自动检测技术教案——电阻传感器(中职教育)

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1、第二章电阻T专感諮>教学要求1.了解应变效应的原理。2.了解应变片的类型、结构及其测量转换电路。3.掌握应变效应的应用。4.了解热电阻的工作原理及结构。5.掌握热敏电阻的类型、特性和应用。6.了解气敏电阻传感器的种类和工作原理。7.了解人气的温度与露点的概念。8.了解测量湿度的传感器的种类和特点。>教学手段多媒体课件、应变演示及热敏电阻、气敏电阻、湿敏电阻的演示>教学课时4学时>教学内容第一节电阻应变式传感器从电阻丝的拉伸实验入手，观察电阻丝拉长吋的阻值变化规律，讨论如何将这种原理用于测量应力、应变、力以及质量等非电量。讨论电阻应变式

2、传感器的组成。一、工作原理应变效应：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化。重要公式：（2-1）电肌丝及应变片的电肌相対变化量AR/R与材料力学中的轴向应变ex的关系式：（2-1）,分析它在应用中的意义。△R/R与所受的力及电阻丝的横截面面积、材料的关系式：（2—2）,分析它在电了秤屮的意义。二、应变片的种类结构与粘贴1.应变片的类型与结构表2-1列出了一些应变片的主耍技术参数。（引导学生怎样看参数表）表2-1应变片主要技术指标参数名称电阻值/n灵敏度电阻温度系数/（1/°C）极限工作温度/°C最大

3、工作电流/mAPZ-120型1201.9~2.120x10'6・1()〜4()20PJ.120型1201.9〜2.120x10'6-10-4020BX-200型2001.9〜2.2—-30〜6025BA-120型1201.9-2.2—・30-20025BB-35O型3501.9〜2.2—・30〜17025PBD-1K型1000+10%140+5%<0.4%<6015PBD-120型120±10%120±5%<0.2%<60252.应变片的粘贴（粘贴工艺简述，做示范）:1）试件的表面处理2）确定贴片位置3）粘贴4）固化5）粘贴质最检杳6

4、）引线的焊接与防护三、测量转换电路分析为什么要采用桥路：金属应变片的电阻变化范围很小，如果肓接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难、且谋差很大，必须使用电桥电路。例2-1：求金属箔式应变片受拉后应变片的阻值R。复习：电桥的结点、电桥的平衡条件、调零的方法，演示调零过程。图2-4：桥式测量转换电路根据不同的要求，分析和比较应变电桥的三种不同的工作方式：1）单臂半桥工作方式2）双臂半桥工作方式3）全桥工作方式电桥的输出电压公式：（2-3）（说明什么）当各桥臂应变片的灵敏度K都相同吋的输岀电压公式：（2-4）（讨论有何意义）讨论：从温度自补

5、偿和温漂的角度来分析采用双臂半桥或全桥的好处。四、应变效应的应用1.应变式传感器（演示）（1）应变式力传感器（2）应变式扭矩（转矩）传感器（3）应变式加速度传感器（4）应变式荷重传感器（5）压阻式固态压力传感器（6）压阻式压力传感器在液位测量中的应用第二节测温热电阻传感器一、热电阻1•热电阻的工作原理及结构从川力用表测量灯泡的冷态阻值实验入手，比较热态电阻值与冷态电阻值，分析电阻不同的原因，再从热电阻传感器的微观角度來分析其工作原理。2.热电阻的测虽转换电路：引导学生想到也可以采用：图2-4的不平衡电桥二、热敏电阻1.热敏电阻的类型及

6、特性（l）NTC热敏电阻NTC的分类：通过演示，来观察两种热敏电阻的在火焰加热时的阻值变化，总结：第一类用于测虽温度，它的电阻值与温度Z间呈严格的负指数关系。第二类为突变型，乂称临界温度型（CTR）o当温度上升到某临界点吋，其电阻值突然下降。（2）PTC热敏电阻与学生一起分析：在不同的场合怎样选用不同的热頌电阻。2.热敏电阻的应用（1）热敏电阻测温（2）热敏电阻用于温度补偿（3）热敏电阻用于温度控制及过热保护（4）热敏电阻用于液面的测量第三节气敏电阻演示酒精传感器，再讨论气敏电阻的分类，以及如何把某种气体的成分、浓度等参数转换成电阻变

7、化量，再转换为电流、电压信号。重点介绍：一、还原性气体传感器二、二氧化钛氧浓度传感器第四节湿敏电阻传感器一、大气的温度与露点1.绝对湿度与相对湿度（与学生一起讨论闷热天气的原因）2.鉤点（与学生一起讨论结露的原因）二、测量湿度的传感器1.金属氧化物陶瓷湿度传感器2.金属氧化物膜型湿度传感器3.高分了湿敏电阻传感器（拆开，让学生看内部结构）作业：P39:2〜5,课堂讨论：9、11