任務(wù)一 物位測(cè)量的一般概念及物位傳感器介紹

教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一物位測(cè)量的一般概念及物位傳感器介紹課時(shí)2教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.理解物位相關(guān)的基本概念；2.了解物位的測(cè)量原理；3.掌握物位傳感器簡(jiǎn)介。能力目標(biāo)學(xué)會(huì)識(shí)別常用的物位傳感器。。素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)仔細(xì)觀察、做好記錄的習(xí)慣，掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。2.學(xué)會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查閱資料，實(shí)現(xiàn)課堂學(xué)習(xí)舉一反三，養(yǎng)成查閱資料的習(xí)慣3.培養(yǎng)獨(dú)立思考的習(xí)慣和合作學(xué)習(xí)的精神。教學(xué)重點(diǎn)1.理解物位相關(guān)的基本概念；2.了解物位的測(cè)量原理；3.掌握物位傳感器簡(jiǎn)介。教學(xué)難點(diǎn)1.理解物位相關(guān)的基本概念；2.了解物位的測(cè)量原理；3.掌握物位傳感器簡(jiǎn)介。教學(xué)策略教法學(xué)法講解，分析討論，動(dòng)畫觀看，ppt展示教學(xué)手段教具準(zhǔn)備課件，多媒體，ppt，圖片，動(dòng)畫，視頻教學(xué)過(guò)程教學(xué)要點(diǎn)及教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)引入在工業(yè)流程中，溫度、壓力、流量之外，物位是不可或缺的，所以物位號(hào)稱熱工四大參數(shù)之一。在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域中，常要對(duì)某可動(dòng)部分進(jìn)行檢測(cè)定位，或判斷是否有工件存在。這時(shí)就需要我們的物位傳感器。學(xué)生思考，了解傳感器在日常生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程教學(xué)要點(diǎn)及教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)一、物位的概念一般常把生產(chǎn)過(guò)程中的儲(chǔ)罐、貯槽、各種塔類等容器內(nèi)所存的液體高度或表面位置叫做液位。貯槽、槽斗、倉(cāng)庫(kù)中所存的固體塊、顆粒粉料堆積的高度或表面位置叫料位。又如液位液相界面位置，液位固相界面位置叫界面。我們將上述的液位、料位、界面位置統(tǒng)稱為物位。用來(lái)對(duì)物位進(jìn)行測(cè)量、報(bào)警和控制的自動(dòng)化儀表叫物位測(cè)量?jī)x表。所以物位傳感器是能感受物位(液位，料位)并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。二、物位測(cè)量的主要方法及分類1.按測(cè)量方式分按測(cè)量方式分可分為兩類，一類是連續(xù)測(cè)量物位變化的連續(xù)式物位傳感器；另一類是以點(diǎn)測(cè)為目的的開(kāi)關(guān)式物位傳感器即物位開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)式物位傳感器也叫接近開(kāi)關(guān)，又稱無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測(cè)裝置（檢測(cè)距離一般為幾毫米至幾十毫米），用作檢測(cè)零件尺寸和測(cè)速等，也可用于變頻計(jì)數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動(dòng)銜接等。2.按其工作原理分按其工作原理分，主要有下列幾種類型：（1）直讀式：它根據(jù)流體的連通性原理來(lái)測(cè)量液位。

（2）浮力式：它根據(jù)浮子高度隨液位高低而改變或液體對(duì)浸沉在液體中的浮筒（或稱沉筒）的浮力隨液位高度變化而變化的原理來(lái)測(cè)量液位。前者稱為恒浮力式，后者稱為變浮力式。（3）差壓式：它根據(jù)液柱或物料堆積高度變化對(duì)某點(diǎn)上產(chǎn)生的靜（差）壓力的變化的原理測(cè)量物位。（4）電學(xué)式：它根據(jù)把物位變化轉(zhuǎn)換成各種電量變化的原理來(lái)測(cè)量物位。

（5）核輻射式：它根據(jù)同位素射線的核輻射透過(guò)物料時(shí)，其強(qiáng)度隨物質(zhì)層的厚度變化而變化的原理來(lái)測(cè)量液位。

（6）聲學(xué)式：它根據(jù)物位變化引起聲阻抗和反射距離變化來(lái)測(cè)量物位。（7）其它形式：其它形式傳感器有微波式、激光式、射流式、光纖維式等。三、物位傳感器1.電感式接近開(kāi)關(guān)它是利用導(dǎo)電物體在接近這個(gè)能產(chǎn)生電磁場(chǎng)接近開(kāi)關(guān)時(shí)，使物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流。這個(gè)渦流反作用到接近開(kāi)關(guān)，使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無(wú)導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)所能檢測(cè)的物體必須是導(dǎo)電體。2.電容式接近開(kāi)關(guān)這類接近開(kāi)關(guān)的原理是，當(dāng)有物體移向接近開(kāi)關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開(kāi)關(guān)的接通或斷開(kāi)。這種接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)的對(duì)象，不限于導(dǎo)體，可以絕緣的液體或粉狀物等。3.霍爾接近開(kāi)關(guān)霍爾開(kāi)關(guān)是一種磁敏元件。當(dāng)磁性物件移近霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開(kāi)關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開(kāi)關(guān)的通或斷。這種接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體。4.光電式接近開(kāi)關(guān)光電接近開(kāi)關(guān)是利用發(fā)光器件與光電接收器件按一定方向安裝在同一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)或者分開(kāi)安裝。當(dāng)有反光面（被檢測(cè)物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。四、接近開(kāi)關(guān)常用術(shù)語(yǔ)1.動(dòng)作（檢測(cè)）距離動(dòng)作距離是指檢測(cè)體按一定方式移動(dòng)時(shí)，從基準(zhǔn)位置（接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)表面）到開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置到檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作距離是指接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值。2.設(shè)定距離指接近開(kāi)關(guān)在實(shí)際工作中的整定距離，一般為額定動(dòng)作距離的0.8倍。被測(cè)物與接近開(kāi)關(guān)之間的安裝距離一般等于額定動(dòng)作距離，以保證工作可靠。安裝后還須通過(guò)調(diào)試，然后緊固。

3.復(fù)位距離接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，又再次復(fù)位時(shí)的與被測(cè)物的距離，它略大于動(dòng)作距離。4.回差值動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì)值?；夭钪翟酱?，對(duì)外界的干擾以及被測(cè)物的抖動(dòng)等的抗干擾能力就越強(qiáng)。5.響應(yīng)頻率f按規(guī)定，在1秒的時(shí)間間隔內(nèi)，接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作循環(huán)的最大次數(shù)，重復(fù)頻率大于該值時(shí)，接近開(kāi)關(guān)無(wú)反應(yīng)。6.響應(yīng)時(shí)間t接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到物體時(shí)刻到接近開(kāi)關(guān)出現(xiàn)電平狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的時(shí)間之差?？捎霉綋Q算：t=1/f7.接近開(kāi)關(guān)的安裝方式接近開(kāi)關(guān)的安裝方式：分齊平式和非齊平式。8.輸出狀態(tài)接近開(kāi)關(guān)按輸出狀態(tài)可分為：常開(kāi)或常閉型。當(dāng)無(wú)檢測(cè)物體時(shí)，對(duì)常開(kāi)型接近開(kāi)關(guān)而言，由于接近開(kāi)關(guān)內(nèi)部的輸出三極管截止，所接的負(fù)載不工作（失電）；當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)，內(nèi)部的輸出級(jí)三極管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。對(duì)常閉型接近開(kāi)關(guān)而言，當(dāng)未檢測(cè)到物體時(shí)，三極管反而處于導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載得電工作；反之則負(fù)載失電。9.常用的接線形式接近開(kāi)關(guān)常用的接線形式有：（1）NPN二線，NPN三線，NPN四線。（2）PNP二線，PNP三線，PNP四線。（3）DC二線，AC二線，AC五線（帶繼電器）。學(xué)生看ppt，了解物位傳感器的定義。閱讀，聽(tīng)老師講解，認(rèn)識(shí)生活生產(chǎn)中的傳感器。學(xué)生看ppt及課本了解傳感器在各領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生看ppt及課本認(rèn)識(shí)傳感器的發(fā)展歷史及趨勢(shì)。老師講解，學(xué)生理解常用術(shù)語(yǔ)學(xué)生理解，記錄筆記重點(diǎn)教學(xué)反饋及檢測(cè)接近開(kāi)關(guān)使用注意事項(xiàng)1.請(qǐng)勿將電感接近開(kāi)關(guān)置于0.02T以上的磁場(chǎng)環(huán)境下使用，以免造成誤動(dòng)作。2.為了保證不損壞接近開(kāi)關(guān)，請(qǐng)用戶在接通電源前檢查接線是否正確，核定電壓是否為額定值。3.為了使接近開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，請(qǐng)務(wù)必進(jìn)行定期的維護(hù)，包括被檢測(cè)物體和接近開(kāi)關(guān)的安裝位置是否有移動(dòng)或松動(dòng)，接線和連接部位是