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智能传感与检测技术 教案 1-1 1.1 电阻应变式传感器.docx

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《智能传感与检测技术》课程教案

《智能传感与检测技术》课程教案

授课章节

第1章电阻式传感器

1.1电阻应变式传感器

1.1.1应变片与应变效应

1.1.2应变片的种类与结构

1.1.3应变片的粘贴工艺

1.1.4测量转换电路

1.1.5应变片的温度补偿

建议课时

2

授课方式

理论知识讲授+课堂讨论+图片或实物展示+多媒体

所属专业

教学目标

掌握电阻应变式传感器的工作原理

了解常用的两种电阻应变式传感器特性,并能够选择合适的类型

掌握测量转换电路的分析,理解温度补偿的原因并掌握温度补偿的方法

教学重点

电阻应变式传感器的工作原理,应变片的选型;

测量转换电路的分析

教学难点

电阻应变式传感器的工作原理;

温度补偿的原理

参考教材

《智能传感与检测技术》徐小华主编机械工业出版社ISBN978-7-111-76072-6

『新课导入』

用万用表测量金属丝的阻值,将金属丝横向拉伸并测量相应的阻值,阻值怎么样变化?为什么会有阻值的变化?金属丝的阻值与什么有关?

『授课内容』

1.1电阻应变式传感器

1.1.1应变片与应变效应

导体或半导体在外力作用下产生机械变形时,其电阻值也发生相应变化的现象称为电阻应变效应。

1-1

1-2

式中,是压阻系数,是半导体所受的引力(半导体内部单位面积上受到的力)。

1.1.2应变片的种类与结构

电阻应变片根据材料可分为金属电阻应变片和半导体电阻应变片。

(1)金属电阻应变片

金属电阻应变片有丝式、箔式和薄膜式三种类型,如图1-1。

(2)半导体电阻应变片

1.1.3应变片的粘贴工艺

(1)应变片的检查。

(2)试件表面处理。

(3)确定贴片位置。标出应变片中心线和弹性试件粘贴位置中心线。

(4)粘贴。粘贴前,用脱脂棉球蘸上清洁溶剂,无水酒精、四氯化碳等溶剂擦洗被测点处,以便增加粘贴的牢固程度,注意勿用手触摸清洗后的表面。然后,在应变片的粘贴面处涂上薄薄一层胶水,如KH502胶,将应变片的中心线对准试件上的中心线贴牢。在应变片上盖上一层腊纸,一只手捏住应变片的引出线,另一只手反复轻轻滚压透明纸表面,挤出里面多余的胶水和气泡。

(5)固化。

(6)粘贴质量检查。

(7)引线和组桥。

1.1.4测量转换电路

1.电桥的平衡条件

2.电桥的加减特性

3.电桥的工作方式

(1)单臂电桥

(2)双臂电桥(差动半桥)

(3)双差动全桥

1.1.5电阻应变片的温度补偿

(1)补偿块补偿法

(2)差动电桥线路补偿

(3)热敏电阻电路补偿法

【课堂提问】

电阻应变式传感器有哪些分类?怎样选择合适的类型?

【课堂讨论】

金属丝的电阻值与哪些因素有关?

【图片展示】

金属应变片与半导体应变片的结构

【多媒体演示】

电阻应变片的粘贴技术

【课堂提问】

当环境温度变化时,转换电路的输出怎样变化?

【课堂讨论】

电桥的工作方式有几种?

【图片展示】

见教材第6-8页图1-2到图1-8

『课堂小结』

掌握电阻应变式传感器的工作原理,了解应变片的种类与结构,了解应变片的粘贴技术,能够选择合适的应变片类型。掌握电阻应变式传感器的测量转换电路的分析与计算、三种工作方式输出的特点、温度补偿的方法,了解温度补偿的原因。

『作业布置』

课后习题一(1、2、3、4、5),二(2)

『教学后记』

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