《傳感器及檢測技術(shù)》配套PPT課件

《傳感器及檢測技術(shù)》配套PPT課件,傳感器及檢測技術(shù),傳感器,檢測,技術(shù),配套,PPT,課件 緒論 教學(xué)目的： 1. 了解檢測技術(shù)與傳感器的作用和地位。 2.了解檢測系統(tǒng)的組成及各組成部分的作用。 3.了解檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展方向。 4.了解本課程的內(nèi)容、任務(wù)和學(xué)習(xí)方法。 課 型：新授課 課 時(shí)： 安排2個(gè)課時(shí)。 教學(xué)重點(diǎn)： 認(rèn)識(shí)檢測技術(shù)與傳感器的作用和地位；以及檢測系統(tǒng)的組成（被測對(duì)象、傳感器、測量電路、輸出單元、電源），以及這四部分的各項(xiàng)作用；檢測技術(shù)與傳感器的五個(gè)方面的發(fā)展趨勢(shì)。 教學(xué)難點(diǎn)： 傳感器的重要性及其地位；可以描述出檢測系統(tǒng)的組成，及各組成部分的作用；可以舉例說明日常生活中見到的、用過的傳感器，它們檢測的各是什么非電量；檢測技術(shù)和傳感器的發(fā)展趨勢(shì)。 教學(xué)過程： 1. 教學(xué)形式：講授課，教學(xué)組織采用課堂整體講授和分組演示。 2. 教學(xué)媒體：采用啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)方法。教學(xué)手段采用多媒體課件、視頻等媒體技術(shù)。 作業(yè)處理： 完成項(xiàng)目后的思考題。 板書設(shè)計(jì)： 本課標(biāo)題 緒論 課次 1 授課方式 理論課□ 討論課□ 習(xí)題課□ 其他□ 課時(shí)安排 2 學(xué)分 共2分 授課對(duì)象 院系、專業(yè)： 任課教師 教學(xué)基本內(nèi)容 教學(xué)方法及教學(xué)手段 課堂導(dǎo)入 伴隨著科技的進(jìn)步，我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，各種高科技產(chǎn)品層出不窮，智能化的產(chǎn)品已經(jīng)遍布國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，但是對(duì)于一般沒有涉及過科技領(lǐng)域的人們是無法理解那些智能化產(chǎn)品的工作原理的，生活中經(jīng)常聽人們說到某某產(chǎn)品真的太神奇了，其實(shí)所謂的神奇就好比一層紙，捅破了就能一目了然，比如我們常見的倒車?yán)走_(dá)，其對(duì)司機(jī)的輔助作用是很大的，能準(zhǔn)確測量出障礙物的距離，但是你知道這種測量距離的具體原理嗎？當(dāng)然，除了倒車?yán)走_(dá)外，還有不勝枚舉的例子，比如自動(dòng)門、自動(dòng)洗衣機(jī)、恒溫?zé)崴鞯纫恍┪覀兂Ｒ姷漠a(chǎn)品以及一些軍工上的我們不常見的產(chǎn)品，它們都能不同程度地實(shí)現(xiàn)智能化，但是具體是如何實(shí)現(xiàn)的呢？那么其中一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是檢測技術(shù)，檢測技術(shù)是一門學(xué)科，我們首先來學(xué)習(xí)檢測技術(shù)的基本概念和測量誤差方面的基本知識(shí) 參考以下形式： 1.銜接導(dǎo)入 2.懸念導(dǎo)入 3.情景導(dǎo)入 4.激疑導(dǎo)入 5.演示導(dǎo)入 6.實(shí)例導(dǎo)入 7.其他形式 基本知識(shí)匯總 一、 檢測技術(shù)與傳感器的作用和地位 （1）在工業(yè)生產(chǎn)中，采用各種檢測技術(shù)與傳感器對(duì)生產(chǎn)全過程進(jìn)行檢查、監(jiān)測，它是確保安全生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品合格率、降低能耗和原材料消耗、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的重要手段。 （2）在各種現(xiàn)代裝備系統(tǒng)中，檢測技術(shù)與傳感器是其安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要保證，是其先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志。檢測系統(tǒng)的成本一般已達(dá)到所在裝備系統(tǒng)總成本的50%～70%，甚至更高。 （3）在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，傳感器是不可缺少的組成部分。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，只有通過傳感器精確檢測出被控對(duì)象的參數(shù)并轉(zhuǎn)換成易于處理的信號(hào)，控制系統(tǒng)才能正常地工作。 二、 檢測系統(tǒng)簡介 （一）　檢測系統(tǒng)的組成 被測對(duì)象、傳感器、測量電路、電源、輸出單元 （二）檢測系統(tǒng)的組成及功能 檢測系統(tǒng)由傳感器、測量電路、輸出單元及電源等組成。它們分別完成信息的獲取、轉(zhuǎn)換、顯示和處理等功能。 （1）　傳感器 傳感器是一種以一定的精確度把被測量對(duì)象轉(zhuǎn)換為另一種與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且便于測量的量的裝置。 （2）　測量電路 測量電路是將傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于測量的電壓或電流信號(hào)的電路。通常傳感器輸出信號(hào)是很微弱的，需經(jīng)測量電路放大、處理后才能顯示、記錄。不同的傳感器所要求的測量電路是不同的。 （3）　輸出單元 輸出單元包括顯示、打印、記錄裝置、數(shù)據(jù)通信接口和控制執(zhí)行器裝置等。它使人們能了解檢測數(shù)值的大小和變化，并能完成控制和保護(hù)操作等功能。 1．本課程是機(jī)電一體化、自動(dòng)控制、電氣自動(dòng)化、應(yīng)用電子等專業(yè)的一門專業(yè)課程。要求學(xué)生能認(rèn)識(shí)常用傳感器，掌握其工作原理、輸出特性、誤差補(bǔ)償，理解各種測量轉(zhuǎn)換電路，了解傳感器的典型應(yīng)用等知識(shí)，達(dá)到能正確使用常用傳感器的目的。 2．檢測技術(shù)的主要內(nèi)容包括了自動(dòng)檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換以及信息處理。需要一定的測量理論、測量方法，相應(yīng)的測量工具、裝置，以及對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行正確的處理分析。它涵蓋了傳感器技術(shù)、誤差理論、測試計(jì)量技術(shù)、抗干擾技術(shù)以及電量間的互相轉(zhuǎn)換技術(shù)等。 3．本課程教學(xué)內(nèi)容的組織與安排：　由實(shí)例引入，按照“任務(wù)提出”“相關(guān)知識(shí)”“任務(wù)實(shí)施”“其他案例”“訓(xùn)練一下”幾個(gè)部分遞進(jìn)完成。采用任務(wù)引領(lǐng)的項(xiàng)目課程教學(xué)，將檢測技術(shù)與傳感器的技能和知識(shí)點(diǎn)融入項(xiàng)目的工作任務(wù)之中，在符合工作過程的基礎(chǔ)上，充分考慮了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知心理過程，將課程內(nèi)容劃分為九個(gè)項(xiàng)目，再具化為多個(gè)工作任務(wù)的教學(xué)內(nèi)容。從檢測的對(duì)象著手，選擇合適的傳感器，通過認(rèn)識(shí)該類傳感器的外形、性能指標(biāo)，再到測量原理的介紹，在掌握基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，介紹相應(yīng)的測量轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路，來完成該類檢測任務(wù)。再安排一個(gè)訓(xùn)練，供學(xué)習(xí)者在實(shí)踐中掌握知識(shí)、提高技能。 三、 檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 隨著時(shí)代的發(fā)展和現(xiàn)代化步伐的加快，人們對(duì)檢測技術(shù)與傳感器的要求越來越高。而科學(xué)技術(shù)，特別是微機(jī)電技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)、新材料技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的不斷進(jìn)步，大大促進(jìn)了檢測技術(shù)與傳感器的發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾方面：　 （一）　不斷提高傳感器檢測水平 1、 發(fā)現(xiàn)新效應(yīng) 傳感器的工作原理是基于各種物理、化學(xué)和生物的現(xiàn)象和效應(yīng)，探索新現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)新效應(yīng)是傳感器發(fā)展的一項(xiàng)重要工作，是研制新型傳感器的重要基礎(chǔ)。它為提高傳感器的性能、擴(kuò)大傳感器的檢測極限和拓展傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域提供了新的可能。 2、 開發(fā)新材料 傳感器材料是傳感器發(fā)展的重要基礎(chǔ)。隨著物理學(xué)和材料學(xué)的發(fā)展，人們可以根據(jù)所需材料功能的要求來控制材料的成分，制造出各種新型傳感器的功能材料。 3、 采用新技術(shù)新工藝 將硅集成電路技術(shù)加以移植并發(fā)展，形成傳感器的微細(xì)加工技術(shù)。這種技術(shù)能將電路尺寸加工到光波長數(shù)量級(jí)，形成低成本超小型傳感器的批量生產(chǎn)，可極大地提高傳感器的性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)傳感器的微型化。 4、 傳感器的集成化 利用集成加工技術(shù)，將敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路、測量電路、補(bǔ)償電路等制作在同一芯片上，使傳感器具有高可靠性、高穩(wěn)定性、體積小、成本低、電路設(shè)計(jì)簡單、安裝調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。 5、傳感器的智能化 將傳感器與微處理器集成在同一芯片上，使它不僅具有信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換的功能，而且還具有記憶、存儲(chǔ)、處理、自診斷、自校正和自適應(yīng)等功能，實(shí)現(xiàn)傳感器的智能化。 6、 仿生傳感器 仿生傳感器是模仿人的感覺器官的傳感器。至今真正能代替人的感覺器官功能的傳感器還極少，在當(dāng)今機(jī)器人技術(shù)向智能化高級(jí)機(jī)器人發(fā)展的時(shí)代，需要加速研究，加快機(jī)器人發(fā)展的步伐。 （二）　不斷拓展測量范圍，提高檢測精度和可靠性 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)檢測系統(tǒng)的性能要求，特別是精度、測量范圍和可靠性指標(biāo)的要求越來越高。如測高溫，盡管目前已能研制和生產(chǎn)最高上限超過2800℃的熱電偶，但測溫范圍一旦超過2500℃，其準(zhǔn)確度將下降，而且極易氧化，嚴(yán)重影響測量的可靠性和使用壽命。因此，尋找能可靠測量高溫的新材料、新方法，研制出相應(yīng)的測溫傳感器是亟待解決的一個(gè)課題。事實(shí)上，目前在超高溫檢測、超低溫檢測、超高壓檢測、高溫高壓下物質(zhì)成分檢測、分子量檢測、高精度檢測、大噸位重量檢測、微差壓檢測、脈動(dòng)流量檢測、混相流量檢測等方面，都存在需要攻克的難題。 （三）　推進(jìn)新的檢測方法：　發(fā)展非接觸法檢測技術(shù) 在檢測過程中，把傳感器置于被測對(duì)象上，可靈敏地感知被測量對(duì)象的變化，這種接觸式檢測方法直接、可靠，測量精度較高，但在某些情況下，傳感器的裝入會(huì)影響測量精度或根本不能裝入傳感器，這就要用非接觸式檢測。目前，已有光電傳感器、電渦流傳感器、超聲波傳感器、核輻射傳感器等非接觸式傳感器得到了廣泛的應(yīng)用，今后將更快地發(fā)展非接觸法檢測技術(shù)，并改進(jìn)和克服非接觸法檢測易受外界干擾及檢測絕對(duì)精度較低等問題。 （四）　實(shí)現(xiàn)檢測系統(tǒng)智能化 隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，微處理器等電路的成本和價(jià)格不斷下降，集成度和功能不斷提高，為檢測系統(tǒng)的智能化創(chuàng)造了有利的條件。智能化檢測系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為中心，進(jìn)行電量、非電量的多種測量；多輸入通道的多點(diǎn)測量；在線動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測量；信號(hào)的分析處理、排除噪聲干擾、消除偶然誤差、修正系統(tǒng)誤差等，以實(shí)現(xiàn)測量結(jié)果的高準(zhǔn)確度和對(duì)被測信號(hào)的高分辨率。 （五）　實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化 以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是20世紀(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的一項(xiàng)偉大成果，它給人們的生活帶來了深刻的變化，然而網(wǎng)絡(luò)功能再強(qiáng)大，網(wǎng)絡(luò)世界再豐富，也終究是虛擬的，與人們所生活的現(xiàn)實(shí)世界還是相隔的，在網(wǎng)絡(luò)世界中，很難感知現(xiàn)實(shí)世界，很多事情還是不可能的。 討論題、思考題： 做情景模擬訓(xùn)練，以增強(qiáng)理解，加深印象?？梢詤⒖冀滩摹①Y料包、或者其他案例。 課后小結(jié)： 本課程的任務(wù)是：　在了解測量基本原理的基礎(chǔ)上，能掌握各種傳感器是如何將非電量轉(zhuǎn)換為電量的，能分析相應(yīng)的測量轉(zhuǎn)換電路、信號(hào)處理電路及各種傳感器在工業(yè)中的應(yīng)用電路，并通過實(shí)訓(xùn)能正確使用傳感器。 本課程的學(xué)習(xí)方法是：　要理論聯(lián)系實(shí)際，舉一反三，富于聯(lián)想，善于借鑒，關(guān)心和觀察周圍的各種機(jī)械、電氣等設(shè)備，重視實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)，這樣才能學(xué)得活、學(xué)得好，才有利于提高今后解決實(shí)際問題的能力。 作業(yè)： 01．　簡述傳感器的重要性。 02．　描述檢測系統(tǒng)的組成，說出各部分的作用，并舉例說明。 03．　說出日常生活中見到的、用過的傳感器，它們檢測的各是什么非電量？ 04．　簡述檢測技術(shù)和傳感器的發(fā)展趨勢(shì)。 說明： 1.?每項(xiàng)頁面大小可自行添減，可按節(jié)或課設(shè)計(jì)填寫。 2.?課次為授課次序，填1、2、3……。 3.?授課方式主要包括填理論課、實(shí)驗(yàn)課、討論課、習(xí)題課等。 4.?方法及手段如：舉例講解、多媒體講解、模型講解、實(shí)物講解、掛圖講解、音像講解等。 5.其他內(nèi)容要求結(jié)構(gòu)完整，邏輯清晰，具體詳細(xì)。