《生活中的传感器》作业设计方案

《生活中的传感器》作业设计方案一、作业目标1、让学生了解生活中常见传感器的种类和工作原理。2、能够根据传感器的原理分析其在生活中的应用。3、提高学生运用传感器知识解决简单实际问题的能力。二、作业内容1、基础认知题（1)请列举出至少三种生活中常见的传感器（例如温度传感器），并简单描述它们各自能感知的物理量。（2)光传感器是如何将光信号转化为电信号的呢？请用自己的话简单说一说。2、原理分析题（1)在自动门控制系统中常常会用到红外线传感器。请详细分析红外线传感器在自动门系统中的工作原理，包括它如何检测到人的靠近或离开，以及怎样控制门的开关动作。（2)汽车的油量监测系统一般使用液位传感器。试着解释液位传感器在汽车油量监测中的工作原理，并且说明如果液位传感器出现故障，可能会出现哪些现象？3、趣味实践题（1)请同学们回家找一找家里有没有带有传感器的电器设备（除了上面提到的那些常见设备），然后研究一下这个设备中的传感器可能是根据什么原理工作的，写一篇简单的小报告（大概100200字左右）。（2)假如你是一名传感器发明家，你想发明一个可以检测家庭室内空气质量（比如检测灰尘、有害气体等）的传感器。请描述一下你这个传感器的工作原理，以及你打算怎么设计它的外观（可以简单画个草图，但这里只需要用文字描述）。4、拓展应用题某仓库需要安装一个火灾报警系统，要求能够在火灾发生的初期（烟雾刚刚出现的时候）就检测到并发出警报。如果你是工程师，你会选择哪种传感器来实现这个功能呢？请说明你选择这种传感器的理由，并且设计一个简单的系统框架图（用文字描述框架图内容即可）。三、作业要求1、对于基础认知题，要认真回忆课本知识，答案简洁明了。2、原理分析题，需要详细阐述，条理清晰，可以参考课本相关内容，但要用自己的理解去回答。3、趣味实践题，要积极动手去观察和思考，小报告要语句通顺。对于发明家那题，要大胆想象，但也要基于所学的传感器原理知识。4、拓展应用题，要综合运用所学知识，系统框架图的设计要有逻辑性。四、作业评价1、评价标准（1)基础认知题：是否准确列举出常见传感器并正确描述其感知的物理量。（2)原理分析题：对传感器工作原理的分析是否准确、详细。（3)趣味实践题：小报告内容是否符合要求，发明家题目的想法是否合理且基于传感器原理。（4)拓展应用题：传感器选择是否合理，系统框架图设计是否有逻辑性。2、评价方式（1)教师批改作业，根据评价标准给出评语和等级。（2)课堂上选取部分优秀作业进行展示和分享，让同学们互相学习。五、作业反馈1、请同学们在作业后面写上自己完成作业的感受，比如哪些地方觉得容易，哪些地方觉得困难，还有对作业量和难度的看法。2、鼓励同学们提出关于传感器知识还想了解或者还存在疑惑的地方，这样老师可以根据反馈调整教学内容。答案：1、基础认知题（1)常见的传感器有温度传感器（感知温度）、湿度传感器（感知湿度）、压力传感器（感知压力）。（2)光传感器里面有一种光电效应的原理。当光照射到某些物质上的时候，物质中的电子会吸收光子的能量，从而产生电信号。具体来说，光子的能量使得电子从低能级跃迁到高能级，如果这个能量足够大，电子就能够脱离原子的束缚成为自由电子，这样就产生了电流，从而将光信号转化成了电信号。2、原理分析题（1)红外线传感器在自动门系统中的工作原理是这样的。它会发射红外线，当有人靠近的时候，人体会反射红外线。传感器接收到反射回来的红外线后，就会产生一个信号变化。这个信号会被传送到控制系统，控制系统根据这个信号判断有人靠近，然后发出指令让门打开。当人离开的时候，传感器又检测不到反射的红外线了，就会再给控制系统信号，让门关闭。（2)汽车的液位传感器在油量监测中的工作原理是利用了液位变化引起的物理量变化。比如有的液位传感器是利用浮子的上下浮动，浮子连接着一个可变电阻。当油面高的时候，浮子位置高，电阻值就小；当油面低的时候，浮子位置低，电阻值就大。汽车的电路系统通过检测这个电阻值的变化就能够知道油量的多少。如果液位传感器出现故障，可能会出现油量表显示不准，比如明明有油却显示没油了，或者显示的油量一直不变等现象。3、趣味实践题（1)我在家里发现了电饭煲里面有温度传感器。电饭煲煮饭的时候，温度传感器会时刻监测锅内的温度。当温度达到一定程度的时候，它就会给控制系统信号，控制系统就会调整加热功率或者停止加热，以保证米饭能够煮熟而不会烧焦。这是因为不同的温度下米饭的状态是不一样的，温度传感器就是根据这个原理来保证煮饭的质量。（2)我想发明的家庭室内空气质量传感器的工作原理是这样的。我会使用一些能够和灰尘、有害气体发生化学反应的敏感材料。当这些材料接触到灰尘或者有害气体的时候，会产生电学性质的变化，比如电阻变化或者电容变化。通过检测这些电学性质的变化就能够知道空气中灰尘或者有害气体的含量。外观上，我想把它设计成一个小巧的圆形盒子，像一个小闹钟一样。盒子的正面有一个小屏幕，可以显示空气质量的数值，旁边还有几个指示灯，不同的颜色代表不同的空气质量等级。在盒子的侧面有很多小孔，方便空气进入与里面的敏感材料接触。4、拓展应用题我会选择烟雾传感器来实现这个功能。因为烟雾传感器能够对烟雾这种火灾初期产生的物质非常敏感。当烟雾刚刚出现的时候，烟雾粒子会进入传感器内部，使传感器内部的物理性质发生变化，从而产生电信号。系统框