常用傳感器與敏感元件磁電壓電熱電課件

1、磁電、壓電與熱電式傳感器磁電式傳感器 磁電式傳感器是把被測物理量轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢的一種傳感器，又稱電磁感應(yīng)式或電動力式傳感器。 當穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈中所感應(yīng)產(chǎn)生的電動勢 磁通變化率與磁場強度、磁阻、線圈運動速度有關(guān)，改變其中一個因素，都會改變感應(yīng)電動勢。 磁電式傳感器 1、動圈式傳感器動圈式又可分為線速度型和角速度型。磁電式傳感器 線速度型B磁場的磁感應(yīng)強度(T)；l單匝線圈的有效長度(m)；W有效線圈匝數(shù)；v線圈相對于磁場的運動速度(m/s)；線圈運動方向與磁場方向的夾角。 在永久磁鐵產(chǎn)生的直流磁場內(nèi)，放置一個可動線圈，當線圈在磁場中作直線運動時，它所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：磁電式傳

2、感器 角速度型線圈轉(zhuǎn)動的角頻率；A單匝線圈的截面積(m2)；k依賴于結(jié)構(gòu)的參數(shù)，k8000.5%t鉑銠10-鉑WRPLB-3或S016006003.06000.5%t鎳鉻-鎳硅WRNEU-2或K 013004003.04000.75%t鎳鉻-考銅鎳鉻-銅鎳WRKWRE EA-2或E080001000 3003.03001.0%t幾種常用熱電偶的測溫范圍及精確度 常用熱電偶的結(jié)構(gòu)熱電式傳感器 1.普通工業(yè)用裝配式熱電偶接線盒保險套管絕緣套管熱電偶絲熱電式傳感器 2鎧裝（或套管式）熱電偶的結(jié)構(gòu)132鎧裝熱電偶斷面結(jié)構(gòu)示意圖1 金屬套管; 2絕緣材料; 3熱電極熱電式傳感器 3快速反應(yīng)薄膜熱電偶41

3、23快速反應(yīng)薄膜熱電偶1熱電極; 2熱接點;3絕緣基板; 4引出線 適用于對壁面溫度的快速測量。安裝時,用粘結(jié)劑將它粘結(jié)在被測物體壁面上。尺寸為 6060.2mm; 測溫范圍在300以下；反應(yīng)時間僅為幾ms。 熱電式傳感器 4快速消耗微型熱電偶14235678911101-剛帽;2-石英;3-紙環(huán);4-絕熱;5-冷端;6-棉;7-絕緣紙管;8-補償導(dǎo);9-套管;10-塑料插座;11-簧片與引出線熱電式傳感器 熱電偶的冷端補償方法 熱電式傳感器 1、冷端恒溫法 將熱電偶的冷端置于冰點槽內(nèi)(冰水混合物)，使冷端溫度處于0，為了避免冰水導(dǎo)電引起兩個連接點短路，必須把連接點分別置于兩個玻璃試管里，浸入

4、同一冰點槽，使相互絕緣。這種裝置通常用于實驗室或精密的溫度測量。冰點槽法mVABT銅導(dǎo)線銅導(dǎo)線試管補償導(dǎo)線熱電偶冰點槽冰水溶液T0儀表補償導(dǎo)線 冰點槽法熱電式傳感器 其他恒溫器 將熱電偶的冷端置于各種恒溫器內(nèi)，使之保持溫度恒定，避免由于環(huán)境溫度的波動而引入誤差。變壓器油的容器電加熱的恒溫器 利用補償導(dǎo)線，將熱電偶的冷端延伸到溫度恒定的場所(如儀表室)。中間溫度定律2、導(dǎo)線補償法熱電式傳感器 例：采用鎳鉻-鎳硅熱電偶測量爐溫。熱端溫度為800，冷端溫度為50。 為了進行爐溫的調(diào)節(jié)與顯示，必須將熱電偶產(chǎn)生的熱電動勢信號送到儀表室，儀表室的環(huán)境溫度恒為20。 首先由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表查出它在冷端

5、溫度為0，熱端溫度分別為800、50、20時的熱電動勢：E(800，0)33.277mVE(50，0)2.022mVE(20，0)=0.798mV熱電式傳感器 如果熱電偶與儀表之間直接用銅導(dǎo)線連接，根據(jù)中間導(dǎo)體定律，輸入儀表的熱電動勢為 ：E(800，50)=E(800，0)-E(50，0)=(33.277-2.022)mV=31.255mV 查分度表知，對應(yīng)31.255mV的溫度是751。與爐內(nèi)真實溫度相差49。熱電式傳感器 如果在熱電偶與儀表之間用補償導(dǎo)線連接，相當于將熱電極延伸到儀表室，輸入儀表的熱電動勢為E(800，20)=E(800，0)-E(20，0)=(33.277-0.798)

6、mV=32.479mV 查分度表知，對應(yīng)32.479mV的溫度是781，與爐內(nèi)真實溫度相差19。 熱電式傳感器 型號 配用熱電偶電橋平衡時溫度(C)補償范圍 (C) 電源 (v)內(nèi)阻 ()消耗 (vA)外形尺寸(mm)補償誤差(mV)WBC-1鉑銠-鉑20050AC220045WBC-2鎳鉻-鎳鋁鎳鉻-鎳硅0.16WBC-3鎳銠-考銅0.18WBC-57-LB鉑銠-鉑2004041 0.25150115 50(0.015 0.0015t)WBC-57-EU鎳鉻-鎳硅(0.04 0.004t)WBC-57-EA鎳鉻-考銅(0.065 0.0065t)幾種常用的冷端溫度補

7、償器熱電式傳感器 3、計算修正法 若冷端溫度恒定，但并非0，要使測出的熱電動勢只反映熱端的實際溫度，則必須對溫度進行修正。熱電式傳感器 例：用鎳鉻-鎳硅熱電偶測某一水池內(nèi)水的溫度，測出的熱電動勢為2.436mV。再用溫度計測出環(huán)境溫度為30(且恒定)，求池水的真實溫度。解：由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表查出E(30，0)= 1.203mVE(T，0)= E(T，30)+E(30，0)=2.436mV+1.203mV=3.639mV所以： 查分度表知其對應(yīng)的實際溫度為T=88。即池水的真實溫度是88。熱電式傳感器 4、電橋補償（又稱冷端補償器）法T0I2I1+ERSRTR3R1R2ATT0BU回路輸出

8、電壓為: U= E（T，T0）+(UTU3) 只要能滿足下式即可達到自動補償?shù)哪康?熱電式傳感器 如果熱電偶的冷端溫度變化范圍為0+50，熱電偶選用鉑銠10-鉑。查分度表得出E為0.299mV，因此補償電阻Rt的阻值可以根據(jù)上式求出。 WDD073=50500039102990=1.TIERta熱電式傳感器 5、顯示儀表零位調(diào)整法 當熱電偶通過補償導(dǎo)線連接顯示儀表時，如果熱電偶冷端溫度不是0，但十分穩(wěn)定（如恒溫車間或有空調(diào)的場所），可預(yù)先將有零位調(diào)整器的顯示儀表的指針從刻度的初始值調(diào)至已知的冷端溫度值上，這時顯示儀表的示值即為被測量的實際溫度值。熱電式傳感器 6、軟件處理法 對于計算機系統(tǒng)，不

9、必全靠硬件進行熱電偶冷端處理。例如冷端溫度恒定但不為0的情況，只需在采樣后加一個與冷端溫度對應(yīng)的常數(shù)即可。 對于T0經(jīng)常波動的情況，可利用熱敏電阻或其它傳感器把T0信號輸入計算機，按照運算公式設(shè)計一些程序，便能自動修正。 熱電式傳感器 熱電偶的測溫電路 1.測量某一點的溫度TnT0T0TnCDMRLEABT單點測溫線路流過測溫毫安表的電流為:()LCZABRRRTTEI+=0，熱電式傳感器 2.測量兩點之間的溫度差A(yù)T2儀表BT1CDT0T0BAC測兩點溫差線路回路內(nèi)的總電動勢為:因為故熱電式傳感器 3.熱電偶并聯(lián)線路 T1R1T0T2R2T0T3R3T0儀表ABABAB并聯(lián)測量線路每只熱電偶

10、的輸出為：當R1=R2=R3=Rn=R時回路總的熱電動勢為:熱電式傳感器 4.熱電偶串聯(lián)線路T1T0T2儀表T3T0ABDDDCCCABAB串聯(lián)測量線路因為所以熱電式傳感器 熱電偶的選擇、安裝使用和校驗 熱電偶的選用應(yīng)該根據(jù)被測介質(zhì)的溫度、壓力、介質(zhì)性質(zhì)、測溫時間長短來選擇熱電偶和保護套管。其安裝地點要有代表性，安裝方法要正確，圖1是安裝在管道上常用的兩種方法。圖1 熱電偶安裝圖 熱電偶的選擇、安裝使用熱電式傳感器 熱電偶的定期校驗 校驗的方法是用標準熱電偶與被校驗熱電偶裝在同一校驗爐中進行對比，誤差超過規(guī)定允許值為不合格。熱電偶分度號校驗溫度/熱電偶允許偏差/溫度偏差溫度偏 差LB3600，

11、800，1000，120006002.4600占所測熱電勢的0.4%EU2400，600，800，10004004400占所測熱電勢的0.75%EA2300，400，60003004300占所測熱電勢的1%熱電式傳感器 78564321穩(wěn)壓電源220V熱電偶校驗圖 1-調(diào)壓變壓器； 2-管式電爐； 3標準熱電偶； 4-被校熱電偶； 5-冰瓶； 6-切換開關(guān)； 7-測試儀表； 8-試管熱電式傳感器 毫伏定值器給出給定溫度的相應(yīng)毫伏值，熱電偶的熱電勢與定值器的毫伏值相比較，若有偏差則表示爐溫偏離給定值，此偏差經(jīng)放大器送入調(diào)節(jié)器，再經(jīng)過晶閘管觸發(fā)器推動晶閘管執(zhí)行器來調(diào)整電爐絲的加熱功率，直到偏差被消

12、除，從而實現(xiàn)控制溫度。應(yīng)用熱電式傳感器 2、熱電阻傳感器 熱電阻傳感器是利用電阻隨溫度變化的特點制成的傳感器，主要用于對溫度和與溫度有關(guān)的參數(shù)測定。 熱電阻傳感器分為金屬熱電阻（熱電阻）和半導(dǎo)體熱電阻（熱敏電阻）。熱電阻原理：熱能 熱電阻 電阻值 溫度 熱電阻阻值材料：純金屬 -鉑、銅、鎳、鐵 熱電式傳感器 要求：（1）溫度系數(shù)、電阻率較高（2）理化性能穩(wěn)定（3）良好的輸入-輸出特性（4）良好的工藝性（5）較大的測溫范圍提高靈敏度，體積小，反應(yīng)快提高穩(wěn)定性和準確性，復(fù)現(xiàn)性好線性/接近線性，測量精度高批量生產(chǎn)，降低成本低溫范圍熱電式傳感器 結(jié)構(gòu)：熱電阻由電阻體、絕緣套管和接線盒等主要部件組成。鉑

13、電阻 構(gòu)成:金屬鉑絲(0.020.07mm)繞制成線圈。Pt100：特點：(1)在高溫和氧化介質(zhì)中性能極為穩(wěn)定，易于提純，工藝性好。(2)輸入輸出特性接近線性0+850： 0-200： 熱電式傳感器 (3) 測量精度高：Rt，RR0)熱電式傳感器 B、四線制測溫運放采用斬波放大器ICL7650差動放大器。恒流源供電。熱電式傳感器 3、熱敏電阻 特點：（1）溫度系數(shù)大（2）結(jié)構(gòu)簡單，體積小（3）電阻率高、熱慣性小材料：半導(dǎo)體 - 半導(dǎo)體熱電阻（4）易于維護、使用壽命長（5）互換性差，非線性嚴重，精度低 （6）成本低，應(yīng)用廣泛 靈敏度高測量點溫度動態(tài)測溫現(xiàn)場測溫磁電、壓電與熱電式傳感器 分類：正溫

14、度系數(shù)熱敏電阻(PTC)負溫度系數(shù)熱敏電阻(NTC)臨界溫度系數(shù)熱敏電阻(CTR) 應(yīng)用:家用電器電熨斗、電冰箱、電飯煲、洗衣機、電暖壺、烘干機、電烤箱、空調(diào)機、電熱毯、熱水器、熱得快、電磁爐。汽車電子電子噴油嘴、空調(diào)機、發(fā)電機防熱裝置、電熱座椅。辦公設(shè)備復(fù)印機、傳真機、打印機、掃描儀磁電、壓電與熱電式傳感器 農(nóng)業(yè)園藝溫室控制、人工氣候箱、烘干系統(tǒng)醫(yī)療器具體溫計、人工透析、散熱系統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)電動機過熱保護Rt1 Rt2 Rt3:熱敏電阻(NTC),安裝在三相繞組附近 溫度低時：電阻高，三極管不導(dǎo)通，繼電器不吸合，電機運行。溫度高時：電阻低，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，電機停止基于熱敏電阻的電機過熱保

15、護器11醉翁亭記 1反復(fù)朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語感。2結(jié)合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫作思路。3把握文章的藝術(shù)特色，理解虛詞在文中的作用。4體會作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、導(dǎo)入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫下岳陽樓記，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治理想。實際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文學(xué)家、史學(xué)家歐陽修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽修在滁州留下了不遜于岳陽樓記的千古名篇醉翁亭記。接下來就讓我們一起來學(xué)習(xí)這篇課文吧！【教學(xué)提示】結(jié)合前文教學(xué)，有利于學(xué)

16、生把握本文寫作背景，進而加深學(xué)生對作品含義的理解。二、教學(xué)新課目標導(dǎo)學(xué)一：認識作者，了解作品背景作者簡介：歐陽修(10071072)，字永叔，自號醉翁，晚年又號“六一居士”。吉州永豐(今屬江西)人，因吉州原屬廬陵郡，因此他又以“廬陵歐陽修”自居。謚號文忠，世稱歐陽文忠公。北宋政治家、文學(xué)家、史學(xué)家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。關(guān)于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號六一居士?？陀袉栐唬骸傲缓沃^也？”居士曰：“吾家藏書一萬卷，集錄三代以來金石遺文一千卷，有

17、琴一張，有棋一局，而常置酒一壺。”客曰：“是為五一爾，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政事范仲淹等人遭讒離職，歐陽修上書替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡而不擾”的作風(fēng)，取得了某些政績。醉翁亭記就是在這個時期寫就的。目標導(dǎo)學(xué)二：朗讀文章，通文順字1初讀文章，結(jié)合工具書梳理文章字詞。2朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標出節(jié)奏劃分有疑難的語句。節(jié)奏劃分示例環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有

18、亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰？太守/自謂也。太守與客來飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之間也。山水之樂，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個狀中短語，不能將其割裂。“望之/蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語，故應(yīng)從其后斷句?！窘虒W(xué)提示】引導(dǎo)學(xué)生在反復(fù)朗讀的過程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過程中感知文意。對于部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的句子，

19、教師可做適當?shù)闹v解引導(dǎo)。目標導(dǎo)學(xué)三：結(jié)合注釋，翻譯訓(xùn)練1學(xué)生結(jié)合課下注釋和工具書自行疏通文義，并畫出不解之處?！窘虒W(xué)提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏劃分引導(dǎo)學(xué)生明確文意最好；若學(xué)生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請學(xué)生用兩種翻譯方法進行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風(fēng)霜高潔，水落而石出者，山間之四時也。直譯法：那太陽一出來，樹林里的霧氣散開，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而

20、暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開放，有一股清幽的香味，好的樹木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四季的景色。意譯法：太陽升起，山林里霧氣開始消散，煙云聚攏，山谷又開始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹繁茂并形成一片濃蔭，秋天風(fēng)高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季?！窘虒W(xué)提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學(xué)生用語的準確性，但可能會降低譯文的美感；意譯可加強譯文的美感，培養(yǎng)學(xué)生的翻譯興趣，但可能會降低譯文的準確性。因此，需兩種翻譯方式

21、都做必要引導(dǎo)。全文直譯內(nèi)容見我的積累本。目標導(dǎo)學(xué)四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1賞析第一段，說說本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運用了怎樣的藝術(shù)手法。明確：首先以“環(huán)滁皆山也”五字領(lǐng)起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫瑯琊山“蔚然而深秀”，點山“秀”，照應(yīng)上文的“美”。又寫釀泉，其名字透出了泉與酒的關(guān)系，好泉釀好酒，好酒叫人醉?！白砦掏ぁ钡拿直惆抵型赋觯缓笠觥白砦掏ぁ眮怼Ｗ髡呃每臻g變幻的手法，移步換景，由遠

22、及近，為我們描繪了一幅幅山水特寫。2第二段主要寫了什么？它和第一段有什么聯(lián)系？明確：第二段利用時間推移，抓住朝暮及四季特點，描繪了對比鮮明的晦明變化圖及四季風(fēng)光圖，寫出了其中的“樂亦無窮”。第二段是第一段“山水之樂”的具體化。3第三段同樣是寫“樂”，但卻是寫的游人之樂，作者是如何寫游人之樂的？明確：“滁人游”，前呼后應(yīng)，扶老攜幼，自由自在，熱鬧非凡；“太守宴”，溪深魚肥，泉香酒洌，美味佳肴，應(yīng)有盡有；“眾賓歡”，投壺下棋，觥籌交錯，說說笑笑，無拘無束。如此勾畫了游人之樂。4作者為什么要在第三段寫游人之樂？明確：寫滁人之游，描繪出一幅太平祥和的百姓游樂圖。游樂場景映在太守的眼里，便多了一層政治清

23、明的意味。太守在游人之樂中酒酣而醉，此醉是為山水之樂而醉，更是為能與百姓同樂而醉。體現(xiàn)太守與百姓關(guān)系融洽，“政通人和”才能有這樣的樂。5第四段主要寫了什么？明確：寫宴會散、眾人歸的情景。目標導(dǎo)學(xué)五：深入解讀，把握作者思想感情思考探究：作者以一個“樂”字貫穿全篇，卻有兩個句子別出深意，不單單是在寫樂，而是另有所指，表達出另外一種情緒，請你找出這兩個句子，說說這種情緒是什么。明確：醉翁之意不在酒，在乎山水之間也。醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。這種情緒是作者遭貶謫后的抑郁，作者并未在文中袒露胸懷，只含蓄地說：“醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。”此句與醉翁亭的名稱、“醉翁之意不在酒，在乎山水之間也”前后呼應(yīng)，并與“滁人游”“太守宴”“眾賓歡”“太守醉”連成一條抒情的線索，曲折地表達了作者內(nèi)心復(fù)雜的思想感情。目標導(dǎo)學(xué)六：賞析文本，感受文本藝術(shù)特色1在把握作者復(fù)雜感情的基礎(chǔ)上朗讀文本。2反復(fù)朗讀，請同學(xué)說說本文讀來有哪些特點，為什么會有這些特點。(1)句法上大量運用駢偶句，并夾有散句，既整齊又富有變化，使文