2022年《機(jī)電一體化技術(shù)》課程教案第三章

1、精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -教案2021 2021 學(xué)年第一學(xué)期主講教師梁杰課程名稱機(jī) 電 一 體 化 技 術(shù)課程類別專業(yè)必修課學(xué) 時(shí) 及 學(xué) 分48 學(xué)時(shí) 3 學(xué)分授課班級(jí)使用教材機(jī)械 07 機(jī)電方向姜培剛機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)20XX年 9 月第一版系 院 、 部 工程機(jī)械系 教研室 試驗(yàn)室 機(jī)械電子技術(shù)課時(shí)授課計(jì)劃精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 1 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -課次序號(hào)：5一、課題： 3傳感器檢測(cè)及其

2、接口技術(shù)3.1 傳感器概述3.2 工程機(jī)械常用傳感器一、車速（轉(zhuǎn)速）傳感器二、課型：課堂講授三、目的要求：使同學(xué)明白傳感器的組成、分類、常用性能指標(biāo)；熟識(shí)工程機(jī)械常用車速（轉(zhuǎn)速）傳感器的組成、原理、特點(diǎn)和使用；明白測(cè)速電子電路的組成、計(jì)數(shù)測(cè)頻和測(cè)周期原理；四、重點(diǎn)、難點(diǎn)：接近開(kāi)關(guān)、集成霍爾開(kāi)關(guān)的組成、原理和使用方法；五、教學(xué)方法及手段： （1）結(jié)合實(shí)物，采納啟示式教學(xué)，講授中留意理論結(jié)合實(shí)際；（2） 在講授接近開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)形式時(shí)，可適當(dāng)擴(kuò)展，如通過(guò)接近開(kāi)關(guān)掌握三相溝通電 機(jī)，介紹一下相應(yīng)的電路，包括電機(jī)的愛(ài)護(hù)電路；（ 3）測(cè)頻方法在中的測(cè)周期法，可不畫組成框圖，而只介紹與計(jì)數(shù)測(cè)頻法的主要區(qū)分：即

3、用傳感器的信號(hào)脈沖去掌握門 電路的開(kāi)閉；六、參考資料：1、張建民等編著的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高等訓(xùn)練出版社；2、梁景凱主編的機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社；3、傳感器方面的參考書；七、作業(yè)： 3-1， 3-2八、授課記錄：授課日期班次九、授課成效分析 ：教學(xué)成效較好；十、教學(xué)進(jìn)程（教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)準(zhǔn)時(shí)間安排等）1、復(fù)習(xí)：摩擦對(duì)系統(tǒng)性能的影響：動(dòng)態(tài)滯后、穩(wěn)態(tài)誤差和低速抖動(dòng)；阻尼對(duì)系統(tǒng)精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 2 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -的動(dòng)態(tài)性能影

4、響較大；傳動(dòng)間隙：位置不同，影響不同；對(duì)于伺服系統(tǒng)，期望慣量小一些；系統(tǒng)工作過(guò)程中，應(yīng)限制彈性變形；各級(jí)傳動(dòng)比的正確安排原就有三個(gè)；2、導(dǎo)入課題：機(jī)電一體化系統(tǒng)一般為閉環(huán)系統(tǒng)，系統(tǒng)工作中需要不斷檢測(cè)系統(tǒng)的輸出，然后反饋到輸入端，傳感器的精度和性能直接影響了系統(tǒng)的精度的性能，是一個(gè)關(guān)鍵部件；轉(zhuǎn)速和車速是工程機(jī)械掌握系統(tǒng)常常需要檢測(cè)的一個(gè)物理量，車速通常是通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)的；3、教學(xué)內(nèi)容：（1）傳感器概述傳感器的組成，分類，主要性能指標(biāo)（2）磁電式轉(zhuǎn)速傳感器（3）測(cè)速發(fā)電機(jī)（4）舌簧開(kāi)關(guān)（5）接近開(kāi)關(guān)（6）霍爾開(kāi)關(guān)（7）測(cè)速系統(tǒng)組成、計(jì)數(shù)測(cè)頻和測(cè)周期原理；4、課堂總結(jié)：傳感器是機(jī)電一體化系統(tǒng)的

5、一個(gè)關(guān)鍵部件，傳感器的精度和性能直接影響了系統(tǒng)的精度的性能；轉(zhuǎn)速和車速是工程機(jī)械掌握系統(tǒng)常常需要檢測(cè)的一個(gè)物理量，車速通 常是通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)的；常用的轉(zhuǎn)速傳感器：磁電式、測(cè)速發(fā)電機(jī)、舌簧開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、霍爾開(kāi)關(guān)，測(cè)速系統(tǒng)的測(cè)頻方法：計(jì)數(shù)測(cè)頻和測(cè)周期；5、布置作業(yè)3-1，3-2課時(shí)授課計(jì)劃精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 3 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -課次序號(hào)：6一、課題： 3.2 工程機(jī)械常用傳感器二、常用稱重傳感器三、常用溫度傳感器二、課型：課堂講授三、目

6、的要求：通過(guò)該次課的學(xué)習(xí)，使同學(xué)熟識(shí)工程機(jī)械常用溫度傳感器和稱重傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法；四、重點(diǎn)、難點(diǎn)：本次課的重點(diǎn)是熱電偶和半導(dǎo)體溫度傳感器以及應(yīng)變片式力傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及使用；五、教學(xué)方法及手段：結(jié)合實(shí)物，采納啟示式教學(xué)，講授中留意理論結(jié)合實(shí)際；六、參考資料：1、張建民等編著的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高等訓(xùn)練出版社；2、梁景凱主編的機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社；3、傳感器方面的參考書；七、作業(yè)：3-3，3-4八、授課記錄：授課日期班次九、授課成效分析 ：教學(xué)成效較好；十、教學(xué)進(jìn)程（教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)準(zhǔn)時(shí)間安排等）精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 4

7、頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -1、復(fù)習(xí)：車速通常是通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)的；常用的轉(zhuǎn)速傳感器：磁電式、測(cè)速發(fā)電機(jī)、舌簧開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、霍爾開(kāi)關(guān)，測(cè)速系統(tǒng)的測(cè)頻方法：計(jì)數(shù)測(cè)頻和測(cè)周期；2、導(dǎo)入課題：工程機(jī)械中溫度的測(cè)量實(shí)例：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫、機(jī)油溫度、液壓油溫度；拌和設(shè)備中的瀝青溫度、骨料溫度和成品料溫度；稱重計(jì)量實(shí)例：瀝青拌和設(shè)備中的骨料計(jì)量，穩(wěn)固土拌和設(shè)備中的冷料計(jì)量；其它應(yīng)用：測(cè)溫：空調(diào)，冰箱；稱重：載重汽車的軸載稱重，地磅等；3、教學(xué)內(nèi)容：（1）稱重傳感器應(yīng)變片式傳感器的特點(diǎn)， 應(yīng)變片式稱重傳

8、感器的結(jié)構(gòu)和原理，電橋轉(zhuǎn)換電路，多個(gè)傳感器的連接方法；（2）鉑電阻（3）熱敏電阻（4）熱電偶（5）模擬集成溫度傳感器（6）智能溫度傳感器4、課堂總結(jié)：稱重傳感器和溫度在工程機(jī)械中應(yīng)用廣泛，常用稱重傳感器：應(yīng)變片式；常用溫度傳感器：鉑電阻、熱敏電阻、熱電偶、模擬集成溫度傳感器、智能溫度傳感器；5、布置作業(yè)3-3，3-4課時(shí)授課計(jì)劃精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 5 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -課次序號(hào)：7一、課題： 3.3 傳感器接口技術(shù)二、課型：課堂講授三、目的要

9、求：通過(guò)該次課的學(xué)習(xí)，使同學(xué)熟識(shí)在傳感器輸出不同形式和大小的信號(hào)情形下，傳感器與運(yùn)算機(jī)之間的接口電路的組成、原理、特點(diǎn)；四、重點(diǎn)、難點(diǎn)：本次課的重點(diǎn)是接口電路的組成、特點(diǎn)以及抗干擾措施；五、教學(xué)方法及手段：采納啟示式教學(xué)，講授中留意理論結(jié)合實(shí)際；六、參考資料：1、張建民等編著的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高等訓(xùn)練出版社；2、梁景凱主編的機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社；3、運(yùn)算機(jī)接口方面的參考書；七、作業(yè)：3-5，3-6八、授課記錄：授課日期班次九、授課成效分析 ：教學(xué)成效較好；十、教學(xué)進(jìn)程（教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)準(zhǔn)時(shí)間安排等）1、復(fù)習(xí)：稱重傳感器和溫度在工程機(jī)械中應(yīng)用廣泛，常用稱重傳感器： 應(yīng)變片式

10、；常用溫度傳感器：鉑電阻、熱敏電阻、熱電偶、模擬集成溫度傳感器、智能溫度傳感精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 6 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -器；2、導(dǎo)入課題：目前以運(yùn)算機(jī)（如單片機(jī)、PLC等）為核心的測(cè)控系統(tǒng)在工程機(jī)械中應(yīng)用廣泛，而傳感器輸出的模擬量或脈沖量信號(hào)不能被CPU所識(shí)別，為此必需在傳感器和 CPU之間增加一連接電路，用來(lái)將傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為運(yùn)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量的電路，該連接電路就是接口電路；3、教學(xué)內(nèi)容：傳感器在以下不同輸出情形下的與運(yùn)算機(jī)之間接口

11、電路的組成、原理、特點(diǎn)：（1） 大信號(hào)和小信號(hào)模擬電壓情形；（2） 大信號(hào)和小信號(hào)模擬電流情形；（3） 頻率量輸出；數(shù)字量輸出；（4） 開(kāi)關(guān)量輸出；4、課堂總結(jié)：接口電路用來(lái)將傳感器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為運(yùn)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量；當(dāng)傳感器輸出的信號(hào)形式不同時(shí)，其與運(yùn)算機(jī)之間接口電路的組成也不同；5、布置作業(yè)3-5，3-6課時(shí)授課計(jì)劃課次序號(hào)：8精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 7 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -一、課題： 3.4 數(shù)據(jù)處理技術(shù)一、傳感器前期信號(hào)處理二、課型：課

12、堂講授三、目的要求：通過(guò)該次課的學(xué)習(xí)，使同學(xué)熟識(shí)由運(yùn)算放大器組成的各種信號(hào)放大電路的組成和原理，明白硬件濾波電路的分類、參數(shù)和原理；四、重點(diǎn)、難點(diǎn)：本次課的重點(diǎn)是運(yùn)算放大器的特性、各種信號(hào)放大電路的組成和原理；五、教學(xué)方法及手段：采納啟示式教學(xué)，講授中留意理論結(jié)合實(shí)際，復(fù)習(xí)相關(guān)的學(xué)問(wèn)；六、參考資料：1、張建民等編著的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高等訓(xùn)練出版社；2、梁景凱主編的機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社；3、模擬電路方面的各種參考書；七、作業(yè)：3-7， 3-8八、授課記錄：授課日期班次九、授課成效分析 ：教學(xué)成效較好；十、教學(xué)進(jìn)程（教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)準(zhǔn)時(shí)間安排等）1、復(fù)習(xí)：運(yùn)算放大器的基本學(xué)問(wèn)

13、；2、導(dǎo)入課題：對(duì)于輸出模擬量的傳感器，其輸出信號(hào)通常較弱，為了滿意后續(xù)電精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 8 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -路對(duì)信號(hào)幅度的要求，必需對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行放大，目前常用的放大器件為運(yùn)算放大器；傳感器輸出的模擬量中通常帶有干擾信號(hào)，因此必需將這些無(wú)用的信號(hào)濾掉，以防止對(duì)正常信號(hào)產(chǎn)生影響；3、教學(xué)內(nèi)容：（1）運(yùn)算放大器的特性；（2）基本同相放大器電路；（3）基本反相放大器電路；（4）測(cè)量放大器與程控增益放大器組成、原理；（5）濾波器：濾波器的

14、分類，頻率特性，用途，各種硬件濾波電路的組成、原理；4、課堂總結(jié)：信號(hào)放大和濾波是傳感器數(shù)據(jù)處理的一個(gè)特別重要的環(huán)節(jié)，依據(jù)傳感器輸出信號(hào)的特點(diǎn)以及工作環(huán)境的不同，可選用不同的運(yùn)算放大電路；濾波器應(yīng)依據(jù)干擾信號(hào)的頻率特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)；5、布置作業(yè)3-7，3-8課時(shí)授課計(jì)劃課次序號(hào)：9精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 9 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -一、課題： 3.4數(shù)據(jù)處理技術(shù)二、傳感器非線性補(bǔ)償原理三、數(shù)字濾波四、標(biāo)度變換二、課型：課堂講授三、目的要求：通過(guò)該次課的學(xué)習(xí)，

15、使同學(xué)明白傳感器為什么要進(jìn)行非線性補(bǔ)償以及非線性補(bǔ)償?shù)姆椒ā⒐ぷ髟?、特點(diǎn)；熟識(shí)數(shù)字濾波的特點(diǎn)、常用的數(shù)字濾波方法、適用范疇；把握傳感器數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換目的、方法；四、重點(diǎn)、難點(diǎn)：本次課的重點(diǎn)是數(shù)字濾波的常用方法、適用范疇以及傳感器數(shù)據(jù)的標(biāo)度變換方法；五、教學(xué)方法及手段：采納啟示式教學(xué)，講授中留意理論結(jié)合實(shí)際；六、參考資料：1、張建民等編著的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，高等訓(xùn)練出版社；2、梁景凱主編的機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社；3、運(yùn)算機(jī)檢測(cè)方面的參考書；七、作業(yè)： 3-9， 3-10八、授課記錄：授課日期班次九、授課成效分析 ：教學(xué)成效較好；十、教學(xué)進(jìn)程（教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)準(zhǔn)時(shí)間安排等）1、

16、復(fù)習(xí)：信號(hào)放大和濾波是傳感器數(shù)據(jù)處理的一個(gè)特別重要的環(huán)節(jié)，依據(jù)傳感器輸出信號(hào)的特點(diǎn)以及工作環(huán)境的不同，可選用不同的運(yùn)算放大電路；濾波器應(yīng)依據(jù)干精選名師 優(yōu)秀名師 - - - - - - - - - -第 10 頁(yè)，共 11 頁(yè) - - - - - - - - - -精品word 名師歸納總結(jié) - - - - - - - - - - - -擾信號(hào)的頻率特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)；2、導(dǎo)入課題：傳感器以及檢測(cè)電路的輸入- 輸出特性通常都帶有肯定的非線性，為了使整個(gè)測(cè)量范疇的靈敏度一樣，以便于讀數(shù)及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，要進(jìn)行非線 性補(bǔ)償；傳感器輸出信號(hào)中的干擾信號(hào)除了可用硬件濾波外，仍可用成效更好、使用更敏捷的軟件濾波；3、教學(xué)內(nèi)容：（1）傳感器進(jìn)行非線性補(bǔ)