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4電阻傳感器16、云無心以出岫,鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌,斑白歡游詣。18、福不虛至,禍不易來。19、久在樊籠里,復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林,池魚思故淵。4電阻傳感器4電阻傳感器16、云無心以出岫,鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌,斑白歡游詣。18、福不虛至,禍不易來。19、久在樊籠里,復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林,池魚思故淵。第六章電阻傳感器第一節(jié)電位器傳感器第二節(jié)電阻應(yīng)變傳感器第三節(jié)熱電阻傳感器被測量變化導(dǎo)致電阻、電感或電容量變化的敏感元件統(tǒng)稱為電參數(shù)傳感器。
第一節(jié)電位器傳感器一、組成與原理1、組成:常用電位器傳感器由電位器(骨架、電阻絲)和觸點機(jī)構(gòu)(電刷等)電位器傳感器。2、要求:被測量需要有一定的功率輸出,后級輸入電阻要大。3、特點:輸出功率大,測量線路簡單,但線性與精度不高。耐久跑是周期性的大強(qiáng)度運動項目,能培養(yǎng)持久奔跑能力和速度耐力。它要求運動者的中樞神經(jīng)系統(tǒng)具備較高的機(jī)能穩(wěn)定性,心血管機(jī)能與運動機(jī)能相適應(yīng)。經(jīng)過長時間實際鍛煉,心臟功能、呼吸功能得到提高。在冬冷夏熱和疲勞的耐久跑練習(xí)中還培養(yǎng)學(xué)生的意志品質(zhì)。耐久跑既要求有一定的速度,又要求有一定的耐力,因而在教學(xué)要緊緊抓住速度、耐力這個主要矛盾來安排教學(xué)。采用短跑、中跑和超長段跑(包括野跑)以及其他形式的練習(xí)。從生理角度分析,耐久跑成績?nèi)Q于人體在活動中攝取外界空氣中氧的水平和無氧條件下的工作能力。100米跑無氧代謝占50%左右,有氧代謝占10%左右。500米跑無氧代謝占60%左右,有氧代謝40%左右;1000米跑無氧代謝占5%左右,無氧代謝可以提高血液中堿貯備量,從而可以中和無氧代謝過程中所產(chǎn)生的乳酸,提高中樞神經(jīng)在弱酸環(huán)境中的工作能力。反復(fù)多次的最大強(qiáng)度練習(xí),能增強(qiáng)人體最大負(fù)荷能力,提高速度。但短跑又會產(chǎn)生不利的一面,過多的強(qiáng)度跑,人體本身會產(chǎn)生大量乳酸,酸堿度失去平衡,導(dǎo)致肌肉神經(jīng)興奮性下降,肌肉疲勞無力。反復(fù)多次耐久跑練習(xí),可提高人體呼吸系統(tǒng)和心血管機(jī)能水平,而且掌握了運動時要適當(dāng)加深呼吸深度的方法,最大攝氧量水平升高。但單純練長跑容易制成慢定型,這就要求我們變換練習(xí)方法和內(nèi)容,采用短、中、長距離練習(xí),有利于提高速度耐力,克服無氧和有氧代謝練習(xí)所造成的不利因素。合理安排運動負(fù)荷是提高耐久跑練習(xí)水平的重要手段。量和強(qiáng)度是運動負(fù)荷的兩個方面,兩者是對立統(tǒng)一,相輔相成的,可以互相促進(jìn),不斷提高。在練習(xí)時要根據(jù)中學(xué)的特點和具體情況,從實際出發(fā)??偟呢?fù)荷不能太大,1000米跑時,一開始應(yīng)是勻速跑,在300和400米時開始沖刺。鑒于上述理論基礎(chǔ),在具體教學(xué)中,要首先對學(xué)生講清耐久跑的意義,講清耐久跑中出現(xiàn)“極點”的原因和解決方法,注意掌握適宜的量和強(qiáng)度,同時在教學(xué)中要身體力行,注意對學(xué)生意志品質(zhì)的培養(yǎng)。初一時,通過學(xué)習(xí)原地擺臂,體會擺臂與呼吸的結(jié)合,先學(xué)習(xí)小步跑,再由小步跑轉(zhuǎn)入中速跑,注意跑與呼吸結(jié)合好。適當(dāng)加一些高抬腿跑、后蹬跑,連續(xù)單腳跳等輔助練習(xí)。初二時,在初一學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開始進(jìn)行彎道路教學(xué),彎道跑教學(xué)要與耐久跑結(jié)合進(jìn)行。同時出現(xiàn)變速跑,要求快和慢跑交替進(jìn)行練習(xí),發(fā)展速度耐力。三年教學(xué)中要安排越野跑,但距離、強(qiáng)度要有不同安排,注意遵循循序漸進(jìn)的原則。為了避免使學(xué)生感到枯燥單調(diào),易疲勞的現(xiàn)象,可采用多種教學(xué)手段,變換跑的形式。如“8”字跑、蛇形跑、游戲等方法。除上述體育課堂教學(xué)外,讓學(xué)生利用早操、課外活動或者從家中到學(xué)校這段路程進(jìn)行耐久跑練習(xí),借以鞏固課堂中學(xué)到的知識和方法,養(yǎng)成經(jīng)常鍛煉身體的好習(xí)慣。強(qiáng)國必先強(qiáng)教,優(yōu)先發(fā)展教育對建設(shè)社會主義現(xiàn)代化中國具有決定性的戰(zhàn)略意義。但是,我國城鄉(xiāng)之間教育呈“二元結(jié)構(gòu)”,英語教育差距尤為突出。教育大計,教師為本,要實現(xiàn)推進(jìn)義務(wù)教育均衡發(fā)展,建立城鄉(xiāng)一體化的義務(wù)教育發(fā)展機(jī)制(《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》討論稿),必須制定切實可行的教師發(fā)展計劃,提高教師隊伍素質(zhì)。本課題擬通過梳理國內(nèi)外有關(guān)外語教師教育以及教師發(fā)展的文獻(xiàn),從教育學(xué)和社會語言學(xué)視角研究我國農(nóng)村英語教師發(fā)展規(guī)劃。1研究目的中國正處在本土型國家向國際化國家的轉(zhuǎn)型期,進(jìn)入雙言(普通話和方言)雙語(漢語和英語)的社會是必然的發(fā)展形勢(李宇明,2009),因此,急需布局合理的外語教育規(guī)劃。由于中國社會區(qū)域發(fā)展不平衡,農(nóng)村基礎(chǔ)教育尤其是英語教育弱勢地位比較突出(陳衍南,2009),使現(xiàn)代外語教育方面出現(xiàn)了“城市與農(nóng)村的二元結(jié)構(gòu)”(仲田陽一,2009)?,F(xiàn)階段,中國政府出臺一系列解決“三農(nóng)問題”的政策,有質(zhì)量的教育公平是農(nóng)村義務(wù)教育發(fā)展的人文關(guān)懷,而農(nóng)村教師隊伍建設(shè)與發(fā)展是實現(xiàn)教育公平的重要保障。但是,理論層面,針對農(nóng)村英語教師發(fā)展的研究寥寥無幾,教師發(fā)展規(guī)劃更無從談起,沒有科學(xué)合理的論證與布局,教師發(fā)展問題必然不能得到解決;實踐層面,盡管財政上國家大幅度增加農(nóng)村學(xué)校建設(shè)投資,但軟環(huán)境方面,英語師資力量薄弱,學(xué)歷偏低,教學(xué)手段與方法落后等問題沒有得到改善,有限的教師培訓(xùn)內(nèi)容單一、缺乏創(chuàng)新,沒有有效的專業(yè)引領(lǐng)(蔡永紅,2009)。這些問題亟待探討并尋求解決之道。1國外語言教師教育研究國外外語教師教育研究始于1990年,標(biāo)志是Richards&Nunan第一本探討外語教師教育的書《第二語言教師教育》(張蓮,2008)。美國80年代后外語教師資格標(biāo)準(zhǔn)中也體現(xiàn)了“專業(yè)發(fā)展”的特征,即外語教師不僅接受知識、技能的培養(yǎng)教育,而且強(qiáng)調(diào)教師是“反思實踐者”,有強(qiáng)烈的自我專業(yè)發(fā)展意識。2002年頒布的《美國外語教師協(xié)會外語教師準(zhǔn)備計劃標(biāo)準(zhǔn)》將“專業(yè)化”列入6項標(biāo)準(zhǔn)之一(賈愛武,2006)。近年來有關(guān)教師發(fā)展的研究型論文也有多樣化發(fā)展趨勢,論文涉及到教師學(xué)習(xí)機(jī)會與支持(Feiman-Nemser,2001),職前教育(Grossman&McDonald,2008),教師發(fā)展政策建言(Glaeser,2008),教師職業(yè)發(fā)展模式研究(Whitcomb&Borko,2009)等各個層面。教師專業(yè)發(fā)展途徑一直是教師教育研究的重點。就外語教師的專業(yè)發(fā)展途徑而言,不同學(xué)者提出了各種建議。Wallace(1991)提出了3個模式來概括外語教師的專業(yè)發(fā)展途徑:學(xué)徒模式(craftmodel),即新教師像學(xué)徒一樣觀察和模仿有經(jīng)驗的教師(師傅),逐漸積累自己的經(jīng)驗,逐漸提高教學(xué)水平。應(yīng)用科學(xué)模式(appliedsciencemodel),即教師學(xué)習(xí)外語教學(xué)理論,用理論指導(dǎo)教學(xué)實踐,改進(jìn)自己的教學(xué)。反思模式(reflectivemodel),即教師在教學(xué)實踐中觀察他人教學(xué)的同時反思自己的教學(xué),并結(jié)合理論指導(dǎo),提高自己的教學(xué)水平。隨著對教學(xué)本質(zhì)認(rèn)識的深化,90年代以來,外語教師培養(yǎng)開始從側(cè)重技術(shù)行為的“教師培訓(xùn)”模式轉(zhuǎn)向側(cè)重認(rèn)識能力的“教師發(fā)展”模式。Richards&Farrell(2005)全面研究了職前專業(yè)訓(xùn)練結(jié)束之后教師自主發(fā)展的途徑,并歸納了語言教師教育和發(fā)展的11種策略:教師工作坊(workshop)、自我監(jiān)督(self-monitoring)、教師支持小組(teachersupportgroups)、撰寫教學(xué)日志(teachingjournal)、同伴觀察(peerobservation)、教學(xué)檔案(teachingportfolios)、關(guān)鍵事件分析(analyzingcriticalincidents)、案例研究(caseanalysis)、同伴輔導(dǎo)(peercoaching)、團(tuán)隊教學(xué)(teamteaching)、行動研究(actionresearch)。3國內(nèi)語言教師教育研究參照國外教師發(fā)展研究,我國應(yīng)該在全球化時代背景下尋找一條本土化的英語教師發(fā)展道路。我國外語教師發(fā)展研究論文的數(shù)量在近10年有了一個質(zhì)的飛躍,研究內(nèi)容涵蓋了教師專業(yè)知識(李晶潔,2002;吳一安,2005)、教師科研能力(束定芳,2002;楊忠,張紹杰,2001)、教師現(xiàn)代信息技術(shù)(謝徐萍,2005;蔡青,2007)、教師信念(鄭新民、蔣群英,2005)、教師培訓(xùn)(周燕,2005)等多方面內(nèi)容。根據(jù)1978-2009年國家哲學(xué)社會科學(xué)基金與教育部人文社科基金立項中外語教學(xué)研究領(lǐng)域的統(tǒng)計,以教師為研究對象的有2項,吳一安(2001)教育部基地重大課題“高校英語師資培養(yǎng)理論與模式研究”探究了我國高校優(yōu)秀英語教師專業(yè)發(fā)展的規(guī)律性特點、階段性特征和優(yōu)秀教師專業(yè)發(fā)展的成因(束定芳,2009)。4農(nóng)村教育研究農(nóng)村教育領(lǐng)域的研究也是國內(nèi)外教育界研究的重大課題,2009年美國學(xué)者Sargent&Hannum根據(jù)甘肅71所鄉(xiāng)村小學(xué)教師的合作學(xué)習(xí)模式撰文,研究中國農(nóng)村教育背景下的教師發(fā)展問題。2009年12月教育部人文社會科學(xué)重點研究基地“東北師范大學(xué)農(nóng)村教育研究所”召開的“公平質(zhì)量效率:農(nóng)村教育的政策抉擇”就有來自國內(nèi)外百位專家學(xué)者的參與,其中,包金玲“構(gòu)建大學(xué)聯(lián)盟的中小學(xué)骨干教師培訓(xùn)制度”和王海燕“U-D合作下農(nóng)村教師培訓(xùn)生活的現(xiàn)狀調(diào)研”都提出了大學(xué)與區(qū)縣合作開展農(nóng)村教師培訓(xùn)項目的理念與經(jīng)驗。5農(nóng)村外語教師發(fā)展規(guī)劃從職業(yè)發(fā)展需要的角度,教學(xué)是復(fù)雜的認(rèn)知活動,外語教師需要接受專門的訓(xùn)練并不斷地發(fā)展職業(yè)素養(yǎng)才能成長為合格的英語教師。同時,教師是教育改革的實踐者,是教育改革成敗的關(guān)鍵,外語教師的專業(yè)素質(zhì)發(fā)展自然是改革的關(guān)鍵問題之一。基于此,本文提出了農(nóng)村英語教師發(fā)展策略的“三階段”理念:第一階段,整合國內(nèi)外語言教師教育及發(fā)展理論,研究農(nóng)村英語教師應(yīng)具備的素質(zhì),其中包括:教師的語言素質(zhì);教師的教學(xué)觀念;教師的理論水平;教師的教學(xué)技能;教師的自主發(fā)展意識和教師的學(xué)習(xí)理念。第二階段,開展調(diào)查研究,分析現(xiàn)狀及發(fā)展需要:教師的學(xué)歷、年齡、性別結(jié)構(gòu);農(nóng)村英語生師比;教師現(xiàn)階段的交流、研究手段;教師在職教育所遇到的問題與困難;教師對現(xiàn)代信息技術(shù)的了解與采用;教師對培訓(xùn)的需求。第三階段,發(fā)展策略研究,對教師采取實驗性參與式培訓(xùn)和課堂反思教學(xué),并依據(jù)反饋與后效研究相應(yīng)的發(fā)展策略:教師對培訓(xùn)的反饋及后效;教師職業(yè)生涯規(guī)劃;如何發(fā)展大學(xué)聯(lián)盟的農(nóng)村英語教師培訓(xùn);發(fā)揮鄉(xiāng)土資源優(yōu)勢,培養(yǎng)本土型教師;樹立教師終身學(xué)習(xí)的職業(yè)發(fā)展意識;教師發(fā)展內(nèi)容;教師發(fā)展途徑。三階段策略研究旨在在大教育觀前提下了解農(nóng)村基礎(chǔ)英語教學(xué)中的教師問題,對促進(jìn)我國外語教學(xué)“一條龍”改革研究具有指導(dǎo)意義,對外語教育實現(xiàn)多層面多元化的教師教育起了推動作用。外語教師發(fā)展是一個長期的、漸進(jìn)的過程,不能一蹴而就,本研究試圖探尋適合我國農(nóng)村英語教師的發(fā)展之路,力求為進(jìn)一步展開中國農(nóng)村教師發(fā)展研究提供理論與現(xiàn)實依據(jù),為實現(xiàn)我國2020年教育均衡發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)建言獻(xiàn)策。6結(jié)語本文以培養(yǎng)本土型教師,發(fā)揮鄉(xiāng)土文化資源優(yōu)勢的核心價值為導(dǎo)向,探尋適合農(nóng)村英語教師的發(fā)展之路,并為進(jìn)一步展開中國農(nóng)村教師發(fā)展研究提供理論依據(jù)。這對于我國作為世界上農(nóng)村教育規(guī)模最大的國家本身,以及世界語言教育理論與實踐研究具有積極的意義,并為相應(yīng)政策制定建言獻(xiàn)策,具有一定的社會價值。而如何避免日益都市化教育過程中鄉(xiāng)土文化的消亡,農(nóng)村英語教師發(fā)展的內(nèi)容和途徑,教師培訓(xùn)政策的制定和完善是本文作者下一步研究尚需完善之處。4電阻傳感器16、云無心以出岫,鳥倦飛而知還。4電阻傳感器41第六章電阻傳感器第一節(jié)
電位器傳感器第二節(jié)
電阻應(yīng)變傳感器第三節(jié)熱電阻傳感器被測量變化導(dǎo)致電阻、電感或電容量變化的敏感元件統(tǒng)稱為電參數(shù)傳感器。
第六章電阻傳感器第一節(jié)電位器傳感器被測量變2第一節(jié)
電位器傳感器一、組成與原理1、組成:常用電位器傳感器由電位器(骨架、電阻絲)和觸點機(jī)構(gòu)(電刷等)電位器傳感器。2、要求:被測量需要有一定的功率輸出,后級輸入電阻要大。3、特點:輸出功率大,測量線路簡單,但線性與精度不高。第一節(jié)電位器傳感器一、組成與原理3
二、用途把位移量轉(zhuǎn)換為電阻變化傳感器及應(yīng)用技術(shù)123132直線型旋轉(zhuǎn)型二、用途把位移量轉(zhuǎn)換為電阻變化傳4輸出與靈敏度推導(dǎo)RLUxARLUVx作業(yè)VUR4R3R1R2RLx輸出與靈敏度推導(dǎo)RLUxARLUVx作業(yè)VUR4R3R1R25五、噪聲由電刷移動產(chǎn)生(壓力、材料匹配、固有頻率等),階梯特性帶來的階梯誤差。另外,易磨損,壽命短,容易受到振動而改變位置,不便于遙控操作。五、噪聲6一、概念:1.電阻應(yīng)變計是將被測量的力(壓力、荷重、扭力等)通過它所產(chǎn)生的金屬彈性變形轉(zhuǎn)換成電阻變化的敏感元件。它是由電阻應(yīng)變片和測量線路兩部分組成。2、特點:參量類——外加物理量引起參數(shù)變化(R、L、C),屬無源式。
第二節(jié)
電阻應(yīng)變傳感器一、概念:第二節(jié)電阻應(yīng)變傳感器7二、電阻絲式應(yīng)變計結(jié)構(gòu)
用直徑為0.025mm的具有高阻率的電阻絲排列成柵網(wǎng)狀,并粘貼在絕緣的基片上,電阻絲的兩端焊接有引出導(dǎo)線,線柵上面粘貼有覆蓋層(保護(hù)用)??捎腥缦滦螤睿憾?、電阻絲式應(yīng)變計結(jié)構(gòu)8lbl稱應(yīng)變片的標(biāo)距或工作基長b稱應(yīng)變片的工作寬度b*l稱應(yīng)變片的規(guī)格lbl稱應(yīng)變片的標(biāo)距或工作基長9絲式(wiregauge)箔式(foilgauge)通過光刻、腐蝕而成,散熱條件好,電流密度高,靈敏度高,可制成任意形狀。
薄膜式(filmgauge)
真空蒸鍍技術(shù)制成,特點同上。絲式(wiregauge)10三、電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)1、應(yīng)變:由于外因使物體的形狀尺寸所發(fā)生的相對改變。2、工作原理:應(yīng)變效應(yīng)用相對變化量表示:受力后各部分的變化引起電阻的變化
或三、電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)1、應(yīng)變:由于外因使物體的形狀尺寸所發(fā)生11對于直徑為r的圓形截面電阻絲:直徑與長度的關(guān)系系數(shù):泊松系數(shù)太小,可忽略μ=0.3~0.5K=1.6~2ε=10-6~10-3∴對于直徑為r的圓形截面電阻絲:直徑與長度的關(guān)系系數(shù):泊松系數(shù)12靈敏度系數(shù)K的意義:
單位應(yīng)變所引起的電阻相對變化,主要是受力后材料的幾何尺寸變化引起。
3、結(jié)論:
金屬電阻絲的電阻相對變化率與軸向應(yīng)變成正比。
4、特點:
優(yōu)點:穩(wěn)定性和溫度特性好.
缺點:
靈敏度系數(shù)小.
靈敏度系數(shù)K的意義:
單位應(yīng)變所引起的電阻相對變化,13五、電阻應(yīng)變傳感器的測量電路
1、電橋的特點:當(dāng)四個橋臂電阻達(dá)到某一關(guān)系時,電橋輸出為零,可測微小的電阻變化,靈敏度和準(zhǔn)確度均高。下面為直流電橋。U0平衡時:測量前應(yīng)調(diào)零,使輸出值只與電阻的應(yīng)變相關(guān)R1R2R3R4ABCDU五、電阻應(yīng)變傳感器的測量電路U0平衡時:R1R2R3R4AB14電橋的特點(P81):電橋平衡條件:僅由橋臂各參數(shù)之間的關(guān)系確定,與電源電壓及指零器內(nèi)阻無關(guān)。平衡電橋各臂靈敏度相等當(dāng)R1=R2=R3=R4時電橋靈敏度最大R1RxR3ABCDUU0QJ23簡圖QJ23電阻測量范圍:1~106Ω準(zhǔn)確度:0.2級(在100~9999Ω內(nèi))測量1~10-5Ω小電阻應(yīng)用雙電橋。電橋的特點(P81):R1RxR3ABCDUU0QJ23簡152、工作原理:條件:電橋負(fù)載電阻無窮大,ΔRi<<Ri有:1)單臂電橋:R1為應(yīng)變片并且R1=R2=
R3=R4則:應(yīng)變前相等2、工作原理:1)單臂電橋:R1為應(yīng)變片并且R1=162)雙臂電橋:靜態(tài)時:R1=R2=R3=R4R1為拉應(yīng)變片R2為壓應(yīng)變片則:靈敏度為單臂電橋的2倍精度高線性好R1R2R3R4ABCDUU02)雙臂電橋:靈敏度為單臂電橋的2倍R1R2R3R4ABCD173)全橋情況:R1=R2=
R3=R4
均為應(yīng)變片ΔRi/Ri=Kεi則:靈敏度為單臂電橋的4倍精度高線性好R1R2R3R4ABCDUU03)全橋情況:靈敏度為單臂電橋的4倍R1R2R3R4ABCD18結(jié)論:
差動電橋靈敏度高,可克服非線性誤差,并有溫度補(bǔ)償作用(同向誤差抵消)。電橋靈敏度正比于電橋供電電壓,但提高電壓受到應(yīng)變片允許功率的限制。采用高內(nèi)阻的恒流源供電,電橋可減少非線性誤差。R1R2R3R4UU0R1R2R3R4UU0直流電橋的調(diào)零結(jié)論:R1R2R3R4UU0R1R2R3R4UU0直流電橋的19六、半導(dǎo)體應(yīng)變片1、壓阻效應(yīng):
對半導(dǎo)體的某一軸向施加一定的載荷而產(chǎn)生應(yīng)變力時,其電阻率會發(fā)生一定的變化。六、半導(dǎo)體應(yīng)變片對半導(dǎo)體的某一軸向施加一定的載202、壓阻效應(yīng)的大小用壓阻系數(shù)來表示:縱向所受應(yīng)力橫向壓阻系數(shù)縱向壓阻系數(shù)橫向所受應(yīng)力電阻率的相對變化率2、壓阻效應(yīng)的大小用壓阻系數(shù)來表示:縱向所受應(yīng)力橫向壓阻系數(shù)21若只沿其縱向受到應(yīng)力,令則半導(dǎo)體材料的彈性系數(shù)縱向的應(yīng)變其中第一、二項是幾何形狀變化對電阻的影響,其值約為1~2;第三項為壓阻效應(yīng)的影響,其值約為第一、二項的50~70倍。若只沿其縱向受到應(yīng)力,令半導(dǎo)體材料的彈性系數(shù)其中第一、二項是22七、應(yīng)用方法方法一:將電阻應(yīng)變片直接貼在被測點上,用專門的電阻應(yīng)變儀測出該點的應(yīng)變。方法二:將其貼在彈性元件上,彈性元件在被測物理量作用下變形,應(yīng)變片作為傳感元件將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化。3、特點:靈敏系數(shù)高,可測微小應(yīng)變,機(jī)械遲滯和橫向效應(yīng)小,體積小。但溫度穩(wěn)定性差,靈敏系數(shù)非線性大,需補(bǔ)償七、應(yīng)用方法3、特點:23被測量(力)→受力結(jié)構(gòu)的應(yīng)變→電阻的變化率最終電阻變化率與受力結(jié)構(gòu)相關(guān)(形狀、尺寸、材料、熱處理、加工厚度、角度)被測量(力)→受力結(jié)構(gòu)的應(yīng)變→電阻的變化率24電阻傳感器頁課件25誤差分析:1、橫向效應(yīng)橫向縮短作用引起的電阻值的減小對于軸向伸長作用引起的電阻值的增加量起著抵消的作用,它使所測應(yīng)變數(shù)值偏小,或說使應(yīng)變片靈敏系數(shù)減小。彎曲半徑越大,橫向效應(yīng)也越大。通過改變電阻絲排列的形狀可減小之。誤差分析:262、溫度影響:由于環(huán)境溫度改變引起電阻值變化1)由電阻絲溫度系數(shù)α引起;2)由電阻絲與被測件材料的線膨脹系數(shù)α1、α2的不同引起的。當(dāng)溫度變化Δt,應(yīng)變片電阻的增量ΔRt可用下式表示:
ΔRt=RοαΔt+RοK(α1-α2)Δt=Rο[α+K(α1-α2]Δt令αt=α+K(α1-α2)則:ΔRt=RοαtΔt
2、溫度影響:由于環(huán)境溫度改變引起電阻值變化271)熱敏電阻補(bǔ)償(串聯(lián)彈性模量補(bǔ)償電阻器降低電橋輸出電壓)T↑→K↓→U0`↓→U0↓→Rt↓→U0↑2)工作片:承受應(yīng)力補(bǔ)償片:不受應(yīng)力U0不變R3R4U0UR1R0RtR2R1R2R3R4ABCDUU0補(bǔ)償片工作片溫度補(bǔ)償2)工作片:承受應(yīng)力U0不變R3R4U0UR1R0RtR2R282.蠕變自補(bǔ)償:
因其材料的滯彈性效應(yīng)而存在固有微蠕變特性:基底存在粘彈性貼片用粘結(jié)劑存在粘彈性
敏感柵材料滯彈性效應(yīng)迭加后的結(jié)果是呈現(xiàn)或正或負(fù)的蠕變特性補(bǔ)償方法:通過改變敏感柵結(jié)構(gòu)設(shè)計、調(diào)整基底材料配比及關(guān)鍵工藝參數(shù)。選擇蠕變與彈性體固有蠕變數(shù)值相等但方向相反的應(yīng)變計2.蠕變自補(bǔ)償:293.彈性模量自補(bǔ)償:
材料的彈性模量一般隨著環(huán)境溫度的升高而下降根據(jù)虎克定律:ε=δ/E,隨著溫度的升高構(gòu)件的變形量將增大,因而應(yīng)變計所測量的應(yīng)變ε也隨之增加。
補(bǔ)償原理:根據(jù)R/R=Kε,如果應(yīng)變計的靈敏系數(shù)K能隨溫度升高而適當(dāng)降低,則應(yīng)變計的輸出不隨溫度改變。
補(bǔ)償方法:將彈性模量與彈性體材料良好匹配。
補(bǔ)償特點:精度、靈敏度高、穩(wěn)定性好、簡單、價廉。
問題:應(yīng)變計熱輸出值較大,致使傳感器輸出電阻溫度系數(shù)超差,零點溫度漂移較大。應(yīng)兼顧溫度自補(bǔ)償與彈性模量。3.彈性模量自補(bǔ)償:30另外須注意的事項:應(yīng)變極限,疲勞壽命,絕緣電阻,最大電流。
分類應(yīng)變計金屬應(yīng)變計壓電二極管,壓電晶體管半導(dǎo)體應(yīng)變計絲式箔式薄膜式薄模型體型擴(kuò)散型另外須注意的事項:應(yīng)變極限,疲勞壽命,絕緣電阻,最大電流。31第二節(jié)熱電阻傳感器概念:利用電阻隨溫度變化的特性制成的傳感器。主要檢測參數(shù):溫度、與溫度有關(guān)的參量。分類(性質(zhì)):1)金屬熱電阻(熱電阻)2)半導(dǎo)體熱電阻(熱敏電阻)第二節(jié)熱電阻傳感器概念:利用電阻隨溫度變化的特性制成的傳感32一、金屬熱電阻(熱電阻)1、材料:要求有大的、穩(wěn)定的溫度系數(shù),ρ大,線性好,性能穩(wěn)定,便于生產(chǎn)(銅、鉑、鎳)。2、特點:測溫精度較高,范圍廣(-200~600
0C),穩(wěn)定性、重復(fù)性好。但熱慣性大,靈敏度低。3、結(jié)構(gòu):熱電阻是由電阻體、絕緣套管和接線盒等主要部件組成的,電阻絲是熱電阻的最主要部分。一、金屬熱電阻(熱電阻)334、幾種熱電阻1)鉑電阻阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系為:其中:A,B,C為常數(shù)4、幾種熱電阻其中:A,B,C為常數(shù)34特點:精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。測溫范圍廣。我國分度:
R0=46ΩBA1
R0=100ΩBA2
R100/R0=1.391結(jié)構(gòu):用很細(xì)的鉑絲繞在云母片制成的平板性支架上,鉑絲繞組的出線端與銀絲引出線相焊,并穿上瓷套管加以絕緣和保護(hù)。微型鉑電阻:特點是體積小,熱慣性小,氣密性好特點:精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。352)銅電阻適用范圍:-50~1500C,精度要求不高的場合優(yōu)點:銅的電阻與溫度呈線性關(guān)系電阻溫度系數(shù)高易提純,價格便宜缺點:機(jī)械強(qiáng)度不高、易氧化等,溫度范圍小。阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系為:α=4.25~4.28×10-3/0C分度號:GR0=53ΩWZG型(常用銅熱電阻)3)其它金屬熱電阻:銦電阻,錳電阻,碳電阻2)銅電阻阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系為:365、測溫電路:
用電橋作為傳感器的測量電路,在進(jìn)行溫度測量時特點是精度高,適于測低溫。
熱電阻的三線制:工業(yè)上用的鉑電阻的引線為三根,目的是消除連接線電阻的影響。
R2RtR4RtR1tμAt5、測溫電路:
用電橋作為傳感器的測量電路,在進(jìn)行溫度37二、熱敏電阻1)分類:直熱式:由金屬氧化物粉料(半導(dǎo)體)按一定比例擠壓成型。旁熱式:除半導(dǎo)體外還有金屬絲繞制的加熱器。2)特點:非線性:R與T呈指數(shù)關(guān)系
V與I的變化不服從歐姆定律二、熱敏電阻V與I的變化不服從歐姆定律38穩(wěn)定性差,一致性差(同一型號差3~5%)靈敏度高(可測量0.001~0.005度的微小變化)熱慣性小,結(jié)構(gòu)簡單,使用廣泛。
本身電阻止在3~700KΩ,可用于遠(yuǎn)距離測量在-50~350度范圍內(nèi),線性度好特點:穩(wěn)定性差,一致性差(同一型號差3~5%)特點39片式負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻BN系列珠狀NTC熱敏電阻器GN系列玻殼型NTC熱敏電阻器PN系列功率型NTC熱敏電阻器SN系列溫度傳感器片式負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻BN系列珠狀NTC熱敏電阻器GN系列玻403)溫度特性:NTC:具有負(fù)溫度系數(shù),阻值隨溫度升高而下降,一般-50~3000CPTC:具有正溫度系數(shù),阻值隨溫度升高而升高NTC與PTC均有突變型與緩變型,但NTC以緩變型多,PTC以突變型多。電阻溫度系數(shù)大:NTC-2~-6%/0C
PTC1~10%/0C3)溫度特性:41作業(yè)
作業(yè)424)用途測微弱的溫度變化,點溫、面溫,快速溫度測量,低精度測溫;溫度補(bǔ)償;溫度開關(guān);溫度控制;穩(wěn)定振幅、放大倍數(shù)、輸出電壓等。4)用途43熱電阻的測溫電路:電橋測溫R2R3R4A-
+
UR2R3R4BUA+-R1tR1t雙橋溫差測量電路熱電阻的測溫電路:電橋測溫R2R3R4A-+U44R2R3R4U0URtR1tR0溫度補(bǔ)償例:應(yīng)變片測量的溫度補(bǔ)償R2R3R4U0URtR1tR0溫度補(bǔ)償45
1、最靈繁的人也看不見自己的背脊?!侵?/p>
2、最困難的事情就是認(rèn)識自己。——希臘
3、有勇氣承擔(dān)命運這才是英雄好漢?!谌?/p>
4、與肝膽人共事,無字句處讀書。——周恩來
5、閱讀使人充實,會談使人敏捷,寫作使人精確?!喔?/p>
1、最靈繁的人也看不見自己的背脊。——非洲
2、最困464電阻傳感器16、云無心以出岫,鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌,斑白歡游詣。18、福不虛至,禍不易來。19、久在樊籠里,復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林,池魚思故淵。4電阻傳感器4電阻傳感器16、云無心以出岫,鳥倦飛而知還。17、童孺縱行歌,斑白歡游詣。18、福不虛至,禍不易來。19、久在樊籠里,復(fù)得返自然。20、羈鳥戀舊林,池魚思故淵。第六章電阻傳感器第一節(jié)電位器傳感器第二節(jié)電阻應(yīng)變傳感器第三節(jié)熱電阻傳感器被測量變化導(dǎo)致電阻、電感或電容量變化的敏感元件統(tǒng)稱為電參數(shù)傳感器。
第一節(jié)電位器傳感器一、組成與原理1、組成:常用電位器傳感器由電位器(骨架、電阻絲)和觸點機(jī)構(gòu)(電刷等)電位器傳感器。2、要求:被測量需要有一定的功率輸出,后級輸入電阻要大。3、特點:輸出功率大,測量線路簡單,但線性與精度不高。耐久跑是周期性的大強(qiáng)度運動項目,能培養(yǎng)持久奔跑能力和速度耐力。它要求運動者的中樞神經(jīng)系統(tǒng)具備較高的機(jī)能穩(wěn)定性,心血管機(jī)能與運動機(jī)能相適應(yīng)。經(jīng)過長時間實際鍛煉,心臟功能、呼吸功能得到提高。在冬冷夏熱和疲勞的耐久跑練習(xí)中還培養(yǎng)學(xué)生的意志品質(zhì)。耐久跑既要求有一定的速度,又要求有一定的耐力,因而在教學(xué)要緊緊抓住速度、耐力這個主要矛盾來安排教學(xué)。采用短跑、中跑和超長段跑(包括野跑)以及其他形式的練習(xí)。從生理角度分析,耐久跑成績?nèi)Q于人體在活動中攝取外界空氣中氧的水平和無氧條件下的工作能力。100米跑無氧代謝占50%左右,有氧代謝占10%左右。500米跑無氧代謝占60%左右,有氧代謝40%左右;1000米跑無氧代謝占5%左右,無氧代謝可以提高血液中堿貯備量,從而可以中和無氧代謝過程中所產(chǎn)生的乳酸,提高中樞神經(jīng)在弱酸環(huán)境中的工作能力。反復(fù)多次的最大強(qiáng)度練習(xí),能增強(qiáng)人體最大負(fù)荷能力,提高速度。但短跑又會產(chǎn)生不利的一面,過多的強(qiáng)度跑,人體本身會產(chǎn)生大量乳酸,酸堿度失去平衡,導(dǎo)致肌肉神經(jīng)興奮性下降,肌肉疲勞無力。反復(fù)多次耐久跑練習(xí),可提高人體呼吸系統(tǒng)和心血管機(jī)能水平,而且掌握了運動時要適當(dāng)加深呼吸深度的方法,最大攝氧量水平升高。但單純練長跑容易制成慢定型,這就要求我們變換練習(xí)方法和內(nèi)容,采用短、中、長距離練習(xí),有利于提高速度耐力,克服無氧和有氧代謝練習(xí)所造成的不利因素。合理安排運動負(fù)荷是提高耐久跑練習(xí)水平的重要手段。量和強(qiáng)度是運動負(fù)荷的兩個方面,兩者是對立統(tǒng)一,相輔相成的,可以互相促進(jìn),不斷提高。在練習(xí)時要根據(jù)中學(xué)的特點和具體情況,從實際出發(fā)??偟呢?fù)荷不能太大,1000米跑時,一開始應(yīng)是勻速跑,在300和400米時開始沖刺。鑒于上述理論基礎(chǔ),在具體教學(xué)中,要首先對學(xué)生講清耐久跑的意義,講清耐久跑中出現(xiàn)“極點”的原因和解決方法,注意掌握適宜的量和強(qiáng)度,同時在教學(xué)中要身體力行,注意對學(xué)生意志品質(zhì)的培養(yǎng)。初一時,通過學(xué)習(xí)原地擺臂,體會擺臂與呼吸的結(jié)合,先學(xué)習(xí)小步跑,再由小步跑轉(zhuǎn)入中速跑,注意跑與呼吸結(jié)合好。適當(dāng)加一些高抬腿跑、后蹬跑,連續(xù)單腳跳等輔助練習(xí)。初二時,在初一學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開始進(jìn)行彎道路教學(xué),彎道跑教學(xué)要與耐久跑結(jié)合進(jìn)行。同時出現(xiàn)變速跑,要求快和慢跑交替進(jìn)行練習(xí),發(fā)展速度耐力。三年教學(xué)中要安排越野跑,但距離、強(qiáng)度要有不同安排,注意遵循循序漸進(jìn)的原則。為了避免使學(xué)生感到枯燥單調(diào),易疲勞的現(xiàn)象,可采用多種教學(xué)手段,變換跑的形式。如“8”字跑、蛇形跑、游戲等方法。除上述體育課堂教學(xué)外,讓學(xué)生利用早操、課外活動或者從家中到學(xué)校這段路程進(jìn)行耐久跑練習(xí),借以鞏固課堂中學(xué)到的知識和方法,養(yǎng)成經(jīng)常鍛煉身體的好習(xí)慣。強(qiáng)國必先強(qiáng)教,優(yōu)先發(fā)展教育對建設(shè)社會主義現(xiàn)代化中國具有決定性的戰(zhàn)略意義。但是,我國城鄉(xiāng)之間教育呈“二元結(jié)構(gòu)”,英語教育差距尤為突出。教育大計,教師為本,要實現(xiàn)推進(jìn)義務(wù)教育均衡發(fā)展,建立城鄉(xiāng)一體化的義務(wù)教育發(fā)展機(jī)制(《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》討論稿),必須制定切實可行的教師發(fā)展計劃,提高教師隊伍素質(zhì)。本課題擬通過梳理國內(nèi)外有關(guān)外語教師教育以及教師發(fā)展的文獻(xiàn),從教育學(xué)和社會語言學(xué)視角研究我國農(nóng)村英語教師發(fā)展規(guī)劃。1研究目的中國正處在本土型國家向國際化國家的轉(zhuǎn)型期,進(jìn)入雙言(普通話和方言)雙語(漢語和英語)的社會是必然的發(fā)展形勢(李宇明,2009),因此,急需布局合理的外語教育規(guī)劃。由于中國社會區(qū)域發(fā)展不平衡,農(nóng)村基礎(chǔ)教育尤其是英語教育弱勢地位比較突出(陳衍南,2009),使現(xiàn)代外語教育方面出現(xiàn)了“城市與農(nóng)村的二元結(jié)構(gòu)”(仲田陽一,2009)。現(xiàn)階段,中國政府出臺一系列解決“三農(nóng)問題”的政策,有質(zhì)量的教育公平是農(nóng)村義務(wù)教育發(fā)展的人文關(guān)懷,而農(nóng)村教師隊伍建設(shè)與發(fā)展是實現(xiàn)教育公平的重要保障。但是,理論層面,針對農(nóng)村英語教師發(fā)展的研究寥寥無幾,教師發(fā)展規(guī)劃更無從談起,沒有科學(xué)合理的論證與布局,教師發(fā)展問題必然不能得到解決;實踐層面,盡管財政上國家大幅度增加農(nóng)村學(xué)校建設(shè)投資,但軟環(huán)境方面,英語師資力量薄弱,學(xué)歷偏低,教學(xué)手段與方法落后等問題沒有得到改善,有限的教師培訓(xùn)內(nèi)容單一、缺乏創(chuàng)新,沒有有效的專業(yè)引領(lǐng)(蔡永紅,2009)。這些問題亟待探討并尋求解決之道。1國外語言教師教育研究國外外語教師教育研究始于1990年,標(biāo)志是Richards&Nunan第一本探討外語教師教育的書《第二語言教師教育》(張蓮,2008)。美國80年代后外語教師資格標(biāo)準(zhǔn)中也體現(xiàn)了“專業(yè)發(fā)展”的特征,即外語教師不僅接受知識、技能的培養(yǎng)教育,而且強(qiáng)調(diào)教師是“反思實踐者”,有強(qiáng)烈的自我專業(yè)發(fā)展意識。2002年頒布的《美國外語教師協(xié)會外語教師準(zhǔn)備計劃標(biāo)準(zhǔn)》將“專業(yè)化”列入6項標(biāo)準(zhǔn)之一(賈愛武,2006)。近年來有關(guān)教師發(fā)展的研究型論文也有多樣化發(fā)展趨勢,論文涉及到教師學(xué)習(xí)機(jī)會與支持(Feiman-Nemser,2001),職前教育(Grossman&McDonald,2008),教師發(fā)展政策建言(Glaeser,2008),教師職業(yè)發(fā)展模式研究(Whitcomb&Borko,2009)等各個層面。教師專業(yè)發(fā)展途徑一直是教師教育研究的重點。就外語教師的專業(yè)發(fā)展途徑而言,不同學(xué)者提出了各種建議。Wallace(1991)提出了3個模式來概括外語教師的專業(yè)發(fā)展途徑:學(xué)徒模式(craftmodel),即新教師像學(xué)徒一樣觀察和模仿有經(jīng)驗的教師(師傅),逐漸積累自己的經(jīng)驗,逐漸提高教學(xué)水平。應(yīng)用科學(xué)模式(appliedsciencemodel),即教師學(xué)習(xí)外語教學(xué)理論,用理論指導(dǎo)教學(xué)實踐,改進(jìn)自己的教學(xué)。反思模式(reflectivemodel),即教師在教學(xué)實踐中觀察他人教學(xué)的同時反思自己的教學(xué),并結(jié)合理論指導(dǎo),提高自己的教學(xué)水平。隨著對教學(xué)本質(zhì)認(rèn)識的深化,90年代以來,外語教師培養(yǎng)開始從側(cè)重技術(shù)行為的“教師培訓(xùn)”模式轉(zhuǎn)向側(cè)重認(rèn)識能力的“教師發(fā)展”模式。Richards&Farrell(2005)全面研究了職前專業(yè)訓(xùn)練結(jié)束之后教師自主發(fā)展的途徑,并歸納了語言教師教育和發(fā)展的11種策略:教師工作坊(workshop)、自我監(jiān)督(self-monitoring)、教師支持小組(teachersupportgroups)、撰寫教學(xué)日志(teachingjournal)、同伴觀察(peerobservation)、教學(xué)檔案(teachingportfolios)、關(guān)鍵事件分析(analyzingcriticalincidents)、案例研究(caseanalysis)、同伴輔導(dǎo)(peercoaching)、團(tuán)隊教學(xué)(teamteaching)、行動研究(actionresearch)。3國內(nèi)語言教師教育研究參照國外教師發(fā)展研究,我國應(yīng)該在全球化時代背景下尋找一條本土化的英語教師發(fā)展道路。我國外語教師發(fā)展研究論文的數(shù)量在近10年有了一個質(zhì)的飛躍,研究內(nèi)容涵蓋了教師專業(yè)知識(李晶潔,2002;吳一安,2005)、教師科研能力(束定芳,2002;楊忠,張紹杰,2001)、教師現(xiàn)代信息技術(shù)(謝徐萍,2005;蔡青,2007)、教師信念(鄭新民、蔣群英,2005)、教師培訓(xùn)(周燕,2005)等多方面內(nèi)容。根據(jù)1978-2009年國家哲學(xué)社會科學(xué)基金與教育部人文社科基金立項中外語教學(xué)研究領(lǐng)域的統(tǒng)計,以教師為研究對象的有2項,吳一安(2001)教育部基地重大課題“高校英語師資培養(yǎng)理論與模式研究”探究了我國高校優(yōu)秀英語教師專業(yè)發(fā)展的規(guī)律性特點、階段性特征和優(yōu)秀教師專業(yè)發(fā)展的成因(束定芳,2009)。4農(nóng)村教育研究農(nóng)村教育領(lǐng)域的研究也是國內(nèi)外教育界研究的重大課題,2009年美國學(xué)者Sargent&Hannum根據(jù)甘肅71所鄉(xiāng)村小學(xué)教師的合作學(xué)習(xí)模式撰文,研究中國農(nóng)村教育背景下的教師發(fā)展問題。2009年12月教育部人文社會科學(xué)重點研究基地“東北師范大學(xué)農(nóng)村教育研究所”召開的“公平質(zhì)量效率:農(nóng)村教育的政策抉擇”就有來自國內(nèi)外百位專家學(xué)者的參與,其中,包金玲“構(gòu)建大學(xué)聯(lián)盟的中小學(xué)骨干教師培訓(xùn)制度”和王海燕“U-D合作下農(nóng)村教師培訓(xùn)生活的現(xiàn)狀調(diào)研”都提出了大學(xué)與區(qū)縣合作開展農(nóng)村教師培訓(xùn)項目的理念與經(jīng)驗。5農(nóng)村外語教師發(fā)展規(guī)劃從職業(yè)發(fā)展需要的角度,教學(xué)是復(fù)雜的認(rèn)知活動,外語教師需要接受專門的訓(xùn)練并不斷地發(fā)展職業(yè)素養(yǎng)才能成長為合格的英語教師。同時,教師是教育改革的實踐者,是教育改革成敗的關(guān)鍵,外語教師的專業(yè)素質(zhì)發(fā)展自然是改革的關(guān)鍵問題之一?;诖?本文提出了農(nóng)村英語教師發(fā)展策略的“三階段”理念:第一階段,整合國內(nèi)外語言教師教育及發(fā)展理論,研究農(nóng)村英語教師應(yīng)具備的素質(zhì),其中包括:教師的語言素質(zhì);教師的教學(xué)觀念;教師的理論水平;教師的教學(xué)技能;教師的自主發(fā)展意識和教師的學(xué)習(xí)理念。第二階段,開展調(diào)查研究,分析現(xiàn)狀及發(fā)展需要:教師的學(xué)歷、年齡、性別結(jié)構(gòu);農(nóng)村英語生師比;教師現(xiàn)階段的交流、研究手段;教師在職教育所遇到的問題與困難;教師對現(xiàn)代信息技術(shù)的了解與采用;教師對培訓(xùn)的需求。第三階段,發(fā)展策略研究,對教師采取實驗性參與式培訓(xùn)和課堂反思教學(xué),并依據(jù)反饋與后效研究相應(yīng)的發(fā)展策略:教師對培訓(xùn)的反饋及后效;教師職業(yè)生涯規(guī)劃;如何發(fā)展大學(xué)聯(lián)盟的農(nóng)村英語教師培訓(xùn);發(fā)揮鄉(xiāng)土資源優(yōu)勢,培養(yǎng)本土型教師;樹立教師終身學(xué)習(xí)的職業(yè)發(fā)展意識;教師發(fā)展內(nèi)容;教師發(fā)展途徑。三階段策略研究旨在在大教育觀前提下了解農(nóng)村基礎(chǔ)英語教學(xué)中的教師問題,對促進(jìn)我國外語教學(xué)“一條龍”改革研究具有指導(dǎo)意義,對外語教育實現(xiàn)多層面多元化的教師教育起了推動作用。外語教師發(fā)展是一個長期的、漸進(jìn)的過程,不能一蹴而就,本研究試圖探尋適合我國農(nóng)村英語教師的發(fā)展之路,力求為進(jìn)一步展開中國農(nóng)村教師發(fā)展研究提供理論與現(xiàn)實依據(jù),為實現(xiàn)我國2020年教育均衡發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)建言獻(xiàn)策。6結(jié)語本文以培養(yǎng)本土型教師,發(fā)揮鄉(xiāng)土文化資源優(yōu)勢的核心價值為導(dǎo)向,探尋適合農(nóng)村英語教師的發(fā)展之路,并為進(jìn)一步展開中國農(nóng)村教師發(fā)展研究提供理論依據(jù)。這對于我國作為世界上農(nóng)村教育規(guī)模最大的國家本身,以及世界語言教育理論與實踐研究具有積極的意義,并為相應(yīng)政策制定建言獻(xiàn)策,具有一定的社會價值。而如何避免日益都市化教育過程中鄉(xiāng)土文化的消亡,農(nóng)村英語教師發(fā)展的內(nèi)容和途徑,教師培訓(xùn)政策的制定和完善是本文作者下一步研究尚需完善之處。4電阻傳感器16、云無心以出岫,鳥倦飛而知還。4電阻傳感器447第六章電阻傳感器第一節(jié)
電位器傳感器第二節(jié)
電阻應(yīng)變傳感器第三節(jié)熱電阻傳感器被測量變化導(dǎo)致電阻、電感或電容量變化的敏感元件統(tǒng)稱為電參數(shù)傳感器。
第六章電阻傳感器第一節(jié)電位器傳感器被測量變48第一節(jié)
電位器傳感器一、組成與原理1、組成:常用電位器傳感器由電位器(骨架、電阻絲)和觸點機(jī)構(gòu)(電刷等)電位器傳感器。2、要求:被測量需要有一定的功率輸出,后級輸入電阻要大。3、特點:輸出功率大,測量線路簡單,但線性與精度不高。第一節(jié)電位器傳感器一、組成與原理49
二、用途把位移量轉(zhuǎn)換為電阻變化傳感器及應(yīng)用技術(shù)123132直線型旋轉(zhuǎn)型二、用途把位移量轉(zhuǎn)換為電阻變化傳50輸出與靈敏度推導(dǎo)RLUxARLUVx作業(yè)VUR4R3R1R2RLx輸出與靈敏度推導(dǎo)RLUxARLUVx作業(yè)VUR4R3R1R251五、噪聲由電刷移動產(chǎn)生(壓力、材料匹配、固有頻率等),階梯特性帶來的階梯誤差。另外,易磨損,壽命短,容易受到振動而改變位置,不便于遙控操作。五、噪聲52一、概念:1.電阻應(yīng)變計是將被測量的力(壓力、荷重、扭力等)通過它所產(chǎn)生的金屬彈性變形轉(zhuǎn)換成電阻變化的敏感元件。它是由電阻應(yīng)變片和測量線路兩部分組成。2、特點:參量類——外加物理量引起參數(shù)變化(R、L、C),屬無源式。
第二節(jié)
電阻應(yīng)變傳感器一、概念:第二節(jié)電阻應(yīng)變傳感器53二、電阻絲式應(yīng)變計結(jié)構(gòu)
用直徑為0.025mm的具有高阻率的電阻絲排列成柵網(wǎng)狀,并粘貼在絕緣的基片上,電阻絲的兩端焊接有引出導(dǎo)線,線柵上面粘貼有覆蓋層(保護(hù)用)??捎腥缦滦螤睿憾?、電阻絲式應(yīng)變計結(jié)構(gòu)54lbl稱應(yīng)變片的標(biāo)距或工作基長b稱應(yīng)變片的工作寬度b*l稱應(yīng)變片的規(guī)格lbl稱應(yīng)變片的標(biāo)距或工作基長55絲式(wiregauge)箔式(foilgauge)通過光刻、腐蝕而成,散熱條件好,電流密度高,靈敏度高,可制成任意形狀。
薄膜式(filmgauge)
真空蒸鍍技術(shù)制成,特點同上。絲式(wiregauge)56三、電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)1、應(yīng)變:由于外因使物體的形狀尺寸所發(fā)生的相對改變。2、工作原理:應(yīng)變效應(yīng)用相對變化量表示:受力后各部分的變化引起電阻的變化
或三、電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)1、應(yīng)變:由于外因使物體的形狀尺寸所發(fā)生57對于直徑為r的圓形截面電阻絲:直徑與長度的關(guān)系系數(shù):泊松系數(shù)太小,可忽略μ=0.3~0.5K=1.6~2ε=10-6~10-3∴對于直徑為r的圓形截面電阻絲:直徑與長度的關(guān)系系數(shù):泊松系數(shù)58靈敏度系數(shù)K的意義:
單位應(yīng)變所引起的電阻相對變化,主要是受力后材料的幾何尺寸變化引起。
3、結(jié)論:
金屬電阻絲的電阻相對變化率與軸向應(yīng)變成正比。
4、特點:
優(yōu)點:穩(wěn)定性和溫度特性好.
缺點:
靈敏度系數(shù)小.
靈敏度系數(shù)K的意義:
單位應(yīng)變所引起的電阻相對變化,59五、電阻應(yīng)變傳感器的測量電路
1、電橋的特點:當(dāng)四個橋臂電阻達(dá)到某一關(guān)系時,電橋輸出為零,可測微小的電阻變化,靈敏度和準(zhǔn)確度均高。下面為直流電橋。U0平衡時:測量前應(yīng)調(diào)零,使輸出值只與電阻的應(yīng)變相關(guān)R1R2R3R4ABCDU五、電阻應(yīng)變傳感器的測量電路U0平衡時:R1R2R3R4AB60電橋的特點(P81):電橋平衡條件:僅由橋臂各參數(shù)之間的關(guān)系確定,與電源電壓及指零器內(nèi)阻無關(guān)。平衡電橋各臂靈敏度相等當(dāng)R1=R2=R3=R4時電橋靈敏度最大R1RxR3ABCDUU0QJ23簡圖QJ23電阻測量范圍:1~106Ω準(zhǔn)確度:0.2級(在100~9999Ω內(nèi))測量1~10-5Ω小電阻應(yīng)用雙電橋。電橋的特點(P81):R1RxR3ABCDUU0QJ23簡612、工作原理:條件:電橋負(fù)載電阻無窮大,ΔRi<<Ri有:1)單臂電橋:R1為應(yīng)變片并且R1=R2=
R3=R4則:應(yīng)變前相等2、工作原理:1)單臂電橋:R1為應(yīng)變片并且R1=622)雙臂電橋:靜態(tài)時:R1=R2=R3=R4R1為拉應(yīng)變片R2為壓應(yīng)變片則:靈敏度為單臂電橋的2倍精度高線性好R1R2R3R4ABCDUU02)雙臂電橋:靈敏度為單臂電橋的2倍R1R2R3R4ABCD633)全橋情況:R1=R2=
R3=R4
均為應(yīng)變片ΔRi/Ri=Kεi則:靈敏度為單臂電橋的4倍精度高線性好R1R2R3R4ABCDUU03)全橋情況:靈敏度為單臂電橋的4倍R1R2R3R4ABCD64結(jié)論:
差動電橋靈敏度高,可克服非線性誤差,并有溫度補(bǔ)償作用(同向誤差抵消)。電橋靈敏度正比于電橋供電電壓,但提高電壓受到應(yīng)變片允許功率的限制。采用高內(nèi)阻的恒流源供電,電橋可減少非線性誤差。R1R2R3R4UU0R1R2R3R4UU0直流電橋的調(diào)零結(jié)論:R1R2R3R4UU0R1R2R3R4UU0直流電橋的65六、半導(dǎo)體應(yīng)變片1、壓阻效應(yīng):
對半導(dǎo)體的某一軸向施加一定的載荷而產(chǎn)生應(yīng)變力時,其電阻率會發(fā)生一定的變化。六、半導(dǎo)體應(yīng)變片對半導(dǎo)體的某一軸向施加一定的載662、壓阻效應(yīng)的大小用壓阻系數(shù)來表示:縱向所受應(yīng)力橫向壓阻系數(shù)縱向壓阻系數(shù)橫向所受應(yīng)力電阻率的相對變化率2、壓阻效應(yīng)的大小用壓阻系數(shù)來表示:縱向所受應(yīng)力橫向壓阻系數(shù)67若只沿其縱向受到應(yīng)力,令則半導(dǎo)體材料的彈性系數(shù)縱向的應(yīng)變其中第一、二項是幾何形狀變化對電阻的影響,其值約為1~2;第三項為壓阻效應(yīng)的影響,其值約為第一、二項的50~70倍。若只沿其縱向受到應(yīng)力,令半導(dǎo)體材料的彈性系數(shù)其中第一、二項是68七、應(yīng)用方法方法一:將電阻應(yīng)變片直接貼在被測點上,用專門的電阻應(yīng)變儀測出該點的應(yīng)變。方法二:將其貼在彈性元件上,彈性元件在被測物理量作用下變形,應(yīng)變片作為傳感元件將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化。3、特點:靈敏系數(shù)高,可測微小應(yīng)變,機(jī)械遲滯和橫向效應(yīng)小,體積小。但溫度穩(wěn)定性差,靈敏系數(shù)非線性大,需補(bǔ)償七、應(yīng)用方法3、特點:69被測量(力)→受力結(jié)構(gòu)的應(yīng)變→電阻的變化率最終電阻變化率與受力結(jié)構(gòu)相關(guān)(形狀、尺寸、材料、熱處理、加工厚度、角度)被測量(力)→受力結(jié)構(gòu)的應(yīng)變→電阻的變化率70電阻傳感器頁課件71誤差分析:1、橫向效應(yīng)橫向縮短作用引起的電阻值的減小對于軸向伸長作用引起的電阻值的增加量起著抵消的作用,它使所測應(yīng)變數(shù)值偏小,或說使應(yīng)變片靈敏系數(shù)減小。彎曲半徑越大,橫向效應(yīng)也越大。通過改變電阻絲排列的形狀可減小之。誤差分析:722、溫度影響:由于環(huán)境溫度改變引起電阻值變化1)由電阻絲溫度系數(shù)α引起;2)由電阻絲與被測件材料的線膨脹系數(shù)α1、α2的不同引起的。當(dāng)溫度變化Δt,應(yīng)變片電阻的增量ΔRt可用下式表示:
ΔRt=RοαΔt+RοK(α1-α2)Δt=Rο[α+K(α1-α2]Δt令αt=α+K(α1-α2)則:ΔRt=RοαtΔt
2、溫度影響:由于環(huán)境溫度改變引起電阻值變化731)熱敏電阻補(bǔ)償(串聯(lián)彈性模量補(bǔ)償電阻器降低電橋輸出電壓)T↑→K↓→U0`↓→U0↓→Rt↓→U0↑2)工作片:承受應(yīng)力補(bǔ)償片:不受應(yīng)力U0不變R3R4U0UR1R0RtR2R1R2R3R4ABCDUU0補(bǔ)償片工作片溫度補(bǔ)償2)工作片:承受應(yīng)力U0不變R3R4U0UR1R0RtR2R742.蠕變自補(bǔ)償:
因其材料的滯彈性效應(yīng)而存在固有微蠕變特性:基底存在粘彈性貼片用粘結(jié)劑存在粘彈性
敏感柵材料滯彈性效應(yīng)迭加后的結(jié)果是呈現(xiàn)或正或負(fù)的蠕變特性補(bǔ)償方法:通過改變敏感柵結(jié)構(gòu)設(shè)計、調(diào)整基底材料配比及關(guān)鍵工藝參數(shù)。選擇蠕變與彈性體固有蠕變數(shù)值相等但方向相反的應(yīng)變計2.蠕變自補(bǔ)償:753.彈性模量自補(bǔ)償:
材料的彈性模量一般隨著環(huán)境溫度的升高而下降根據(jù)虎克定律:ε=δ/E,隨著溫度的升高構(gòu)件的變形量將增大,因而應(yīng)變計所測量的應(yīng)變ε也隨之增加。
補(bǔ)償原理:根據(jù)R/R=Kε,如果應(yīng)變計的靈敏系數(shù)K能隨溫度升高而適當(dāng)降低,則應(yīng)變計的輸出不隨溫度改變。
補(bǔ)償方法:將彈性模量與彈性體材料良好匹配。
補(bǔ)償特點:精度、靈敏度高、穩(wěn)定性好、簡單、價廉。
問題:應(yīng)變計熱輸出值較大,致使傳感器輸出電阻溫度系數(shù)超差,零點溫度漂移較大。應(yīng)兼顧溫度自補(bǔ)償與彈性模量。3.彈性模量自補(bǔ)償:76另外須注意的事項:應(yīng)變極限,疲勞壽命,絕緣電阻,最大電流。
分類應(yīng)變計金屬應(yīng)變計壓電二極管,壓電晶體管半導(dǎo)體應(yīng)變計絲式箔式薄膜式薄模型體型擴(kuò)散型另外
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