授课章节 |
第二章 电阻传感器Ⅰ |
授课形式 |
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教学目标 |
知识目标: 1、了解应变效应; 2、掌握电桥调零的方法; 3、掌握应变效应的应用。 能力目标: 素质目标: |
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教学重点 |
电桥的调零 |
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教学难点 |
电桥电路 |
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补充内容 |
无 |
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教学场地 及教具使用 |
多媒体 教室 |
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教 学 过 程 |
方法手段 时间分配 |
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导 入 |
健康称的工作原理是多少? |
提问 3分钟 |
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新 课 |
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。 电阻应变片的灵敏度:实验证明,电阻丝或半导体应变片的电阻相对变化量DR ¤R与材料力学中的轴向应变ex的关系在很大范围内是线性的,即 (2-1) 二、应变片的种类结构 应变片的分类:金属应变片、半导体应变片两大类。前者可分成金属丝式、箔式、薄膜式三种。 金属丝式应变片价格便宜,多用于要求不高的应变、应力的大批量、一次性试验。 箔式应变片的一致性较好,适合于大批量生产,目前广泛用于各种应变式传感器的制造中。
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PPT与实物、图片、视频原理演示
80分钟 |
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新 课 |
电桥平衡的条件:为了使电桥在测量前的输出电压为零,应该选择四个桥臂电阻,使R1R3=R2R4或R1/R2=R4/R3。
应变电桥的三种不同的工作方式: 单臂半桥工作方式:R1为应变片,R2、R3、R4为固定电阻,DR2~DR4均为零。 双臂半桥工作方式:R1、R2为应变片,R3、R4为固定电阻,DR3=DR4=0。 全桥工作方式:电桥的四个桥臂都为应变片。 电桥的输出电压估算: (2-5) 从公式2-5得到的结论: 上述三种工作方式比较:全桥四臂工作方式的灵敏度最高,双臂半桥次之,单臂半桥灵敏度最低。 温漂补偿: 采用双臂半桥或全桥能实现温度自补偿的功能。当环境温度升高时,桥臂上的应变片温度同时升高,温度引起的电阻值漂移数值一致,代入式(2-5),可以相互抵消,所以这两种桥路具有温度自补偿功能。 电桥的调零: 调零的必要性:实际使用中,R1、R2、R3、R4不可能严格成比例关系,所以即使在未受力时,桥路的输出也不一定能严格为零,因此必须设置调零电路。 调零电路:如图2-4b所示。调节RP,最终可以使R1与(½RP+R5)、R2与(½RP+R5)的并联结果之比R1¢/R2¢等于R4/R3,电桥趋于平衡,Uo被预调到零位。 |
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知识拓展:无 |
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练习或训练 |
讨论:电桥中R 5的作用:用于减小调节范围的限流电阻。 |
讨论 7分钟 |
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课后小结 |
学生涉及到理论就无精打采,遇到实际应用精神饱满,要轻理论重实际了! |
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布置作业 |
无 |
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