2.6 电涡流式传感器（教案）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

《传感器及应用》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务2.6 电涡流式传感器 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 根据教育部颁布的《中等职业学校机电技术应用专业教学指导方案》中主干课程传感器及应用的教学基本要求，并参照有关行业的职业技能鉴定规范及中级技术工人等级标准编写的中等职业教育国家规划教材。 背景分析 本书主要内容包括传感器的基本概念、参量传感器、发电传感器、其他传感器、传感器的信号处理、抗干扰技术、检测仪表概述、传感器在机电产品中的应用等。本书可作为中等职业学校机电技术应用专业教材，也可作为相关行业岗位培训教材或自学用书。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 全面贯彻素质教育思想，从社会发展对高素质劳动者和中初级专门人才需要的实际出发，注重对学生的创新精神和实践能力的培养。 熟悉和掌握电涡流式传感器的应用； 理解和运用电涡流式传感器的基本工作原理和结构与测量转换电路等内容进行掌握； 学习任务 描述 熟悉和掌握电涡流式传感器的应用； 理解和运用电涡流式传感器的基本工作原理和结构与测量转换电路等内容进行掌握。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 熟悉和掌握电涡流式传感器的应用； 教学难点 理解和运用电涡流式传感器的基本工作原理和结构与测量转换电路等内容进行掌握。 教学难点突破方法 利用现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂教学中设置了两个学习任务，通过任务的达成，专业水平得到层级的提升，实现重难点的突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《传感器及应用》，主编：吴旗，2010年1月第2版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 问题引入：分小组总结结构与测量转换电路。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） [探索新知]（2分钟） 电涡流式传感器结构简单，其最大特点是既可以实现非接触测量，又具有灵敏度高、抗干 扰能力强、频率响应宽、体积小等优点，因此在工业测量中得到了越来越广泛的应用。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生根据所学知识上网查一下关于此课堂所涉及的新闻和时政等，可以用于小组间的分享。 使用学生对自己专业有个大概了解，自己再去收集相关资料拓展自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） [学习新知]（14分钟） 一 、基本工作原理 金属导体置于变化的磁场中，导体内就会有感应电流产生，这种电流在金属体内自行闭 合，通常称为电涡流。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而使激励线圈的阻抗发生 变化。电涡流式传感器的工作原理就是基于这种涡流效应。 电涡流式传感器的基本原理示意图如图2-33所示。 一个通有交变电流 I₁ 的传感线圈，由 于电流的周期性变化，在线圈周围就产生一个交变磁场H 。 如被测导体置于该磁场范围之内， 被测导体便产生涡流I₂, 电涡流也将产生一个新的磁场 H₂ 。H₂ 和 H₁ 方向相反，由于磁场 H₂ 的反作用使通电线圈的等效阻抗发生变化。 当金属导体靠近线圈时，金属导体产生涡流的大小与金属导体的电阻率p 、磁导率μ、厚度 t 、线圈与金属导体间的距离s 以及线圈激励电流的大小和角频率w 等参数有关。如固定其中某 些参数，就能按涡流的大小测量出另外一些参数。为了使问题简化，可把金属导体理解为一个短 路线圈，并用R₂ 表示这个短路线圈的电阻；用L₂ 表示它的电感；用M 表示它与空心线圈之间的 互感。再假设电涡流空心线圈的电阻与电感分别为 R, 和L₁, 就可画出如图2-34所示的等效电路。 主要讲解基本工作原理。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。