智能传感与检测技术 教案 8-1 波式传感器_第1页
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《智能传感与检测技术》课程教案授课章节第8章波式传感器8.1超声波传感器8.2多普勒传感器建议课时授课方式理论知识讲授+提问讨论+多媒体演示所属专业教学目标1.掌握超声波的物理性质及超声波探头2.了解超声波传感器应用实例3.了解多普勒传感器教学重点1.超声波的物理性质及超声波探头2.多普勒传感器教学难点1.超声波的物理性质及超声波探头2.多普勒传感器参考教材《智能传感与检测技术》徐小华主编机械工业出版社ISBN978-7-111-76072-6教学内容『新课导入』自然界中，波动是物质运动的重要形式。物理量的振动或扰动有多种形式，机械振动的传递构成机械波（包括声波、超声波），电磁场振动的传递构成电磁波（包括光波、微波），任何一个宏观或微观物理量的振动或扰动在空间传递时都会形成波。『授课内容』8.1超声波传感器振动在弹性介质内的传播称为波动，简称波。频率在16~20KHz之间，能为人耳所闻的机械波，称为声波，低于16Hz的机械波，称为次声波；高于20KHz的机械波，称为超声波。如图8-1。8.1.1超声波的物理性质1.超声波的波形及其转换①纵波——质点振动方向与波的传播方向一致的波;②横波——质点振动方向垂直于传播方向的波;③表面波——质点的振动介于横波与纵波之间，沿着表面传播的波。2.超声波的反射和折射声波从一种介质传播到另一种介质，在两个介质的分界面上一部分声波被反射，另一部分透射过界面，在另一种介质内部继续传播。这样的两种情况称之为声波的反射和折射，如图8-2所示。3.超声波的衰减声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关。8.1.2超声波探头利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的装置可称为超声波换能器、探测器或传感器。超声波探头包括有单晶直探头、双晶直探头、斜探头等类型。超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，而以压电式最为常用。超声波探头结构如图8-4所示，主要由压电晶片、吸收块（阻尼块）、保护膜组成。8.1.3超声波传感器应用实例1.超声波流体流量测量2.超声波无损探伤3.超声波传感器在汽车中的应用4.超声波传感器在电子技术方面的应用8.2多普勒传感器生活中有这样一个有趣的现象：当一辆救护车迎面驶来的时候，听到声音比原来高；而车离去的时候声音的音高比原来低。你可能没有意识到，这个现象和医院使用的彩超同属于一个原理，那就是“多普勒效应”。【多媒体演示】多媒体课件见教材配套教学PPT『课堂小结』由于超声波的频率与一般无线电波的频率相近，且声信号又很容易转换成电信号，因此可以利用超声元件代替电子元件制作振荡器、谐振器、带通滤波器等仪器，可广泛用于电视、通信、雷达等方面。用声波代替电磁波的优越之处在于，声波在介质中的传播速度比电磁波的传播速度大约要小五

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