2015—2016学年鲁科版选修3-2 常见传感器的工作原理 教案

大显身手的传感器-鲁科版选修3-2教案教学目标1.了解什么是传感器以及传感器的分类2.掌握传感器的工作原理和使用方法3.能够熟练使用基本的传感器进行实验和制作简单的应用系统教学内容1. 传感器的介绍定义传感器是指将被测量的物理量转换为可读取的电信号或其他形式输出信号的装置，它能转换为电信号或其他形式输出信号的物理量就成为传感器的测量参数。

分类传感器按特定的测量参数分类，一般可以分为以下几类：•机械或物理量传感器：可以测量物体的位置、速度、加速度、力、扭矩、压力等物理量。

•光、电、热、化学等敏感元件传感器：可以转换其他物理量如光、电、热、化学等为电信号或其他形式输出信号。

2. 常用传感器在传感器的分类中，机械或物理量传感器是应用最为广泛的一类，下面列出一些常见的机械或物理量传感器：压力传感器压力传感器（pressure sensor）是一种用于检测压力的传感器，其主要原理是利用物理效应将被测压力转换成与之成正比的输出电信号（比如电压、电流等），以供被测压力的测量和控制。

其常用于工业、医疗、生物、体育等领域。

温度传感器温度传感器（temperature sensor）是用于测量热量的传感器，其工作原理主要有热电效应、温度感应与电阻变化三种方式。

温度传感器在工业自动化控制、环境监测、医学、电子、航空等领域中应用广泛。

输液检测传感器输液检测传感器（infusion detection sensor）是一种用于检测输液滴数的传感器，常用亚毫升级别，可以用于临床输液，检测瓶子中药液的流速，保证药液的恰当流量。

光电传感器光电传感器（photoelectric sensor）是使用光电效应原理制作而成的传感器，分为发射器和接收器两部分，当受到光线照射时，接收器会产生相应的电信号输出与此同时也有发射器角色来发射光线，被照射的物体反弹回来的光线也会被接收器收集，被敏感元件接受转换成电信号，用于测量物体的透明度、距离、速度以及颜色等参数。

揭开传感器的“面纱”第1、2节常见传感器的工作原理1.传感器能够将非电学量转化为电学量，按工作原理可分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。

2．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路组成，其中敏感元件是传感器的核心部分。

3．光敏电阻由半导体材料制成，光照越强电阻越小，导电性越好。

4．热敏电阻的电阻率随温度的变化有明显变化，常见两种类型，即正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而增大；负温度系数热敏电阻(NTC热敏电阻)，其电阻率随温度的升高而减小。

一、什么是传感器1．定义能够感受外界信息，并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置。

2．作用传感器在自动测量和自动控制系统中担负着信息采集和转化任务，把非电学量转化为电学量。

二、种类繁多的传感器1．传感器的分类(按工作原理)及特点2．传感器的一般结构 非电学量电学量 三、光电传感器和温度传感器1．自主思考——判一判(1)传感器能够将非电学量转化为电学量，其核心部件是敏感元件。

(√)(2)光电传感器、温度传感器属于物理传感器，气敏传感器、湿敏传感器属于化学传感器。

(√)(3)光敏电阻电学性质随光照增强电阻减小。

(√)(4)热敏电阻电学性质随温度升高，电阻一定减小。

(×)(5)干簧管继电器在电路中作用相当于一个开关。

(√)2．合作探究——议一议(1)在家庭生活中，人们不必直接接触就可以控制一些机器，试举一些生活中的例子，看哪些生活用品是通过传感器来完成的。

提示：电视机及空调机的遥控器、电冰箱、自动干手机、自动水龙头、楼道内的声控灯等。

(2)在光电报警装置中，干簧管的工作原理是什么？它在电路中所起的作用是什么？提示：如图所示，当干簧管处于磁场中时，两个软铁质簧片被磁化，相互吸引而接通电路，它在电路中起到开关的作用。

(3)热敏电阻的阻值一定随温度的升高而减小吗？提示：热敏电阻的阻值随温度的升高不一定减小，正温度系数的热敏电阻(PTC)，其阻值随温度的升高而增大；而负温度系数的热敏电阻(NTC)，其阻值随温度的升高而减小。

《常见传感器的工作原理》教学设计山东版高中物理选修3-2第六章第二节福建省建阳一中李瑜一.教学思路：根据《课程标准》强调对传感器教学应侧重从技术应用的角度展示物理，强调物理学科与技术的结合，着重体现物理学的应用性、实践性。

本课的教学思路是通过创设问题情境，引发对传感器工作原理的探究，进入新课教学。

整节课以实验贯穿始终，通过对实验的观察、思考和探究，了解什么是光电传感器、温度传感器,传感器是如何将非电学量转换成电学量的，并抓住这一共性原理特征，使学生学会利用传感器的工作原理设计、制作简单的自控装置。

但由于学生思维能力发展上的不成熟性，还不能成为完全独立的探究主体等特点,本节课的实验探究过程是在教师引导和启发下,学生独立思考、主动探索的过程。

教学时力避深奥的理论，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。

本节课计划用2课时完成,该教学设计为第一课时。

二.教学重点：实验探究光敏电阻和热敏电阻的特性，理解传感器是如何将非电学量转变为电学量的三. 教学难点:本节的教学难点是设计简易温度报警器。

虽然原理比较简单,但要学生独立设计出来却不容易.本教学难点的突破应在学生对光电报警电路原理的充分理解和熟知热敏电阻的阻值特性的基础上,通过提升传感器控制电路的共性特征，使设计简易温度报警器的难度降低，水到渠成。

四．教学目标:通过对光敏电阻阻值特性、热敏电阻阻值特性的实验探究,让学生在了解传感器是如何将非电学量转变为电学量的基础上，学会利用传感器设计简单的自控装置。

在此过程中让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法,培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。

通过动手实验，激发学生的学习兴趣,拓展学生的知识视野，并加强物理与STS的联系。

培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意识。

五．教学资源：光敏电阻，小光源，热敏电阻，烧杯，学生用万用表,酒精灯，五号干电池6个，电磁继电器,蜂鸣器，开水，冷水,导线若干，多媒体.六．教学流程图七．教学过程:不论何时，都要尽可能让思考与反省预见到突发的激情，这于审慎者可轻而易举做到。

大显身手的传感器-鲁科版选修3-2教案一、教学目标1.理解传感器的概念和分类。

2.了解传感器的工作原理和特点。

3.学会使用传感器进行实验和控制。

二、教学内容1.传感器的概念和分类–传感器的定义和作用–传感器的分类和常见应用2.传感器的工作原理和特点–传感器的结构和材料–传感器的工作原理和特点3.传感器的实验和控制–传感器的实现原理和技术流程–传感器的数据采集和处理–传感器的控制应用实例三、教学方法1.理论讲解：教师通过课件或黑板进行传感器的概念和分类、结构和材料、工作原理和特点等方面的讲解。

2.实验操作：教师引导学生实际操作传感器，从数据采集到数据处理的过程中逐步深入了解传感器的工作过程。

3.课堂讨论：教师设立相关问题，引导学生参与讨论，帮助学生深入理解传感器的运作原理和控制技术。

四、教学重点和难点教学重点：传感器的概念和分类、工作原理和特点、数据采集和控制应用实例。

教学难点：传感器的工作原理和控制应用实例。

五、教学评价1.传感器实验成果：目的就是了解传感器的实际操作和控制流程，评价学生在实验中的耐心和方法。

2.课堂讨论表现：评价学生课堂参与和讨论能力，是否能够展示出对传感器理解的深度和广度。

3.作业和测试成绩：对于每个单元的知识点和实验操作进行测试，评价学生的掌握情况。

六、教学评估1.教学效果评估：通过学生的实际操作和讨论表现来评估教学效果。

2.教学质量评估：学生对于实验操作和课堂讨论的反馈以及对于教师讲解的理解程度的评估。

3.教学节奏评估：通过学生的实际操作和课堂讨论来评估课程的节奏和质量。

七、总结本节课程为选修3-2中的一个教学例子，主要介绍了传感器的工作原理和控制应用，通过理论讲解、实验操作和课堂讨论的形式进行教学，针对学生的不同需求来制定教学目标和评估标准，使学生能够全面深入地了解传感器的工作原理和控制技术，提高其实验操作和控制应用的能力。

鲁科版选修(3-2)第二节《常见传感器工作原理》学案【学习目标】1、知道什么是传感器，传感器的工作原理。

2、知道传感器中常见的三种敏感元件及其它们的工作原理。

3、了解电容式传感器的应用。

【课前预习】1. 传感器：能够感受诸如等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为、等电学量，或转换为的通断。

2. 制作传感器一些元器件：⑴光敏电阻：光照，电阻，可以把这个光学量转换为这个电学量。

⑵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；用半导体材料制作的热敏电阻的电阻率随温度升高而。

热敏电阻和金属热电阻能够把这个热学量转换为这个电学量。

⑶霍尔元件：能够把这个磁学量转换为这个电学量。

【典型例题】【典型例题】例1、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上时，可使膜片产生形变，引起电容变化。

如果将这个电容式传感器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么( )A.当F向上压膜片电极时，电容将变小。

B.当F向上压膜片电极时，电容将变大。

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2.在自动恒温箱中，某种半导体材料的电阻率ρ与温度t的关系如图所示，已知这种材料具有发热和控温双重功勇，下列判断正确的是⑴通电前材料温度低于t 1，通电后，电压保持不变，它的功率( )A.先增大后减小B.先减小后增大C.达到某一湿度后功率不变D.功率一直在变化⑵当其产生的热量跟散失的热量相等时，温度保持在( )A.t1B.t2C.t1至t2间某值D.大于t2的某值例 3.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各个领域。

如图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是( )例 4.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。

基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用。

气敏电阻传感器气敏电阻传感器是一种将检测到的气体(特别是可燃气体)的成分、浓度等变化转换成电阻值的变化，最终以电压输出的传感器。

1 气敏电阻的工作原理气敏电阻是由金属氧化物添加催化剂按一定比例烧结而成的半导体材料，有N型和P型之分。

N型气敏电阻的型号有SnO2，ZnO，TiO2等；P型气敏电阻的型号有NiO，Cu2O，CrO3；等。

气敏电阻最主要的特点是对可燃件气体(如CO、H2，SO2，H2S)非常敏感。

当气敏电阻遇到此类可燃性气体时，由于可燃件气体易失去电子，这些电子向半导体元件的气敏电阻移动，半导体中载流子浓度变化(N型增加，P型减小)，从而使气敏电阻阻值变化(N型阻值减小，P型阻值增加)。

为了增加气敏电阻对气体的吸附作用，常在气敏电阻工作时，加热到(200一300)℃。

2 自动通风扇采用SnO2半导体气敏电阻的TGSl09型传感器，可以用于各种可燃性气体、有毒性气体的预警。

图2—2l是TGSl09传感器的结构图，图中兼作电极的加热器直接理入块状SnO2半导体内。

图2—22是这种传感器用于自动通风扇的原理框图。

如果气敏电阻感受气体污染，浓度达一定值，它的阻值发生变化，经过放大电路转换成电压送入比较器，与比较电压不相等，产生触发脉冲，使晶体管电路导通产生直流电压，给排风扇提供电源，白动通风，还可以产生报警信号。

图2—23是白动通风扇电路图。

气敏电阻申联一个4KΩ的负载电阻，外加l00v的电路电压。

当空气污染达一定程度，气敏电阻的阻值变化达一定值，超的给定值，VTr导通，继电器工作，启动通风扇。

当污染低于某一点，VTr 过RP2，用于补偿元件固有电阻和灵敏度偏差。

截止，通风扇停止工作。

图中Rl，RP1图中风扇的开启方式可以有白动和手动切换两种方式。

家用有毒气体报警器一氧化碳、液化气、甲烷、丙烷等都是有毒可燃件气体。

在家庭中，若有毒可燃性气体浓度超过一定值，将危及人身安全。

这里介绍的报警器有很高的灵敏度。

5.2《常有传感器的工作原理》教案【学习目标】1．经过实验研究光敏电阻的特征。

2．知道光电传感器拥有将光信号转变成电信号的作用。

3．经过实验研究热敏电阻的特征。

4．知道温度传感器拥有将温度信号转变成电信号的作用。

【学习重点】常有传感器的工作原理【知识重点】1．光电传感器是一种可以感觉___________信号，并依据必定规律把___________信号变换成 ___________信号的器件或装置。

光敏电阻器常用来做为光电传感器的___________元件，宽泛用于各样光电控制系统。

如光电 ___________门户，航标灯、路灯和其余照明系统的___________，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“地点检测器”，极薄部件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电追踪系统等方面。

光光电敏感自动开关自动亮灭2．温度传感器是一种将___________变化变换为 ___________变化的。

热敏电阻常用来做为温度传感器的___________元件半导体资料的导电能力拥有 ___________ 特征，用半导体资料制成的热敏电阻的电阻值对温度变化表现出特别敏感，是一种敏捷度极高的温度传感器。

它能丈量出温度的细小变化，而且体积 ___________ ，工作 ___________，构造 ___________。

所以，它在测温技术、无线电技术、自动化和遥控等方面都有宽泛的应用。

温度电学量敏感热敏小稳固简单【典型例题】例给你光电管、电磁继电器、直流电源、开关、照明零线电路、路灯及导线，设计一个用于街道的路灯自动控制开火线···关，达到日出路灯熄，日落路灯亮的成效，并说明设计原衔铁触点理。

光电管S解读：设计电路如图，当光照增强时，光电管电阻变小，经过线圈的电流变大，电磁铁磁性变强，把衔铁吸下，离开触点，照明电路断开，灯熄灭；当光照减弱时，光电管电阻变大，电流减小，电磁铁磁性减弱，衔铁被弹簧弹回与触点接触，照明电路接通，灯亮。

鲁科版高二物理选修3《常见传感器工作原理》说课稿一、引言感谢大家的到来。

今天我将为大家分享鲁科版高二物理选修3中《常见传感器工作原理》这一单元的授课内容。

本单元的学习将帮助学生理解常见传感器的基本原理和应用，培养学生的科学观察和实验设计能力，为将来科学研究和工程技术打下坚实的基础。

二、教学目标本单元的教学目标主要分为以下几个方面： - 理解常见传感器的工作原理； - 掌握常见传感器的分类和应用； - 培养学生的科学观察和实验设计能力； - 培养学生对科学研究和工程技术的兴趣和探索精神。

三、教学重点和难点本单元的教学重点主要包括： - 了解常见传感器的工作原理； - 熟悉常见传感器的分类和应用； - 培养学生的实验设计能力。

教学难点主要包括： - 理解常见传感器的纳米尺度原理；- 运用物理知识分析传感器的工作原理。

四、教学过程4.1 导入阶段在导入阶段，我将通过提问和讲解的方式激发学生对传感器的兴趣，并引导学生回顾前几节课学习的内容，为本节课的学习做好铺垫。

4.2 讲解传感器的基本原理在这一环节，我将通过多媒体展示的方式，详细讲解传感器的基本原理。

主要包括以下内容： - 传感器的定义和作用；- 传感器的分类和常见应用； - 传感器的工作原理和信号处理方法； - 传感器的灵敏度和精度。

4.3 进行实验演示和讨论在这一环节，我将引导学生进行实验演示，并通过观察、记录和讨论的方式加深学生对传感器工作原理的理解。

具体的实验演示可以包括以下内容： - 用压敏电阻测量外界力的大小； - 利用温度传感器测量物体的温度变化； - 使用光敏传感器检测光线的强度变化。

4.4 引导学生进行小组讨论和分享在这一环节，我将引导学生进行小组讨论和分享，让学生们在互相交流的过程中进一步深化对传感器工作原理的理解，培养学生的团队合作和表达能力。

4.5 总结和展望在这一环节，我将对本节课的内容进行总结和展望，激发学生进一步学习和探索的兴趣。