电阻应变式传感器.doc

大连市2012年“教学中的互联网”优秀教案评选教案设计学校：大连市轻工业学校参赛教师：尹美容大连市2012年“教学中的互联网”优秀教案评选教案设计一、教案背景1、面向学生：中等职业学校2、学科：自动检测与转换技术3、课时：第1课时4、学生课前准备：学生：利用百度搜索有关电阻应变式传感器的图片；教师：（1）准备一根电阻丝和一块万用表；（2）多媒体教室、投影仪、课件。二、教学课题机械工业出版社自动检测与转换技术第三版第二章第二节内容：电阻应变传感器。主要讲授导体或半导体材料的应变效应及应变片的应用。通过本节课的学习，使学生认识一些常见的应变式传感器，并知道它们的应用场合。三、教材分析电阻应变传感器一课开篇从一个小实验开始，通过学生观察实验并得出结论，从而引出第一个内容应变效应；然后又简单介绍了一下应变片的种类和测量转换电路，以上内容都是在为介绍应变效应的应用应变式传感器做准备。本课的重点是应变效应的应用，该部分内容通过几个日常生活中见过的例子来例举应变式传感器的应用，教材的这种编排方式比较合理。学情分析：本课程的教学对象是中等职业学校的学生，中职学生存在的一个普遍现象就是缺乏学习兴趣，不会学习。机械工业出版社自动检测与转换技术这本教材在内容编排上能够通过一个小实验或者动画演示引入课题，这样子就能够一下子吸引住学生的注意力，引起他们的好奇心和探究问题的兴趣。教材把重点放在各种传感器的应用上，举例很多，易于学生理解。教学目标：1.知识与技能方面（1）通过演示实验使学生理解应变效应的概念；（2）通过图片的展示使学生了解应变片的类型、结构及其测量转换电路；（3）通过例举电阻应变式传感器的应用使学生掌握应变效应的应用。2.情感与态度方面（1）培养学生善于观察，勤于动脑，善于总结的能力；（2）培养学生热爱生活、热爱学习，善于思考的学习习惯。教学重点与难点：教学重点：1）通过观察实验理解应变效应的概念；2）通过教师例举实例知道电阻应变传感器的应用。教学难点：测量转换电路电桥四、教学方法：教学中采用演示法，讨论法，讲授法相结合的方法。通过演示小实验，让学生仔细观察，讨论，得出结论；引导学生通过实验理解抽象的概念；启发学生联系生活场景和上网搜索到的图片理解应变式传感器的应用。五、教学过程（一） 观察演示实验，引出本课第一个知识点应变效应1、 观察演示实验，得出结论老师：同学们 ，课前老师让你们通过百度搜索电阻应变传感器的图片和它们的应用，你们都搜到了吗？老师：下面，我们先来做一个实验，通过实验我们要得出一个重要的结论，这个结论就和你们搜索的传感器有关。老师：当我们用力拉电阻丝时，电阻丝的阻值从初始状态的10.00增大到10.05，请同学们仔细观察这个过程，然后思考为什么电阻丝的阻值会发生变化？老师：同学们先说一下，在我用力拉电阻丝的这个过程中，它的长短粗细发生了怎样的变化？学生：长度变长了，直径变小了。老师：请同学们互相讨论一下，为什么电阻丝的长度变长，直径变小，它的阻值就变大了？学生讨论。学生：根据初中物理学过的,电阻丝的长度增加，直径减小，电阻值R就会变大。老师：很好，这位同学所说的正是我们这节课要学习的一个重要概念应变效应。【板书】：应变效应老师：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。老师：利用应变效应可以把导体或半导体材料制作成应变片，进行受力测量时，把应变片贴在试件表面，当试件受力变形后，应变片上的电阻丝也随之变形，从而使应变片电阻值发生变化。这样我们就可以知道试件受力的大小了。2、 观看应变片图片【百度图片】/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%B5%E7%D7%E8%CB%BF%D3%A6%B1%E4%C6%AC&in=3273&cl=2&lm=-1&pn=0&rn=1&di=74392443540&ln=939&fr=&fm=&fmq=1326859189359_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=#pn25&-1&di96612518445&objURLhttp%3A%2F%2F%2Fpk_clip_image014.gif&fromURLhttp%3A%2F%2F%2Fpk.asp&W184&H163&T7850&S8&TPgif通过图片介绍电阻丝应变片的结构。老师：应变片的种类和形式很多，同学们课前在网上搜索了一些，老师也找到一些，看看和你们找到的是否一样。【百度图片】/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%D3%A6%B1%E4%C6%AC&in=1738&cl=2&lm=-1&pn=3&rn=1&di=3242753340&ln=1996&fr=&fm=result&fmq=1326860071593_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2#pn3&-1&di3242753340&objURLhttp%3A%2F%2F%2Fimg%2Fibank%2F2010%2F163%2F166%2F105661361_858966860.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2Fbuyer%2Fofferdetail%2F696049364.html%3Fofferid%3D696049364%26domainid%3Dhzsensor&W1024&H726&T8187&S70&TPjpg【百度图片】/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%D3%A6%B1%E4%C6%AC&in=1738&cl=2&lm=-1&pn=3&rn=1&di=3242753340&ln=1996&fr=&fm=result&fmq=1326860071593_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2#pn6&-1&di9590675940&objURLhttp%3A%2F%2F%2Fbig%2Ftrade%2F20114%2F11040200404954.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2Fgongying%2F1125024.html&W577&H463&T7110&S62&TPjpg老师：应变片可分为金属应变片及半导体应变片两大类。半导体应变片的灵敏度比金属应变片高几十倍。（二）教师设疑，引出本课第二个知识点测量转换电路老师：金属应变片的电阻变化范围很小，如果直接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大，同学们想一想有什么办法可以测出这一微小的变化？学生讨论。学生1：把电阻值转变成电压值。学生2：通过某种方法把电阻的微小变化放大。老师：同学们的想法很好。我们在电工中学过不平衡电桥这一知识，我们可以用这个方法来测量这一微小的变化量，将电阻的变化转换为输出电压Uo。【百度图片】/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%BD%F0%CA%F4%D3%A6%B1%E4%C6%AC%C7%C5%CA%BD%B2%E2%C1%BF%D7%AA%BB%BB%B5%E7%C2%B7&in=8143&cl=2&lm=-1&st=&pn=9&rn=1&di=101388558780&ln=2000&fr=&fm=&fmq=1326894741156_R&ic=&s=&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=#pn9&-1&di101388558780&objURLhttp%3A%2F%2F%2F1%2Fimages%2F1science9778c.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2F1%2F1science9778.html&W143&H131&T11796&S4&TPjpg【板书】测量转换电路不平衡电桥老师：电桥的一个对角线节点接入电源电压Usc，另一个对角线节点为输出电压Uo。根据不同的要求，R1，R2，R3，R4可以分别或者都是应变片。（三）通过列举典型例子，介绍本节课第三个内容应变效应的应用老师：根据应变效应，可以制成各种应变式传感器。比如，超市称东西用的电子秤，它内部采用的就是一种常用的测力传感器悬臂梁式力传感器，它是应变式力传感器的一种。【板书】应变效应的应用：应变式力传感器【百度图片】/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%B5%E7%D7%D3%B3%D3&in=15233&cl=2&lm=-1&st=-1&pn=0&rn=1&di=106145743545&ln=1999&fr=&fm=result&fmq=1326897767187_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2#pn0&-1&di106145743545&objURLhttp%3A%2F%2F%2Fbaike%2Fpic%2Fitem%2F1a94b36ef1f2c7e281cb4acb.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2Fimage%2F1a94b36ef1f2c7e281cb4acb&W1080&H709&T9019&S196&TPjpg【百度图片】/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%CA%CA%D3%C3%B5%E7%D7%D3%B3%D3%B5%C4%D0%FC%B1%DB%C1%BA%CA%BD%B4%AB%B8%D0%C6%F7&in=19448&cl=2&lm=-1&st=-1&pn=9&rn=1&di=9649746075&ln=1096&fr=&fm=result&fmq=1326898399796_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2#pn21&-1&di92204009565&objURLhttp%3A%2F%2F%2Fcdimg%2F384774%2F12041443%2F0%2F1267941229.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2Fsdp%2F384774%2F2%2Fpd-1969913%2F6508700-2060552.html&W300&H240&T10916&S10&TPjpg老师：悬臂梁是一端固定、一端自由的弹性敏感元件。悬臂梁的灵敏度较高，多用于较小力的测量。请同学们再观看几种应变式测力传感器的图片。【百度图片】/i?ct=503316480&z=&tn=baiduimagedetail&word=%D3%A6%B1%E4%CA%BD%B2%E2%C1%A6%B4%AB%B8%D0%C6%F7&in=15492&cl=2&lm=-1&st=-1&pn=16&rn=1&di=31000215165&ln=1962&fr=&fm=result&fmq=1326897073281_R&ic=0&s=0&se=1&sme=0&tab=&width=&height=&face=0&is=&istype=2#pn26&-1&di22136690025&objURLhttp%3A%2F%2F%2Fupload_picture%2F2009-4%2F20%2Fproduct-106533-039187e-02.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2Fhtml%2Fproducts%2F3104%2Finfo_show_3104022.html&W212&H183&T10673&S8&TPjpg老师：现在同学们知道了，测量较小的力可以使用悬臂梁式力传感器，那么测量较大的力或者重量呢？比如测量汽车的重量？学生：老师，汽车称重用地磅。老师：对，地磅也叫汽车衡，好多同学都见过，汽车衡里使用的就是能测重量的应变式荷重传感器。【板书】 应变式荷重传感器【百度图片】/albums/601855/601855.html#0$7ac880514e9b9f1142a75bfa老师：我们一起来看看有关汽车衡的小资料。【百度百科】/view/601855.htm老师：通过观看汽车衡的介绍，我们知道了汽车衡的核心部件是高精度的荷重传感器，它起着将重量值转换成对应的可测电信号的作用。我们再一起看看这种应变式荷重传感器的相关图片。【百度图片】/albums/601855/601855.html#0$b25d9901cea817e3277fb5fe【百度图片】/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%BA%C9%D6%D8%B4%AB%B8%D0%C6%F7&in=10151&cl=2&lm=-1&st=-1&pn=16&rn=1&di=122403362175&ln=1975&fr=&fm=index&fmq=1326978708062_R&ic=&s=0&se=&sme=0&tab=&width=&height=&face=&is=&istype=2#pn16&-1&di122403362175&objURLhttp%3A%2F%2F%2Ffinddate%2Fpic%2Fa2004%2Fdecember12%2Fthursday4%2Fzqq603-44.jpg&fromURLhttp%3A%2F%2F%2