教师授课方案
授课班级 课课节 09D电气1、电气2 （首页）
授课日期 2 课堂类型 讲授 第三章电感式传感器 题 第一节自感传感器 第二节互感传感器 【知识目标】1、了解自感式传感器的结构、工作原理。2、差动变压器的结构、工作原理、测量电路重点掌握差动螺线管式电感变压器、差动相敏检波电路以及一次仪表的相关知识。 【能力目标 】培养学生理论分析及理论联系实际的能力。 【职业目标 】培养学生对一次仪表变送的接线技能与爱岗敬业的情感目标。 重点：差动变压器工作特性、相敏检波电路的工作特性、一次仪表的输出。难点：相敏检波电路的工作特性 教学目的 与要求 重点难点 教具：多媒体课件、变压器、毫安表、交流接触器、导线 教具教学教学辅助活动：提问、学生讨论 辅助活动 复习 1、 测温热传感器的工作特性、热电阻的分类 2、 测温热传感器测量转换电路及优点 3、举例测温热传感器应用 4、气敏的工作特性与应用 5、湿敏电阻的工作特性与应用 1、了解自感式传感器的结构、工作原理。 2、差动变压器的结构、工作原理、测量电路 重点掌握差动螺线管式电感变压器。 3、 掌握差动相敏检波电路 4、 电感传感器的应用 1、 小结见内页 2、 利用10分钟时间与学生互动答疑 5分钟 一节教学过程安排 讲课 70分钟 小结 作业 13分钟 2分钟 习题册第三章电感传感器习题 任课教师：叶睿 2011年1月20日
审查教师签字： 年 月 日 教案附页
【复习提问】 上节课知识点： 1、测温热传感器的工作特性、热电阻的分类 2、测温热传感器测量转换电路及优点 3、举例测温热传感器应用 4、气敏的工作特性与应用 5、湿敏电阻的工作特性与应用 第三章 电感式传感器 【新课导入】 电感式传感器：利用线圈自感或互感量系数的变化来实现非电量电测的一种装置。可以测量位移及与位移有关的工件尺寸。 本章要点： 1、自感式传感器的结构、工作原理。 2、差动变压器的结构、工作原理、测量电路重点掌握差动螺线管式电 感变压器。 3、掌握差动相敏检波电路 第一节 自感式传感器 【本节内容设计】 通过演示及理论公式说明自感式传感器的结构，对比说明差动传感器的优点，为后续学习做知识储备。 【授课内容】 自感式传感器的工作原理 L?N2?0AK?2 L???2? N：线圈匝数； A ：气隙的有效截面积；? 0 ：真空磁导率；? ：气隙厚度。固定任意两个量就可以进行某一个量的测量： 可分为变隙式、变面积式、螺线管式 演示： 做以下的实验：将一只380V交流接触器线圈与交流毫安表串联后，接到机床用控制变压器的36V交流电压源上，如图4-1所示。这时毫安表的示值约为几十毫安。用手慢慢将接触器的活动铁心（称为衔铁）往下按，我们会发现毫安表的读数逐渐减小。当衔铁与固定铁心之间的气隙等于零时，毫安表的读数只剩下十几毫安。 UUU? ：气N?0A A ：气隙的有效截面积；N：线圈匝数；? 0 ：真空磁导率；(3?1)I???L? ZXL 2?fL隙厚度；：感抗从公式看出：2?f为电源频率； XL：2 电感量与气隙厚度成反比。与有效截面积A成正比。气隙厚度大，电感量变小，感抗小，线路电流大；气隙厚度小，电感量变大，感抗大，线路电流小。与实验结论一致。 L?从公式看出： ? 灵敏度与初始气隙厚度有关，呈非线性，测量较小位移较精确，为减小误差实际测量多采用差动形式。 二、变面积式电感传感器的基本工作原理线性区较小，灵敏度较低，使用少。 三、单线圈螺线管式电感传感器 单线圈螺线管式电感传感器，当衔铁工作在螺线管的中部时，可以认为线圈内磁场强度是均匀的，此时线圈电感量L与衔铁插入深度l大致成正比。 特点与应用范围：结构简单，制作容易，但灵敏度稍低，适用于测量稍大一点的位移。 四、差动电感传感器的特性 1、结构如图 差动电感传感器的结构要求是两个导磁体的几何尺寸完全相同，材料性能完全相同；两个线圈的电气参数（电感、匝数、直流电阻、分布电容）和几何尺寸完全相同。 优点：在变隙式差动电感传感器中，当衔铁随被测量移动而偏离中间位置时，两个线圈的电感量一个增加，一个减小，形成差动形式。抵消温度、噪声干扰，从而减小测量误差。 2、特性 从灵敏度公式看出灵敏度为非差动2倍。 在实际工作中常采用差动形式，既可以提高传感器的灵敏度，又可以减小测量误差、线性范围较宽。 五、测量转换电路 1．差动电感的变压器电桥转换电路 差动电感的变压器电桥转换电路如图3-5所示。相邻两工作臂Z1、Z2是差动电感传感器的两个线圈阻抗。另两臂为激励变压器的二次绕组。输入电压约为10V左右，频率约为数千赫，输出电压取自A、B两点。 当衔铁处于中间位置时：桥路平衡，输出电压Uo=0。 当衔铁下移时：下线圈感抗增加，而上线圈感抗减小时。输出电压绝对值增大，其相位与激励源同相。 ?L Q?R?LUo??2Ui L? 差动电感的变压器电桥转换电路 衔铁上移时：输出电压的相位与激励源反相。 如果在转换电路的输出端接上普通指示仪表时，实际上无法判别输出的相位和位移的方向。（解释普通的指示仪表）
