2022年《机电一体化技术》课程教案

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载教案2021 2021 学年第一学期主讲教师梁杰课程名称机 电 一 体 化 技 术课程类别专业必修课学 时 及 学 分48 学时 3 学分授课班级使用教材机械 07机电方向姜培刚机电一体化系统设计20xx年 9 月第一版系 院 . 部 工程机械系 教研室 试验室 机械电子技术精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载课时授课计划课次序号：5一.课题： 3传感器检测及其接口技术3.1 传感器概述3.2 工程机械常用传感器一.车速（转速）传感器二.课型：课堂讲授三.目的要求：使同学明白传感器的组成.分类.常用性能指标；熟识工程机

2、械常用车速（转速）传感器的组成.原理.特点和使用；明白测速电子电路的组成.计数测频和测周期原理；四.重点.难点：接近开关.集成霍尔开关的组成.原理和使用方法；五.教学方法及手段： （1）结合实物,采纳启示式教学,讲授中留意理论结合实际；（2） 在讲授接近开关的驱动形式时,可适当扩展,如通过接近开关掌握三相沟通电 机,介绍一下相应的电路,包括电机的爱护电路；（ 3）测频方法在中的测周期法,可不画组成框图,而只介绍与计数测频法的主要区分：即用传感器的信号脉冲去掌握门 电路的开闭；六.参考资料：1.张建民等编著的机电一体化系统设计,高等训练出版社；2.梁景凯主编的机电一体化技术与系统,机械工业出版社

3、；3.传感器方面的参考书；七.作业： 3-1, 3-2八.授课记录：授课日期班次九.授课成效分析 ：教学成效较好；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载十.教学进程（教学内容.教学环节准时间安排等）1.复习：摩擦对系统性能的影响：动态滞后.稳态误差和低速抖动；阻尼对系统的动态性能影响较大；传动间隙：位置不同,影响不同；对于伺服系统,期望惯量小一些；系统工作过程中,应限制弹性变形；各级传动比的正确安排原就有三个；2.导入课题：机电一体化系统一般为闭环系统,系统工作中需要不断检测系统的输出,然后反馈到输入端,传感器的精度和性能直接影响了系统的精度的性能,为一个关键部件；转速

4、和车速为工程机械掌握系统常常需要检测的一个物理量,车速通常为通过转速传感器来检测的；3.教学内容：（1）传感器概述传感器的组成,分类,主要性能指标（2）磁电式转速传感器（3）测速发电机（4）舌簧开关（5）接近开关（6）霍尔开关（7）测速系统组成.计数测频和测周期原理；4.课堂总结：传感器为机电一体化系统的一个关键部件,传感器的精度和性能直接影响了系统的精度的性能；转速和车速为工程机械掌握系统常常需要检测的一个物理量,车速通 常为通过转速传感器来检测的；常用的转速传感器：磁电式.测速发电机.舌簧开关.接近开关.霍尔开关,测速系统的测频方法：计数测频和测周期；5.布置作业3-1,3-2精品学习资料

5、精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载课时授课计划课次序号：6一.课题： 3.2 工程机械常用传感器二.常用称重传感器三.常用温度传感器二.课型：课堂讲授三.目的要求：通过该次课的学习,使同学熟识工程机械常用温度传感器和称重传感器的结构.原理及使用方法；四.重点.难点：本次课的重点为热电偶和半导体温度传感器以及应变片式力传感器的结构.原理及使用；五.教学方法及手段：结合实物,采纳启示式教学,讲授中留意理论结合实际；六.参考资料：1.张建民等编著的机电一体化系统设计,高等训练出版社；2.梁景凯主编的机电一体化技术与系统,机械工业出版社；3.传感器方面的参考书；七.作业：3-3,3-4

6、八.授课记录：授课日期班次九.授课成效分析 ：教学成效较好；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载十.教学进程（教学内容.教学环节准时间安排等）1.复习：车速通常为通过转速传感器来检测的；常用的转速传感器：磁电式.测速发电机.舌簧开关.接近开关.霍尔开关,测速系统的测频方法：计数测频和测周期；2.导入课题：工程机械中温度的测量实例：发动机冷却水温.机油温度.液压油温度；拌和设备中的沥青温度.骨料温度和成品料温度；称重计量实例：沥青拌和设备中的骨料计量,稳固土拌和设备中的冷料计量；其它应用：测温：空调,冰箱；称重：载重汽车的轴载称重,地磅等；3.教学内容：（1）称重传感器

7、应变片式传感器的特点, 应变片式称重传感器的结构和原理,电桥转换电路,多个传感器的连接方法；（2）铂电阻（3）热敏电阻（4）热电偶（5）模拟集成温度传感器（6）智能温度传感器4.课堂总结：称重传感器和温度在工程机械中应用广泛,常用称重传感器：应变片式；常用温度传感器：铂电阻.热敏电阻.热电偶.模拟集成温度传感器.智能温度传感器；5.布置作业3-3,3-4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载课时授课计划课次序号：7一.课题： 3.3 传感器接口技术二.课型：课堂讲授三.目的要求：通过该次课的学习,使同学熟识在传感器输出不同形式和大小的信号情形下,传感器与运算机之间的接口

8、电路的组成.原理.特点；四.重点.难点：本次课的重点为接口电路的组成.特点以及抗干扰措施；五.教学方法及手段：采纳启示式教学,讲授中留意理论结合实际；六.参考资料：1.张建民等编著的机电一体化系统设计,高等训练出版社；2.梁景凯主编的机电一体化技术与系统,机械工业出版社；3.运算机接口方面的参考书；七.作业：3-5,3-6八.授课记录：授课日期班次九.授课成效分析 ：教学成效较好；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载十.教学进程（教学内容.教学环节准时间安排等）1.复习：称重传感器和温度在工程机械中应用广泛,常用称重传感器： 应变片式；常用温度传感器：铂电阻.热敏电阻

9、.热电偶.模拟集成温度传感器.智能温度传感器；2.导入课题：目前以运算机（如单片机.plc等）为核心的测控系统在工程机械中应用广泛,而传感器输出的模拟量或脉冲量信号不能被cpu所识别,为此必需在传感器和 cpu之间增加一连接电路,用来将传感器的输出信号转换为运算机能够识别的数字量的电路,该连接电路就为接口电路；3.教学内容：传感器在以下不同输出情形下的与运算机之间接口电路的组成.原理.特点：（1） 大信号和小信号模拟电压情形；（2） 大信号和小信号模拟电流情形；（3） 频率量输出；数字量输出；（4） 开关量输出；4.课堂总结：接口电路用来将传感器输出的信号转换为运算机能够识别的数字量；当传感器

10、输出的信号形式不同时,其与运算机之间接口电路的组成也不同；5.布置作业3-5,3-6精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载课时授课计划课次序号：8一.课题： 3.4数据处理技术一.传感器前期信号处理二.课型：课堂讲授三.目的要求：通过该次课的学习,使同学熟识由运算放大器组成的各种信号放大电路的组成和原理,明白硬件滤波电路的分类.参数和原理；四.重点.难点：本次课的重点为运算放大器的特性.各种信号放大电路的组成和原理；五.教学方法及手段：采纳启示式教学,讲授中留意理论结合实际,复习相关的学问；六.参考资料：1.张建民等编著的机电一体化系统设计,高等训练出版社；2.梁景凯主

11、编的机电一体化技术与系统,机械工业出版社；3.模拟电路方面的各种参考书；七.作业：3-7, 3-8八.授课记录：授课日期班次九.授课成效分析 ：教学成效较好；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载十.教学进程（教学内容.教学环节准时间安排等）1.复习：运算放大器的基本学问；2.导入课题：对于输出模拟量的传感器,其输出信号通常较弱,为了满意后续电路对信号幅度的要求,必需对传感器的信号进行放大,目前常用的放大器件为运算放大器；传感器输出的模拟量中通常带有干扰信号,因此必需将这些无用的信号滤掉,以防止对正常信号产生影响；3.教学内容：（1）运算放大器的特性；（2）基本同相放大

12、器电路；（3）基本反相放大器电路；（4）测量放大器与程控增益放大器组成.原理；（5）滤波器：滤波器的分类,频率特性,用途,各种硬件滤波电路的组成.原理；4.课堂总结：信号放大和滤波为传感器数据处理的一个特别重要的环节,依据传感器输出信号的特点以及工作环境的不同,可选用不同的运算放大电路；滤波器应依据干扰信号的频率特点来设计；5.布置作业3-7,3-8精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载课时授课计划课次序号：9一.课题： 3.4数据处理技术二.传感器非线性补偿原理三.数字滤波四.标度变换二.课型：课堂讲授三.目的要求：通过该次课的学习,使同学明白传感器为什么要进行非线性

13、补偿以及非线性补偿的方法.工作原理.特点；熟识数字滤波的特点.常用的数字滤波方法.适用范畴；把握传感器数据的标度变换目的.方法；四.重点.难点：本次课的重点为数字滤波的常用方法.适用范畴以及传感器数据的标度变换方法；五.教学方法及手段：采纳启示式教学,讲授中留意理论结合实际；六.参考资料：1.张建民等编著的机电一体化系统设计,高等训练出版社；2.梁景凯主编的机电一体化技术与系统,机械工业出版社；3.运算机检测方面的参考书；七.作业： 3-9, 3-10八.授课记录：授课日期班次九.授课成效分析 ：教学成效较好；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载十.教学进程（教学内容.教学环节准时间安排等）1.复习：信号放大和滤波为传感器数据处理的一个特别重要的环节,依据传感器输出信号的特点以及工作环境的不同,可选用不同的运算放大电路；滤波器应依据干扰信号的频率特点来设计；2.导入课题：传感器以及检测电路的输入- 输出特性通常都带有肯定的非线性,为了使整个测量范畴的灵敏度一样,以便于读数及对数据进行分析处理,要进行非线 性补偿；传感器输出信号中的干扰信号除了可用硬件滤波外,仍可用成效更好.使用更敏捷的软件滤波；