文档介绍：该【传感器及其工作原理 】是由【夜紫儿】上传分享，文档一共【7】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【传感器及其工作原理 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。第六章传感器传感器作为独立的一章内容,是教材有别与旧教材最具代表性的一处。这也是教材很强的时代性与应用性的表达:其一、在科技进展的今日传感器已应用于生产生活的各个领域;其二、课程要求学生所学的学问要有有用性与拓展性;其三、要培育学生的生疏、应用、设计及创的力量,此点最为重要。鉴于此,其教与学都很具有挑战性。为到达对学生的设计、制作及创力量的培育、对学问体会生疏的逐步升华及激发学生学****的欲望。本节课的教学构思如下:一、引入课题用两个试验〔声光控延时开关、干簧管〕引入课题,并总结传感器特点〔将非电学量转化为电学量〕。二、生疏和体会传感器在引入试验的根底上提出传感器的初步概念〔将非电学量转化为电学量〕,并生疏几种传感器及其性质特点〔用万用表测量光敏电阻、热敏电阻的阻挡随光照、温度变化并总结〕,此过程让学生自主探究并总结获得结论。三、利用已有的传感器元件设计、创产品,用于解决生活问题利用光敏电阻、热敏电阻等传感器元件设计制作产品:音乐盒〔翻开盒盖音乐响,闭上盒盖音乐停〕、火警报警器〔温度上升报警,反之不报警〕,并供给器材制作,最终争论并提出改进方案,鼓舞学生课后多思考、制作及创。四、基于对传感器的生疏体会,设计制造的传感器元件基于前面的分析,再次饱满对传感器的生疏概念。设计创的传感器元件:由C=erS4pkd,争论设计各种电容式传感器;对霍耳元件U争论;由滑动变阻器设计的传感器〔Il=R=r 〕s五、总结传感器的完整概念,加深对传感器的生疏体会六、鼓舞学生培育自我的改革创意识,激发学生的情感欲望。【教学目标】学问与技能:①知道非电学量转换成电学量的技术意义;②通过试验,:①对演示试验观看、思考和探究,让学生在了解传感器、生疏传感器工作原理;②利用已有的传感器元件设计、创产品,用于解决生活问题③让学生自己设计简洁的传感器,经受科学探究过程,学****科学争论方法,培育学生的实践力量和创思维力量情感态度与价值观:在理解传感器工作原理的根底上,通过自己设计简洁的传感器,体验科技创的乐趣,激发学****物理的兴趣..【教学重点】几种常见传感器的工作原理〔演示试验〕;学生利用传感器设计自己设计简洁的传感器.【教学方法】探究法、争论法、总结体会【教学用具】①多媒体课件、实物投影仪 ②光敏电阻 ③热敏电阻④蜂鸣器 ⑤直流发光电路⑥纸盒 ⑦打火机等【课时安排】1课时(45分钟)【教学过程设计】:生活中有很多现象能引发我们的思考,如下面的试验现象:〔注:两组试验可先后比照演示,同样是灯泡亮,但掌握的手段不一样,都演示完请学生思考〕【演示试验1】干簧管试验〔如图,小盒子A的侧面露出一个小灯泡,盒外没有开关〕试验现象:把磁铁B放到盒子上面,灯泡就会发光,把磁铁移走,:盒子里有怎样的装置,才能实现这样的掌握?生猜:〔可以自由争论,也可以请学生答复〕探究:翻开盒子,用实物投影仪展现盒内的电路图,了解元件“干簧管”的构造。探明缘由:玻璃管内封入两个软磁性材料〔易磁化、易退磁〕制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时,两个簧片被磁化而接通,电路导通。所以,干簧管能起到开关的作用。总结:干簧管将磁信息转化为电信息 【演示试验2】声光控延时开关试验试验现象:将开关用不透光的盒子密封,发出声音灯亮;翻开盒盖,再发出声音,灯不亮总结:声光控延时开关将声光信息转化为电信息师说:这些就是传感器元件,这节课我们要生疏传感器及其工作原理二、生疏和体会传感器师问:刚刚介绍的传感器有哪些共同的特点?总结:都是将非电学信息转化为电学信息对传感器的初步生疏:就是将非电学信息转化为电学信息的元件师问:传感器是如何实现将非电学信息转化为电学信息的呢?我们来通过了解几种传感器元件来体会这一问题1、光敏电阻【探究试验3】比较光敏电阻在不同光照条件下的电阻值不同学生探究试验:几组同学利用万用表测量不同光照下光敏电阻阻值,获得光敏电阻的阻值受光照的影响,并探究得其变化规律。或教师演示试验:在实物展现台上演示用万用表测量不同光照下光敏电阻阻值不同的试验〔注:此处教师试验时可先在展现台外测量,后移至展现台上做,目的是利用展现台的照明来转变光照,可引导学生思考是什么因素影响阻值,培育学生观看思考的力量〕,回忆万用表的使用方法,欧姆示数刻度位置,指针向哪偏为数值变大等问题,以助于对试验的观看及结论总结试验现象:光敏电阻在暗环境下电阻值很大,强光照耀下电阻值很小试验结论: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工作原理〔师〕:光敏电阻在光照耀下电阻变化的缘由。光敏电阻是由硫化镉制成的,硫化镉是一种半导体材料,无光照时,载流子极少,导电性能不好;随着光照的增加,载流子增多,导电性变好学生自学:课本第58页“科学闲逛——半导体的导电机理”〔通过自学活动,提高学生的自学及总结力量〕阅读答复:1、什么是载流子?2、半导体中的载流子是什么?3、为何光强变化,半导体的对电流阻碍作用变小?2、热敏电阻和金属热电阻【探究试验4】比较热敏电阻在不同温度条件下的电阻之不同学生探究试验:几组同学利用万用表测量不同温度下热敏电阻阻值,获得热敏电阻的阻值受温度的影响,并探究得其变化规律。或教师演示试验:〔在实物展现台上演示用万用表测量不同温度下热敏电阻阻值不同的试验,可以请学生参与,让学生用手轻握电阻来转变温度或用热水转变温度。〕试验现象:热敏电阻随温度上升电阻变小。试验结论:热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量金属热电阻:〔因前面在电阻教学中已有关于金属电阻率随温度变化的学问根底,故此处可回忆教学〕回忆结果:通常,金属的电阻率随温度的上升而增大。师生总结:用金属丝可以制作温度传感器,称为金属热电阻。如前面已经学过的用金属铂可制作周密的电阻温度计。识图分析:热敏电阻和金属热电阻有何异同点?〔培育学生看图力量及分析总结的力量〕分析结果:1、 两者阻值都随温度变化——可以将温度这个热学量转换为电阻这个电学量2、 前者阻值随温度上升变小,后者阻值随温度上升变大3、 前者阻值随温度非线形变化,后者阻值随温度线形变化4、 前者阻值对温度反映灵敏,后者反之,故其测温范围大师说:刚刚通过生疏光敏电阻、热敏电阻及金属热电阻,使我们体会到传感器元件如何将非电学量〔温度〕转化为电学量〔电阻〕的。我们能否利用道的传感器来设计一些产品来解决一些生活中的问题呢?三、利用已有的传感器元件设计、创产品,用于解决生活问题【设计方案1】音乐盒〔设计要求:盖子翻开音乐响起,盖子合上,音乐停顿〕学生分组争论:①需要什么器材?〔如光敏电阻,发声电路、带盒盖的盒子等〕②提出设计方案;〔如通过光敏电阻用光照掌握电路通断等;又如象生日卡片用到的接触开关〕③学生分两组实施组装;④争论并提出改进意见;〔如音乐的改进、盒子的改进、供电电源的改进等〕⑤还可以用于生活中的哪些方面?【创试验5】展现制作成果并评价【设计方案2】火警报警器〔设计要求:温度过高,指示等——白炽灯亮〕〔重复以上分析——改用热敏电阻制作〕【创试验6】将热敏电阻接在发光电路中,用打火机模拟火灾〔用打火机烤热敏电阻也是为了使温度上升〕试验现象:温度渐渐上升,灯泡渐渐亮起,熄灭打火机,灯泡渐渐熄灭试验结论:可用热敏电阻通过温度掌握电路通短;同时也再次验证热敏电阻的阻值随温度变化的特性鼓舞性情感教育:刚刚的设计创使我们体会到传感器的应用极为广泛,同时制造制造也不肯定都是难事,只要我们擅长观看、思考、钻研、应用、设计就能够创,期望大家能提高这方面的力量师说:刚刚的生疏及设计使我们定性地了解了传感器是如何利用非电学信息与电学信息之间的定性关系,实现转化。我们也常常利用非电学量与电学量之间的定量关系来设计传感器。四、基于对传感器的生疏体会,设计创的传感器元件【设计方案3】eS利用电容的表达式 C= r能否设计出电容式传感器呢?r师生争论:利用CμeSd4pkd关系,可设计出测定角度的电容式传感器〔CμS〕、测定液面高1度的电容式传感器、测定压力的电容式传感器〔Cμd〕、测定位移的电容式传感器〔cμer〕【设计方案4】对霍尔元件的分析:IB霍尔电压:UH=k d,能否设计出传感器元件?〔此处可以不推导表达式,其一、表达式的推导不是此处争论的重点。其二、前面在磁场教学中以推导过这一表达式〕师生共析:由上式看,一个霍尔元件的厚度d、k为定值,假设保持I恒定,则UH的变化就与B成正比。也就是说:霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。因此,我们可以把霍尔元件放置在某一未知的磁场中,通过测定霍尔电压U的变化得知该磁场磁感应强度的变化。【演示试验7】利用数字式多用电表、霍尔元件观看条形磁铁四周磁场的〔或者其他磁场〕磁感应强度的大小分布规律。附:推导过程:如图,设矩形截面的载流导体的长为a〔从E到F距离〕,宽为b〔从N到M距离〕,厚度为d,从E向F流过的电流为I,导体放在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面对里,且与电流方向垂直。假定载流导体中作定向移动的载流子为自由正电荷,其电量为q,则由电流方向知自由电荷定向移动的方向为从E到F,设其定向移动的速率为v。由左手定则,从E向F移动的载流子在洛伦玆力的作用下将向载流体的N外表漂移,同时在载流体的M外表感应出负电荷。这样,载流体的N外表和M外表就产生了电势差U 。HIFN·E·MB稳定状态下〔载流子不再发生漂移时〕,应有:UqvB=bq――――①设电荷体密度为nI=nqbdv,则得v= Inqbd―――② UH由以上两式联列 得U=IBH nqd―――③1设k=nq,其数值打算于材料本身的性质,称为霍尔系数,则霍尔电压表示为U =kIBH d――――④【设计方案5】利用实物滑动变阻器设计传感器元件利用UI=R=rl设计s总结:通过设计传感器,使我们体会到传感器就是利用非电学量与电学量之间的定量的关系,通过测量、掌握较简洁测量的电学量来测量、掌握、传输不简洁测量的非电学量五、总结传感器的完整概念,加深对传感器的生疏体会传感器概念:它能感受如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们转换成电压、电流、电阻、电感、电容等电学量,或转换为电路的通断。从而能便利地进展测量、传输、处理和掌握。归纳总结,学法指导六、总结本节课的思路:本节课我们通过1、生疏和体会传感器2、利用已有的传感器元件设计、创产品,用于解决生活问题3、基于对传感器的生疏体会,设计创的传感器元件在此过程逐步加深对传感器的生疏和体会让学生回忆本课的探究过程:觉察问题→分析猜测→探究争论→生疏本质→指导创。指明这是争论物理的根本思路,这也证明白“世界是可以生疏的,生疏是为造福人类的”这一观点。最重要的,通过这节课的探究创,让学生体验探究创的乐趣,把握争论问题的根本方法,提高生疏、应用、设计及创的力量,以便于以后更好地学好物理这门课。第一节 传感器及其工作原理什么是传感器?温度声光 电流烟雾 转换成电压湿度非电学量电学量电阻红外线电容酒精气体 〔1〕光敏电阻光学量光照强时,电阻小电阻〔2〕金属热电阻热学量光照弱时,电阻大电阻温度上升时,电阻率增大热敏电阻热学量电阻电阻随温度的上升而显著减小〔3〕电容式位移传感器力学量电容〔4〕霍尔元件磁学量电压〔5〕电感式位移传感器力学量自感系数