1.传感器及其工作原理教案

选修3-2第六章 传感器1.传感器及其工作原理（教案）一、教材分析本部分属“了解”水平。学生应理解在现代信息技术与自动控制中为什么要将非电学量转换成电学量，了解电学量便于控制、便于处理(放大、衰减和波型整理等)、便于显示和储存、也便于远距离传输等技术方面的优点。尤其是将电学量与计算机技术结合，可以方便地实现信息的采集、处理、输出的自动化和智能化。所以科学技术中常把非电学量转换成电学量进行信息收集。 高中的重点是通过实验，知道常见传感器的工作原理。 了解常见传感器的工作原理，注意“了解”的理解。学生应知道传感器是由敏感元件、电子线路与控制线路等组成的。本主题重在通过实验来探究传感器的工作原理，以拓展学生的思维，培养创新意识，不宜讲过多的技术细节。二、教学目标一）知识目标：（1）知道非电学量转换成电学量的技术意义。（2）通过实验，知道常见传感器的工作原理。二）能力目标：1、设计实验并熟练使用电源、灵敏电流计、干簧管、光敏元件、热敏元件等电学实验元件，培养实验设计和实验操作能力及实验观察能力。2、通过实验观察培养获取知识的能力、分析问题的能力。三）情感和价值观学生通过实验探究，培养热爱科学、探索未知的积极情感。三、教学重点1、干簧管、光敏元件、热敏元件等电学实验元件在电路中的作用。2、设计电路。四、教学难点电路的设计，理解传感器工作原理及敏感元件在电路中的作用。五、教学方法实验探究法、理论探究法、分组讨论法、归纳总结法六、教学过程实验探究一：目的：引起学生的好奇心。内容方法：干簧管控制电路的通断。a.预习指导 传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如 成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转化为 等电学量，或转换为电路的 b.实验过程-分组实验：学生4人一组，16个小组c.讲解：什么是传感器（1）传感器是这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定规律转换为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。（2）传感器原理传感器感受的通常是非电学量，如电压、温度、位移、浓度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生和种控制动作。传感器原理如下图所示。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流这个电学量。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。理论探究四：霍尔元件 霍尔电压UH=kIB/d，式中d为薄片的厚度，k为霍尔系数，它的大小与薄片的的材料有关。 特点：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。 霍尔效应的原理外部磁场使运动的载流子受到洛伦兹力，在导体板的一侧聚集，在导体板的另一侧会出现多余的另一种电荷，从而形成横向电场；横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板左右两侧会形成稳定的电压。探究一、二、三、四本节小结：通过观察和实验，初步认识传感器。认识三种制作传感器的敏感元件。七、例题