测器2、光子探测器光子探测器利用入射红外辐射的光子流与探测器材料中电子的相互作用，改变电子的能量状态，引起各种电学现象（这一过程也称为光子效应）。通过测量材料电子性质的变化，可以知道红外辐射的强弱。【任务】 在温度实际测量中，2000以下高温区域一般采用热电偶测量。钨铼热电偶作为一种超高温热电偶，其测温上限也只有2100。因此，对于2000以上的高温区域，比如达到5500时，已无法用常规的温度传感器来检测，必须采用一种新型的测量方法来实现高温测量【实施方案】 任何物体在0K以上都能产生热辐射。温度较低时，辐射的是不可见的红外光，随着温度的升高，波长短的光开始丰富起来。温度升高到500时，开始辐射一部分暗红色的光。从5001500，辐射光颜色逐渐从红色橙色黄色蓝色白色。也就是说，在1500时的热辐射中已包含了从几十mm至0.4mm甚至更短波长的连续光谱。如果温度再升高，比如达到5500时，辐射光谱的上限已超过蓝色、紫色，进入紫外线区域。因此测量光的颜色以及辐射强度，可粗略判定物体的温度。特别是在高温（2000以上）区域，高温测量多依靠辐射原理的温度计。小结红外辐射及其应用红外探测器种类及其测温原理作业布置红外探测器种类及其测温原理讨论法讲授法演示法教学后记内容较抽象，不太易于学生理解，注意研究该部分内容采用新的教学手段，可尝试使用教学录像片。课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次5（2）课题名称项目3 压力测量 任务1电阻应变式传感器测量压力授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月4日10月 5日10月5日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标能利用电阻应变式传感器实现压力、物料、液位等信号的检测教学重点掌握电阻应变式传感器的结构、测量电路和工作原理理解应变片的温度补偿原理和措施教学难点测量电路和工作原理教学资源PPT课件作业3-1、3-2、3-5时间分配教学内容教学方法5分钟73分钟10分钟2分钟导入温度测量传感器的种类及其相应原理新课讲授项目3 压力测量任务1 电阻应变式传感器测量压力知识链接电阻式传感器的基本原理被测量的变化-转换电路（直流电桥）-3.1.1 电阻应变片的种类与结构1、丝式应变片2、箔式应变片 3、薄膜应变片3.1.2 电阻的应变效应1、应变效应2、弹性敏感原件（1）柱式弹性原件（2）薄壁圆筒（3）悬臂梁3.1.3 测量电路1、直流电桥工作原理小结电阻应变效应测力原理电阻应变片测量电路布置作业3-1引导法讲授法演示法教学后记学生基础掌握不够扎实，直流电桥电路不能独立进行分析课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次6（1）课题名称项目3 压力测量 任务1电阻应变式传感器测量压力授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月9日10月 10日10月10日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标能利用电阻应变式传感器实现压力、物料、液位等信号的检测教学重点掌握电阻应变式传感器的结构、测量电路和工作原理理解应变片的温度补偿原理和措施教学难点测量电路和工作原理教学资源PPT课件作业3-1、3-2、3-5时间分配教学内容教学方法5分钟73分钟10分钟2分钟导入温度测量传感器的种类及其相应原理新课讲授项目3 压力测量任务1 电阻应变式传感器测量压力知识链接电阻式传感器的基本原理被测量的变化-转换电路（直流电桥）-3.1.3 测量电路2、电阻应变片测量电桥（1）应变片单臂工作直流电桥（2）应变片双臂直流电桥（半桥）结论：相同条件下（供电电源和应变片型号不变）半桥差动输出是单臂输出的2倍。检测的灵敏度提高一倍。3.1.4 应变片的温度误差及其补偿1、温度误差（1）单丝自补偿应变片（2）双丝组合式自补偿应变片（3）桥式电路补偿3.1.5 电阻应变式传感器的应用1、测量较大压力【任务】 在生产过程中，需对动力管道设备进出口的气体或液体的压力、发动机内部的压力变化等进行测量，以实现自动控制及自动报警功能。要求选择器件把压力信号转换为电信号，并完成信号处理，使最终输出的电信号与压力大小呈线性关系【实施方案】1确定弹性元件2、确定测量用传感器3、测量电路4、信号补偿（1）温度引起的误差补偿（2）线路传输引起的误差补偿5、压力标定小结电阻应变效应测力原理电阻应变片测量电路应变片测力的温度补偿弹性敏感元件种类及应用采用电阻应变片测力任务实施的一般步骤布置作业3-2、3-5引导法讲授法演示法教学后记学生基础掌握不够扎实，直流电桥电路不能独立进行分析课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次6（2）课题名称实验3 金属箔式应变片单臂电桥搭建授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月11日10月 12日10月12日授课类型实验授课时数2授课地点传感器实验室教学目标 掌握金属箔式应变片的应变效应、单臂电桥工作原理和性能教学重点 应变片的应变效应测力原理教学难点 电桥的构建及使用教学资源 应变传感器实训模块作业实验报告时间分配教学内容教学方法5分钟10分钟73分钟2分钟实验目的掌握金属箔式应变片的应变效应、单臂电桥工作原理和性能实验原理如图1所示，四个金属应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸或被压缩。通过应变片的转换和电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，可采用三种电桥：单臂电桥、双臂电桥、全桥差动。以下采用单臂电桥完成转换。如图2所示，为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压式中，为电桥电源电压，为固定电阻值，上式表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为 实验方法及步骤注意：加在应变传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏。1.图1所示的应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的上，可用万用表测量判别。2.从主控台接入电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端短接，输出端接显示电压表（选择档），调节电位器，使电压表显示为。的位置确定后不能改动。关闭主控台电源。3.将应变式传感器的其中一个应变电阻（如）接入电桥与构成一个单臂直流电桥，见图2，接好电桥调零电位器，使电压表显示为零。4.在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节，改变差动放大器的增益，使数显电压表显示，读取数显表数值，保持不变，依次增加砝码并读取相应的数显表值，直到砝码加完，记录实训结果，填入下表中，关闭电源。实验数据记录表重量（）电压（）实验设备应变传感器实训模块、托盘、砝码、数显电压表、电源、电源、万用表（自备）。实验报告要求根据实验数据记录表，分别计算系统灵敏度和非线性误差。讲授演示教学后记课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次7（1）课题名称项目3 压力测量 任务2 电感式传感器测量压力(一)授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月16日10月 17日10月17日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标能利用电感式传感器实现气体压力、位移等信号的检测教学重点掌握自感式、互感式传感器的结构和工作原理理解电感式传感器差动结构的优点教学难点互感式传感器的结构和工作原理教学资源PPT课件作业3-6时间分配教学内容教学方法10分钟68分钟10分钟2分钟导入知识回顾：电阻应变片测力原理。新知识讲授项目3 压力测量任务2 电感式传感器测量压力知识链接电感式传感器的基本原理被测量的变化- -3.2.1 自感式传感器1、基本变间隙自感式传感器2、差动变间隙式传感器3、螺管型电感式传感器4、测量电路（1）交流变压器式电桥（2）谐振调幅电路（3）谐振调频电路3.2.2 互感式传感器1、螺线管式差动变压器2、变间隙式差动变压器传感器小结电感传感器测力原理及种类电感传感器测量电路作业布置3-6讨论法讲授法演示法教学后记课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次7（2）课题名称项目3 压力测量 任务2 电感式传感器测量压力(二)授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月18日10月 19日10月19日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标能利用电感式传感器实现气体压力、位移等信号的检测教学重点掌握差动变压器式传感器的结构和工作原理掌握差动变压器式传感器测量电路的工作原理及特性教学难点互感式传感器的测量电路构成原理及特性教学资源PPT课件作业对差动变压器测量电路的要求？时间分配教学内容教学方法10分钟68分钟10分钟2分钟导入知识回顾：电感传感器测力原理，电感传感器的种类；新课讲授项目3 压力测量任务2 电感式传感器测量压力(二)3.2.2 互感式传感器3、测量电路（1）差动整流电路衔铁在零位：衔铁上移：衔铁下移：（2）相敏检波电路3.2.3 电感式传感器的应用1、用自感式传感器测量位移2、用变压器式传感器测量加速度3、用变压器式传感器测量压力【任务】 在液体输送管道中需要了解流动中液体的压力。要求把液体压力信号转换为电信号，并对其转换出的信号进行处理，使处理后输出的电信号与液体压力呈一一对应关系。【实现方案】 完成气体压力测量可按如下环节进行1确定弹性元件2确定测量用传感器3确定测量电路小结对差动变压器测力的转换电路的要求；测量电路的种类及工作原理作业布置对差动变压器测力转换电路的要求？引导法讲授法演示法教学后记书中的相敏检波电路不能实现对位移的方向的测量课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次8（1）课题名称期中考试授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月23日10月 24日10月24日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标无教学重点无教学难点无教学资源PPT课件作业无时间分配教学内容教学方法90分钟期中考试1、欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选哪一级？若选用量程为300V和500V的电压表，其精度又应分别选哪一级？2、某压力表精度为2.5级，量程为01.5MPa，测量结果显示为0.70MPa，试求：1）可能出现的最大满度相对误差？2）可能出现的最大绝对误差为多少kPa？3）可能出现的最大示值相对误差？3、测量中一般采用什么来作为实际真值？写出其计算公式？写出标准误差的定义式和近似公式（贝塞尔公式）？如何剔除坏值？写出测量结果的通式？4、现有一只铜-康铜（T）热电偶测温。其冷端温度为20C，动圈显示仪表（机械零位在0C）指示值为400C，则认为被测温度为420C，是否正确？为什么？真实温度为多少？5、如教材图2-5所示，回答如下问题：1）写出EAB与热电偶热电势Ex与补偿电桥输出电压Uab的关系式；2）若电桥在冷端温度为20C时平衡，则电桥输出电压Uab为多少？3）若冷端温度由20C变化到30C，若使EAB的值依然为热电偶冷端温度为20C时所产生的热电势，则电桥的输出电压值应为多少mV？（该热电偶分度号为K型）。6、热电阻传感器测温采用哪种转换电路？画出工业上常用的三线制连接图？7、电阻应变片式传感器的测量电路为什么要采用直流电桥电路？写出单臂桥、半桥差动、全桥电路的输出电压和输入电压的关系式？（若初始条件为R1=R2=R3=R4=R，应变片都选择相同型号），并画出全桥工作电路。8、说明教材图3.13中称重式料位计是如何检测出料位高度的？（写出计算式即可）9、教材图3.20中，写出负载电阻RL上电压与电桥输出电压的关系式，并说明应变片的灵敏度随温度升高而下降时，热敏电阻如何进行补偿？10、教材80页5题，其它条件不变，（3）问中，求出受力的大小？11、写出螺线管式差动变压器和变间隙式差动变压器的输出电压和输入电压的关系表达式，并说明其相位和大小之间的关系。12、如教材图3.32，回答如下问题：1）写出输出电压Uo与电压U12、U34的关系式；2）对应画出差动变压器衔铁在平衡位置、上移、下移时电压U12、U34 、Uo的波形；3）该电路是否可以检测出位移的大小和方向？13、如教材图3.34，回答如下问题：1）若调节移相器使uo与u1同相，则差动变压器（设为螺线管型）衔铁如何移动，有u2与uo反相？2）写出u2与uo反相时，uo处于正半周时的电流通路？3）写出u2与uo反相时，uo处于正半周时负载端电压的表达式？教学后记题量较大，大多数学生没有答完，一般做到第12题课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次8（2）课题名称项目4 流量测量：任务1 差压式流量计测流量授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月25日10月 26日10月26日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标掌握差压式流量计的结构、流量方程和安装测试特点；教学重点差压式流量计的结构、流量方程教学难点差压式流量计工作原理教学资源PPT课件作业4-1时间分配教学内容教学方法5分钟73分钟10分钟2分钟新课导入生活中流量传感器的实例新知识讲授4.1.1 流量及其测量方法 1流量2流量测量方法4.1.2 差压式流量计（节流式流量计）1测量原理与流量方程2标准节流装置（1）标准节流件（2）取压方式3标准节流装置的使用条件与管道条件4.1.3 差压计1双波纹管差压计2膜片式差压计任务与实施【任务】差压式流量计在工业领域流量测量方面应用非常广泛，它的使用量大概占全部流量仪表的60%70%。当被测介质不同时，在安装方面应注意哪些问题？差压式流量测量元件应如何校验？ 【实施方案】差压式流量计主要由节流装置、传送差压信号的引压管路及差压计组成。各部分是否可靠正确地安装，将直接影响测量精确度，因此必须十分重视安装工作小结流量及其测量方法差压式流量计构成原理及应用作业布置4-1引导法讲授法演示法教学后记流量计结构及应用利用视频，效果较好课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次9（1）课题名称项目4 流量测量：任务2 容积式流量计测流量授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期10月30日10月 31日10月31日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标掌握容积式流量计的结构、特点及使用教学重点容积式流量计的结构、特点及使用教学难点容积式流量计工作原理教学资源PPT课件作业4-3、4-4时间分配教学内容教学方法5分钟73分钟10分钟2分钟新课导入生活中流量传感器的实例新知识讲授任务2 容积式流量计测流量4.2.1 椭圆齿轮流量计 1、结构原理2、应用特点 4.2.2 腰轮流量传感器1、结构原理2、应用特点4.2.3 刮板式流量计1、结构原理2、应用特点小结容积式流量计原理、种类及应用作业布置引导法讲授法演示法教学后记流量计结构及应用利用视频，效果较好课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次9（2）课题名称项目4 流量测量：任务3 速度式流量计测流量授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日期11月1日11月 2日11月2日授课类型理论授课时数2授课地点教二208、教一308、教四102、教一209教学目标掌握电磁流量计的构成原理及使用；掌握超声波流量计的工作原理及使用；掌握流体振动式流量计的工作原理及使用教学重点流量计的结构、工作原理教学难点流量计的特点及使用场所教学资源PPT课件作业4-5、4-6、4-7、4-8时间分配教学内容教学方法10分钟68分钟10分钟2分钟课程导入知识回顾：流量及其测量方法；差压式流量计结构原理；容积式流量计结构原理新课讲授4.3.1 电磁流量计1测量原理4.3.2 涡轮流量计1测量原理2结构4.3.3 超声波流量计1测量原理（1）时差（2）相位差法（3）频率差法4.3.4 流体振动式流量计1涡街流量计（1） 测量原理与结构（2）旋涡频率的检测2. 旋进式旋涡流量计任务与实施小结速度流量计原理及种类不同速度流量计构成原理及应用作业布置4-5、4-6、4-7、4-8引导法讲授法演示法教学后记流量计构成原理采用视频，效果较好课程名称传感器与检测技术授课学期2011-2012(一)周次10（1）课题名称项目5 速度与位移测量 任务1 压电传感器测量加速度授课班级11电气1、2班11智能电子1、2班11电子1、2班授课日