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传感器及其工作原理的教学设计

时间：2021-02-23 09:01:44 教学设计我要投稿

传感器及其工作原理的教学设计范文

　　在教学工作者实际的教学活动中，通常需要准备好一份教学设计，教学设计一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。我们应该怎么写教学设计呢？以下是小编精心整理的传感器及其工作原理的教学设计范文，仅供参考，大家一起来看看吧。

传感器及其工作原理的教学设计范文

　　传感器及其工作原理的教学设计1

　　【学习目标】

　　1、知道什么是传感器

　　2、了解传感器的常用元件的特征

　　【自主学习】

　　一、传感器：

　　传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等＿＿量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等＿＿量，或转换为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。

　　传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换＿＿信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理。

　　常见的传感器有：＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、力

　　传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等。

　　二、常见传感器元件：

　　1、光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把＿＿＿＿＿，这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。

　　２、金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而＿＿＿＿，用金属丝可以制作＿＿＿＿传感器，称为＿＿＿＿＿。它能用把＿＿＿＿这个热学量转换为＿＿＿＿这个电学量。

　　热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而＿＿＿＿或＿＿＿＿。

　　与热敏电阻相比，金属热电阻的＿＿＿＿＿好，测温范围＿＿＿，但＿＿＿＿较差。

　　３、电容式位移传感器能够把物体的＿＿＿＿这个力学量转换为＿＿＿这个电学量。

　　４、霍尔元件能够把＿＿＿＿＿＿这个磁学量转换为电压这个电学量

　　【典型例题】

　　例一、如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动。

　　例二、传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（）

　　A、当F向上压膜片电极时，电容将减小

　　B、当F向上压膜片电极时，电容将增大

　　C、若电流计有示数，则压力F发生变化

　　D、若电流计有示数，则压力F不发生变化

　　例三、如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？（此题描述的是著名的霍尔效应现象）

　　【针对训练】

　　1、简单的说，光敏电阻就是一个简单的＿＿＿＿＿传感器，热敏电阻就是一个简单的＿＿＿＿＿传感器。

　　２、为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路的相接。当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为＿＿＿＿传感器，它输入的是＿＿＿＿信号，经传感器转换后，输出的是＿＿＿＿信号。

　　3、如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液构成电容品的两极，把这两极接入外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化为（）

　　A、 h增大

　　B、 h减小

　　C、h不变

　　D、无法确定

　　4、如图所示，R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时（）

　　A、 R1两端的电压增大

　　B、电流表的示数增大

　　C、小灯泡的亮度变强

　　D、小灯泡的`亮度变弱

　　5、如图所示，为一种测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的动片与定片之间的角度发生变化时，试分析传感器是如何将它的这种变化转化为电学量的。

　　【能力训练】

　　1、关于光敏电阻，下列说法正确的是（）

　　A、光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量

　　B、硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好

　　C、硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好

　　D、半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好

　　2、霍尔元件能转换哪两个量（）

　　A、把温度这个热学量转换为电阻这个电学量

　　B、把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

　　C、把力转换为电压这个电学量

　　D、把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量

　　３、如图所示是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（）

　　Ａ、电介质进入极板的长度

　　Ｂ、两极板间距

　　Ｃ、两极板正对面积

　　Ｄ、极板所带电量

　　４、如图所示，Ｒ１、Ｒ２为定值电阻，Ｌ是小灯泡，Ｒ３为光敏电阻，当照射光强度增大时，（）

　　Ａ、电压表的示数增大

　　Ｂ、Ｒ２中电流减小

　　Ｃ、小灯泡的功率增大

　　Ｄ、电路的路端电压增大

　　5、如图所示，Ｒ３是光敏电阻，当开关Ｓ闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻Ｒ３时，则（）

　　Ａ、Ｒ３的电阻变小，a点电势高于b点电势

　　Ｂ、Ｒ３的电阻变小，a点电势低于b点电势

　　Ｃ、Ｒ３的电阻变小，a点电势等于b点电势

　　Ｄ、Ｒ３的电阻变大，a点电势低于b点电势

　　6、有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（）

　　A、金属导体 B、绝缘体 C、半导体 D、超导体

　　7、如图是观察电阻值随温度变化情况示意图。现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（）

　　A、如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显

　　B、如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显

　　C、如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显

　　D、如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化不明显

　　8、图是霍尔元件的工作原理示意图，用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定，则可以验证UH随B的变化情况。以下说法中正确的是（）[来源:]

　　A、将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，UH将变大

　　B、在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

　　C、在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平

　　D、改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化

　　9、如图所示宽度为d，厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面间产生电势差，这种现象叫霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U＝＿＿＿＿＿

　　传感器及其工作原理的教学设计2

　　一、教学目标

　　【知识与技能】初步形成传感器的概念;了解光敏电阻和热敏电阻的性能和工作原理。

　　【过程与方法】在探究敏感元件性能的过程中，提升根据已有知识设计实验的能力。

　　【情感态度与价值观】感受传感器技术在信息技术时代的应用。

　　二、教学重难点

　　【重点】理解传感器是如何将非电学量转化为电学量。

　　【难点】传感器的工作原理和特点

　　三、教学过程

　　环节一：导入新课

　　播放特警使用的“拆弹机器人”在复杂的地形中行驶和机场的“自动门”的视频，提问：视频中的机器人避障和门的开关有什么共同点?

　　总结：人们可以实现自动控制和自动检测。

　　过渡性问题：这些自动控制或自动检测的原理是什么?导入新课

　　环节二：新课讲授

　　(一)什么是传感器

　　教师出示几个传感器的图片，认识传感器的外形和结构。接下来进行演示实验

　　实验一：一个小盒子，侧面露出灯泡，盒子外面没有开关，将一块磁铁放在盒子上，小灯泡变亮;将磁铁拿走，灯泡熄灭。

　　提问：盒子里面是什么样的电路?磁铁对电路又会有什么影响?

　　引发学生思考，教师揭秘，打开盒子，认识特殊元件“干簧管”，了解到它是电路的开关，要想开启需要周围有磁场。

　　实验二：教师演示音乐茶杯，茶杯放在桌面上，没有声息，当拿起茶杯，有悦耳的音乐。

　　提问：音乐茶杯的开关又在哪?开启的条件又是什么?

　　学生预设：桌面对茶杯底部的压力，光照强度。

　　教师继续演示：用手按压茶杯底部，用手遮盖底部，演示实验效果。总结感光元件。

　　实验三：将热敏电阻做好防水处理，并接在万用表的两端，将热敏电阻放入水中，插入温度计，改变水的温度。

　　提问：猜测一下实验会有怎样的现象?

　　提问：上面三个实验涉及到的元件有怎样的特性?

　　干簧管：磁场影响电阻变化

　　光敏电阻：光照影响电阻变化

　　热敏电阻：温度影响电阻变化。

　　非电学量通过传感器，转化为电学物理量或改变电路的通断。教师总结以上这些元件和转化电路组成的装置称为传感器。讲解传感器的概念和传感器对现代生产生活的意义。

　　(二)传感器的工作原理

　　观察“单簧管”的结构，提问：单簧管有怎样的结构?怎样起到开关的作用?是一种什么样的传感器?

　　阅读光敏电阻的材料和科学漫步中的内容，观看半导体导电的示意动画，提问：半导体的导电机理是什么? 当有光照时光敏导电性能会有怎样的变化?它是一个什么样的传感器?

　　出示金属热电阻和热敏电阻的“电阻-温度曲线”提问：它们将那些非电学量转化为电学量?

　　学生思考讨论，总结回答。

　　环节三：巩固提高

　　讨论生活中的家用电器都应用了哪些传感器?学生讨论展示。

　　环节四：小结作业

　　小结：总结干簧管，光敏电阻和热敏电阻的原理及特性。

　　作业：分发热敏电阻和光敏电阻，思考怎样设计建议火情报警器与节能路灯。

　　四、板书设计

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