《传感器应用技术》教案14

《传感器应用技术》教案

课 题 授课类型与 教学方法 教具准备 教材分析 利用机械位移传感器检测位移 翻转课堂，任务驱动法 PPT课件、微课视频、仿真软件等 选课内容主要参照机械工业出版社中等职业教育课程改革国家规划新教材《传感器应用技术》模块六。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。 授课对象电子电气专业二年级下学期的学生，有一定的电工基础知识和电工实操技学生分析 能，具备实施本任务的知识与技能基础，但对规范操作意识和产品质量意识与企业要求有一定的差距。 知识目标： . 1．了解常用位移传感器的工作原理与特性 . 2．能根据要求选择合适的位移传感器 技能目标： 教学目标 . 位移传感器的应用与安装接线 情感目标： 通过自主探究、团队协作，培养学生的团队合作意识，树立企业产品质量意识，强化学生的规范操作。 重点： . 1．了解常用位移传感器的工作原理与特性 教学重点、 难点及解决措2．能根据要求选择合适的位移传感器 施 难点： . 位移传感器的应用与安装接线 教学过程 步骤 教师活动 时间 一、激发学习兴趣 创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。 （5分钟） 任务一 利用电位器式传感器检测位移 学生活动 设计意图 引发学生学学生观看习本节课程视频 的兴趣 计划学时 4学时 技能改变命运 素养成就未来

二、启迪探究1．在自动检测与控制系统中，有许多物理量如压力、流量、加速 熟悉电路的与知识学习 度等常需要先变换成位移，再将位移转变成电量。因此，位移测量学生将课基本符号和（80分钟） 是一种最基本的测量工作。位移传感器是用来测量位移、距离、位堂讲授与极性。 置、尺寸、角度、角位移等几何量的一种传感器。根据传感器的信自主学习 号输出形式，可以分为模拟式和数字式两大类。根据被测物体的运相结合 动形式可细分为线性位移传感器和角度位移传感器，位移传感器的 分类如图所示。 学生进行 课堂训练 改变学习形 式，提高学习 效率，攻破本 节课的教学 难点 学生自主 2.实验 分析，引 1. 电位器式传感器的结构 出结论 电位器式传感器主要由电阻和电刷（动触点）两部分组成，其 可作可变电阻使用，也可作分压器使用。电位器式传感器的外形与 活跃课堂，巩结构如图6-2所示。电位器式传感器结构简单，体积小，质量轻， 课堂训练 固知识点 价格低廉，性能稳定，对环境条件要求不高，输出信号较大，一般不需放大，并易实现函数关系的转换。但电阻元件与电刷间由于存在摩擦、磨损等，故其精度不高，动态响应较差，主要适合于测量变化较缓慢的物理量。 a）实物图 技能改变命运 素养成就未来

b）圆盘式电位器外形与内部结构 图6-2 电位器式传感器外形与结构图 2．方法与步骤 1）按照图6-8所示接线图接线。滑线电阻器两端接5V直流电源。 2）电压表正表笔连接滑线电阻器滑动端，负表笔接电源负极。 3）记录数据。 ①求Ui值：将滑动端推至电阻器的起始端，记录电压表的显示值，即Ui值。 ②用游标卡尺定位，将滑动端推至距起始点25mm处，逐次增加25mm，分别将电压显示值记录于表6-1中。 表6-1 实验数据记录表 位移X/ mm 电压UO/ V 4）将电压UO与位移X画在图6-9所示的坐标中，观察UO与X是否成线性。 UO 0 X 图6-8 滑线电阻器模拟电阻线位移传感器实验图 图6-9 电压UO与位移X关系图 实验结论：输出电压与电阻线位移传感器的位移成正比，即线性关系。 学生分组培养学生团动手实际结协作的精1．电位器式传感器工作原理 操作 神 图6-3所示是电位器式传感器测量转换电路原理图。当电刷（动 任务二 电位器式传感器应用 技能改变命运 素养成就未来

三、合作交流 （60分钟）

触点）C点沿电阻体的接触面从B滑向A端时，电刷两边的电阻随 强调6s规范之发生变化，设电阻体全长为L，总电阻为R，电刷移动距离为X， 操作的必要学生由图性 则变阻器的电阻值为 分析出工RRxX 作原理 L 如在电阻器两端加上电压U，则RX两端输出电压UO为 UOUX L由此可见，电位器式位移传感器通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性关系的电阻或电压输出。因此电位器式位移传感器可用于测量机械位移，也可以测量能转换为位移的其他物理量，如压振动加速度等 图6-3 电位器式传感器测量转换电路图 2．电位器式传感器的种类 根据输入—输出特性的不同，电位器式电阻传感器可分为线性电位器和非线性电位器两种；根据结构形式的不同，又可分为线绕式和非线绕电位器式传感器。非线绕电位器式传感器主要有合成膜电位器、金属膜电位器、导电塑料电位器、导电玻璃釉电位器和光电电位器式传感器等。 3．电位器式传感器的应用 1）弹性压力计 图6-6a和图1-9所示是电位器式压力传感器（弹性压力计）结构示意图，它将弹性元件的变形或位移转换为电信号输出。在弹性元件的自由端处安装滑线电位器，滑线电位器的滑动触点与自由端连接并随之移动，自由端的位移就转换为电位器的电信号输出。当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿条带动齿轮转动，从而带动电位器的电刷产生角位移。 2）液位传感器 技能改变命运 素养成就未来

生产中经常要检测塔、罐、箱等内部盛装液体的高度（即量的多少），如化工厂的储藏罐、车辆的油量检测等。图6-7所示为车辆油位传感器，b图为工作原理图 连接 电缆 浮子 a）油位传感器实物图 b）油位传感器原理图 图6-7 车辆油位传感器 课程小结： 四、小结 . 1．常用位移传感器的工作原理与特性 （10分钟） 2．位移传感器的应用与安装接线 教学反思 利用信息化手段，通过视频、动画、仿真，通过学生自主学习，巩固操作，强化规范。利用信息化教学平台，营造一个多功能信息化的教学环境。

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