5.1 传感器信号的预处理（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5.1 传感器信号的预处理 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。 熟悉和掌握传感器信号的预处理； 理解和运用数据采集系统的组成、传感器信号的预处理方法等内容进行掌握； 学习任务 描述 熟悉和掌握传感器信号的预处理； 理解和运用数据采集系统的组成、传感器信号的预处理方法等内容进行掌握。 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 熟悉和掌握传感器信号的预处理； 教学难点 理解和运用数据采集系统的组成、传感器信号的预处理方法等内容进行掌握。 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：分小组总结传感器信号的预处理方法。 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） 传感器的输出信号具有种类多、信号微弱、易衰减、非线性、易受干扰等不利于处理的特 点，所以对传感器的信号处理是传感器技术的一个重要环节。本章简要介绍传感器信号处理的一 些基本问题及器件，如传感器信号的预处理方法、仪表放大器、A/D 转换器、非线性校正等。 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） 在用 计算机对模拟信号进行测量和控制时，必须首先把模拟信号转换成数字信号，然后计算机按一 定的处理要求对信号进行处理。实现模拟信号转换成数字信号的电路系统称为数据采集系统， 数据采集系统中最重要的器件便是模/数转换器 (A/D 转换器，也称ADC)。 1. 信号调理电路 信号调理电路是内容极为丰富的各种电路的综合名称。对于 一个具体的数据采集系统而言，所采用的信号调理技术及其电路，由传感器输出信号的特性和后续采样/保持电路(或A/D 转换器)的要求或确定的测量要求所决定。这种要求，可能是指 要把信号调整到符合 A/D 转换器工作所需要的数值(如放大、衰减、偏移等),也可能是指要 滤除信号中不需要的成分，如低通滤波、带通滤波、高通滤波、带阻滤波等，还可能是指要把 信号调整到进一步处理的需要，如线性修正电路、为了改善信噪比的“相加平均”电路等。 2.多路模拟开关 如果有许多独立的模拟信号源都需要转换成数字量，在可能的条件下，为了简化电路结 构、降低成本、提高可靠性等，常常采用多路模拟开关，让这些信号共享采样/保持电路和 A/D 转换等器件。多路模拟开关在控制信号作用下，按指定的次序把各路模拟信号分时地送至 A/D 转换器