传感器技术应用-教学课件 项目五 位移传感器的检测与应用

项目五

位移传感器的检测与应用01电位器式位移传感器的认知与应用02电容式接近开关的测试03电感式位移传感器的认知与应用目录04全自动垃圾桶电路的设计与制作05数字式位移传感器的识别与应用电位器式位移传感器的认知与应用01自主学习通过微课视频、网络资料和讨论学习，了解位移传感器和电位器式传感器的特点。计划与决策知识

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位移传感器位移检测包括测量位移、距离、位置、尺寸、角度、角位移等几何量，常用的位移传感器有电位器式、电容式、电感式、超声波和数字式传感器等。电位器式位移传感器特点电位器式位移传感器将机械位移转换为电阻值变化，结构简单，体积小，价格低廉，但电刷与电阻元件之间易磨损，分辨力有限。电位器式传感器应用电位器式传感器由电阻元件、骨架及电刷等组成，通过电刷触点在电阻元件上产生移动，实现位移与电阻之间的线性变化。电位器的结构图电位器式位移传感器电位器式位移传感器的应用1．电位器式位移传感器2．电位器式压力传感器3．电位器式加速度传感器4．电位器式液位传感器任务实施利用互联网查找常用的位移传感器的类型和应用场合。任务描述常用的位移传感器。材料准备描述常用位移传感器的类型和应用场合，并填写表5-1。任务实施常用位移传感器的类型和应用场合描述常用位移传感器的类型和应用场合。巩固拓展通过网络查找常用位移传感器的应用场合，以学习小组为单位选择一种位移传感器，讲解其应用场合，并录制成视频上传至学习平台。检查与评价学生以学习小组为单位选择一种位移传感器，讲解其应用场合。学习小组选择教师和学生为各个小组打分并点评，建立自我评价、小组评价和教师评价三位一体的多元评价体系。多元评价体系项目学习评价个人学习总结。个人学习总结电容式接近开关的测试02自主学习通过微课视频、网络资料和讨论学习，了解电容式传感器的组成与分类，以及测位移的工作原理。计划与决策电容式传感器分类电容式传感器分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类，利用电容变化测量被测物。电容式传感器测位移电容式传感器将被测量转换为电容变化，需要使用测量转换电路，分为单臂接法和差动接法，其中单臂接法用于电容测厚仪。变极距型电容式位移传感器的结构示意图变面积型电容式位移传感器的结构示意图变介电常数型电容式位移传感器的结构示意图电容式位移传感器测位移：测量电路的接法电容式测厚仪的工作原理任务实施通过电容式接近开关检测物体，发光二极管显示结果，应用广泛。任务描述选用NPN三线常开型电容式接近开关，棕色接电源正极，蓝色接电源负极，黑色为信号线。材料准备搭建电路完成实验，观察是否可以检测，然后用金属球靠近电容式接近开关，观察LED亮灭。任务实施电容式接近开关的测试电路图实验结果检查与评价各小组结合实验过程，撰写实验报告，建立多元评价体系，包括自我评价、小组评价和教师评价。电感式位移传感器的认知与应用03自主学习通过微课视频、网络资料和讨论学习，了解电感式传感器的组成与分类，以及测位移的工作原理。计划与决策自感式电感传感器包括变气隙式、变截面式、螺管式和差动式，利用线圈自感量的变化来实现测量。电感式传感器分类电感式传感器通过电桥电路转化成电压输出，应用于汽车电子中的电控防抱死制动系统。电感式传感器位移测量电感式位移传感器的特性 电感式位移传感器具有结构简单、工作可靠、测量精度高、零点稳定及输出功率较大等优点。 电感式位移传感器的主要缺点是灵敏度、线性度和测量范围相互制约，其自身频率响应低，不适用于快速动态测量。 电感式位移传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制，在工业自动控制系统中被广泛采用。电感式位移传感器的分类1、自感式电感传感器2、互感式电感传感器变气隙式差动电感传感器的结构示意图差动变压器式加速度传感器的结构和工作原理任务实施差动变压器式加速度传感器利用悬臂梁和差动变压器测量加速度，结构示意图如图5-20。任务描述查找不同类型电感式传感器结构组成、工作原理和应用场合，制作汇报PPT，并填写表5-3。任务实施汇报PPT材料准备通用差动变压器式加速度传感器的结构示意图1—悬臂梁；2—差动变压器；3—衔铁不同类型的电感式位移传感器巩固拓展1.电感式传感器有几大类？各有何特点？2.影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？检查与评价01检测金属物体，测量距离，测量速度等。电感式传感器应用02自我评价、小组评价和教师评价相结合。多元评价体系全自动垃圾桶电路的设计与制作04自主学习通过微课视频、网络资料和讨论学习，了解超声波传感器测位移的工作原理。计划与决策超声波是频率高于20kHz的机械波，无法被人耳听到，具有直线传播方式和光学特性。知识

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认识超声波超声波传感器利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应，可应用于工业、国防、生物医学和现实生活。知识

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超声波传感器超声波传感器测距原理：利用超声波在空气中的传播速度，计算出超声波发射处到物体的距离。超声波测位移各类声波的频率范围超声波位移传感器的应用超声波位移传感器的分类分类超声波位移传感器按照工作原理的不同，可分为压电式超声波位移传感器、磁致伸缩式超声波位移传感器、电磁式超声波位移传感器等多种类型，其中最常用的是压电式超声波位移传感器。压电式超声波位移传感器的结构超声波位移传感器测位移的工作原理发射出去的超声波在遇到物体时会被反射回来，通过测出超声波从发射到被接收的时间t，利用公式L

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vt/2，即可计算出从超声波发射处到物体的距离，其中v为超声波在空气中的传播速度（340m/s）任务实施任务描述制作全自动垃圾桶系统，了解超声波测位移原理，熟悉超声波发射与接收电路联调技巧，掌握电子产品设计方法。材料准备HC-SR04超声波传感器，电容若干，电阻若干，发光二极管4个，按键2个，伺服电机任务实施系统设计全自动垃圾桶，由DialogSLG46140VCMIC、伺服电机和超声波传感器实现，可自动打开和关闭。全自动垃圾桶的电路图巩固拓展在全自动垃圾桶电路中，增加超声波接收探头和发射探头之间的距离会影响测量结果，不同环境温度也会对测量结果造成影响。检查与评价学生分组派代表上台讲解全自动垃圾桶的制作过程。全自动垃圾桶制作过程教师和学生为各个小组打分并点评，建立自我评价、小组评价和教师评价三位一体的多元评价体系。多元评价体系学生分组派代表上台讲解全自动垃圾桶的调试过程。全自动垃圾桶调试过程项目学习评价个人学习总结。个人学习总结数字式位移传感器的识别与应用05自主学习通过微课视频、网络查找资料、微信、论坛、教学平台等工具，了解光栅、磁栅传感器测位移和光电编码器的工作原理。计划与决策光栅测位移是利用莫尔条纹随主光栅移动而产生的位移，通过光电器件对莫尔条纹信号的内插细分，可测出比光栅距还小的位移量及被测物体的移动方向。知识

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光栅测位移光电编码器是将转角位移转换为数字脉冲的传感器，分为增量式和绝对式，应用广泛。光电编码器测角位移光栅位移传感器的结构增量式编码器磁栅传感器的工作原理1—磁栅；2—尺基；3—磁性薄膜；4—铁芯；5—磁头磁栅测量系统的外形磁栅在磨床测长系统中的应用任务实施利用互联网查找数字式位移传感器类型和应用场合。任务描述常用的数字式位移传感器。材料准备描述常用的数字式位移传感器的类型和应用场合，并填写表5-4。任务实施常用数字式位移传感器的类型和应用场合描述常用数字式位移传感器的类型和应用场合，并填写下表巩固拓展根据所学知识，说明图5-35所示汽车倒车雷达的工作原理，并思考该原理还可以用于哪些场合？检查与评价单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减文字，以便观者准确地理解您传达的思想智能工业利用先进技术和传感器监控工业生产各个环节，提高制造效率和产品质量，降低资源消耗。项目学习评价个人学习总结谢谢项目五

位移传感器01电位器式传感器测位移02电容式传感器测位移03电感式传感器测位移目录04超声波测位移05数字式传感器测位移电位器式传感器测位移01自主学习通过微课视频、网络资料和讨论学习，了解位移传感器和电位器式传感器的特点。计划与决策知识

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位移传感器位移检测包括测量位移、距离、位置、尺寸、角度、角位移等几何量，常用的位移传感器有电位器式、电容式、电感式、超声波和数字式传感器等。电位器式位移传感器特点电位器式位移传感器将机械位移转换为电阻值变化，结构简单，体积小，价格低廉，但电刷与电阻元件之间易磨损，分辨力有限。电位器式传感器应用电位器式传感器由电阻元件、骨架及电刷等组成，通过电刷触点在电阻元件上产生移动，实现位移与电阻之间的线性变化。任务实施利用互联网查找常用的位移传感器的类型和应用场合。任务描述常用的位移传感器。材料准备描述常用位移传感器的类型和应用场合，并填写表5-1。任务实施巩固拓展通过网络查找常用位移传感器的应用场合，以学习小组为单位选择一种位移传感器，讲解其应用场合，并录制成视频上传至学习平台。检查与评价学生以学习小组为单位选择一种位移传感器，讲解其应用场合。学习小组选择教师和学生为各个小组打分并点评，建立自我评价、小组评价和教师评价三位一体的多元评价体系。多元评价体系项目学习评价个人学习总结。个人学习总结电容式传感器测位移02自主学习通过微课视频、网络资料和讨论学习，了解电容式传感器的组成与分类，以及测位移的工作原理。计划与决策电容式传感器分类电容式传感器分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类，利用电容变化测量被测物。电容式传感器测位移电容式传感器将被测量转换为电容变化，需要使用测量转换电路，分为单臂接法和差动接法，其中单臂接法用于电容测厚仪。任务实施通过电容式接近开关检测物体，发光二极管显示结果，应用广泛。任务描述选用NPN三线常开型电容式接近开关，棕色接电源正极，蓝色接电源负极，黑色为信号线。材料准备搭建电路完成实验，观察是否可以检测，然后用金属球靠近电容式接近开关，观察LED亮灭。任务实施检查与评价各小组结合实验过程，撰写实验报告，建立多元评价体系，包括自我评价、小组评价和教师评价。电感式传感器测位移03自主学习通过微课视频、网络资料和讨论学习，了解电感式传感器的组成与分类，以及测位移的工作原理。计划与决策自感式电感传感器包括变气隙式、变截面式、螺管式和差动式，利用线圈自感量的变化来实现测量。电感式传感器分类电感式传感器通过电桥电路转化成电压输出，应用于汽车电子中的电控防抱死制动系统。电感式传感器位移测量任务实施差动变压器式加速度传感器利用悬臂梁和差动变压器测量加速度，结构示意图如图5-20。任务描述查找不同类型电感式传感器结构组成、工作原理和应用场合，制作汇报PPT，并填写表5-3。任务实施汇报PPT材料准备巩固拓展1.电感式传感器有几大类？各有何特点？2.影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？检查与评价01检测金属物体，测量距离，测量速度等。电感式传感器应用02自我评价、小组评价和教师评价相结合。多元评价体系超声波测位移04自主学习通过微课视频、网络资料和讨论学习，了解超声波传感器测位移的工作原理。计划与决策超声波是频率高于20kHz的机械波，无法被人耳听到，具有直线传播方式和光学特性。知识

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认识超声波超声波传感器利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应，可应用于工业、国防、生物医学和现实生活。知识

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超声波传感器超声波传感器测距原理：利用超声波在空气中的传播速度，计算出超声波发射处到物体的距离。超声波测位移任务实施任务描述制作全自动垃圾桶系统，了解超声波测位移原理，熟悉超声波发射与接收电路联调技巧，掌握电子产品设计方法。材料准备HC-SR04超声波传感器，电容若干，电阻若干，发光二极管4个，按键2个，伺服电机任务实施系统设计全自动垃圾桶，由DialogSLG46140VCMIC、伺服电机和超声波传感器实现，可自动打开和关闭。巩固拓展在全自动垃圾桶电路中，增加超声波接收探头和发射探头之间的距离会影响测量结果，不同环境温度也会对测量结果造成影响。检查与评价学生分组派代表上台讲解全自动垃圾桶的制作过程。全自动垃圾桶制作过程教师和学生为各个小组打分并点评，建立自我评价、小组评价和教师评价三位一体的多元评价体系。多元评价体系学生分组派代表上台讲解全自动垃圾桶的调试过程。全自动垃圾桶调试过程项目学习评价个人学习总结。个人学习总结数字式传感器测位移05自主学习通过微课视频、网络查找资料、微信、论坛、教学平台等工具，了解光栅、磁栅传感器测位移和光电编码器的工作原理。计划与决策光栅测位移是利用莫尔条纹随主光栅移动而产生的位移，通过光电器件对莫尔条纹信号的内插细分，可测出比光栅距还小的位移量及被测物体的移动方向。知识

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光栅测位移光电编码器是将转角位移转换为数字脉