超声波位移传感器-教学设计
《超声波位移传感器》教学设计
能感应自身位移的光电鼠标、思考：它们的共同特征在哪里？
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安徽省长丰县下塘实验中学八年级物理全册 3.3 超声与次声教案 沪科版
教学目标 知识 与 技能 从收集的信息中了解超声的特点，了解超声在现代技术中 的应用。 从收集的信息中了解次声的一般特点，了解次声的应用和 危害性。 过程与 方法 培养学生收集信息，处理信息及信息交流能力。 情感态 度与价 值观 培养学生对自然和科学技术的兴趣，热爱科学，勇于探究 的科学精神。 重点超声和次声的概念，超声的应用。 难点收集与整理信息的能力。 教学环节教师调控学生活动备注超声 1概念：频率高于20000HZ 的声音 2 特点：⑴频率高，能量大（强穿透力，强破碎能力） ⑵沿直线传播，可反射 3 应用 超声雷达（“声纳”）、金属探伤仪、超声处理过种子缩短发芽时间，提高发芽率、 超声加工（利用特制的工具，做超声频率振动，通过液体中悬浮磨料加工工件，主要用于加工各种执导阅读教材 P45—信息窗，了 解能听到超声与 发出超声的动物 讲解超声特点 让学生归纳生活 中超声的应用 总结评价补充 对于超声的应用， 要求学生知道 给出应用实例 看书、了解能听 到超声与发出 超声的动物 归纳、回答 了解超声在各 个行业的应用
不导电的硬脆材料，例如：玻璃，石英，陶瓷，宝石等）、 化工业使一般情况下不能混和液体（如油和水）混合、 探测鱼群、 B超诊断与治疗，医疗设备杀菌消毒、超声洗牙 其他：超声空气加湿器、 犬笛 次声 1 概念：频率低于20HZ 的声音 2 特点：⑴频率低，传播远 ⑵能量很高的次声具有极大破坏力 3 应用： ⑴预报灾害：发生前会辐射次声源 ⑵医疗：人和生物对次声波反应，某些器官也会发生微弱次声源，可了解人体生物器官活动 ⑶军事：核武器 4 危害： 使机器设备破裂，飞机解体，建筑物遭到破坏 人的平衡器官的功能破指导阅读教材 P45—信息窗，了 解能听到次声与 发出次声的动物 讲解次声特点 让学生归纳次声 的应用 总结评价补充 对于次声的应用， 要求学生知道 给出应用实例 学生给出次声危 害的事例 总结评价补充 看书、了解能听 到次声与发出 次声的动物 归纳、回答 给出次声危害 的事例
传感器教案.
传感器教案. -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
教案
第一章概述—传感器技术基础知识1.1传感器的定义及组成 1.1.1 定义 国家标准（GB/T7665-1987）规定：传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。也叫发送器；传送器；变送器；Transducer/Sensor等。 对定义的理解： 它是测量装置； 输入量是某一被测量（物理、化学、生物等）； 输出量是某种物理量（气、光、电等），主要是电物理量； 输出输入有对应关系，并应有一定的精度 1.1.2 传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成，组成框图如图示。 1.2传感器的分类 1.2.1按工作机理分 （1）物理型 按构成原理：结构型；物性型电信号 非电物理量 敏感元件转换元件接口电路 辅助电源
结构型：是以结构（如形状、尺寸等）为基础，利用物理学中场的定律构成的，动力场的运动定律、电磁场的电磁定律等。必须依靠精密设计的结构予以保证。如：磁隙型电感传感器、电动式传感器等。 物性型：是利用物质定律构成的，利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应把被测量直接转换为电量。虎克定律、欧姆定律等。主要依靠材料本身的效应来感应信息。如：光电管（外光电效应）、压电晶体（正压电效应）、光敏电阻、所有半导体传感器、以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金的性能变化的传感器。 按能量转换情况：能量控制型、能量转换型 能量控制型：在信息变化过程中，其能量需要外电源供给。如：电阻、电感、电容、基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等。 能量转换型：主要由能量变换元件构成，它不需要外电源。如：压电效应、热电效应、光电动势效应等。 按物理原理 电参量式（包括电阻式、电感式、电容式等三个基本形式）、磁电式（包括磁电感应式、霍尔式、磁栅式等）、压电式、光电式（包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等）、气电式、热电式、波式（包括超声波式微波式等）、射线式、半导体式、其它原理等。可以是两种以上原理的复合形式。 （2）化学型 利用电化学反应原理，把无机和有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号的传感器。最常用的是离子选择性电极。核心部分是离子选择性敏感膜。广泛应用于化学分析、化学工业的在线检测
超声诊断学教案
专业年级2015级护理学教材版本超声诊断学主编/夏国园授课题目超声诊断基础授课方式面授 教学目的与要求】?掌握超声诊断的常规及特殊检杳方法；不同回声强度及各种常见特殊征象的特点0 2?熟悉多普勒常见超声伪像。 学时4学时教学日期 主要容 1.超声诊断的常规检杳方法。 检查前病人准备超声工作者的准备病人的体位超声图像的标识方法：腹 部常用解剖标志及断面心脏常用解剖标志及断面團像方位的识别标准 超声检查的基本方法： 连续滑行扫查十字交叉扫查立体扇形扫查加压扫查 对比扫查定点扫查追踪扫查法直接扫查间接扫查2.超声诊断的特殊检杳方法。 介入性超声 经皮经肝穿刺胆管造影及責管引流腔超芦检杳术中超声 3.超声回声的描述和声像图的分析。 回声强度：强回声 等回声低回声无回声 编号：1
编号：2 课程：超声诊断学教师：王姣职称：医师
编号：3 课程：超声诊断学教师：王姣职称：医师
专业年级 2015级护理学 教材版本 超声诊断学主编/夏国园 授课题目 胃肠的超声检杳 授课方式 面授 教学目的与要求 掌握胃肠的超声解剖；胃肠的扫查方法及正常声像图；胃肠的各种疾病的声像图 特点。 学时 4学时 教学日期 主要容 1. 胃肠的超声解剖。 2. 胃肠的超声担查方法和正常声像图。 常规经腹壁检杳：空腹检杳 造影检杳 特殊超声检杳法：镜检杳 经直肠检杳 正常胃肠超声声像图 3. 胃肠疾病。 贲门癌 胃癌 胃平滑肌瘤 消化性溃疡 胃下垂 胃石症 大肠癌 肠梗阻 肠套直 急性胃肠穿孔 急性阑尾炎 急性肠系膜淋巴结炎 课程：超声诊断学 教师：王姣 职称： 医师 复习思考 题、 课堂测试题、 完成课后习题 授站教案 编号:4
八年级物理3.3超声与次声教案沪科版
课题超声与次声课型新授备课人 教学目标 知识 与 技能 从收集的信息中了解超声的特点，了解超声在现代技术中 的应用。 从收集的信息中了解次声的一般特点，了解次声的应用和 危害性。 过程与 方法 培养学生收集信息，处理信息及信息交流能力。 情感态 度与价 值观 培养学生对自然和科学技术的兴趣，热爱科学，勇于探究 的科学精神。 重点超声和次声的概念，超声的应用。 难点收集与整理信息的能力。 教学环节教师调控学生活动备注超声 1概念：频率高于20000HZ的声音 2 特点：⑴频率高，能量大（强穿透力，强破碎能力） ⑵沿直线传播，可反射 3 应用 超声雷达（“声纳”）、金属探伤仪、超声处理过种子缩短发芽时间，提高发芽率、 超声加工（利用特制的工具，做超声频率振动，通过液体中悬浮磨料加工工件，主要用于加工各种执导阅读教材 P45—信息窗，了 解能听到超声与 发出超声的动物 讲解超声特点 让学生归纳生活 中超声的应用 总结评价补充 对于超声的应用， 要求学生知道 给出应用实例 看书、了解能听 到超声与发出 超声的动物 归纳、回答 了解超声在各 个行业的应用
不导电的硬脆材料，例如：玻璃，石英，陶瓷，宝石等）、 化工业使一般情况下不能混和液体（如油和水）混合、 探测鱼群、B超诊断与治疗，医疗设备杀菌消毒、超声洗牙 其他：超声空气加湿器、 犬笛 次声 1 概念：频率低于20HZ 的声音 2 特点：⑴频率低，传播远 ⑵能量很高的次声具有极大破坏力 3 应用： ⑴预报灾害：发生前会辐射次声源 ⑵医疗：人和生物对次声波反应，某些器官也会发生微弱次声源，可了解人体生物器官活动 ⑶军事：核武器 4 危害： 使机器设备破裂，飞机解体，建筑物遭到破坏 人的平衡器官的功能破坏，会产生恶心，晕眩，旋转等症状，严重的造成指导阅读教材 P45—信息窗，了 解能听到次声与 发出次声的动物 讲解次声特点 让学生归纳次声 的应用 总结评价补充 对于次声的应用， 要求学生知道 给出应用实例 学生给出次声危 害的事例 总结评价补充 看书、了解能听 到次声与发出 次声的动物 归纳、回答 给出次声危害 的事例
U-GAGETMT30系列开关量和模拟量输出超声波传感器
P/N 57438 C213001A ? 快速简便的按键编程设定，无需电位器调整 ? 开关量和模拟量输出可以同时或单独使用，可选增量或减量输出? 远程设定输入可保证设定安全和方便 ? 检测距离可选150mm ~ 1000mm 和300mm ~ 2000mm 两种? 宽范围操作温度-20oC ~ +70oC ? 开关量输出可选NPN 和PNP 型，模拟量输出可选0 ~ 10V 或4 ~ 20mA ? LED 指示灯可显示电源上电，信号强度和输出? 可选2m 或9m 电缆式或5芯接插件式? 紧凑的自含式外型 ? 防护等级IEC IP67, NEMA 6P ，适应恶劣的外部环境 * 注：9m 电缆式需在型号后加“W/30”后缀，例如：T30UUNA W/30
U-GAGE T30系列开关量和模拟量输出超声波传感器 U-GAGE T30系统是超声波检测方面一种操作简便、效果理想的超声波传感器。简单的按键设定方式可满足各种应用场合。特别是测量方面如液位检测和不同高度物体的分拣等。 每个传感器均有一个模拟量和一个开关量输出端，它们可以设定为具有相同的检测窗口，也可以分别设定为具有不同的检测窗口，每个输出还可设定为以设定点为中心的10mm 宽的检测窗口。 检测窗口 检测窗口可以通过多种方法设定，下面介绍按键编程步骤，远程设定端的使用方法见第4页。 注：当传感器处于编程和工作状态之间时，所有指示灯熄灭，然后根据设定状态，相应指示灯亮。在编程状态时，传感检测窗口为最大范围。 模拟量或开关量窗口设定 1. 选择要设定的输出（模拟量或开关量），按住相应按键2 秒以上，直到绿色 电源指示灯熄灭，相应的黄色输出指示灯亮，此时传感器进入编程状态。2. 将检测物放置在第一个位置并按一下按键，使传感器记忆第一个位置，此时， 黄色输出指示灯闪，表示第一个位置记忆完毕，准备设定第二个位置。 3. 将被测物放置在第二个位置并按一下按键，使传感器记忆第二个位置，此时， 黄色输出指示灯熄灭，绿色电源指示灯亮，此时，传感器进入正常工作状态。 4. 重复以上步骤设定另外一路输出（开关量或模拟量） 注：在设定第二个位置之前，按住相同按键并保持2 秒以上，将退出编程状态，传感器将工作在上次设定的状态下。 使用自动零点特性设定模拟量或开关量输出 在某些应用中，需要以设定点为中心的检测窗口。设定时只需要对相同位置设定两次，就可以将传感器设定为以该位置为中心，检测窗口宽度为10mm （±5mm）。 注：设定时允许有一定误差，如果两次位置并不相同（但小于10mm）中心将位于两个位置的中间。
妇科超声教学
妇科疾病的超声诊断 第一节盆腔器官的超声解剖 一、解剖概要： (一)盆腔及其内的结构： 盆腔分为前、中、后三部分： 前部：膀胱和尿道 中部：子宫和阴道，卵巢，输卵管 后部：直肠、乙状结肠 腹膜反折在膀胱、子宫、直肠间形成三个陷窝： 前腹膜陷窝 膀胱子宫陷窝 子宫直肠陷窝 (二)女性内生殖器官及其血液供应 女性内生殖器官是生殖器的内藏部分，包括阴道、子宫、输卵管及卵巢(子宫附件) 1、阴道： 阴道穹隆：阴道上端环绕子宫颈周围的部分。 后穹隆较深，其顶端与子宫直肠陷窝贴近。 2、子宫： 子宫体壁由三层组织构成：浆膜层、肌层、粘膜层（由外向内）。 子宫分为三部分：子宫底、子宫体、子宫颈 子宫体与子宫颈的比例：幼童期为1:2 青春期为1:1 生育期为2:1 老年期为1:1 3、输卵管：输卵管可分为四部分（由内向外）: ①间质部，为输卵管子宫壁内的部分，此处管腔最细。 ②峡部，为间质部外侧的一段，管腔略变大。 ③壶腹部，为管腔最大部分。 ④伞部，开口于腹腔呈漏斗状。 4、卵巢：①白膜：卵巢表面一层致密的结缔组织 ②皮质：有数以万计的始基卵泡及致密的结缔组织 ③髓质：含有疏松结缔组织及丰富的血管、神经、淋巴管及少量与卵巢固有韧带 相连接的平滑肌纤维。 女性内生殖器官的血液供应
1、盆腔内脏器的血液供应主要来自髂内动脉的分支。但两侧卵巢动脉起自腹主动脉前壁 2、子宫动脉在宫内的分支：髂内动脉前干—>子宫动脉—> 至子宫肌层内即弓状动脉和放 射状分支—>至粘膜层即为螺旋动脉。 3、子宫动脉主干上升至子宫角时即分为三支： ①一支分布于子宫底 ②一支循输卵管而行 ③另一支分布至卵巢。 4、卵巢具有双重血供： ①腹主动脉—>卵巢动脉（与卵巢前缘平行，发出小支入卵巢实质） ②子宫动脉上升支—>卵巢支（自内侧缘从卵巢门进入卵巢） 二、正常子宫、输卵管和卵巢声像图表现及正常测值 1. 正常子宫的声像图 纵切面：子宫一般呈梨形，轮廓线光滑清晰，内部呈均匀的中等强度回声，宫腔呈线状高回声。横切面：子宫近宫底角部呈三角形，体部则呈椭圆形。其中心部位尚可见宫腔内膜线高回声。 ★如何判断子宫的位置： 通过显示子宫与宫颈的纵切面，根据宫颈与宫体的位置关系可以判断子宫的倾屈程度，宫体与宫颈的纵轴角度小于90°时，为高度前屈或后屈。 (1)子宫纵径： 宫体长度：宫底部至宫颈内口的距离 宫颈长度：宫颈内口至宫颈外口的距离 (2)子宫前后径： 纵向扫查时，测量与宫体纵轴相垂直的最大前后距离。 (3)子宫横径： 在两侧宫角下缘的子宫横断面呈椭圆形，测其最大横径。 ★不同发育阶段妇女正常子宫测值(cm) 纵径前后径横径 青春前期 2.0-3.3 0.5-1.0 0.5-1.0 青春后期7 4 4 绝经期 3.5-6.5 1.2-1.8 1.2-1.8 ★正常生育过的子宫三径之和为15－18cm
沪科初中物理八上《3第3节 超声与次声》word教案 (3)
第三节超声与次声 教学目标 1．从搜集的信息中了解超声的特点，了解超声在现代技术中的应用。 2．从搜集的信息中了解次声的一般特点和危害性。 教学重、难点 1．重点 (1)知道超声、次声的概念。 (2)知道超声的应用。 2．难点 培养和提高学生收集信息的能力及对自然和科学技术的兴趣。 教具准备 课件、多媒体设备、音像资料、图片。 教学过程 为什么我们能凭听觉发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶？为什么我们有时能看到物体在振动而听不到正在振动的物体所发出的声音？研究发现，声波的频率范围是很宽的，由10-4 Hz到10-12Hz，但是否人都能听到呢？听不到的这些声音是什么呢？我们之所以有时能凭听觉发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶，是因为我们只能听到一定范围内的声音。 说明：频率高于20000Hz的声音称为超声。频率低于20Hz的声音称为次声。 一、超声 师：下面先请大家阅读课本P47—48。 题目是：超声的应用。 生甲1：蝙蝠用超声导航。 师：好样的，掌声鼓励，甲队加20分。 板书 生乙l：我老爸患肾结石后，医生用超声波击碎结石，排出体外，没有开刀。 师：还是超声波先进，乙队加20分。 板书 生丙l：在眼镜店里，店员用超声波免费为我洗眼镜。 师：狼来了，加分。 板书 生丁l；既然可以重复，我来一个，渔民利用声纳探知海底和捕鱼。 师：同学们说，算不算?掌声响起，好，加分。 板书 生甲2：在医院做心电图。 师：这个不是的，不能加分。关于心电图，同学们课后去查阅有关资料便町知 道。 生乙2：轮船航行在海里用声纳探测前方冰山的距离。 师：这个挺不错的，加分。 板书 生丙2：B超检查身体的器官的病变。 师：灵活，加分。 板书
超声波位移传感器-教学设计说明
《超声波位移传感器》教学设计
教学过程 师生互动 设计 意图教师活动学生活动 新课引入（5分钟） 师生互动 教师活动学生活动 概念引入：上课之前，老师先为大家演示一个实 验：拿出手机，打一个，在通话界面用手靠近手 机会发现手机黑屏了，但任然在通话，这就避免 了打的时候误操作，也节省了电量！ 老师提问：为什么靠近过一点距离手机会黑屏？ 是因为手上的温度还是因为遮挡了某种我们看 不见的东西？ 教师讲解：根据现象可以看到，当有物体接近手 机正面的小区域时，手机就会黑屏，远离后又亮 屏。所以决定因素是距离，这就是距离传感器， 也是位移传感器的一种。 【板书】课题：超声波位移传感器 引导学生进行相通的 探究实验，用不同的物 体（温度不同的，透明 度不同的），从不同的 角度和高度接近目标 区域，观察现象。 用 生活家 常见的 现象， 提出问 题，调 动学生 学习的 兴趣， 并积极 思考。 新 课教 学（15分钟）生活中有哪些事物运用了位移传感器呢？老师 为大家准备了几个例子： 能感应自身位移的光电鼠标、能报警的倒车雷达 思考：它们的共同特征在哪里？ 引出位移传感器的概念： 位移传感器：是能够感知并且把物体的运动 位移、空间距离大小，如距离、位置、尺寸、速 度等非电学物理量转换成电学量的装置。 让学生了解生活 中有哪些地方用到传 感器，并思考位移传感 器的共同特征，互相交 流，表达自己的观点。 回答：它们可以通过感 知光照、声波、磁场等 物理量测量距离 让 学生了 解传感 器给生 活带来 的积极 影响， 培养学 生发现 问题的 能力， 体现从 生活走 向物理 的理 念。
位移传感器(中英对照)
位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，位移传感器超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。 简介 电感式位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。 位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量，位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测，大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高（目前分辨率最高的可达到纳米级）、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。 原理 计量光栅是利用光栅的莫尔条纹现象来测量位移的。“莫尔”原出于法文Moire，意思是水波纹。几百年前法国丝绸工人发现，当两层薄丝绸叠在一起时，将产生水波纹状花样；如果薄绸子相对运动，则花样也跟着移动，这种奇怪的花纹就是莫尔条纹。一般来说，只要是有一定周期的曲线簇重叠起来，便会产生莫尔条纹。计量光栅在实际应用上有透射光栅和反射光栅两种；按其作用原理又可分为辐射光栅和相位光栅；按其用途可分为直线光栅和圆光栅。下面以透射光栅为例加以讨论。透射光栅尺上均匀地刻有平行的刻线即栅线，a为刻线宽，b为两刻线之间缝宽，W=a+b称为光栅栅距。目前国内常用的光栅每毫米刻成10、25、50、100、250条等线条。光栅的横向莫尔条纹测位移，需要两块光栅。一块光栅称为主光栅，它的大小与测量范围相一致；另一块是很小的一块，称为指示光栅。为了测量位移，必须在主光栅侧加光源，在指示光栅侧加光电接收元件。当主光栅和指示光栅相对移动时，由于光栅的遮光作用而使莫尔条纹移动，固定在指示光栅侧的光电元件，将光强变化转换成电信号。由于光源的大小有限及光栅的衍射作用，使得信号为脉动信号。 信号处理 辨向原理 在实际应用中，位移具有两个方向，即选定一个方向后，位移有正负之
实验四 超声波测距电路的设计--改后
实验三超声波测距电路设计 一．实习的性质：综合 二．实验目的： 通过本实验了解和掌握超声波传感器测量的原理和方法，加深理解超声波传感器的处理电路设计，掌握温度补偿的办法及提高测量精度的方法。 三、实验的时间分配：总学时12学时 1、电路设计4学时 2、电路焊接4学时 3、电路调试4学时 四、实验地点：东一教811和816实验室 五、实验要求： 1、理解超声波测距原理及方法。 2、根据给出的题目，参照附录中给定的题目所需的参考资料，自行设计超声波测距的发射与接收电路，并理解和掌握整体电路的设计思路和电路的工作原理。 3、根据设计的电路图独立完成电路的焊接及调试工作，掌握焊接方法及调试步骤。 扩展练习：采用单片机实现超声波测距的原理、方法及接口电路的设计。 六、实验原理 声波是一种能在气体、液体和固体中传播的机械波。根据振动频率的不同，可分为次声波、声波、超声波和微波等。 1)次声波：振动频率低于l6Hz的机械波。 2)声波：振动频率在16—20KHz之间的机械波，在这个频率范围内能为人耳所闻。 3)超声波：高于20KHz的机械波。 超声波与一般声波比较，它的振动频率高，而且波长短，因而具有束射特性，方向性强，可以定向传播，其能量远远大于振幅相同的一般声波，并且具有很高的穿透能力。例如，在钢材中甚至可穿透10米以上。 超声波在均匀介质中按直线方向传播，但到达界面或者遇到另一种介质时，也像光波一样产生反射和折射，并且服从几何光学的反射、折射定律。超声波在反射、折射过程中，其能量及波型都将发生变化。 超声波在界面上的反射能量与透射能量的变化。取决于两种介质声阻抗特性。和其他声波一样，两介质的声阻抗特性差愈大，则反射波的强度愈大。例如，钢与空气的声阻抗特性相差10万倍，故超声波几乎不通过空气与钢的介面，全部反射。 超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，能量的衰减决定于波的扩散、散射 (或漫射)及吸收。扩散衰减，是超声波随着传播距离的增加，在单位面积内声能的减弱；散射衰减，是由于介质不均匀性产生的能量损失；超声波被介质吸收后，将声能直接转换为热能，这是由于介质的导热性、粘滞性及弹性造成的。
传感器课程设计 电感式位移传感器
东北石油大学 课程设计 2015年7 月 8日
任务书 课程传感器课程设计 题目电感式位移传感器应用电路设计 专业测控技术与仪器姓名祖景瑞学号 主要内容： 本设计要完成电感式位移传感器应用电路的设计，通过学习和掌握电感式传感器的原理、工作方式及应用来设计一个电路。电路要能够检测一定范围内位移的测量，并且能够通过LED进行数字显示。位移传感器又称为线性传感器，常用的有电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器等技术。 基本要求： 1、能够检测 0~20cm 的位移； 2、电压输出为 1~5V； 3、电流输出为 4~20mA； 主要参考资料： [1] 贾伯年，俞朴.传感器技术[M].南京：东南大学出版社，2006：68-69. [2]王煜东. 传感器及应用[M].北京：机械工业出版社，2005：5-9. [3] 唐文彦.传感器[M].北京：机械工业出版社，2007: 48-50. [4] 谢志萍.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2002:80-90.完成期限—
指导教师 专业负责人 2015年 7 月 1 日
摘要 测量位移的方法很多，现已形成多种位移传感器,而且有向小型化、数字化、智能化方向发展的趋势。位移传感器又称为线性传感器，常用的有电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器，磁致伸缩位移传感器以及基于光学的干涉测量法，光外差法，电镜法，激光三角测量法和光谱共焦位移传感器等技术。电感式位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。电感式位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制方面。针对目前电感式位移传感器的应用现状，本文提出了一种电感式位移传感器的设计方法，具有控制及数据处理等功能，结构简单、成本低等优点，可以广泛应用于机械位移的测量与控制。 关键词：电感式传感器；自感式传感器；测量位移；位移传感器
多普勒效应次声波和超声波教案
多普勒效应次声波和超 声波教案 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-
第5讲多普勒效应次声波和超声波 多普勒效应 当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率和波源发出的频率有了差别，这种现象叫多普勒效应。两者相互接近时，接收到的频率升高；两者相互远离时，接收到的频率降低。在铁路附近人们会听到急驶而来的火车的鸣笛声音调高昂；火车驰去时，鸣笛声音调变得低沉，就是一例。这种现象是在1842年由奥地利物理学家多普勒加以解释的。 波源与观察者的相对运动有三种情况：一种是波源静止在媒质中，观察者相对于媒质运动；第二种是观察着静止于媒质中，波源相对于媒质运动；第三种情况是波源与观察者都相对于媒质运动 观测者接收到的频率可用下式求出： 。 式中是媒质中的波速，v是观察者相对于媒质的速度（当观察者也向波源运动时，v取 正值；当观察者远离波源运动时，v取负值。），u是波源相对于媒质的速度（当波源向观察者运动时，u取正值；当波源远离观察者运动时，u取负值。 教师在线 例1．一列正在鸣笛的火车，高速通过某火车站站台的过程中，该火车站站台中部的工作人员听到笛声的频率（） A、变大 B、变小 C、先变大后变小 D、先变小后变大 例2．交通警察静立于公路旁，手中的测速仪发出频率为f0=2500Hz的声波，一辆汽车以72km/h的速度迎面驶来，试求测速仪所接收到的反射波的频率。 同步训练 1．我们骑自行车在公路旁向东走，一辆警车一边发出警报声，一边飞速地从东迎面驶来又飞速向西离去，这一过程中，我们听到的警报声的变化将是（）A．音调先高后低 B．音调先低后高 C．音调没有明显变化 D．频率先高后低2．如图10－48表示产生机械波的波源O做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰
小学六年级《信息技术》 10《扫地机器人》教学设计
第10课扫地机器人 一、教材分析 基于传感器的教育机器人的学习和应用是随着信息技术应运而生的教学内容，本课就从生活出发，将清洁机器人作为教学内容进行设计，综合应用传感器和舵机完成能实现避障和清扫操作的清洁机器人。教学内容主要分为任务分析、模块搭建和程序编写与运行，教师在教学时可以先让学生观察清扫机器人，引导学生分析清扫机器人的任务，再展开教学。扫地机器人的学习是在超声波传感器实践应用的基础上展开的，主要要求学生学习拼搭舵机，再结合已学的避障程序进行舵机程序的添加，因此建议通过迁移应用实践于课堂中。 二、学情分析 根据皮亚杰的认知发展规律可知，本课的学习对象六年级的学生已经具备了一定的逻辑思维能力，能通过任务的铺垫分析清洁机器人的工作任务。学生在本课之前的学习中，已经接触了实体机器人的应用，搭建实现清洁机器人的脚本在学生的实践能力范围内。但本课加入了舵机的拼搭和使用，对学生的操作能力又提高了要求，可以结合学生的实践探究和教师的搭建分享展开学习。 三、教学目标与要求 理解“如果那么否则”语句的含义，学会拼搭清洁机器人，理解超声波测距传感器的应用原理，完成避障程序搭建。通过分析清洁机器人的任务，体验思维和分析的过程，初步掌握问题分析的基本方法。通过清洁机器人，感受机器人的可实践性，感受信息技术发展的变化，形成乐学的学习态度，实现技术发展的愿望。 四、教学重点与难点
1. 重点：理解“如果那么否则”语句。 2. 难点：理解避障程序和清扫程序的顺序关系。 五、教学方法与手段 本课采用任务驱动法，让学生在有引导的教学环境中围绕任务分解任务，在小组讨论的过程中迁移运用已有知识，不断优化各分解任务，最终整合实现清洁机器人的任务效果。 六、课时安排 安排1课时。 七、教学准备 教学课件、教师用演示文稿和学生用演示文稿。 八、教学过程 （一）情境导入 教师：同学们，今天老师到家看到了这样的场景！（出示图片）怎么办？工作一天已经很累了，我想休息一下，能有个机器人帮帮我吗？ 学生提出机器人来清洁。 教师：对呀！有清洁机器人，商场里看到过很多呢！其实清洁机器人我们也能自己做，今天跟着老师一起来做一做清洁机器人！（板书：清洁机器人）【设计意图】通过提出生活实践中的问题，学生初步形成解决问题的意识，并揭示主题“清洁机器人”的搭建。 （二）实践探究 1. 项目分析
沪科版物理八年级全一册3.3超声与次声 教案
第三章声的世界 第3节超声与次声 学习目标： 1.知识技能 知道超声波、次声波的特点，了解超声在现代技术中的应用，了解次声的一般特点和危害性。 2.过程与方法 通过学生自学课查找资料，整理资料，培养学生收集信息的能力。 3.情感、态度、价值观 通过对动物对超声利用的媒体讲述，激发学生对从自然现象中获得知识的兴趣，以及在现在社会中运动的事例，培养对新技术应用的兴趣。 重、难点:超声、次声的概念，及它们的应用。 教案准备：多媒体资料 课时安排：1课时 一. 教学过程 （一）新课引入： 号对着玻璃杯吹，杯子碎了，说明 什么呢？ 生：声音具有能量 声音是由物体振动产生的，是不是所有由振动产生的声音我们人耳都能听见呢？ 学生猜想。 下面我们看自然界中这两个场景：苍蝇飞行的每秒振翅147～200次，蝴蝶飞行时每秒振翅5～6 次，为什么你凭听觉能发觉飞行中的苍蝇，却不能凭听觉发觉飞行中的蝴蝶？ 生：思考回答。
要想弄清以上问题，下面请进入本节的学习。 （二）新课学习 自学指导（一）下面大家带着这个问题，看完P47面第一段，弄明白以下几个问题：人耳的听范围？超声？次声？（找到并掌握，2min完成） 生：1. 人耳能听到的声波其频率范围大致在20Hz-20000Hz之间． 2.超声：频率高于20000Hz的声波．不能引起人类听觉器官的感觉． 3.次声：频率低于20Hz的声波．不能引起人类听觉器官的感觉． 回答上面的问题： 生：大多数人能听到的声音的频率范围大约是20～20000次／秒，苍蝇飞行时的每秒振翅次数在听觉范围内，而蝴蝶的每秒振翅次数小于最低限20次／秒，所以能发觉苍蝇的飞行而不能发觉蝴蝶的飞行． 思考：大家了解什么是的声波是超声，你知道有哪些动物也会利用超声呢？ 生：思考回答 下请同学看媒体回答：蝙蝠是怎样探测目标的？看媒体回答。 生：蝙蝠是通过发出超声波，然后接收回声来导航的。 问题：哪么谁能举一些我们人类运用超声的事例呢？ 生：思考回答。 要想弄清楚我们人类究竟是怎样利用超声的我们再来完成自学指导（二）自学P48“超声”部分后，整理以下知识：(3min) 1. 超声的特点：频率，传播时______好,穿透力______、 “破碎”能力___ 。 2. 超声的应用：广泛应用于、和等方面。 下面请同学观看以下媒体，思考媒体所表达内容它们都利用了超声波的什么特点？ 生：声纳――沿直线传播超声金属控伤仪――穿透能力强 B超――穿透能力强超声波洗牙――有很强的“破碎”能力 超声波加湿器――超声具有能量（学生反复说） 超声波在我们日常生活中还有其它运用，看媒体。
有趣的超声波传感器教学设计--郝劲峰
综合实践研究性学习 开展创新性活动品位创新的快乐 《有趣的超声波传感器》 北京市丰台区丰台第五小学 郝劲峰
一、指导思想与理论依据 （一）指导思想 综合实践的总目标是密切学生与生活的联系,推进学生对自然、社会和自我之内在联系的整体认识与体验，发展学生的创新能力、实践能力以及良好的个性品质。 （二）理论依据 1. 坚持学生的自主选择和主动参与,发展学生的创新精神和实践能力 综合实践活动的实施要以学生的直接经验或体验为基础，将学生的需要、动机和兴趣置于核心地位,充分发挥学生的主动性和积极性,鼓励学生自主选择活动主题,积极开展活动,在活动中发展创新精神和实践能力。 2. 面向学生完整的生活领域,为学生提供开放的个性发展空间 综合实践活动的实施是面向学生完整的生活领域，引领学生走向现实的社会生活，促进学生与生活的联系，为学生的个性发展提供开放的空间。 3. 注重学生的亲身体验和积极实践，促进学习方式的变革 综合实践活动的实施强调学生乐于探究、勤于动手和勇于实践，注重学生在实践性学习活动过程中的体验和感受，要求学生超越单一的接受学习，亲身经历实践过程，体验实践活动，实现学习方式的变革。 二、教材分析 1.教学内容： 《有趣的超声波传感器》是我校自主开发的机器人校本课程中的四年级部分。本课共分为两课时，第一课时，学生学习认识超声波的概念，理解超声波传感器测距的原理，并能够使用超声波进行实际距离的测量。本节课重点在与超声波在程序中的应用，通过超声波等待模块的使用来实现自动停车，机器人避障的效果，让学生感受程序与传感器共用所带来的神奇与乐趣。 2.知识背景： （1）声波：发声体产生的振动在空气或其他物质中的传播叫做声波。根据震动频率及人耳朵能够听到的范围分为次声波（震动频率20赫兹一下），声波（震动频率在20-20000赫兹之间），超声波（震动频率在20000赫兹以上） （2）超声波：声音的震动频率在20000赫兹以上，超出人耳朵能够听到的范围的声波。超声波具有良好的指向性、传导性。 （3）超声波传感器：将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。，多用于测距、医疗检查、金属探伤、雷达等设计，为人们的工作和生活提供了方便。 作为教师，选择的活动载体，一定要既具有普遍性，同时又能够突显出教育目标。在活动过程中，学生的主要精力应放在对方法的掌握和运用上，尽量避免过难的知识对主要教学目标的达成产生较大的干扰和阻碍。本次活动方案选择“超声波”作为活动的载体，有两层含义：从生活中看，超声波是声音的一种，源于学生的生活；从科学上看超声波又具有很多有神奇的特性，激发学生对科学的兴趣和求知欲。
位移传感器的发展现状.doc
《材料工程检测技术》课程作业（二）： 位移传感器的发展现状概述 课程： 任课老师： 学院（系）： 专业： 学生姓名： 学号：
1 位移传感器 位移是指物体位置对参考点产生的偏移量,是指物体相对于某参考坐标系一点的距离的变化量,它是描述物体空间位置变化的物理量。位移传感器又称为线性传感器,是将位移转换成电量的传感器。位移传感器的发展经历了两个阶段,经典位移传感器阶段和半导体位移传感器阶段。 2 位移传感器的分类 2.1 电位器式 电位器位移传感器分为绕线电位器和非绕线电位器2种：绕线电位器一般由电阻丝烧制在绝缘骨架上,由电刷引出与滑动点电阻对应的输入变化。电刷由待测量位移部分拖动,输出与位移成正比的电阻或电压的变化；常见的非线绕式电位器位移传感器是在绝缘基片上制成各种薄膜元件,如合成膜式、金属膜式、导电塑料和导电玻璃釉电位器等。 2.2 电阻应变式 传感器是由弹性敏感元件和电阻应变片构成,当测量杆随试件产生位移时,弹性敏感元件在感受到测量杆变化而产生变形,其表面产生的应变与测量杆的位移成线性关系。这种传感器具有线性好、分辨率较高、结构简单和使用方便等特点,其位移测量范围较小,通常在0.1um-0.1mm之间,测量精度小于2% ,线性度为0.1%一0.5%。 2.3 电容式 电容传感器通过位移来改变电容两个极板之间的距离,即将位移量转换成电容变化量进行测量的。 它具有功率小、阻抗高、动态特性好、可进行非接触测量等优点；但是电容传感器存在寄生电容和分布电容,会影响测量精度,且常用的变隙式电容传感器存在测量量程小,存在非线性误差等缺点。一般使用极距变化型电容式位移传感器和面积变化型电容式位移传感器。 2.4 电感式 电感式传感器利用电磁感应将被测位移转换成线圈的自感系数和互感系数的变化,再由电路转换为电压或电流的变化量输出,实现非电量到电量的转换。
2020沪科版物理八年级上册3.3超声与次声教案导学案
第三节 超声与次声 标 导学目 1．知道人耳听到的频率范围． 2．知道超声的特点及超声技术在生产、生活、科技和国防等方面的应用． 3．知道次声的一般特点和危害性． 自主学习 1．人耳只能听到频率在到 之间的声音，频率高于的声音叫做超声，频率低于的声音叫做次声．2．超声有很强的能力．超声广泛应用于生产、医疗和科学研究等方面．请你列举出两种超声的实际应用：①，②． 3．的声音，叫做次声．能量很高的次声具有极大的力． 4．自然界中，火山爆发、、、 _____等都能产生次声；核爆炸、_____等也能产生次声． 合作探究 知识点1：超声与次声的概念 材P47 第一自然段的正文． 阅读教 】 【总结 (1)可听声：频率在之间． (2)超声波：频率高于Hz． (3)次声波：频率低于Hz ． 是___________Hz ，人耳___________ 【例1】一个声源2min 内振动了720 次，它的频率为 （选填“能”或“不能”）听到该声音；小明同学练声时，发出声音的频率是200Hz，钟振动___________次． 则他的声带每秒 练习 】 【变式 1．蝴蝶飞行时翅膀每分钟振动300—400 次，蜜蜂飞行时翅膀每秒振动300—400 次，为什么凭听觉能发现飞行的蜜蜂而不能发现飞行的蝴蝶？ 知识点2：超声的利用 【活动】阅读教 材P47 至P48“超声” 】 【总结 （1）蝙蝠利用进行导航，所以能够在夜间飞行自如 ． （2）B 超的应用是利用了超声波的能力强的特点． 递 （3）超声雷达又叫做，利用它可以探测海底的深度，这是利用了超声波的能够传 （选填“能量”或“信息”）的特点． 递 （4）利用超声波能将油和水打碎并均匀混合，这是利用了超声波的能够传 （选填“能量”或“信息”）的特点． 【例2】下列不是超声波应用的是( )
多普勒效应次声波和超声波教案
当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到的频率和波源发出的频率有了差别，这种现象叫多普勒效应。两者相互接近时，接收到的频率升高；两者相互远离时，接收到的频率降低。在铁路附近人们会听到急驶而来的火车的鸣笛声音调高昂；火车驰去时，鸣笛声音调变得低沉，就是一例。这种现象是在1842年由奥地利物理学家多普勒加以解释的。 波源与观察者的相对运动有三种情况：一种是波源静止在媒质中，观察者相对于媒质运动；第二种是观察着静止于媒质中，波源相对于媒质运动；第三种情况是波源与观察者都相对于媒质运动 观测者接收到的频率 可用下式求出： 。 式中 是媒质中的波速，v 是观察者相对于媒质的速度（当观察者也向波源运动时，v 取正值；当观察者远离波源运动时，v 取负值。），u 是波源相对于媒质的速度（当波源向观察者运动时，u 取正值；当波源远离观察者运动时，u 取负值。 教师在线 例1．一列正在鸣笛的火车，高速通过某火车站站台的过程中，该火车站站台中部的工作人员听到笛声的频率（ ） A 、变大 B 、变小 C 、先变大后变小 D 、先变小后变大 例2．交通警察静立于公路旁，手中的测速仪发出频率为f 0=2500Hz 的声波，一辆汽车以72km/h 的速度迎面驶来，试求测速仪所接收到的反射波的频率。 同步训练 1．我们骑自行车在公路旁向东走，一辆警车一边发出警报声，一边飞速地从东迎面驶来又飞速向西离去，这一过程中，我们听到的警报声的变化将是（ ） A ．音调先高后低 B ．音调先低后高 C ．音调没有明显变化 D ．频率先高后低 2．如图10－48表示产生机械波的波源O 做匀速运动的情况,图中的圆表示波峰 （1）该图表示的是（ ） A ．干涉现象 B ．衍射现象 C ．反射现象 D ．多普勒效应 （2）波源正在移向（ ） 点 点 点 点 （3）观察到波的频率最低点是（ ） 点 点 点 点 3．关于多普勒效应，下列说法中正确的是（ ） A ．当波源与观察者相对运动时，才会发生多普勒效应 B ．当波源与观察者相对静止时，才会发生多普勒效应 C ．只有机械波能发生多普勒效应 D ．不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应 4．有一测速雷达，发射电磁波频率为f 1，想用它来测量一迎面开来的汽车的车速，设该雷达接收到的从汽车反射回来的反射波频率为f 2，则（ ） A. f 1>f 2 B. f 1=f 2 C. f 1 对位移传感器的认识 桥梁试验是指应用测试手段，对桥梁结构的整体或主要部件进行检测,了解桥梁结构及其部件的工作状态和承载能力,以验证桥梁结构的设计计算理论，检验施工质量和发现运用中存在的问题等。 桥梁试验用的设备可分为机械式测试仪器，电测仪器和光测仪器三大类。桥梁常使用的机械式测试仪器，主要有应变计、位移计和振动仪等三大类。电测仪器一般由传感器、电子测量仪器（主机）和指示记录装置组成。 一，概述 传感器。根据其测试内容的不同，可分为应变传感器、反力传感器、位移传感器、振动传感器等。根据其转换的原理不同，可分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器、压电式传感器等。其中电阻应变片是在桥梁电测中应用最广泛的一种传感器，它是利用一些金属丝的电阻随其在长度方向的应变，在一定范围内保持线性关系的原理制成的。为了增大电阻的变化量和减少应变片的长度，通常采用高电阻率的电阻丝绕制成栅状，做成应变片。测试时，把它牢固地粘贴在测点上，当测点处的基材发生应变时，电阻应变片随之发生应变，其电阻值也作相应的改变，这就达到了非电量向电量的转换。电阻应变片不但可以测量应变，而且在加上一些附件之后，可以对位移和振动等进行测量。 位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，位移传感器超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。 二，各种传感器的特点 电感式位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。 光电式位移传感器利用激光三角反射法进行测量，对被测物体材质没有任何要求，主要影响为环境光强和被测面是否平整。比如公路测量用到真尚有的激光位移传感器，就对传感器进行了特殊配置，与普通情况不一样。 位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量，位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测，大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高（目前分辨率最高的可达到纳米级）、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。 三，辨向原理 在实际应用中，位移具有两个方向，即选定一个方向后，位移有正负之分，因此用一个光电元件测定莫尔条纹信号确定不了位移方向。为了辨向，需要有π/2相位差的两个莫尔条纹信号。如图2，在相距1/4条纹间距的位置上安放两个光电元件，得到两个相位差π/2的电信号u01和u02，经过整形后得到两个方对位移传感器的认识