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1、.授课题目授课题目首次授课时间首次授课时间教学目标教学目标重点与难点重点与难点教学手段与方法教学手段与方法电容式传感器的工作原理授课类型授课类型新授课 2012 年 4 月 15 日学时学时21、了解电容式测量的基本概念，2 2、掌握三种类型的电容式传感器的结构、工作机理、参数计算公式和应用范围。三种类型电容式传感器的工作原理及参数的计算为了激发同学们对本课程学习的热情，在讲解概述部分采用大量的实用图片、实物应用进行多媒体讲授。教学过程：教学过程：（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）（包括授课思路、过程设计、讲解要点及各部分具体内容、时间分配等）【授课思路】电容式测
2、量的基本概念；电容的计算公式；三种类型的电容式传感器：即变面积式、变间隙式和变介电常数式。提问学生：电容的计算公式是什么？从公式可以看出电容的大小由哪些量决定？引入电容式测量的概念和电容式传感器的分类（采用提问方式）学生学生活动活动【讲解要点】电容式传感器的工作原理【导入新课】从日常生活中的实例出发激发学生学习兴趣。【出示目标】1、了解电容式测量的基本概念，2、掌握三种类型的电容式传感器的结构、工作机理、参数计算公式和应用范围。【具体内容】电容式传感器的工作原理及特性电容式传感器的工作原理及特性一一 基本工作原理基本工作原理平行极板电容器的电容量为：C 明确目标明确目标S0rS以电容器为敏感元
3、件，将机械位移量转换为电容量变化的传感器称为电容式传感器。当被测量 s 发生变化时，都会引起电容的变化，这就是电容式传感器的工作原理。二二 电容式传感器的类型和特性电容式传感器的类型和特性.理解1.变极距型电容传感器首先介绍最简单的变间隙式电容传感器，推导计算公式、相对变化、非线性 误差和灵敏度。然后引导学生分析得出非线性会随位移的增大而增大，自然地极板间介引入采用差动形式的变间隙式电容传感器，同样计算出非线性误差和灵敏度，质的介电进行比较，突出其优点。系数；0 真空的介电常数，0=8.854 10-12F/m；设动极板未移动时极板间距为0S初始电容量为C0r极板间介质的相对介 电 常数，对于
4、空 气 介质，r1。所以变极距型电容传感器在设计时要考虑满足0 的条件。且一般只能在极小的范围内变化。0SS C000000C电容的相对变化量为：0C0010极板 2 上移：C 23C 1.当/01时，C00000S略去高次项，得：CC00非线性误差与/0 有关。其表达式为：2（）0r 100%00传感器的灵敏度为：K CC0S122000差动式变间隙型电容传感器.初始位置时，120,C0S0总共举 3个例子（3种 常 见 的变面积式）来 进 行 讲解，对于每个例子，分别 从 结 构特点、电容计算公式、相对变化、灵 敏 度 等几 个 方 面来介绍。最后 用 一 个包含 3 个例子的FLASH
5、动画 来 进 行演 示 和 总结。动极板上移时：10,20C1C0C1C0100S1C2C0C2C0100 C1 C01当/01时，.000 2 3C2 C01 .0003 C C1C2 C022.0023S1电容量的相对变化为非线性误差为：C 2C00 r 100%100%减小减小32000灵敏度：K CC0S 2 22提高一倍提高一倍002.2.变面积型电容传感器变面积型电容传感器C0 0，0，S.S1 C1C C0C 0CC0板状线位移变面积型当 其 中一 个 极 板发生 x 位移后，改变了Cx C0C 两 极 板 间的 遮 盖 面积 S，电容量 C 同样随之变化。ba xCxx C01
6、线性线性C0aa同心圆筒形线位移电容式传感器初始电容 C0 为：C020LD0lnD120L xx C01DLln0D1当内筒上移 x 时，内外筒间的电容 C1 为C1Cx与 x 成线性关系C0L3.3.变介电常数型电容传感器变介电常数型电容传感器首先介绍不同物质具有不同的介电常数，引出变介电常数式电容传感器。结合电容液位计介绍变介电常数式电容传感器的工作原理。公式的推导过程不是重点，让学生下课后自己推导，结论是重点，对计算结果要认真分析。.思考题、讨论题、作业思考题、讨论题、作业1、电容式传感器有哪些类型？说明各种类型的电容式传感器的工作原理。2、推导差动式变间隙型电容传感器的灵敏度和非线性误差，并与单一型传感器比较。教学后记教学后记本节课是学习通过日常生活中的实例引出检测与转换技术的应用，激发学生兴趣，然后提出学习目的、要求.