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传感器与检测技术教案 第1章 传感器与自动检测技术的基本概念 1(熟悉传感器的定义与分类。 2(掌握传感器基本特性。 3(了解传感器的应用领域及发展。 教学目标 了解传感器的分类及特性、传感器的应用领域以及测量误差的概念，掌握测 量误差的处理方法和测量数据的处理方法。 教学分析 1.1 传感器简介 教学目的:熟悉传感器的定义与分类。 掌握传感器基本特性。 教学过程 了解传感器的应用领域及发展。 教学分析:重点难点:传感器的定义及分类 教学过程: 1 传感器的定义与组成 传感器(狭义):能感应被测量的变化并将其转换为其他物理量变化的器 件. 传感器(广义):是信号检出器件和信号处理部分的总称. 组成:一般由敏感元件、转换元件和信号调理电路组成. 传感器的分类 按测量的性质划分:位移传感器,压力传感器,温度传感器等. 按工作的原理划分:电阻应变式,电感式,电容式,压电式,磁电式传感器 等. 按测量的转换特征划分:结构型传感器和物性型传感器. 按能量传递的方式划分:能量控制型传感器和能量转换型传感器. 2 传感器的基本特性 a(线性度:指输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度,又 叫非线性误差. b(灵敏度:指传感器的输出量增量与引起输出量增量的输入量的比值. c(迟滞:指传感器在正向行程和反向行程期间,输出-输入曲线不重合的 现象. d(重复性:指传感器在输入量按同一方向做全量程多次测试时,所得特 性曲线不一致性的程度. f(分辨率:指传感器在规定测量范围内所能检测输入量的最小变化量. g(稳定性:指传感器在室温条件下,经过相当长的时间间隔,传感器的输 出与起始标定时的输出之间的差异. h(漂移:指传感器在外界的干扰下,输出量发生与输入量无关的变化,包 括零点漂移和灵敏度漂移等. 3 传感器的应用领域及其发展 a(生产过程的测量与控制 b(安全报警与环境保护 c(自动化设备和机器人 d(交通运输和资源探测 e(医疗卫生和家用电器 f(微型传感器(Micro sensor) g(智能传感器(Smart sensor) h(多功能传感器(Multifunction sensor) 4传感器的正确选用 a(与测量条件有关的因素 b(与使用条件有关的因素 c(与传感器有关的技术指标 此外,还要考虑购买和维修等因素. 课后小结: 1.2 自动检测系统简述 教学目的:掌握自动检测系统的概念。 掌握自动检测系统的功能。 教学分析:重点难点是自动检测系统的功能。 教学过程: 1、检测技术组成 依照信息量的过程划分:信息的获取，信息的转换，信息的显示和信息的 处理。 2、检测系统的功能 变换功能，选择功能，比较功能和显示功能。 课后小结: 1.3 误差测量与精度 教学目的:掌握测量误差的概念 掌握测量误差的处理方法。 教学分析:重点难点误差概念。 教学过程: 1、 误差的基本概念: 真值:被测物体所具有的真正值; 约定值:由于真值是未知的，往往采用基准器代替真值，成为约定值; 实际值:测量无限次时，测量结果的平均值。 2(误差分类: 按表示方法进行分类 绝对误差:测量值与约定真值的比; 相对误差:实际相对误差 ，标称相对误差， 引用相对误差等。 按误差出现的规律分类; 系统误差:分为真值误差和变值误差; 随机误差:偶然因素造成的误差; 粗大误差:测量结果明显偏离实际值的误差。 按使用条件分类: 基本误差:系统标准情况下产生误差; 附加误差: 当使用条件拍那里标准情况时产生的误差。 3.仪器精度和测量精度 仪表精度与测量精度的关系: 仪表精度采用7个等级，从分利用仪表精度来获得比较精确地测量结果。 附加误差对实际测量精度的影响: 如果实际工作条件不是仪表规定的标准状态，就要考虑附加误差的影响 了。 课后小结: 1.4 检测系统中的弹性敏感元件 教学目的:掌握弹性敏感元件的概念及特性 教学分析:重点难点弹性敏感元件的特性 教学过程: 1、 基本概念: 应变:物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象。 弹性应变:当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变。 弹性元件:具有弹性应变特性的物体。 2、 弹性敏感元件的基本特性: 刚度:使弹性敏感元件产生形变所需要的外部作用力。 灵敏度:是刚度的倒数，表示弹性敏感元件在承受单位输入量时所产生 的形变大小。 3、 弹性敏感元件的形式与应用范围 输入形式:力或者流体压力; 输出形式:应变和位移。 应用范围: 变换力的弹性敏感元件: 等轴截面、环状弹性敏感元件、悬梁臂、扭转轴等。 变换压力的弹性敏感元件: 弹簧管、波纹管、等截