1.傳感器及其工作原理教案

選修3-2第六章 傳感器1.傳感器及其工作原理（教案）一、教材分析本部分屬“了解”水平。學(xué)生應(yīng)理解在現(xiàn)代信息技術(shù)與自動(dòng)控制中為什么要將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，了解電學(xué)量便于控制、便于處理(放大、衰減和波型整理等)、便于顯示和儲(chǔ)存、也便于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)燃夹g(shù)方面的優(yōu)點(diǎn)。尤其是將電學(xué)量與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，可以方便地實(shí)現(xiàn)信息的采集、處理、輸出的自動(dòng)化和智能化。所以科學(xué)技術(shù)中常把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量進(jìn)行信息收集。 高中的重點(diǎn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道常見(jiàn)傳感器的工作原理。 了解常見(jiàn)傳感器的工作原理，注意“了解”的理解。學(xué)生應(yīng)知道傳感器是由敏感元件、電子線(xiàn)路與控制線(xiàn)路等組成的。本主題重在通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究傳感器的工作原理，以拓展學(xué)生的思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，不宜講過(guò)多的技術(shù)細(xì)節(jié)。二、教學(xué)目標(biāo)一）知識(shí)目標(biāo)：（1）知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義。（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道常見(jiàn)傳感器的工作原理。二）能力目標(biāo)：1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并熟練使用電源、靈敏電流計(jì)、干簧管、光敏元件、熱敏元件等電學(xué)實(shí)驗(yàn)元件，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作能力及實(shí)驗(yàn)觀察能力。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察培養(yǎng)獲取知識(shí)的能力、分析問(wèn)題的能力。三）情感和價(jià)值觀學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)熱愛(ài)科學(xué)、探索未知的積極情感。三、教學(xué)重點(diǎn)1、干簧管、光敏元件、熱敏元件等電學(xué)實(shí)驗(yàn)元件在電路中的作用。2、設(shè)計(jì)電路。四、教學(xué)難點(diǎn)電路的設(shè)計(jì)，理解傳感器工作原理及敏感元件在電路中的作用。五、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法、理論探究法、分組討論法、歸納總結(jié)法六、教學(xué)過(guò)程實(shí)驗(yàn)探究一：目的：引起學(xué)生的好奇心。內(nèi)容方法：干簧管控制電路的通斷。a.預(yù)習(xí)指導(dǎo) 傳感器是指這樣一類(lèi)元件：它能夠感受諸如 成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化為 等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的 b.實(shí)驗(yàn)過(guò)程-分組實(shí)驗(yàn)：學(xué)生4人一組，16個(gè)小組c.講解：什么是傳感器（1）傳感器是這樣一類(lèi)元件：它能夠感受諸如力、溫度、光聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)化為電路的通斷。（2）傳感器原理傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如電壓、溫度、位移、濃度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓值、電流值、電荷量等，這些輸出信號(hào)是非常微弱的，通常要經(jīng)過(guò)放大后，再送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生和種控制動(dòng)作。傳感器原理如下圖所示。實(shí)驗(yàn)探究二： 目的：了解光敏電阻對(duì)電路的影響。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)：對(duì)課本的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行修改。使用電池、靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線(xiàn)、光敏電阻組成電路，用光照光敏電阻時(shí)觀察電流的變化。實(shí)驗(yàn)分析：電流為什么變化。實(shí)驗(yàn)理解：光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電流這個(gè)電學(xué)量。實(shí)驗(yàn)探究三： 目的：了解熱敏電阻對(duì)電路的影響。 （同上略）實(shí)驗(yàn)小結(jié)：介紹光敏電阻、熱敏電阻的組成材料及半導(dǎo)體的特性。理論探究四：霍爾元件 霍爾電壓UH=kIB/d，式中d為薄片的厚度，k為霍爾系數(shù)，它的大小與薄片的的材料有關(guān)。 特點(diǎn)：霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。 霍爾效應(yīng)的原理外部磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)的載流子受到洛倫茲力，在導(dǎo)體板的一側(cè)聚集，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的另一種電荷，從而形成橫向電場(chǎng)；橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板左右兩側(cè)會(huì)形成穩(wěn)定的電壓。探究一、二、三、四本節(jié)小結(jié)：通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，初步認(rèn)識(shí)傳感器。認(rèn)識(shí)三種制作傳感器的敏感元件。七、例題