1 传感器及其工作原理

1 认识传感器

2 常见传感器的工作原理及应用

[学习目标] 1.知道什么是传感器，了解传感器的种类(重点)。2.知道传感器的组成与应用模式。3.知道光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻、电阻应变片、电容式传感器的工作原理及应用(难点)。

一、传感器及其工作原理

干簧管结构：如图甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁体靠近干簧管时：

(1)会发生什么现象，为什么？

(2)干簧管的作用是什么？

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

1．传感器

(1)定义：能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的________________(通常是________、电流等电学量)输出，或转换为电路的________的器件或装置。

(2)功能：把____________量转化为____________量，可以方便地进行测量、传输、处理和________。

2．传感器的种类、组成与应用模式

(1)分类：按传感器的工作原理的不同，把传感器分为________传感器、________传感器和________传感器。 (2)组成：传感器主要由________________、转换元件组成。

①敏感元件：能直接感受或响应外界被测非电学量的部分。相当于人的感觉器官，是传感器的核心部分，是利用材料的某种敏感效应(如热敏、光敏、压敏、力敏、湿敏等)制成的。

②转换元件：将敏感元件输出的信号直接转换成电信号的部分。

(3)应用模式：

例1 关于传感器，下列说法正确的是( )

A．所有传感器都是由半导体材料制成的

1 4.1 传感器及其工作原理 教案

课程导学目标 目标解读 1．认识力传感器、温度传感器、光传感器的作用，初步了解其工作原理．

2．初步了解传感器应用的一般模式，能分析简单的涉及力传感器、温度传感器、光传感器的问题．

3．了解生产、生活中常用的四种传感器的作用．

4．了解电饭锅中传感器的工作原理．

学法指导 本节以演示、分析、讨论、讲解为主，结合问题法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。

课程导学建议 重点难点 传感器的原理及其应用的一般模式。

教学建议 本节内容需安排1个课时教学。在教学中首先要讲清楚传感器应用的一般模式，在此基础上，介绍常见的传感器的应用，通过这些具体实例，使学生了解传感器应用的具体模式及传感器的一般结构，本节侧重于联系实际，让学生感受传感器的巨大作用，进而提高学生的学习兴趣，培养学生热爱科学的情感和崇尚科学的精神。

课前

准备 电子秤、电熨斗、电饭锅等有传感器的电器中局部放大的图象

导 学 过 程 设 计

程序设计 学习内容 教师行为 学生行为 媒体运用

新课导入 创设情境 在日常生活中，我们经常见到电子秤．例如，在超市里，当我们购买水果时，售货员把水果放在表面平整的电子秤上，电子秤就可显示出所购水果的质量及应付的钱数．你想探究一下它的工作原理吗？ 传感器应用视频

第一层级

研读教材 指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。 通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。 PPT课件呈现学习目标 完成学案 巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。 尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。

结对交流 指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。 2 况。

第二层级

(小组讨论

小组展示

补充质疑

教师点评) 主题1：

力传感器的应用 教师可准备较大图象让学生结合图象讲解展示。

选修3----2第六章 传感器

1.传感器及其工作原理

（学案）

学习目标

1． 通过观察一些现象和常见的实例，初步认识传感器。

2．初步认识三种制作传感器的敏感元件。

本节重点

认识三种制作传感器的敏感元件。

自主学习

1．干簧管是一种__________的传感器。

2．传感器是一种能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等__________，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等__________，或转换为__________的一类元件。

3． 光敏电阻能够把__________转换为__________。

4． 热敏电阻或金属热电阻能够把__________转换为__________这个电学量。

5． 霍尔元件能够把__________转换为__________这个电学量。

学习过程

1．实验探究一：目的：引起学生的好奇心。

内容方法：干簧管控制电路的通断。

2．实验探究二：目的：了解光敏电阻对电路的影响。

实验方案设计：对课本的实验进行修改。使用电池、灵敏电流计、导线、光敏电阻组成电路，用光照光敏电阻时观察电流的变化。

实验分析：电流为什么变化。

实验理解：光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。

3．实验探究三： 目的：了解热敏电阻对电路的影响。

（同上略）

实验小结：介绍光敏电阻、热敏电阻的组成材料及半导体的特性。

4．理论探究：（教师讲解）霍尔元件

例题 书54页问题与练习 第一题（答案见教参）

作业 书55页问题与练习 第二题（答案见教参）

自主学习答案1。能够感知磁场

2.非电学量；电学量；电路的通断

3.光照强弱这个光学量；电阻这个电学量

4.温度这个热学量；电阻

5磁感应强度这个磁学量；电压

第1节 传感器及其工作原理

1.知道什么是传感器及传感器的工作原理． 2.掌握制作传感器的常用元件的特征．(重点)

3．在理解传感器特征的基础上，掌握各元件的简单应用．(难点)

【基础梳理】

一、什么是传感器

1．定义：能够感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断的元件．

2．非电学量转换为电学量的意义：把非电学量转换为电学量，可以方便地进行测量、传输、处理和控制．

二、光敏电阻

1．特点：光照越强，电阻越小．

2．原理：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，导电性变好．(载流子：电路中做定向移动形成电流的微粒)

3．作用：把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量．

三、热敏电阻和金属热电阻

氧化锰热敏电阻 金属热电阻

特点 电阻率随温度的升高而减小 电阻率随温度升高而增大

制作材料 半导体 金属

优点 灵敏度好 化学稳定性好，测温范围大

作用 将温度这个热学量转换为电阻这个电学量

四、霍尔元件

1．构造：很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N.

2．霍尔电压：如图所示，E、F间通入恒定电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则M、N间出现霍尔电压UH，UH＝kIBd．

3．作用：把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量．

【自我检测】

判断正误 (1)传感器可以把非电学量转化为电学量．( )

(2)光敏电阻的阻值随光照的强弱而变化，光照越强电阻越大．( )

(3)热敏电阻一般用半导体材料制作，导电能力随温度的升高而增强，但灵敏度低．( )

(4)霍尔元件一共有两个电极，电压这个电学量就通过这两个电极输出．( )

提示：(1)√ (2)× (3)× (4)×

探究思考 为解决楼道里的照明问题，在楼道内安装一个传感器与控制电灯的电路连接．当楼道内有人走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器是什么传感器，它的输入、输出信号各是什么？