智能传感与检测技术 教案 1-1 1.1 电阻应变式传感器.docx
《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
教
学
内
容
『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』