传感器与传感电路技术教案（项目6 霍尔传感器应用电路设计或制作）

教案课程名称传感器与传感电路技术任课教师课程类型□A理论eq\o\ac(□,√)B理实一体化□C实践适用专业物联网应用技术本次课标题项目6霍尔传感器应用电路设计或制作任务6.1霍尔传感器典型应用电路分析1.霍尔效应2.霍尔传感器认知3.计数器认知授课学时2授课班级上课时间第周周第节上课地点第周周第节第周周第节本次课教学目标教学目标K1:能描述霍尔效应的内涵M1K2:能描述典型霍尔传感器的结构、特性及应用方法M1K3:会识读并描述典型计数器芯片的引脚及功能，能应用其设计其他计数器M1K4:培养时间观念，提升效率意识M9教学重点霍尔传感器特性及原理计数器功能及应用教学难点霍尔传感器的补偿集成计数芯片应用教学方法手段1.教学方法：讲授、讨论、问题引导2.教学手段：多媒体、在线课程、仿真教学资源相关平台在线课程配套资源、仿真软件一、教学基本情况

二、教学实施过程教学环节（时长）教学内容方法手段教师活动学生活动对应教学目标课前1.预学霍尔传感器知识2.预学计数器知识及应用方法任务驱动线上学习设计活动推送资源参与活动K1K2K3课中导入（5min）霍尔传感器应用举例主题讨论设计主题组织讨论思考问题搜索案例K1K2论证新知（70min）1.霍尔效应当电流垂直外磁场通过半导体时，在半导体两端产生霍尔电势UH=KHIBcosθ2.霍尔元件①霍尔磁场传感器件；4根引线：a、b为控制电极，c、d为霍尔电极②需进行零误差及温度误差补偿3.集成霍尔传感器（1）开关型集成霍尔传感器由霍尔元件、稳压电路、差分放大器、施密特触发器、集电极开路输出门等电路构成。将霍尔电势转换成数字信号输出。典型产品A3144（2）线性集成霍尔传感器由霍尔元件、差分放大器、射极跟随输出及稳压电路构成。输出电压与外加磁场呈线性比例关系。①单端输出线性集成霍尔传感器三端器件，如SS49E。输出电压随外磁场的微小变化线性变化。②双端输出线性集成霍尔传感器两个输出端，由霍尔元件HG、放大器A、差动输出电路D和稳压电源等组成。输出特性在一定范围内为线性。问题牵引线上线下混合设计问题组织活动（提问、讨论等）解惑释疑反馈评价思考问题参与活动K14.计数器概述（1）功能：记录脉冲个数的器件，可实现计数、定时、分频（2）种类：二进制、十进制；递增、递减（3）模：计数状态数，2n个计数状态的二进制计数器，模为2n5.典型集成计数器（1）74LS161二进制模十六递增计数器引脚功能：如图6-8、表6-1所示（2）74LS90集成二-五-十进制计数器引脚功能：如图6-9、表6-2所示（3）用集成计数器构成其他进制计数器基本思路：利用计数芯片的清0或预置数功能，在达到所需最大计数值时，通过适当逻辑门反馈清0或预置数问题牵引分析讨论仿真演示设计问题演示案例解惑释疑思考问题参与活动记录要点K2巩固提升（10min）随堂测验或课后练习线上线下混合设计活动推送活动参与活动排疑解惑K1K2K3课程思政（5min）我国计数的历史成就知识嵌入阐述意义启发思考提升历史文化自信K4课后任务驱动问题牵引设计测试推送活动线上互动完成任务线上互动K1K2K3三、教学反思1.本次课教学目标达成度：2.学生课堂学习表现情况：3.教学内容评价：4.教学方法和学习方法评价：5.教学资源使用情况：6.其他：（可续页）教案课程名称传感器与传感电路技术任课教师课程类型□A理论eq\o\ac(□,√)B理实一体化□C实践适用专业物联网应用技术本次课标题项目6霍尔传感器应用电路设计或制作任务6.1霍尔传感器典型应用电路分析3.霍尔计数电路分析4.霍尔电流测量电路分析授课学时2授课班级上课时间第周周第节上课地点第周周第节第周周第节本次课教学目标教学目标K1:能分析并描述霍尔计数电路的结构及工作原理M7K2:能分析并描述霍尔电流测量电路的结构及工作原理M7K3:提升质量意识和安全意识M9教学重点霍尔计数电路的分析霍尔电流测量电路的分析教学难点霍尔计数电路的分析霍尔电流测量电路的分析教学方法手段1.教学方法：讲授、讨论、问题引导2.教学手段：多媒体、在线课程教学资源相关平台在线课程配套资源一、教学基本情况

二、教学实施过程教学环节（时长）教学内容方法手段教师活动学生活动对应教学目标课前1.预学霍尔计数电路的分析2.预学霍尔电流测量电路的分析任务驱动线上学习设计活动推送资源参与活动K1K2课中导入（5min）1.霍尔计数电路图2.霍尔电流测量电路图示范讲解演示讲解提出问题观摩聆听记录要点K1K2论证新知（70min）1.霍尔计数电路分析（1）分析电路结构，填写表6-4（2）分析电路工作原理，回答P187的问题1~问题22.霍尔电流测量电路分析（1）分析电路结构，填写表6-5（2）分析电路工作原理，回答P188的问题1~问题2任务驱动问题牵引设计任务指导过程解惑释疑反馈评价实施任务排疑解惑提交任务K1K2巩固提升（10min）随堂测验或课后练习任务驱动问题牵引设计测试推送活动监控过程完成任务强化弱点K1K2课程思政（5min）霍尔计数器和霍尔电流测量的精准性要求知识嵌入谈话讨论设计主题引导讨论提升质量意识和安全意识K3课后在线测试任务驱动设计测试推送活动线上互动完成任务线上互动K1K2三、教学反思1.本次课教学目标达成度：2.学生课堂学习表现情况：3.教学内容评价：4.教学方法和学习方法评价：5.教学资源使用情况：6.其他：（可续页）教案课程名称传感器与传感电路技术任课教师课程类型□A理论eq\o\ac(□,√)B理实一体化□C实践适用专业物联网应用技术本次课标题项目6霍尔传感器应用电路设计或制作任务6.2霍尔计数电路的制作授课学时2授课班级上课时间第周周第节上课地点第周周第节第周周第节本次课教学目标教学目标K1:能按照任务要求完成霍尔计数电路制作并调试功能M4K2:培养规范意识、质量意识，涵养精益求精的工匠精神M9教学重点霍尔计数电路的制作教学难点霍尔计数电路的制作教学方法手段1.教学方法：讲授、讨论、问题引导2.教学手段：多媒体、在线课程、实做教学资源相关平台在线课程配套资源、实训器材一、教学基本情况

二、教学实施过程教学环节（时长）教学内容方法手段教师活动学生活动对应教学目标课前进一步熟悉霍尔计数电路的结构及原理任务驱动线上学习设计活动推送资源参与活动K1课中导入（5min）霍尔计数电路的制作案例示范讲解演示讲解提出问题观摩聆听记录要点K1论证新知（70min）1.任务要求用面包板或万用板，参照图6-14所示电路，制作霍尔计数电路，让金属钢球通过霍尔传感器，观察计数值。2.操作准备（1）准备元件①霍尔传感器：SL3501②运算放大器：μ③晶体管：2N5812或同类④计数器74LS90或同类⑤码转换芯片：74LS248⑥数码管：2位共阴极数码管⑦其他按电路图要求准备（2）仪器准备①多功能电路板②指针型万用表③直流稳压电源或电源模块④导线3.操作步骤S1：选择、检测元器件。在表6-6中填写检测数据S2：在面包板或万用板装接测量电路。S3：在面包板或万用板装接计数显示电路。S4:通电，将金属钢球通过霍尔传感器，观察计数值的变化。任务驱动实操训练设计任务示范操作过程指导解惑释疑反馈评价实施任务排疑解惑提交任务K1K2巩固提升（10min）作业点评示范讲解遴选作业点评推优互学互鉴优化完善K1K2课程思政（5min）任务质量要求活动渗透评价引领阐述意义启发思考提升质量意识，涵养精益求精的工匠精神K2课后在线测试-项目6单元测试任务驱动设计试卷推送活动线上互动完成任务线上互动K1K2三、教学反思1.本次课教学目标达成度：2.学生课堂学习表现情况：3.教学内容评价：4.教学方法和学习方法评价：5.教学资源使用情况：6.其他：（可续页）教案课程名称传感器与传感电路技术任课教师课程类型□A理论eq\o\ac(□,√)B理实一体化□C实践适用专业物联网应用技术本次课标题任务3.3基于实验平台的霍尔传感实验授课学时2授课班级上课时间第周周第节上课地点第周周第节第周周第节本次课教学目标教学目标K1:能应用NewLab传感实验平台完成霍尔传感实验M6K2:培养遵守规程意识，涵养团队精神M9教学重点霍尔传感实验的操作方法教学难点霍尔传感实验的操作方法教学方法手段1.教学方法：讲授、讨论、问题引导2.教学手段：多媒体、实验设备教学资源NewLab传感实验平台一、教学基本情况

二、教学实施过程教学环节（时长）教学内容方法手段教师活动学生活动对应教学目标课前利用教材预学“基于实验平台的霍尔传感实验”相关内容任务驱动线上线下混合学习设计活动推送活动参与活动K1课中导入（5min）霍尔传感实验的实验目的问题牵引谈话讨论设计问题组织活动明确要求思考问题参与活动聆听记录K1论证新知（70min）1.实验原理（1）霍尔磁传感器模块①4个线性霍尔传感器SS49E及相应电路。②2个霍尔开关传感器及相应电路。③线性AD输出接口J4、J6、J7、J5。④霍尔开关输出接口J2、J3接地接口J1。（2）霍尔线性元件电路图6-18（3）霍尔开关元件电路图6-19（4）霍尔传感器模块场景模拟界面问题牵引演示讲解实物演示设计问题组织活动（提问、讨论等）观看聆听回答问题记录要点K12.实验步骤（1）实验准备。①打开实验平台软件，导入霍尔传感实验的实验包。②平台通电并与电脑连接。（2）硬件装接。①放置霍尔传感器模块和继电器模块在插槽上。②将万用表连接到频率信号输出端口J4和接地端口J1之间。（3）启动实验。 ①自动模式，通电启动。②在上位机软件平台，选择霍尔实验。③选择硬件连接说明，上位机测试霍尔传感模块正常工作，进入工作界面。④在磁场不变情况下测量霍尔线性元件电路输出电压，观察模拟实验场景的霍尔线性传感器的AD值。⑤将磁铁移近霍尔传感器，测量磁场变化后的霍尔线性元件电路输出电压，观察模拟实验场景的霍尔线性传感器的AD值。⑥将万用表接于J8与J1间，在磁场不变情况下测量霍尔开关元件电路输出电压，观察模拟实验场景的霍尔开关1的控制状态。⑦将磁铁S极移到霍尔开关元件位置，测量此时霍尔开关元件1的比较器输出电压，观察模拟实验场景的霍尔开关1的控制状态。示范讲解实验观察要点讲解操作演示过程指导释疑纠错反馈评价观摩