摘 要：介紹了機電一體化技術(shù)專業(yè)應(yīng)用“教、學(xué)、做”一體化教室實施的熱電偶溫度傳感器課堂一次理實一體化教學(xué)的過程、教學(xué)思路、教學(xué)方法及相應(yīng)實訓(xùn)教學(xué)。

關(guān)鍵詞：熱電效應(yīng)；傳感器；機電一體化技術(shù)

一、教學(xué)目的與教學(xué)內(nèi)容

（一）教學(xué)目的

掌握熱電偶溫度傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、分類、接入電路形式及應(yīng)用。

（二）教學(xué)重、難點

理論教學(xué)重點：熱電偶溫度傳感器的原理與應(yīng)用

實訓(xùn)教學(xué)重點：熱電偶溫度傳感器正確接線、測溫

理論教學(xué)難點：接觸熱電勢和溫差熱電勢

實訓(xùn)教學(xué)難點：熱電偶溫度傳感器正確接線、測溫

（三）教學(xué)思路

整個熱電偶溫度傳感器內(nèi)容教學(xué)為一次課90分鐘，應(yīng)用“教、學(xué)、做”一體化教室實施教學(xué)，計劃理論課時30分鐘，仿真練習(xí)與實訓(xùn)測溫大約50分鐘，答疑與總結(jié)約10分鐘。具體教學(xué)思路如下圖圖1所示。

一次課的教學(xué)思路

（四）教學(xué)主要內(nèi)容

1.熱電效應(yīng)

（1）結(jié)點產(chǎn)生熱電勢的微觀解釋及圖形符號；（2）熱電偶的分度表；（3）接觸電動勢；（4）溫差電動勢。

2.熱電偶的基本定律

（1）勻質(zhì)導(dǎo)體定律；（2）中間導(dǎo)體定律；（3）中間溫度定律；（4）參考電極定律。

3.熱電偶的結(jié)構(gòu)形式

（1）普通型熱電偶；（2）鎧裝熱電偶；（3）薄膜熱電偶；（4）表面熱電偶；（5）防爆熱電偶。

4.熱電偶組成材料

5.熱電偶測溫及參考端溫度補償

（1）補償導(dǎo)線；（2）冷端溫度補償；（3）冰浴法；（4）補償電橋法；（5）熱電偶測溫基本電路。

二、實訓(xùn)項目

（一）再現(xiàn)貝塞爾效應(yīng)，引導(dǎo)出熱電偶溫度傳感器的原理熱電效應(yīng)①

通過貝塞爾效應(yīng)實訓(xùn)，由學(xué)生真是感受到熱電效應(yīng)，加深對熱電效應(yīng)的理解。

（二）熱電偶溫度傳感器仿真接線測溫

讓學(xué)生先通過仿真軟件來正確掌握熱電偶溫度傳感器的接線，隨著仿真軟件的測量結(jié)果的出現(xiàn)，提升學(xué)生的自信心。熱電偶安裝連接的時候一定要注意，其導(dǎo)線是分正負(fù)極的，如果接反會造成顯示結(jié)果錯誤溢出，但往往接反了線在設(shè)備不運行升溫的情況下不容易看出，因為接反和接正線路在室溫情況下都會顯示是正常溫度，要想檢查是否連接正確，最好是在安裝連接好熱電偶以后，稍微給設(shè)備加溫運行一下，根據(jù)儀表顯示是否正常做出判斷（若接反數(shù)字會慢慢減少出現(xiàn)負(fù)值溢出）。

（三）熱電偶溫度傳感器測溫實訓(xùn)

利用浙江天煌科技實業(yè)有限公司開發(fā)的傳感器系統(tǒng)綜合實訓(xùn)裝置THSRZ-2來完成熱電偶測溫實訓(xùn)。注意：若測量時，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。由于冷端溫度變化造成的影響，在冷端采取一定措施補償，這稱為熱電偶的冷端補償。

三、教學(xué)方法

（一）啟發(fā)式教學(xué)

由熱電效應(yīng)啟發(fā)學(xué)生，自己如何來創(chuàng)造生產(chǎn)用的熱電偶溫度傳感器。

（二）對比式教學(xué)

利用幾種熱電偶溫度傳感器的結(jié)構(gòu)進行對比，分別掌握這幾種熱電偶溫度傳感器的典型應(yīng)用和各自的特點。

（三）示范式教學(xué)

每個實訓(xùn)，教師都要首先自己做個示范。且要注意每個細(xì)節(jié)都要盡量做到規(guī)范，在實訓(xùn)過程中還要提醒學(xué)生容易出錯的環(huán)節(jié)，以及如何避免。

（四）探索式教學(xué)

與學(xué)生一起探索，由學(xué)生自己得出結(jié)論，大家再來共同驗證結(jié)論。由貝塞爾現(xiàn)象推導(dǎo)出熱電效應(yīng)。

四、結(jié)論

通過應(yīng)用“教、學(xué)、做”一體化教室實施教學(xué)，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更重要的是學(xué)生的動手能力得到了提升，在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生開始思考問題，開始想辦法解決問題。整個課堂是學(xué)生的課堂，教師只是引導(dǎo)者。

參考文獻(xiàn)：

段亞博.幾種常見工業(yè)用熱電偶選用與安裝.計量與測試技術(shù)，2006（9）：41.

作者簡介：王前洪（1975.10—），男，學(xué)歷：碩士研究生，就職學(xué)校：鄂州職業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院，研究方向：機電控制技術(shù)。