传感器应用技术 第2版 教案全套 刘伦富 1.传感器、2.金属热电阻测量温度-15.利用超声波传感器检测距离

技能改变命运素养成就未来技能改变命运素养成就未来《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题认识传感器计划学时4学时授课类型与教学方法任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频、教材分析应用技术》模块一。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：懂得什么是传感器。了解传感器的基本组成及各部分的作用。技能目标：熟悉传感器的应用。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：懂得什么是传感器。熟悉传感器的基本组成及各部分的作用。难点：组成传感器各部分的作用。教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一认识生产、生活中的传感器二、启迪探究与知识学习（80）1．认识传感器。a）台式办公电脑 b）遥控器控制视机图l-1日常生活中使用的分传感器键盘、鼠标、遥控器就是一种将外界作用信号转换为电信号的传感器2．传感器在现代科技中的应用。图l-2传感器将物理量转换为电量了解传感器。学生将课堂讲授与自主学习相结合学生例举生活中的传感器改变学习形式，提高学习节课的教学难点学生自主分图1-3人体与工业机器人各功能部分的对应关系任务二传感器及其组成1．传感器的定义传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律将其转换成可用输出信号传感器通常由敏感元件、转换元件、转换电路及辅助电源组成。图1-4传感器的组成框图图1-5测量压力的电位器式压力传感器三、合作交流（40）看一看：各型传感器识别视频交流：说说家用电器中的传感器。学生分组讨论培养学生团结协作的精神四、小结（10分钟）课程小结：（1）什么是传感器。（2）熟悉传感器的基本组成及各部分的作用。教学反思利用信息化手段，通过视频、动画，引导学生自主学习。利用信息化教学平台，营造一个多功能信息化的教学环境。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题利用金属热电阻测量温度计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频教材分析用技术》模块二。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1.了解测温金属热电阻的特性2．懂得常用金属热电阻的类型与适用范围3．懂得金属热电阻的几种接线方法技能目标：学生能根据生产实际选择合适的金属热电阻温度控制器并能安装接线。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1．测温金属热电阻的特性2．常用金属热电阻的类型与适用范围难点：根据生产实际选择合适的金属热电阻温度控制器并能安装接线教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一 认识金属热电阻二、启迪探究与知识学习（60）1．金属的热特性实验。（用酒精灯加热加热部分置于冷水中）后用万用表或电桥测量一段细铜导线的电阻值。2．实验结论。3．热电阻结构2-1为热电阻结构。φ0.02～0.07mmPt图2-1热电阻结构4．热电阻种类阻和铑热电阻等。2）按结构可分为普通型热电阻、铠装热电阻、端面热电阻和隔爆型热电阻。 图2-2 隔爆型热电阻 图2-3 端面型热电阻学生将课堂讲授与自主学习相结合。学生进行课堂训练学生自主分析，引出结论课堂训练改变学习形式，提高学习节课的教学难点任务二热电阻检测中、低温区的温度。热电阻通常和显示仪表、记录仪表和电子调节器配套使用它可以直接测量各种生产过程中-200℃～600℃范围内的液体、蒸汽、气体介质和固体表面的温度。1．热电阻测温电路2-6Rt为热电阻，R1R2R30℃时的电阻值（尤其是导线较长时图2-4 热电阻测量温度的直流电桥线路（三线接法）AD22052-5AD2205集成温度调理电路采用桥和温度漂移补偿功能。图2-5 AD2205型桥式传感器信号放大器应用三、合作交流（70）任务三WS9010C4温度调理器安装接线学生分组动手实际操作学生由图分析出工作原理。培养学生团结协作的精神6s操作的必要性1．温度调理器简介。2-6WS9010C4（它可Cu500～1504～20mA电流（或配接250Ω的标准电阻即可输出1～5V电压）。该调理器具有线性化和长线补偿功能；24VDC供电，输入、输出、电源之间的电气相互隔离。采用DIN T型导轨卡装方式2．安装接线2-72-7温度变送器的外形与接线端子图四、小结（10分钟）课程小结：1）温金属热电阻的特性2）温度变送器接线方法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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题热敏电阻及其应用计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频、仿真软件等教材分析用技术》模块二。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1．理解热敏元件的温度特性2．懂得常用热敏元件的温度控制原理与控制方法技能目标：能根据控制要求安装、调试热敏元件构成的电路。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1．理解热敏元件的温度特性2．懂得常用热敏元件的温度控制原理与控制方法难点：能根据控制要求安装、调试热敏元件构成的电路教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一认识热敏电阻二、启迪探究与知识学习（60）1a）珠粒形与圆片状 b）圆柱形258OC10KΩ10ΩCTR。2PC3PTC般适合制造连续作用的温度传感器。学生将课堂讲授与自主学习相结合学生进行课堂训练学生自主分析，引出结论改变学习形式，提高学习节课的教学难点课堂训练任务二利用热敏电阻检测温度 观察热敏电阻在家用电器和工业控制中温度检测与控制1PTC检测与控制学生分组动手实际培养学生团三、合作交流（80）操作结协作的精神6s2．观察CPU温度检测CPU（2-23所示是热敏电阻作CPU过热保护图。2）保护过程分析。电脑在使用过程中，当CPU工作繁忙时CPUCPUCPUCPU学生由图分析出工作原理，操作的必要性四、小结（10分钟）课程小结：1．热敏元件的温度特性2．常用热敏元件的温度控制原理与控制方法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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题双金属片及其应用计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频、仿真软件等教材分析用技术》模块二。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1.了解双金属片的结构与工作原理2．懂得双金属片在温度控制中的应用技能目标：能根据控制要求安装、调试双金属片温度控制器件。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1.双金属片的结构与工作原理2．懂得双金属片在温度控制中的应用。难点：安装、调试双金属片温度控制器件。教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一认识双金属片二、启迪探究与知识学习（60）。它由两层或两层以上具有不同热膨胀系数的金属或合金所组成的一种复合材料。结论：当温度升高时，双金属片中膨胀系数大的金属片（如锰镍的镍铁合金片。将膨胀系数大的一层称为主动层。学生将课堂讲授与自主学习极性。相结合学生进行课堂训练改变学习形节课的教学难点学生自主分析，引出结论任务二双金属片在生产中的应用生产实践中，常将双金属片制作成双金属片温度控制器的感温元件。1．双金属片温度计ab所示课堂训练固知识点双金属片温度继电器应用。任务三利用双金属片制作水开音乐报警器学生分组动手实际操作学生由图分析出工作原理培养学生团结协作的精神6s操作的必要性看一看：三、合作交流（80）IC100块IC被触发，扬声器Y便发出乐曲。水开音乐报警器电路图做一做：以组为单位分发实验器，制作报警器电路和感温开关。（（R×1节管的根部夹断，取出完整的第二节管作感温开关管（或其他金属薄管（）（）()3）测试与使用方法（70不用时要放在通风干燥的地方。该电路静态时耗电很少，动态时耗电80mW。感温开关管制作结构图四、小结（10分钟）课程小结：1．双金属片的结构与工作原理2．双金属片在温度控制中的应用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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题气敏传感器计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频等教材分析用技术》模块三。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1.懂得气敏传感器的工作原理和特性，了解气敏传感器的结构2．会检测、测试气敏传感器的好坏与质量技能目标：1．能根据检测对象选择合适的气敏传感器2．能安装、调试气敏传感器与烟雾传感器。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1.懂得气敏传感器的工作原理和特性，了解气敏传感器的结构2．会检测、测试气敏传感器的好坏与质量难点：检测、测试气敏传感器的好坏与质量。教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣二、启迪探究与知识学习（70）任务一认识气敏传感器；学生自主分析，引出结论改变学习形式，提高学习节课的教学难点1．气敏传感器及其用途气敏传感器是一种能检测特定气体的成分、浓度并把它转换成电阻变化2．观察实验室气敏传感器的结构 a）气敏传感器的外形b）便携式汽车尾气检测分析仪 c）甲醇泄露检仪气敏传感器及其制品Sn02、Zn02Fe203（1μm以下3．气敏传感器的工作特性H2COO2200～400OC4．气敏传感器分类气敏传感器按照加热方式可分为直热式和间（旁）热式两种。烧结 电极加热极电极加热极 烧结体绝缘瓷管a）结构a）结构b）符号3-5直热式 b）符号1-23-4-加热丝兼电极 图3-6间热式5．气敏传感器的应用1）矿井瓦斯超限报警器。2）有害气体报警电路。（观看教材资源视频）；。任务二气敏传感器的检测学生分培养学生团1.以组为单位分发实验器1）电阻测试法。主要用于使用维护时粗测气敏传感器的好坏，如图3-9MQ-364图AB），2MQ-3MQ-3的S（B20MΩS闭（10组动手结协作的精实际操神作6s操作的必要性学生由图分析出工作原理若将盛有酒精的小瓶瓶口靠近传A图3-9电阻法检测气敏传感器感器，可以看到电阻值立即由20MΩ以上降到0．5～1MΩ。移开小瓶过20～40s，A、B间电阻又恢复至大于20MΩ的状态。以上反三、合作交流（70）应可以重复试验，但需注意使空气恢复到洁净状态。3-10所示。3-10中，UHUCRLRRUCRRL S U L L由上式可知，测量RL上的电压即可测得气敏元件电阻RS。ULVULVa）直流法 b）交流法图3-10电压测试法2.通过实验检测，分小组讨论实验过程与检测结论。四、小结（10分钟）课程小结：1.气敏传感器的工作原理和特性，气敏传感器的结构2．检测、测试气敏传感器的好坏与质量的方法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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题湿度检测计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频等教材分析用技术》模块三。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1．懂得湿敏传感器的工作原理和特性2．会检测、测试湿敏传感器技能目标：1．能根据检测对象选择合适的湿敏传感器2．能安装、调试湿敏传感器情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1．湿敏传感器的工作原理和特性2．检测、测试湿敏传感器难点：湿敏传感器的检测教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣二、启迪探究与知识学习（80）任务一 湿敏传感器的检测学生将课堂讲授与自主学习相结合学生进行课堂训练学生自主分析，引出结论课堂训练，改变学习形式，提高学习节课的教学难点1．观察湿敏电阻和湿敏电容如图3-18所示是常见的湿敏电容和湿敏电阻 a）HS101型湿敏电容 b）HC02型湿敏电容 c）型湿敏电阻图3-18 湿敏电阻和湿敏电容的外形3．湿敏元件的检测1）湿敏电阻的构成与特性。湿敏电阻是在绝缘基片上覆盖一3-20所示是湿的上升电阻减小，利用这一特性可进行湿敏元件的检测与湿度测量。2）湿敏电阻的检测方法。用万用表的电阻档测试湿敏电阻的（可用湿度仪监视3）湿敏电容。湿敏电容一般是用高分子薄膜作电介质材料制3-234）湿敏电容的检测方法。用数字式万用表的电容档或电容表否则，无法观察到其电容量的变化。，任务二湿敏传感器知识学习湿敏传感器是指对环境湿度具有响应或能转换为电信号的元1）电解质型 以氯化锂为例，它在绝缘基板上制作一对电极涂上氯化锂盐胶膜氯化锂极易潮解并产生离子导电随湿度升高而电阻减小。4）单晶半导体型所用材料主要是单晶硅，利用半导体工艺制成二极管湿敏器件和MOSFET湿度敏感器件等，其特点是易于和半导体电路集成在一起。任务三湿敏电阻传感器的应用学生分组动手实际操作。学生由图分析出工作原理培养学生团3-24所示为自TV5VZC1、C2TC26V（或直流电磁阀V5VZC1滤波后，产生+5．6VV1～V3K。（或悬挂在育苗的大棚（或大棚V1V2KMV2V3K吸合结协作的精神6s操作的必要性三、合作交流（60分钟）KM（或直流电磁阀）通电，喷又导通，V3截止，继电KM停转（或电磁阀关闭）。当土壤水分减图3-24 自动喷灌控制器电路四、小结（10分钟）课程小结：1．湿敏传感器的工作原理和特性2．检测、测试湿敏传感器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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题金属物体位置检测计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频等教材分析用技术》模块四。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1．懂得电感式接近开关的工作原理和特性，了解电感式接近开关的结构2．能测试电感式接近开关的检测距离技能目标：1．能根据控制设备如PLC、继电器等选择电感式接近开关的类型2．能据控制要求安装、调试电感式接近开关。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：懂得电感式接近开关的工作原理和特性，了解电感式接近开关的结构能据控制要求安装、调试电感式接近开关难点：能据控制要求安装、调试电感式接近开关教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一认识电感式接近开关学生将课堂讲授与自主学习相结合，学生进行课堂训练学生自主分析，引出结论课堂训练1．认识电感式接近开关电感式接近开关用于检测各种金属导体。当运动的金属物）图 电感式接近开关的结构及图形符号2．电感式接近开关的特性工作特性实验按图所示将电感式接近开关与继电器连接，分别用金属块和塑料板靠近、远离电感式接近开关，观察继电器的动作情况。NPN型电感式接近开关的特性实验结论：当金属块靠近电感式接近开关时，继电器吸合；当金属块远离电感式接近开关时，继电器断开。而塑料板靠近和远离电感式接近开关时，继电器没有反应。这说明电感式接近开关只能检测到金属导体而不能检测非金属体。3．接近开关检测距离实验当物体移向接近开关到一定的距离时，接近开关才“感改变学习形式，提高学习节课的教学难点二、启迪探究与知识学习（130分钟知”，并发出动作信号。通常人们把接近开关刚好动作时探头与检测体之间的距离称为检测距离。不同的接近开关检测距离也不同，调节灵敏度旋钮（一般位于开关的后部）可适当改变（微调）检测距离。如图所示，测试某一型号的电感式接近开关的检测距离。1）用万用表与塑料直尺测量检测距离测试流程：用万用表电压档测试接近开关输出端的电压→接近开关上电→移动小钢条逐渐靠近探头→观察万用表电压变化情况→用塑料直尺测量钢条与探头之间的距离。2）连接继电器测量检测距离测试流程：按图所示的实验图接线→接近开关上电→移动小钢条逐渐靠近探头→观察继电器动作→用塑料直尺测量钢条与探头之间的距离。图 测试接近开关的检测距离任务二 金属物体位置检测1．电感式接近开关的接线不同的电感式接近开关其输出端口数量是不一样的，有二线、三线、四线，甚至五线输出的接近开关，其中两线、三线PLC算机接口使用。图所示为所示分别为直流三线接近开关与继电器线圈的接线图。图 直流三线接近开关的接线2．三线制电感式接近开关与PLC连接，检测金属导体PLCFXPLCNPN-NOFX1NPLCPLC的＋24VCOMCOM端相连接，PLCPLC接线COMFX2NPLC的＋24VCOMCOMPLC内部已完成连接，接线如图b所示。信号输出线接近开关GND电源线a）与FX1N系列PLC连接 b）与FX2N系列PLC连接图三线制接近开关与FX系列PLC的连接3．电感式接近开关在其他行业应用转速测量、金属探伤、探雷等。图所示为位移与振幅测量图,其实质是位移的测量，其测量范围可以从0～1mm到0～30mm。a；b图是旋转轴的径向振动测量。a）转轴轴向位移 b）金属试件的热膨胀系数 c）换向阀、先导阀的轴位移 d）旋转轴的径向振动 手持式探雷器 近距离探雷标示机器人四、小结（10分钟）课程小结：电感式接近开关的结构、工作原理和特性。电感式接近开关的安装接线与调试。电感式接近开关在生产中应用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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题磁性物体位置检测计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频等教材分析用技术》模块四。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1．懂得霍尔开关的工作原理和特性2．会用霍尔开关进行转速和物体运动位置的检测技能目标：能根据控制要求安装、调试霍尔开关。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1．霍尔开关的工作原理和特性2．霍尔开关进行转速和物体运动位置的检测难点：霍尔开关的安装接线与调试。教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一 霍尔开关检测磁性物体二、启迪探究与知识学习（60）1．认识霍尔开关 a）外形 b）图形符号2．霍尔开关实验4-20PLC连接，当有磁性物体接3．霍尔效应与霍尔位置传感器1）B的磁aa、b方（洛仑兹力c、d面分别聚集正、负电荷，形成电动势EH（称为霍尔电动势），这种现象称为霍尔效应。若改变I或B,EH的变化，利用这一原理可以制成各种霍尔传感器。a)霍尔效应 b)利用霍尔元件制成的位置传感器图霍尔效应与霍尔位置传感器原理图2）b所示为利用霍尔元件制成的位置传感a、b方向通入UH1和UH2方向相反UH1学生将课堂讲授与自主学习相结合学生进行课堂训练改变学习形式，提高学习节课的教学难点学生自主分课堂训练x的数值正比于位移量△x，正负值取决于△x方向。所以，这种位置传感器不仅能测量位移的大小，还能鉴别位移的方向。任务二 霍尔接近开关的应用1．霍尔接近开关工作原理关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别磁性物体存在，进而控制开关的通或断。2．霍尔开关的应用1）测量、控制气缸活塞运动的位置图 活塞运动位置测控图2）转盘（转轴）的速度测量学生分组动手实际操作培养学生团结协作的精神学生由图分析出工作原理6s操作的必要性三、合作交流（80）图 霍尔开关测定转盘转速3）霍尔汽车点火器霍尔汽车点火器工作原理如图所示是霍尔4-28a4-28bK(断电器)与车上低压直流电源正极连接。当汽车点火器的线圈在断开的瞬ICIC态，点火器初级线圈有大电流通过并以磁场能量的形式储存起（缺口ICIC30～50kV课程小结：四、小结1）霍尔开关的工作原理和特性（10分钟）损和疲劳损伤，工作寿命长，进行转速和物体运动位置的检测非常方便。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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题电容式接近开关检测一般物体位置计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频等教材分析用技术》模块四。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1．理解电容式接近开关的工作原理和特性，了解电容式接近开关的结构2．能根据控制设备和控制要求选择合适的电容式接近开关技能目标：能按要求安装、调试电容式接近开关情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1．理解电容式接近开关的工作原理和特性，了解电容式接近开关的结构2．能根据控制设备和控制要求选择合适的电容式接近开关难点：按要求安装、调试电容式接近开关教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一认识电容式接近开关二、启迪探究与知识学习（80）1．认识电容式接近开关电容式接近开关外形如图所示，它可分为超小结构、标准结构、防水结构和长检测距离结构等，外形上与电感式接近开关很类似，接线方法与电感式接近开关相同。2．电容式接近开关检测物体的实验1454-17所示将电容式接近开关与继PLC连接，检查接线正确后给电路上电。PLC相应的输入指示灯点亮。结论：电容式接近开关可以检测金属与非金属物质。学生将课堂讲授与自主学习相结合极性。学生进行课堂训练改变学习形节课的教学学生自主分析，引难点出结论课堂训练任务二知识学习1．电容式接近开关的基本结构原理电容式接近开关是由一个或几个具有可变参数的电容器组成。电容式接近开关的基本工作原理可用如图所示的平CAd图平板电容器结构图2．电容式接近开关的工作原理电容式接近开关的工作原理与电感式接近开关的工作原固知识点关感应到被测物体后产生涡流效应，电容式接近开关检测到被测物体时是改变被测电容量而改变电路的工作状态。图 电容式接近开关的工作原理任务三 电容式接近开关检测物体位置 观测水箱水位如图所示，水箱与可观测的玻璃管相连通，通过检测玻璃管的水位即可检测水箱内的水位。在水箱的不同高度处，安装两个电容式接近开关。手动打开进水阀门(假设水箱中液位为零)，观察水箱液位由低到高，分别经过两个电容式接近开关时，它们的动作情况（观察接近开关上指示灯的变化）。然后手动打开放水阀门，观察水箱液位由高到低，经过两个电容式接近开关时，它们的动作情况并作记录。图 水箱水位的观测注意，当接近开关与检测体之间隔有不灵敏的物体如玻璃、纸带等时，调节接近开关上的电位器可使之不检测夹在中间的物体，调节该电位器还可以调节工作距离。当接近开关检测到待测物时，接近开关动作，工作状态指示灯亮。学生分组动手实际培养学生团操作结协作的精神6s学生由图分析出工操作的必要作原理性三、合作交流（60分钟）四、小结（10分钟）课程小结：（1）二极管的结构与符号（2）常用二极管引脚的识别和质量的判断。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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题光电接近开关检测物体位置计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频、仿真软件等教材分析用技术》模块四。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1．理解光电器件的工作原理和特性2．掌握光电接近开关工作原理和检测物体的特点技能目标：能据生产要求安装、调试光电接近开关。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1．光电器件的工作原理和特性2．光电接近开关工作原理和检测物体的特点难点：光电接近开关的安装、调试。教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一 认识光电器件二、启迪探究与知识学习（80）光电器件是光电传感器中将光信号转化为电信号的核心器件，它是利用半导体材料的光电效应进行工作的。常用的光电器件主要有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。1．认识光敏电阻CdS（硫化镉）为主要成分的光敏电阻，为了吸收更多的光线，光敏电阻通常制成薄膜结构，它的外形、结构图和图形符号如图所示。缘 衬底电极光电导体a）硫化镉光敏电阻 b）结构图Rc）图形符号图 光敏电阻的外形、结构图和图形符号2．实验: 测试光敏电阻的亮电阻与暗电阻。型硫化镉光敏电5～10KΩ0.6～1MΩ。3．光敏电阻的应用干簧管继电器接通电动机电路，电动机带动大门开启。学生将课堂讲授与自主学习相结合极性。学生进行课堂训练改变学习形节课的教学学生自主分析，引难点出结论课堂训练固知识点图 车库光控门电路任务二光电接近开关检测物体位置 1．光电接近开关的工作原理与结构光电接近开关是一种利用感光器件对变化的入射光加以接收，进行光电转换，然后对信号进行放大、控制，输出可控制开关信息的器件。LED光电开关可分为遮断型和反射型两种。a ） 遮 断 型b）反射型图 光电开关的基本结构a为遮断型光电开关，它的发射器和接收器相对安学生分组动手实际培养学生团操作结协作的精神6s学生由图分析出工操作的必要作原理性三、合作交流（60分钟）束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个电脉冲信b的发光元件和接收元件的光轴在同一平面且以某一角度4-67所示是1对2接线方法与其他的接近开关相同。四、小结（5分钟）课程小结：在环境条件比较好、无粉尘污染，被测物对光的反射能力好的场合，人们一般采用光电接近开关检测被测物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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题热释电红外传感器计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频等教材分析用技术》模块四。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1.熟练掌握热释电红外传感器的特性。2.了解热释电红外传感器的应用。技能目标：培养学生检修、更换释电红外传感器的能力。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1.热释电红外传感器的特性。2.热释电红外传感器的应用。难点：释电红外传感器检修、更换。教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一认识热释电红外传感器二、启迪探究与知识学习（60）1．认识热释电红外传感器a）结构图 b）实物图图4-77 热释电红外传感器的结构与实物热释电红外传感器是利用热释电效应而制作的红外传感2．热释电红外传感器特性实验4-77121、32、4到实验模板的探测器信号输入端口上。再将实验模板的+12V+12V1.5之后，再用手放在探头前不动，蜂鸣器无反应。（探测距离学生将课堂讲授与自主学习相结合学生进行课堂训练学生自主分析，引出结论改变学习形式，提高学习节课的教学难点课堂训练任务二 热释电红外传感器应用 学生分组动手实际培养学生团1．热释电红外传感器在卫浴设备中得到广泛的应用．为操作结协作的精三、合作交流（60）神6s闭起到了节约用水和节约能源。2．反射式红外防盗报警器。红外线反射式防盗报警器，12m)来触提醒用户有“外人入侵”。学生由图分析出工作原理，操作的必要性四、小结（10分钟）课程小结：热释电红外传感器的特性和在生产生活中的应用。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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题电阻应变式传感器测压力计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频等教材分析用技术》模块五。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1．掌握电阻应变式传感器与弹性敏感元件的特性2．能根据生产现场实际情况选择合适的测力传感器技能目标：能对应用于工业生产中的测力传感器进行安装接线。情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1．掌握电阻应变式传感器与弹性敏感元件的特性2．能根据生产现场实际情况选择合适的测力传感器难点：测力传感器安装接线。教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一认识电阻应变片二、启迪探究与知识学习（60）1．电阻应变片及其用途电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转化为电阻变化，通过测量电路转化为电信号的敏感器件。电阻应变片是压阻式应变传感器的主要组成部分，金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。2．电阻应变片的结构电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。1)金属电阻应变片的结构2)金属箔式应变片3)半导体应变片学生将课堂讲授与自主学习相结合学生进行课堂训练学生自主分析，引出结论改变学习形式，提高学习节课的教学难点课堂训练任务二认识弹性敏感元件弹性敏感元件---1.弹性敏感元件及其用途1)作为弹性敏感元件 将被测参量力、压力、力矩↓转换成应变量或位移量（由弹性敏感元件）↓转换成电阻)例：弹簧称、电子称、压力表2)用于弹性支承 支承传感器中活动部（形变位移不是测量量）例：动圈式话筒常用弹性敏感元件结构。b）圆筒式压力传感器 c）弹簧管式压力传感器d）波纹管式压力传感器图 常用弹性敏感元件结构任务三电阻应变式传感器 电阻应变式传感器及其用途电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片（计）、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变片一起变形，电阻应变片再将变形转换为电阻值的变化，通过测量仪器，将此变化转变成和被测物理量成比例的电信号而输出。从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。常用的电阻应变式传感器有应变式测力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器、应变式位移传感器、应变式加速度传感器和测温应变计等。电阻应变式传感器结构1）电阻应变式传感器结构如图5-6所示。学生分组动手实际培养学生团操作结协作的精神6s学生由图分析出工操作的必要作原理性三、合作交流（80分钟）a）等截面梁b）等强度梁平 行 双 孔 梁S图5-6 常见电阻应变式传感器的几种结构形式2）应变片的安装图5-7所示是应变片在传感器弹性材料上的安装示意图。图5-8所示是PE-1型称重传感器的实物外形图弹性材料3）传感器的接线PE-1型铝制传感器系列产品为双孔悬臂梁式结构，。图5-12 PE-1型称重传感器的接线图四、小结（10分钟）课程小结：1．电阻应变式传感器与弹性敏感元件的特性2．能根据生产现场实际情况选择合适的测力传感器并能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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题利用压电式传感器测力计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频等教材分析用技术》模块五。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：1．了解压电式传感器的材料及结构2．熟悉压电式传感器的基本工作原理和应用技能目标：通过实训掌握压电式传感器的使用方法情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：1．理解压电式传感器的材料及结构2．熟悉压电式传感器的基本工作原理和应用难点：压电式传感器的使用教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一认识压电式传感器二、启迪探究与知识学习（80）2．压电试验结论：压电晶体（陶瓷）在受力的情况下能产生电压信号，而且力的方向改变，电压信号的极性也改变。静力时，无电压信号。即压电晶体是一个力—电转换器件，而且力必须是动态的。学生将课堂讲授与自主学习相结合学生进行课堂训练改变学习形式，提高学习节课的教学难点学生自主分析，引出结论课堂训练任务二压电式传感器相关知识学习压电式传感器的工作原理压电式传感器的原理是基于某些晶体材料的压电效应，当这些晶体受压力作用发生机械变形时，在其相对的两个侧面上产生异性电荷，这种现象称为“压电效应”。压电式传感器的结构3.压电式传感器的用途任务三简易压电式传感器的制作学生分组动手实际操作培养学生团结协作的精神实验电路及原理如图5-20所示。本实验装置采用基本的单管共发射极放大电路，由传感器SP、R、RP充当分压电路，当V基极电流Ib变化，且Ube≥0.7V时，控制V导通，驱动发光管LED发光。注意在V基极上接有4.7KΩ电阻，用它保护三极管的发射结，以免短路时Ib电流过大损坏V。实验电路及原理如图5-20SP、R、RPVIbUbe≥0.7VVLEDV4.7KΩIbV。图5-20 压电效应实验电路学生由图分析出工作原理6s操作的必要性三、合作交流（70）、四、小结（5分钟）课程小结：1．压电式传感器的材料及结构2．压电式传感器的基本工作原理和应用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。《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案课 题利用机械位移传感器检测位移计划学时4学时授课类型与教学方法翻转课堂，任务驱动法教具准备PPT课件、微课视频、仿真软件等教材分析用技术》模块六。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。学生分析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教学目标知识目标：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：位移传感器的应用与安装接线情感目标：教学重点、难点及解决措施重点：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难点：位移传感器的应用与安装接线教学过程步骤时间教师活动学生活动设计意图一、激发学习兴趣（5分钟）创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。学生观看视频引发学生学习本节课程的兴趣任务一 利用电位器式传感器检测位移二、启迪探究与知识学习（80）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2.实验1.电位器式传感器的结构（动触点6-2所示。电位器式传感器结构简单，体积小，质量轻，a）实物图学生将课堂讲授与自主学习相结合学生进行课堂训练改变学习形式，提高学习节课的教学难点学生自主分析，引出结论课堂训练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）6-85V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。UiUi值。25mm处，逐次增25mm6-1中。表6-1 实验数据记录表。X位移 X/mm电压UO/V4）UOX6-9UO与X是否成线性。UO0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关系图关系。三、合作交流（60）任务二电位器式传感器应用学生分组动手实际操作培养学生团结协作的精神1