机电一体化概论教案7、8.doc

2005年 月 日课 题第二章 机电一体化系统的组成课 型新 授授课日期授课时数（总第 ）教学目标1、了解传感器组成、发展简况2、了解传感器的主要性能指标、分类等教学重点传感器组成、分类教学难点传感器组成、分类等板书设计第二章 机电一体化系统的组成第二节 检测及传感器二、传感器的组成 三、传感器的发展简况1、作用 2、特点四、传感器的主要性能指标 五、传感器的分类教学程序教 学 内 容教学方法与教学手段复习简单回顾第二章第一节及第二节部分内容，重点突出机电一体化组成部分的机械本体，传感器的作用、特点等。新课导入从传感器的作用、特点导入新课新课讲授第二章 机电一体化系统的组成机电一体化系统是由机械本体、检测及传感器、计算机控制和执行机构四个部分组成。本章对上述部分作进一步介绍。第二节 检测及传感器一、机电一体化中的传感器1、作用 2、特点（1）（2）检测到的信号（信息）需转换教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段二、传感器的组成各种控制系统都离不开传感器。传感器的机电一体化控制系统的主要组成部分，因此因该熟知各种传感器的结构和原理。传感器的应用范围极广、产品极多有变换器、一次仪表、换能器、受感器、敏感元件等等。传感器是一 种能将被测量（各种物理量、化学量 和生物量等）变换成可以测量的有用信号的一 种装置。传感器包括以下三个功能部件：敏感元件、传感元件和测量元件。完整的传感器应具备上面三个功能，但三个功能不一定是完全独立的，不少的传感器把其中的两个功能元件或三个功能元件结合在一起。如：测温用的传感器是热电偶，它的敏感元件与传感元件合在一起，而测量元件为电桥。再如：用作转速传感器的测速发电机，它是把三个功能元件组合在一起的传感器。三、传感器的发展简况传感器的应用可追溯到18世纪，但真正发展是从20世纪20年代开始。当时是以各种物理量变换成电信好为主要研究目的，用传感器代替人的眼、耳、触觉等获得被测物理量。随着控制技术的发展，传感器的速度和进度也越来越高。新材料的不断发展又推动了传感器的发展。传感器的另一特点是精度不断提高 。近年来随着生物工程学新成就的取得，人们积极模仿所具有的感觉能力和对化学物质的识别能力，开发出各种生物传感器。传感器发展的趋势是集成化和智能化。所谓集成化有两个含义：一是把一些相同的传感器配成一列或矩阵，形成一维或二维传感器。二是把传感器、放大器、补偿电路、运算器等组件集成在一起，形成一体化传感器。集成传感器的性能稳定、可靠性高、功能强、成本低，为检测装置的小型化开拓了新路。提问讲解例举等结合学生的经验用机器人光敏传感器示例，消除对传感器的神秘感教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段所谓智能化传感器一般是指具有判断能力的传感器，它是20世纪70年代中期的微型计算机的冲击下诞生的。虽然这种传感器目前应用还不广，但它代表着传感器技术的方向。今后人们将开发出具有学习能力和创造能力的传感器。四、传感器的主要性能指标1、静态特性静态特性指被测量处于稳定状态时，传感器的输出与之间的关系。（1） 线性度（2） 灵敏度传感器的输出量的变化值与输入量的变化值之比称为灵敏度。（3）迟滞迟滞又称为滞环，在正（即输入由小变大）反（输入由变小）行程时，对于同一大小的输入信号，传感器的输出信号出现大小不等的情况，（4）重复性当输入量多次沿同一行程作全量的变化时，测得的各条静态特性曲线并不重合。 2动态特性动态特性指传感器的输出跟随输入信号变化的响应能力。动态特性的主要指标有：频率响应范围、固有频率、阻尼系数、时间常数与衰减率等。用于检测汽车废气排放量的各种气敏传感器、汽车控制系统中的温度传感器、车速传感器和踏板位置传感器等。五、传感器的分类传感器的分类方法很多，按被测量不同可分为：位移传感器，压力传感器，浓度传感器等等；按工作机理可分为：霍尔功率传感器，差动变压器式位移传感器，浮力式比重传感器等等；提问讲解例举等结合学生的经验结合洗衣机、微波炉等对传感器分类讲解举例，让学生感到学习即生活，学校即社会。教后记教学程序教学内容教学方法与教学手段按机理的领域可分为：物理型传感器，化学型传感器和生物型传感器等；按输出量可分为：模拟式传感器和数字式传感器等。目前，习惯按使用特点来分，可分为下列几种：1、压力传感器2、温度传感器3、位移传感器4、湿度传感器5、气体传感器6、光学传感器7、流量传感器课堂小结二、传感器的组成 三、传感器的发展简况1、作用 2、特点四、传感器的主要性能指标 五、传感器的分类布置作业A完成下列问答：2