传感器教案
传感器及应用
教案
教师：张东虞
周次：
时间：
课题：模块一认识传感器
课时：2课时
教学目标：1、了解传感器的作用和分类
2、理解传感器的组成和适用范围
3、掌握传感器的应用
重点、难点：传感器的应用
教具：传感器模块
教学方法：讲授法
时间分配：新授 80分钟小结 15分钟作业布置 5分钟
教学过程：
课题一、传感器的认识
任务导入
相关知识
一．传感器的认识
二．传感器的定义及组成
能够感受规定的被测量并按一定规律和精度转换成可用输出信号的器件或装置.
它是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
敏感元件(sensing element)：直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，是传感器的核心。
转换元件(transduction element) ：将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量的电信号。
测量电路(measuring circuit)：将转换元件输出的电信号进行进一步的转换和处理，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性，便于后
续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。
三、传感器的分类
按工作原理分类：可分为电参数式 (电阻式、电感式和电容式)传感器、压
电式传感器、光电式传感器、热电式传感器等。
按被测量分类：可分为力、位移、速度、加速度传感器等。 按结构分类： 可分为结构型、物性型和复合型传感器。
按能量转换关系分类：可分为能量控制型和能量转换型传感器两大类。 四、传感器的作用
光敏传感器—视觉 声敏传感器—听觉 气敏传感器—嗅觉 化学传感器—味觉
课题二、传感器的技术指标 任务导入 相关知识
一、测量误差与仪表等级 1、绝对误差
绝对误差表示测量值与被测量真实值(真值)之间的差值，
2、相对误差
它是指测量仪表中相对仪表满量程的一种相对误差
3、仪表的准确度
仪表的测量结果的准确度叫仪表的准确度。 二、传感器的技术指标
1、传感器的静态特性
当传感器的输入信号是常量，不随时间变化(或变化极缓慢)时，其输出输入关系特性称为静态特性。传感器的静态特性主要由下列几种性能来描述。 测量范围 量程 精度 线性度
x A
?=-m 100%
γ?
=
=-测量范围上限测量范围下限
灵敏度
分辨率和阈值
重复性
迟滞
稳定性
漂移
2、传感器的动态特性
动态特性是指传感器对于随时间变化的输入信号的响应特性，是传感器的重要特性之一。
传感器的动态特性与其输入信号的变化形式密切相关，最常见、最典型的输入信号是阶跃信号和正弦信号。
对于阶跃输入信号，传感器的响应称为阶跃响应或瞬态响应，对于正弦输入信号，则称为频率响应或稳态响应。
可从时域和频域两个方面采用瞬态响应法和频率响应法来分析动态特性。
动态特性好的传感器应具有较短的暂态响应时间和较宽的频率响应特性。
动态特性的数学描述：微分方程
实际传感器较复杂，动态响应特性一般并不能直接给出其微分方程，可通过实验给出传感器与阶跃响应曲线和幅频特性曲线上的某些特征值来表示仪器的动态响应特性。
三、传感器的一般选择原则
1、与测量条件相关的因素
2、与传感器有关的技术指标
3、与使用环境条件有关的因素
4、与购买和维修有关的因素
小结：
传感器首先是一种测量器件或装置，它的作用体现在测量上。
定义中所谓“可用输出信号”是指便于传输、转换及处理的信号，主要包括气、光和电等信号，而“规定的测量量”一般是指非电量信号。
传感器的输入和输出信号应该具有明确的对应关系，并且应保证一定的精度。
作业布置：审批：
后记：
周次：
时间：
课题：模块二温度的测量
课时：2课时
教学目标：1、了解温度的基本概念
2、理解温度传感器的基本测量方法
3、掌握温度传感器的一般测量方法
重点、难点：温度传感器的测量方法
教具：传感器模块
教学方法：讲授法
时间分配：回顾 10分钟新授 70分钟小结 15分钟作业布置 5分钟教学过程：
课题一温度传感器
任务导入
相关知识
一、温度的基本概念
1．温度
2．温标
1）摄氏温标
2）华氏温标
3）热力学温标
4）国际实用温标
二、温度传感器
1．热敏电阻器的分类
2．热敏电阻器的主要技术指标
1）标称电阻值
2）温度系数
3）时间常数
4）额定功率
5）温度范围
3.热敏电阻器的优缺点
1）灵敏度高
2) 体积小
3）结构简单、坚固，能承受较大的冲击
4）制作原料丰富，制作简单，成本价格十分低廉三、温度的测量方法
接触式和非接触式
课题二膨胀式温度传感器
任务导入
相关知识
一、玻璃温度计
二、压力温度计
三、双金属温度计
任务实施
一、合理选择双金属温度计的结构与种类
二、双金属温度计的安装与使用
课题三电阻式温度传感器
任务导入
相关知识
一、金属热电阻器
1、铂电阻器
2、铜电阻器
3、热电阻器的典型测量电路
二、电阻式温度传感器的结构
1、普通型热电阻温度传感器
2、端面热电阻温度传感器
3、铠装热电阻温度传感器
4、隔爆型热电阻温度传感器
任务实施
一、合理选择温度传感器
二、电阻敏感元件的安装与使用
三、电阻敏感元件的校验
四、电阻敏感元件的常见故障及其处理方法
课题四热电偶式温度传感器
任务导入
相关知识
一、热电偶的工作原理
二、热电偶式温度传感器的结构
三、热电偶的特点及应用
任务实施
一、合理选择温度传感器
二、热电偶传感器的使用与安装
三、热电偶传感器的常见故障及其处理方法
小结：热电式传感器就是一种能将温度变化转换为电量变化的装置，它是利用敏感元件的电磁参数随温度变化的特性来达到测量的目的
作业布置：
审批：
后记：
周次：
时间：
课题：实训一热电式传感器——热电偶
课时：2课时
教学目标：1、了解热电偶的结构
2、熟悉热电偶的工作特性
3、学会查阅热电偶分度表
重点、难点：热电偶的工作特性
教具：传感器模块
教学方法：讲授法
时间分配：新授20分钟实操80分钟
教学过程：
一、实验目的
观察了解热电偶的结构，熟悉热电偶的工作特性，学会查阅热电偶分度表。
二、实验原理
热电偶的基本工作原理是热电效应，当其热端和冷端的温度不同时，即产生热电动势。通过测量此电动势即可知道两端温差。如固定某一端温度（一般固定冷端为室温或0℃），则另一端的温度就可知，从而实现温度的测量。本仪器中热电偶为铜-康铜热电偶。
三、实验所需部件
热电偶
加热器
差动放大器
电压表
温度计
四、实验步骤及内容`
将热电偶接差动放大器的两输入端，差放增益调节为100倍，打开电源，调节差放的调零电位器，使其输出电压为零。
打开加热器，差放输出如有微小变化，马上调节调零电位器再度调零。
随温度上升，观察差动放大器的输出电压的变化，待加热温度不再上升时，记录电压表读数
Vo=（）V。则可以E(t, t0)=Vo/100=（）mV。其中t 为热电偶热端的温度，t0为热电偶冷端的温度。在这里可以用室温代替。
用温度计测出室温t0=（）℃，然后查分度表，可知E(t0，0)=（）mV。本仪器上热电偶是由两只铜-康铜热电偶串接而成，热电偶的冷端温度为室温，放大器的增益为100倍，计算热电势时均应考虑进去。根据中间温度定律可知
E（t，0）= E（t，t0）+ E（t0，0）=（）mV
式中E为热电偶的电动势，t为热电偶热端温度，本实验仪上的热电偶分度表的参考端温度为0℃，t0为热电偶参考端所处的温度（即室温），E（t，0）为实际电动势，E（t，t0）为测量所得的电动势，E（t0，0）为温度修正电动势。由此反查阅铜-康铜热电偶分度表，求出热电偶的热端温度t。
五、注意事项
因差动放大器增益约为100倍，所以用差放放大后的热电势并非十分精确，因此查表所得到的热端温度也为近似值。
小结：
热电偶的基本工作原理是热电效应，当其热端和冷端的温度不同时，即产生热电动势。通过测量此电动势即可知道两端温差。
作业布置：
审批：
后记：
周次：
时间：
课题：实训二热敏式温度传感器测温实验
课时：2课时
教学目标：1、了解热敏式温度传感器的基本结构
2、理解热敏式温度传感器的基本测量方法
3、掌握热敏式温度传感器的一般测量方法
重点、难点：热敏式温度传感器的基本测量方法
教具：传感器模块
教学方法：讲授法
时间分配：新授20分钟实操80分钟
教学过程：
一、实验目的
了解热敏式传感器的工作特性。
二、实验原理
应用半导体材料制成的热敏电阻具有灵敏度高，可以应用于各个领域的优点，热电偶一般测高温线性较好，热敏电阻则用于200℃以下温度较为方便，本实验中所用热敏电阻为负温度系数热敏电阻。温度变化时热敏电阻阻值的变化导致运放组成的变换电路的输出电压发生相应变化。
三、实验所需部件
1热敏电阻
2温度变换器
3电压表
4半导体点温计
5加热器
6温度计
四、实验步骤及内容
1 观察装于悬臂梁上的封套内的热敏电阻，将热敏电阻接入温度变换器Rt端口，
调节“增益”旋钮，使加热前电压输出Vo端电压值尽可能大但不饱和。用温度计
测出环境温度To并记录。
2 将半导体点温计探头放入两片应变梁之间的加热器上，打开加热器，观察点温
计的温升和温度变换器Vo端的输出电压的变化情况，每升温1℃记录一下电压值，
根据表中数据作出V-T曲线，求出灵敏度K=ΔV/ΔT。
小结：
应用半导体材料制成的热敏电阻具有灵敏度高，可以应用于各个领域的优点，热电偶一般测高温线性较好，热敏电阻则用于200℃以下温度较为方便，本实验中所用热敏电阻为负温度系数热敏电阻。
作业布置：
审批：
后记：
周次：
时间：
课题：实训三
课时：2课时
教学目标：
1 观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式；
2 熟悉电路的工作原理；
3 测试应变梁变形的应变输出。
重点、难点：电路的工作原理
教具：传感器模块
教学方法：讲授法
时间分配：新授20分钟实操80分钟
教学过程：
一实验目的
1 观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式；
2 熟悉电路的工作原理；
3 测试应变梁变形的应变输出。
二实验原理
本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的原理和工作情况。
应变片是最常用的测力元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件（本实验中的悬臂梁）受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，
其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘
积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率
分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时，其电阻变
化率为ΔR/R；当二个应变片组成差动状态工作时，则电阻变化率为2ΔR/R；用
四个应变片组成二个差动对工作，且有R1=R2=R3=R4=R，其电阻变化率为4ΔR/R。
由此可见，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。
三实验所需部件
1 直流稳压电源（±4V档）
2 电桥
3差动放大器
4 箔式应变片
5 测微头
6 电压表
7 导线若干
四实验电路
图（1）
五试验步骤及内容
1 差动放大器调零
开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋差动放大器的增益调节电位器到底），“+、-”输入端用实验线对地短路，输出端接数字电压表，用“调
零”电位器调整差动放大器输出电压为零（可先把电压/频率表的档位开关置于20V
档，调到零后再调到2V档，再调零，这样灵敏度比较高些），然后拔掉实验线。
调零后“调零”电位器位置不要变化。
2 按实验电路图将实验各部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R2、R3、R4和WD为电桥
中的固定电路R和直流调平衡电位器，R1为应变片（可任选上、下梁中的一片
工作片，但注意的是：应选箔式应变片）。直流激励电源为±4V。
3 将测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。
确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。
4 调整电桥的直流调节电位器WD，使测试系统输出为零。（使电桥平衡）
5 旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下方向的运动，以水平状态下输出电
压为零，向上和向下各移动7.5mm，测微头每移动1.5mm记录一个输出电压值，并
填在下表中。（注：测微头每旋一圈是0.5mm。逆时针向上运动，顺时针向下运动。）
6 根据表中所测数据计算单臂电桥的灵敏度SV，SV=ΔV/ΔX，并在坐标图上做
六注意事项
1 实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以
避免引入干扰。
2 接插线插入插孔时轻轻地做一个小角度的转动，以保证接触良好，拔出时也要
轻轻地转动一下拔出，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。
3 稳压电源不要对地短路，也不能加大电源。
4 向上移动测微头7.5mm后再回到原点时，若系统输出不为零，需重新调零后再
向下移动。
小结：
应变片是最常用的测力元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表
面，当测件（本实验中的悬臂梁）受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电
阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。
作业布置：
审批：
后记：
周次：
时间：
课题：实训四箔式应变片三种桥路性能比较
课时：2课时
教学目标：
1 熟练连接电路；
2 掌握三种电路的工作原理及输入与输出之间的关系；
3 比较三种电桥的输出。
重点、难点：三种电路的工作原理及输入与输出之间的关系
教具：传感器模块
教学方法：讲授法
时间分配：新授20分钟实操80分钟
教学过程：
一、实验目的
1 熟练连接电路；
2 掌握三种电路的工作原理及输入与输出之间的关系；
3 比较三种电桥的输出。
二、实验原理
说明实际使用的应变电桥的性能和原理。
其工作原理与单臂电桥的基本原理是一样的。应变片是最常用的测力元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件（本实验中的悬臂梁）受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路（电桥），转换成电信号输出显示。
已知单臂、半桥和全桥电路的电阻相对变化率εr分别为ΔR/R、2ΔR/R、4ΔR/R。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于是1/4·U·εr，电压灵敏度Kv=V/εr，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E、1/2E和E。由此可知，当E和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值阻的大小无关。
三、实验所需部件
1直流稳压电源（±4V）
2电桥
3差动放大器
4箔式应变片
5测微头
6电压表
四、实验电路
图（1）
图（2）
五、实验步骤及内容
（一）双臂半桥的性能测试
1差放“调零”
开启仪器电源，差放增益调至100倍（顺时针方向旋到底），“+，-”输
入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，用调零电位器调整差动放
大器输出电压为零，然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要再变化。
2根据图（1）连接电路，接成双臂半桥的测试系统。其中，半桥中的R1、R2为应变片，且受力方向不一样。
3装上测微头，调应变梁处于基本平衡状态。
4加上电源，调WD使系统输出为零。
5旋动测微头带动悬臂梁分别向上和向下运动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下移动各7.5mm，测微头每移动1.5mm（即旋动两圈）记录一下差
动放大器输出电压值，记在表中。
（二）全桥的性能测试
1差放调零
方法同（一）中的1，不再赘述。
2根据图（2）连接电路，注意R1、R2、R3、R4的受力方向。
3系统调零（即电桥调零）
方法同（一）中的4。
4旋动测微头使悬臂梁向上和向下运动各7.5mm，并记录差动放大器的输出结
根据表中测试的结果，求出双臂半桥和全桥的灵敏度，并与单臂电桥的灵敏度进行比较。并在同一坐标中画出三种电桥的V-X的曲线图。
六、注意事项
1应变片接入电桥时注意其受力方向，一定要接成差动形式。
2直流激励电压不能过大，以免造成应变片自热而损坏。
3由于进行位移测量时测微头要从零旋到正的最大值，又回复到零，再旋到负的最大值，因此容易造成零点偏移，必须进行系统调零，在计算灵
敏度时可将正ΔX的灵敏度与负的ΔX的灵敏度分开计算，再求平均值，
以后实验中凡需过零的实验均可采用此种方法。
小结：
应变片是最常用的测力元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件（本实验中的悬臂梁）受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路（电桥），转换成电信号输出显示。作业布置：
审批：
后记：
周次：
时间：
课题：模块三、力的测量
课时：2课时
教学目标：1、了解力传感器的分类与基本结构
2、应变片力传感器的测量方法与适用范围
3、掌握力传感器的使用方法
重点、难点：力传感器的使用方法
教具：传感器模块
教学方法：讲授法
时间分配：回顾 10分钟新授 70分钟小结 15分钟作业布置 5分钟
教学过程：
任务导入
相关知识
一、力传感器
二、电阻应变片式传感器工作原理
应变片是最常用的测力元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件（本实验中的悬臂梁）受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，
其电阻值也随之发生相应的变化。
三、电阻应变片式传感器的使用方法
1）将应变片直接粘贴于被测构件上，用来测定构件的应变或应力。
2）将应变片贴于弹性元件上，与弹性元件一起构成应变式传感器敏感元件。
四、电阻应变片传感器的测量电路
图（1）
1）单臂半桥电桥电路
2）双臂半桥电桥电路
3）全桥电桥电路
五、应变片的粘贴
1）应变片的选择与检查
2）试件的表面处理
3）做粘贴标记
4）底层处理
5）点胶
6）贴片
7）固化
8）粘贴质量检查
任务实施
课题二电子秤
任务导入
相关知识
一、电子秤的结构
二、称重传感器
1）应变式称重传感器的工作原理
2）应变式称重传感器种类
任务实施
一、称重传感器的选择方法
二、称重传感器的使用方法及注意事项
课题三应变片压力传感器
任务导入
相关知识
一、压力的基本概念及单位
二、压力传感器的种类
1.绝对压力传感器
传感器技术及应用-教案及习题
第一章引言 ?教学要求 1．掌握传感器的基本概念。 2．掌握传感器的组成框图（p2，图1.1）。 3．掌握传感器的静态性能和动态性能。 4．了解传感器的课程性质和课程任务。 5．了解传感器的分类和发展趋势。 ?教学内容 1.1 传感器的发展和作用 了解。 1.2 什么是传感器 传感器定义：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。顾名思义，传感器的功能是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。根据传感器的功能要求，它一般应由三部分组成，即：敏感元件、转换元件、转换电路。 1.3 传感器的分类 1．根据被测物理量分类 速度传感器、位移传感器、加速度传感器、温度传感器、压力传感器等。 2．按工作原理分类 应变式、电压式、电容式、涡流式、差动变压器式等。 3．按能量的传递方式分类 有源的和无源的传感器。 1.4 传感器的性能和评价 1.4.1 传感器的静态特性 传感器的静态特性是指传感器的输入信号不随时间变化或变化非常缓慢时，所表现出来的输出响应特性，称静态响应特性。通常用来描述静态特性的指标有：
测量范围、精度、灵敏度、稳定性、非线性度、重复性、灵敏阈和分辨力、迟滞。 ? 稳定性 传感器的稳定性，一是指传感器测量输出值在一段时间内的变化，即用所谓的稳定度表示；二是指在传感器外部环境和工作条件变化时而引起输出值的变化，即用影响量来表示。 ? 灵敏度 传感器灵敏度是表示传感器的输入增量与由它引起的输出增量之间的函数关系。更确切地说，灵敏度k等于传感器输出增量与被测量增量之比，是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率。用公式表示为： ? 灵敏阈与分辨力 灵敏阈是指传感器能够区分出的最小读数变化量。 对模拟式仪表，当输入量连续变化时，输出量只做阶梯变化，则分辨力就是输出量的每个阶梯所代表的输入量的大小。对于数字式仪表，灵敏度阈就是分辨力，即仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值。 从物理含义看，灵敏度是广义的增益，而灵敏度阈则是死区或不灵敏度。 ? 迟滞 传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中——输入特性曲线不重合的程度称为迟滞。 ? 线性度 传感器的输出——输入校准曲线与理论拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程输出之比，称为该传感器的“非线性误差”或称“线性度”，也称“非线性度”。 1.4.2传感器的动态特性 动态特性是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。只要输入量是时间的函数，则其输出量必将是时间的函数。研究动态特性的标准输入形式有三种，即正弦、阶跃和线性，而经常使用的是前两种。 ? 零阶传感器动态特性指标
电话和传感器【公开课教案】新教科版【公开课教案】4
第3节电话和传感器 ┃教学过程设计┃
二、进行新课。 (一)声信息与电信息。 1.提出问题：怎样把振动的声音信息转化成电流的信息呢？ 老师演示：把声音信息转换成电流信息。按教材第19页图8—5—2所示情景，组装好实验器材，然后让一个学生大声说话、唱歌。请同学们观察示波器上图形的变化情况。 现象：当对着线圈说话时，示波器上出现了与声音变化相对应的图形。 学生交流分析：根据电磁感应现象，当置于磁极附近的线圈在声音推动下做切割磁感线振动时，线圈中会产生与声音变化相应的感应电流。 2.学生分组交流并设计实验探究：把电流信息还原成声音信息。 学生按照教材第135页图8—3—3组装实验器材并进行实验，实验现象可以表明变化的电流可以转化为振动。 如果通过线圈的电流是由声音转化而成的，类似装置就可以把声音还原。 3.把上面的老师演示实验和同学们的探究实验组合起来，就设计出了电话的主要构造话筒和听筒。 学生活动：自学并交流电话的发展历史。 多媒体展示电话话筒和听筒的构造示意图。图8—3—1是话筒的结构。话筒中有能振动的膜片和随话音跳动的碳粒。人们对着话筒说话时，膜片便随着声音的高低而发生振动，从而压缩碳粒一紧一松，这样就把强度不同的声波变成了相应大小的电流。 图8—3—2是听筒的结构。听筒里有电磁铁和膜片，当对 方强弱不同的电信号传到听筒后，电磁铁便将电信号变成膜片 的强弱振动，把传输的声音还原出来。 电话听筒中的电磁铁的铁心不是用软铁，而是用永磁 铁铁制成，这主要是为了改善通话效果，保持声音不失真。因 为用永磁铁做铁心，在螺线管未通电时铁片也被磁性适中的永 磁铁所吸引，适当的弯曲。当螺线管内通过强弱变化的电流时， 电磁铁对铁片的吸引力就会发生忽大忽小的变化，铁片就振动 起来了，这要比用软铁做铁心效果好得多。 4.扬声器。 演示实验时注意说话的声 音一定要大。这个实验表明 莱斯的猜想的第一步“把人 的声音的振动转换成电流 的强弱而传送”可以实现。 那么如何把电流转换成声 音呢？
传感器教案.
传感器教案. -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
教案
第一章概述—传感器技术基础知识1.1传感器的定义及组成 1.1.1 定义 国家标准（GB/T7665-1987）规定：传感器是一种能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。也叫发送器；传送器；变送器；Transducer/Sensor等。 对定义的理解： 它是测量装置； 输入量是某一被测量（物理、化学、生物等）； 输出量是某种物理量（气、光、电等），主要是电物理量； 输出输入有对应关系，并应有一定的精度 1.1.2 传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成，组成框图如图示。 1.2传感器的分类 1.2.1按工作机理分 （1）物理型 按构成原理：结构型；物性型电信号 非电物理量 敏感元件转换元件接口电路 辅助电源
结构型：是以结构（如形状、尺寸等）为基础，利用物理学中场的定律构成的，动力场的运动定律、电磁场的电磁定律等。必须依靠精密设计的结构予以保证。如：磁隙型电感传感器、电动式传感器等。 物性型：是利用物质定律构成的，利用某些功能材料本身所具有的内在特性及效应把被测量直接转换为电量。虎克定律、欧姆定律等。主要依靠材料本身的效应来感应信息。如：光电管（外光电效应）、压电晶体（正压电效应）、光敏电阻、所有半导体传感器、以及所有利用各种环境变化而引起的金属、半导体、陶瓷、合金的性能变化的传感器。 按能量转换情况：能量控制型、能量转换型 能量控制型：在信息变化过程中，其能量需要外电源供给。如：电阻、电感、电容、基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等。 能量转换型：主要由能量变换元件构成，它不需要外电源。如：压电效应、热电效应、光电动势效应等。 按物理原理 电参量式（包括电阻式、电感式、电容式等三个基本形式）、磁电式（包括磁电感应式、霍尔式、磁栅式等）、压电式、光电式（包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄像式等）、气电式、热电式、波式（包括超声波式微波式等）、射线式、半导体式、其它原理等。可以是两种以上原理的复合形式。 （2）化学型 利用电化学反应原理，把无机和有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号的传感器。最常用的是离子选择性电极。核心部分是离子选择性敏感膜。广泛应用于化学分析、化学工业的在线检测
传感器及检测技术教案
传感器及检测技术
项目一 传感器误差与特性分析 任务1 检测结果的数据整理 1.1.1 测量与测量方法 1.检测 2.测量方法 (1)电测法和非电测法 (2)直接测量和间接测量 (3)静态测量和动态测量 (4)接触性测量和非接触性测量 (5)模拟式测量和数字式测量 1.1.2 测量误差及其表示方法 测量误差：测量值与其真值之间的差值 例：某温度计的量程范围为0-500oC ，校验时该表的最大绝对误差为6oC ，试确定其精度等级？ 查表1.1，精度等级应定为1.5级 任务1： 现有0.5级的0~300oC 和1.0级0~100oC 的两个温度计，欲测量80oC 的温度，试问选用哪一个温度计好？为什么？在选用仪器时应考虑哪些方面？ 实施： 0.5级的0~300oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： ?? ? ? ? ???? ?引用误差示值（标称）相对误差实际相对误差相对误差绝对误差x γγ%.21%100500 6 %100=?= ??= m m m A x γ5 .1)0300(%5.0111=-?==?m m m A x γ
1.0级的0~100oC 的温度计测量时可能出现的最大绝对误差为： 用其测量80oC 可能出现的最大示值相对误差为： 结论：选用1.0级的0~100oC 的温度计较好。选用仪器时，不能单纯追求精度，而是要兼顾精度和量程 1.1.3 测量误差的分类及来源 1.系统误差 2.随机误差 3.粗大误差（疏忽误差、过失误差) 4.缓变误差 任务2 传感器特性分析与传感器选用 1.2.1 传感器的组成及其分类 1.2.2 传感器的静态特性与指标 传感器的静态特性指标 1.精密度、准确度和精确度 2.稳定性 1 )0100(%.01222=-?==?m m m A x γ%25.1%10080 1 %10022=?= ??= x x m x γ?? ?动态特性 静态特性
电磁感应定律的应用教案
电磁感应定律应用 【学习目标】 1．了解感生电动势和动生电动势的概念及不同。 2．了解感生电动势和动生电动势产生的原因。 3．能用动生电动势和感生电动势的公式进行分析和计算。 【要点梳理】 知识点一、感生电动势和动生电动势 由于引起磁通量的变化的原因不同感应电动势产生的机理也不同，一般分为两种：一种是磁场不变，导体运动引起的磁通量的变化而产生的感应电动势，这种电动势称作动生电动势，另外一种是导体不动，由于磁场变化引起磁通量的变化而产生的电动势称作感生电动势。 1．感应电场 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 2．感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发电场，闭合导体中的自由电子在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。 （2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为感生电动势。 （3）感生电场方向判断：右手螺旋定则。 3、感生电动势的产生 由感应电场使导体产生的电动势叫做感生电动势，感生电动势在电路中的作用就是充当电源，其电路是内电路，当它和外电路连接后就会对外电路供电。 变化的磁场在闭合导体所在的空间产生电场，导体内自由电荷在电场力作用下产生感应电流，或者说产生感应电动势。其中感应电场就相当于电源内部所谓的非静电力，对电荷产生作用。例如磁场变化时产生的感应电动势为cos B E nS t ?θ?= ． 知识点二、洛伦兹力与动生电动势 导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？他是如何将其他形式的能转化为电能的？ 1、动生电动势
人教版选修(3-2)《传感器的应用(二)》word教案
第三节：传感器的应用（二）教案 【教学目标】 1．知识与技能： （1）、理解温度传感器的应用――电饭锅的工作原理。 （2）、理解温度传感器的应用――测温仪的工作原理。 (3)、理解光电传感器的应用――鼠标器的工作原理 （4）、理解光电传感器的应用――火灾报警器的工作原理。 2．过程与方法： （1）通过对电饭锅的构造和原理的探究以及测温仪的了解，进一步地深入认识温度 传感器的应用 （2）通过对鼠标器以及火灾报警器的原理的探究，认识光传感器的应用。 3．情感、态度与价值观 培养学生的学习兴趣，激发创造的欲望。 【教学重点】：温度、光传感器的应用原理及结构。 【教学难点】：温度、光传感器的应用原理及结构。 【教学方法】：PPT 课件，演示实验，讲授 【教学用具】：电饭锅，鼠标器，烟雾式火灾报警器 【教学过程】 一、引入新课 上节课我们学习了力传感器、温度传感器、声音传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的力、温度、声音传感器？ 学生思考后回答：电子秤，动圈式话筒，电容式话筒，驻极体话筒，电熨斗，他们都是传感器。 这节课我们继续来学习一些传感器的应用 二、进行新课 1、温度传感器——电饭锅 电饭锅的主要部件铁氧体，它的特点是常温下，具有铁氧体，能够被磁铁吸引，但是温度上升到约为103℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了。我们把103℃就叫做该材料的居里温度或居里点。 师：阅读教材开头几段，然后合上书。 接线螺丝
问题：取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象？ 生：随着温度的升高，铁氧体逐渐失去磁性，当温度升高到103℃以上时，铁氧体完全失去磁性，不吸引任何物体了 思考与讨论： （1）开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？ （2）煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？ （3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？ （4）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？ 生1：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。 生2：水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。 生3：饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而 停止加热． 生4：如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。 2．温度传感器的应用——测温仪 应用温度传感器可以把温度转换成电信号，由指针式仪表或数字式仪表显示出来，由于电信号可以由测温地点传输到其他地点，所以应用温度传感器可以远距离读取温度的数值，这是吧非电学量转变成电学量的一大优点。 几种常见的测温仪，测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶等，还有红外线敏感元件。 师：阅读上述教材，思考并回答问题。 （1）温度传感器测温仪有何优点？ （2）常见的测温元件有哪些？ (3) 测温仪是如何工作的 (4) 什么是热电偶？ 生1：可以远距离读取温度的数值．因为温度信号变成电信号后可以远距离传输． 生2：热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏感元件等．
光电传感器及应用教案.
学习情境（项目）5授课说明 学习领域名称：家电传感器应用授课教师：课程总学时： 72 项目5：节能灯与光电传感器学时数： 16 累计学时： 48 授课时间安排与执行记录 授课班级 智能家电授课地点 授课日期资讯7 10月6日1-4 节 家电产品控制 实训室 计划0.5 10月9日1-4 节 家电产品控制 实训室 决策0.5 家电产品控制 实训室 实施 6 家电产品控制 实训室 检查 1 家电产品控制 实训室 评估 1 家电产品控制 实训室 参考资料PPT、网络资源、节能灯控制电路 教学方法宏观：引导文法微观：见下 教学目标 知识目标： 1.光电式传感器的分类及工作原理 2.光电式传感器特性 3.红外热释电传感器的分类及工作原理 4.红外热释电传感器特性 5.菲尼尔透镜工作原理及作用技能目标： 6.测量电路构成； 7.光敏电阻在节能灯智能控制中的作用 8.红外热释电传感器实际应用中的安装 9.光敏与红外热释电在节能灯控制策略 中的实施 态度目标： 10.培养学生的沟通能力及团队协作精神 11.养成良好的职业道德 12.提高质量、成本、安全、环保意识 重点： 13.红外热释电传感器特性 1.测量电路 2.光敏电阻的选用与电路设计 3.光敏与红外热释电在节能灯控制策略中的实施 难点： 1.各类光电式传感器的工作原理 2.光电式传感器的特性 3.菲尼尔透镜工作原理及作用 资讯：7学时（注：1学时=45 min，下同） 教学提纲主要内容教学资源及工具教学方法参考时间备注 1．目标描述下发设计任务书，描述项目学 习目标 实物展示、PPT 设计任务书 讲授法 演示法 15 min 下发引导文 2．布置任务1）交代项目任务 2）发放相关学习资料 PPT 讲授法 演示法 15 min
传感器技术及应用教学大纲
传感器及应用教学大纲 一、课程说明 课程性质：专业核心课 课程描述： “传感器技术”是电子、机电与自动控制类专业的专业核心课，是必修课。通过本课程的学习，学生能了解传感器的基本概念、传感器的构成、传感器工作的有关定律、传感器的作用、传感器和现代检测技术发展的趋势。其作用是通过本课程的学习，培养学生利用现代电子技术、传感器技术和计算机技术解决生产实际中信息采集与处理问题的能力，为工业测控系统的设计与开发奠定基础。知识目标：掌握主要传感器的原理、特性，各种应用条件下传感器的选用原则和应用电路设计。 技能目标：独立分析、解决传感器方面问题的能力；利用网络、数据手册、厂商名录等获取和查阅传感器技术资料的能力。 素质目标：具有较强的专业素质，不断进行创新。 教学重点与难点： 课程重点：电阻式、电感式传感器的原理与应用，霍尔式传感器，电流、电压传感器。 课程难点：各种传感器的温度误差与补偿，电容式传感器的屏蔽技术，光纤传感器的原理。 适用专业：机电一体化、电气自动化专业 学时数：80学时 二、教学目的与内容 1 传感器技术基础（2学时） 教学目的与要求： 明确“传感器技术”在专业培养计划中的地位，课程的性质、任务和大体内容，传感器在现代生产、生活中的作用。了解检测技术与传感器的定义、组成、作用和分类，了解传感器的静、动态特性，掌握传感器常用的技术指标。 教学重点与难点： 教学重点：传感器的定义、组成和作用 教学难点：传感器的技术指标 教学内容： 1）传感器简介 （1）传感器的定义
（2）传感器的组成与作用 2）传感器的分类 （1）按工作原理分 （2）按被测量分 （3）按输出信号性质分 3）传感器的特性及主要技术指标 （1）静态特性和动态特性 （2）主要技术指标 2 电阻式传感器（6学时） 教学目的与要求： 理解电阻式传感器的组成和基本原理，了解电阻式传感器的常用类型。掌握应变片式传感器的形式、特点、应用方法和转换电路。 教学重点与难点： 教学重点：电阻式传感器的组成和基本原理 教学难点：电阻应变片的工作原理 教学内容： 1）电位器式传感器（2学时） （1）电位器式传感器的基本工作原理 （2）电位器式传感器的输出特性 （3）电位器式传感器的特性 （4）电位器式位移传感器 2）应变式传感器（2学时） （1）电阻应变片的结构和工作原理 （2）电阻应变片的特性 （3）测量电路 （4）温度误差与补偿 3）压阻式传感器（2学时） （1）压阻效应 （2）结构与特性 （3）固态压阻传感器测量电路 （4）温度补偿 3 变磁阻式传感器（4学时） 教学目的与要求： 掌握三种变磁阻式传感器（电感式传感器、差分变压器式传感器、电涡流式传感器）的基本结构和工作原理，了解上述传感器将非电量信号转换成电信号的过程，了解三种变磁阻式传感器的特点、
《3.电话和传感器》习题2.docx
《3?电话和传感器》习题 一、选择题 1、下列说法正确的是（） A.传感器担负着信息采集的任务 B.干簧管是一种磁传感器 C.传感器不是电视摇控接收器的主要元件 0.传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具 2、利用半导体材料可制成哪些电子元件（） A.热敏电阻 B.光敏电阻 C.晶体管 D.标准电阻 3、下列说法正确的是（） A.应变式力传感器可以测重力，也可以用来测牵引力 B.电子秤的核心元件是应变片，它多用金属材料制成，是一种敏感元件 C.应变片能把力学量----- 物体形变转换为电学量 ------ 电压 D.所有电子秤都应用了应变式力传感器 4、关于话筒，下列说法正确的是 A.无论动圈式话筒、电容式话筒、还是驻极体话筒，作用相同都将声波一一力学量转换成了电压（或电流）一一电学量 B.电容式话筒和驻极体话筒原理相同，都是声波的变化引起电容变化，进而引起输出电压的变化 C.动圈式话筒利用通电线圈在磁场中受安培力振动实现声向电的转化 D.因为驻极体话筒价格便宜、灵敏度高，会场大都用驻极体话筒 二、填空题 5、热敏电阻，光敏电阻都是市半导体材料制成的，分别随着温度的升高、光线的增强，它们里面的自由电子数均________ ,故电阻均_______ .相反，随着温度的降低、光 度的减弱，电阻均________ . 三、简答题 6、生活中，经常用到用光控制电路的情况.例如路灯的控制开关，傍晚时等光暗到一 定程度，路灯会自动点亮，清晨时光亮到一定程度，路灯自动熄灭.下面是光敏电阻、
两个电源、带放大器（放大器内有电源，图中没有表示出來）的断电器和灯的示意图（见图.继电器的线圈A绕在软铁芯上，并且跟放大器的输出端C.d相连，A.b是放大器的作用是：当输入端回路中电流发生较小变化吋，输出端回路中电流发生较大的变化.当线圈A产生的磁场足够强时，就会克服弹簧K的弹力将衔铁c吸下，触头D断开、触头B 接通；当输入端冋路中电流变化较小时，线圈A产生的磁场不足以吸住衔铁C,则触头B 断开、触头D接通.连接实物图，使得光强时灯灭，光弱时灯亮.简要说明此电路的工作原理。
传感器及其工作原理的教案
时间：2014-02 星期备课人：授课人： 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的 引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路图，了 解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入两个软 磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧片被磁 化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发光情况， 感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下，②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？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 照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学 （演示实验1：干簧 管传感器） （干簧管的实物及 原理图） 学生对干簧管并 不熟悉，因此才有了 好奇。声光控开关在 生活中很普及，所以 又有亲切感 年级高 二 教材人教版选修3-2章节第6章第1节第课时 课题传感器及其工作原理课型新授课累计第课时 教学目标知识 技能 目标 （1）、了解什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义； （2）、知道传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件及其 它们的工作原理。 （3）、了解传感器的应用. 过程 方法 目标 通过对实验的观察、思考和探究，让学生在了解传感器、熟悉传感器工作原理的 同时，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. 情感 态度 价值 观 (1）、体会传感器在生活、生产、科技领域的种种益处，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。 （2）、通过动手实验，培养学生实事求是的科学态度、团队合作精神和创新意 识。 教学重点理解并掌握传感器的三种常见敏感元件的工作原理。 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。 教具干簧管，磁铁，光敏电阻、热敏电阻演示仪、传感器简单应用实验盒、万用表。 多媒体课件。 教学方法实验探究法、理论探究法、分组讨论法、归纳总结法
(完整版)高中物理《传感器的应用实验》教案
高中物理《传感器的应用实验》教案转载 一、教材分析 本节继第三节介绍四种传感器的应用实例之后，再进一步拓展学生的视野，提高学生的认识和分析能力以及动手能力，并通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。 二、教学目标 1．知识目标： （1）、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。 （2）、知道晶体三极管的放大特性。 (3)、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。 2．能力目标： 通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。 3．情感、态度和价值观目标： 培养学生的学习兴趣，倡导以创新为主，实践为重的素质教育理念。 三、教学重点难点 重点：传感器的应用实例。 难点：由门电路控制的传感器的工作原理。 四、学情分析 我们的学生属于理解较差，动手能力不好，尽量让学生多动手，必要时需要教师指导并借助动画给予直观的认识。 五、教学方法 PPT课件，演示实验，讲授 六、课前准备 1．学生的学习准备：预习新课，初步把握实验原理及方法步骤。 2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：四人一组，课前准备好斯密特触发器或非门电路，二极管，三极管，蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻等材料用具。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 （一）预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器？
学生思考后回答：电饭锅，测温仪，鼠标器，火灾报警器 这节课我们将结合简单逻辑电路中的知识学习由门电路以及传感器控制的电路问题。（三）合作探究、精讲点拨。 探究一：（！）普通二极管和发光二极管 1、二极管具有单向导电性 2、发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于1.8V。 （2）晶体三极管 1、三极管具有电流放大作用。 2、晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是发射极e，基极b和集电极c。 3、传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。 （三）逻辑电路 逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门， 1．与逻辑 对于与门电路，只要一个输入端输入为0，则输出端一定是0，只有当所有输入端输入都同为1时，输出才是1. 2．或逻辑 对于或门电路，只要一个输入端输入为1，则输出一定是1，反之，只有当所有输入端都为0时，输出端才是0. 3.非门电路 对于非门电路，当输入为0时，输出总是1，当输入为1时，输出反而是0，非门电路也称反相器。 4.斯密特电路： 斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电平调到低电平0.25V，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控所需要的。 探究点二：应用实例 1、光控开关 电路组成：斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管LED模仿路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。
传感器及其工作原理教案
江苏省淮阴中学06－07年度优秀教学案例 《传感器及其工作原理》的创新教学设计 王刚 教学依据 ①物理（新人教版）选修3－2第六章第1节《传感器及其工作原理》（P56－P60）； ②新物理课程标准（实验）. 教学流程图
教学目标1.知识与技能：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；③初步探究利用和设计简单的传感器. 2.过程与方法：①通过对实验的观察、思考和探究，让学生了解传感器、熟悉传感器工作原理；②让学生自己设计简单的传感器，经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力和创新思维能力. 3.情感态度与价值观：在理解传感器工作原理的基础上，通过自己设计简单的传感器，体验科技创新的乐趣，激发学习物理的兴趣. 重、难点 1.几种常见传感器的工作原理（演示实验）；2.学生自己设计简单的传感器. 教学策略 用几个有趣的传感器实验引入课题，激发学生探究传感器原理的兴趣.给出“传感器就是把非电学量转换为电学量”的概念之后，重点介绍光敏电阻、金属热电阻、热敏电阻.安排音乐茶杯和火警装置两个设计性问题让学生体会传感器的简单应用.结合电容、霍尔效应、电阻定律等知识让学生设计传感器，进一步深化传感器的工作原理.最后在对本节课总结的基础上，结合《思考与讨论》进行教学反馈. 教学程序 教学环节教学内容及师生互动设计情感与方法 一．课题的引入 二．什么是传感器？【演示实验1】干簧管控制电路的通断 如图，小盒子A的侧面露出一个小灯泡，盒外没有开 关，但是把磁铁B放到盒子上面，灯泡就会发光，把磁铁移 走，灯泡熄灭. 师问：盒子里有怎样的装置，才能实现这样的控制？ 生猜：（可以自由讨论，也可以请学生回答） 师生探究：打开盒子，用实物投影仪展示盒内的电路 图，了解元件“干簧管”的结构。探明原因：玻璃管内封入 两个软磁性材料制成的簧片。当磁铁靠近干簧管时，两个簧 片被磁化而接通，电路导通。所以，干簧管能起到开关的作 用。 师点拨：这个装置反过来还可以让我们通过灯泡的发 光情况，感知干簧管周围是否存在着磁场。 【演示实验2】声光控开关控制电路的通断 ①先在普通光照条件下， ②在把开关置于黑暗环境中。 师生总结：声光控开关 师：刚才的两个实验，都用了一种元件，这些元件能够 感受某些信息，通过它能实现电路的自动控制，这种元件有 一个专门的名称：传感器。什么是传感器呢？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 照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的 通断。我们把这种元件叫做传感器。它的优点是：把非电学 量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处 理和控制了。 其实，传感器并不神秘。你家里可能就有很多的传感 器。请大家相互说说看，你家里，或者在你的生活当中，都 （演示实验1： 干簧管传感器） （干簧管的实 物及原理图） 学生对干簧 管并不熟悉，因 此才有了好奇。 声光控开关在 生活中很普及， 所以又有亲切 感
新课标人教版3-2选修三6.4《传感器的应用实验》WORD教案1
第六章传感器 6． 4 传感器的应用实验 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解两个实验的基本原理。 2．通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。 （二）过程与方法通过实验培养动手能力，体会传感器在实际中的应用。 （三）情感、态度与价值观 在实验中通过动手组装和调试，增强理论联系实际的意识，激发学习兴趣，科学态 培养良好的度。 ★教学重点 1．了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。2．温度报警器的电路工作原理。 ★教学难点 光控电路和温度报警器电路的工作原理。 ★教学方法
实验法、观察法、讨论法。 ★教学工具 实验过程中用到的有关器材、元器件等，由实验室统一准备
★教学过程来源学科网ZXXK] （一）引入新课 师：随着人们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等，都用到了传感器.传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量, 对电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的. 这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。 （二）进行新课 实验1、光控开关 1 ?实验原理及知识准备 Y//十 LED 1 +5V 师：（投影）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R i的 最大电阻为51 k Q , R2为330 k Q,试分析其工作原理. 生：白天，光强度较大，光敏电阻R G电阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y 输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，R G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值（1.6V）,输出端Y突然从高电 平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明熄灭，天暗自动开启的目的. 师：要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R i的阻值调大些还是调小些？为什么？ 生：应该把R i的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如 1.6V，就需要R G的阻值达到更大，即天色更暗。。 师：用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器？ 生：由于集成电路允许通过的电流较小，要用白 炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路. 师：（投影）如图所示电磁继电器工作电路，图中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触 V ri . 'U Rg 低压控制电路
通用技术《认识传感器》课件及其教案
通用技术《认识传感器》课件及其教案 选修 选修1：电子控制技术 电子控制技术是一门运用电子电路实现信息或能量改变的技术。本模块提供了学习设计和制作电子控制系统的机会，以使学生接触和尝试解决更具有趣味、更富有价值的技术问题。 本模块由“传感器”“数字电路”“电磁继电器”和“电子控制系统及其应用”四个主题组成。前面三个主题分别阐述电子控制系统的三个组成部分，突出各个组成部分的作用。第四个主题是将前三个主题组合成一个控制系统，并通过应用性设计，对“技术与设计1”和“技术与设计2”内容进行应用、综合和拓展。 通过本模块的学习，学生应该了解电子控制电路的构成，知道数字电路的基础知识及其在电子控制技术中的应用；学会设计和安装电子控制电路，能运用系统的方法分析电子控制的过程和可能发生的故障，并用试验的方法进行优化，以提高解决实际技术问题的能力。 教学中应密切结合学生的生活经验和典型实例，把重点放在电子控制电路的实际运用和改进上，强调综合运用系统和控制的方法，分析和解决设计中遇到的问题。 (一) 传感器 【课程目标】 1．认识常见的传感器，能用多用电表检测传感器。 2．知道传感器的作用及其应用。 【学习要求】 1．能认识常见传感器的实物外形和电路符号。 2．能使用多用电表检测光敏传感器、热敏传感器等常见传感器。 3．知道传感器的作用和应用。 【教学建议】 1．在教学中，应尽量收集多种传感器实物，让学生从外形上认识常见的传感器。 2．在教学中，可通过人体的感觉器官与传感器的对应类比，引入并认识传感器的特性。 3．在传感器的应用案例教学中，可通过实地观察、调查、咨询、查阅产品说明书或有关的技术资料等多种方式，了解各种传感器在生活、生产、军事等方面的应用，分析它在电子控制系统中的作用。如：热敏传感器可以在自动电饭锅、冰箱等电器中用来控制温度。 (二) 数字电路 【课程目标】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号的优点。 2．知道数字信号中“1”和“0”的意义，了解数字电路是一种能够方便地处理“1”和“0”两种状态的电路。 3．了解晶体三极管的开关特性及其在数字电路中的应用。 4．熟悉与门、或门和非门等三种基本逻辑门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 5．知道与非门、或非门的电路符号及各自的逻辑关系，会填写它们的真值表，能画出波形图。 6．知道常见的数字集成电路的类型，并能用数字集成电路安装简单的实用电路装置。 7．能够对数字电路进行简单的组合设计和制作，并进行试验。 【学习要求】 1．通过比较数字信号和模拟信号，了解数字信号的特性，知道数字信号中“1”和“0”
传感器的应用教案
第二节传感器的应用 浙江省天台育青中学许智岳 一、教学目标： 1．知识与技能：认识常见的传感器，了解传感器的应用 能进行简单传感器应用电路的制作 能了解三极管的作用 2．过程与方法：通过实验结合从而了解红外传感器、光敏传感器、热敏传感器、湿敏等的一般应用，进一步总结出传感器生活生产等方面的应用 3．情感、态度与价值观: 激发学生的学习兴趣，培养动手能力，提高创新意识，提高理论知识与实际相结合的综合实践能力。 学生分析：由于所教的学生对于控制及电子还是零接触零基础，所以本节课的安排也是从这点发出：首先从找传感器到认识传感器及其一些特性，再从符合学生思维的电路出发步步探索下去，最终能使学生理解传感器在生活生产等领域的应用，并能制作出简单的传感器应用模型。 二、教学重难点：能进行简单传感器应用电路的制作 能了解并应能用三极管 三、教学方法：讲述法、学生分组练习探究、教师演示等 四、教学过程： 引入：学生观看《偷天陷井》电影片段从中找出相关的传感器并能简单理解这种传感器在电影起到什么作用？ 新课过程： 活动一认一认：常见的传感器的认知 根据上节课上的内容与桌面上的传感器，同学们能认出哪些常见的传感器，电阻值是如何变化？ 我们认识了那么多传感器，那如何将它们应用到实际的生产生活或国防中去呢，比如电影中的情节是怎么实现的呢？ 教师展示电影出的红外线防盗，并讲解其工作原理，当红外线照射时其电阻较小电路被断路，当阻断时电阻变大电路导通（当然要么实现还要用到非常重要的电子原件，等会介绍）。当这模型除了防盗还有没有其它用处？
学生简单回答，教师小结，如课文P34页工业的的计数、检测空瓶，生活中自动门铃，商店自动门迎（会说你好欢迎光临）等等。同学们是不是也想做一做这电子控制呢，当然我们要一步步来。 活动二用一用： 首先我们就在要认识到：有些同学会把传感器当普通开关一样将之串入电路中就行了？如下图 他们的理由是，当无光照里光敏传感器电阻非常大相当于断路，LED是不会发光，发有光照里光敏传感器电阻变小电路就导通，LED是就发光。但实际实验时光敏电阻直接接入电路是无法实现的这又是什么呢？ 学生简单思考教师解释。 所以在实际应用时还要配上其它电子原件组成电路才能使用，常见的配合电子原件是三极管。 接下来我们就做一做根据下面的电路实验图操作并完成下面表格： 活动三扩一扩1：同学们能不能根据传感器的电阻变化特点与三极管b极受高低电频特点分析制作出:1、水位检测控制器2、热敏传感器控制LED或（或蜂鸣器）3、利用光敏二极管制作出电影里的演示模型功能。 电路图如下：
传感器的应用 说课稿 教案 教学设计
传感器的应用 一．教学设计思想 本节课是一节典型的实际应用课。目的是通过介绍几个日常生活中常见的实例，使学生了解传感器的实际应用，从而深刻体会物理知识是和生产、生活实际紧密相连的。 二．教学目标 （一）知识与技能 1．知道电子秤的结构及工作原理 2．知道话筒的工作原理 3．知道电熨斗的结构及工作原理 （二）过程与方法 通过观察和实验，让学生学习传感器在生活实际中的的应用 （三）情感态度与价值观 通过学习，使学生体会物理知识是和生产、生活实际紧密相连的 三．教学重点与难点 电子秤、话筒、电熨斗工作原理 四．教学资源 多媒体、日光灯启动器 五．教学过程 引入： 上节课我们已经了解了传感器的工作原理，传感器分为力传感器、声传感器、温度传感器、光传感器等。这节课及下节课我们了解这几类传感器的几个应用实例。传感器的一般应用模式是 新课： 一．力传感器的应用——电子秤 常用的一种力传感器是由金属梁和应变片组成的。应变片是一种敏感元件，现多用半导体材料制成。如下图，应变片发生形变时其电阻随之发生变化，在恒定电流下，应变片是把形变（几何量）转换为电压（电学量）的元件。
在梁的自由端施加力F，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面的电阻变小。F越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流恒定，那么上面的应变片两端电压变大，下面应变片两端电压变小。传感器把这两个电压的差值输出，力F越大，输出的电压差值越大。 二．声传感器的应用——话筒 话筒类型很多，如：动圈式话筒、电容式话筒、驻极体话筒。 1．动圈式话筒：结构如右图。根据电磁感应的原理，膜片 在声波下振动，使得与膜片相连的线圈中产生周期性变化的感 应电流。 2．电容式话筒：工作原理如右图。Q是绝缘支架，金 属膜片M和固定电极N形成一个电容器，M在声波作用 下振动，电容器的电容作周期性变化，电路中形成周期性变 化的电流，电阻R两端的电压也做相应的周期性变化。于 是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压。 特点：保真度比动圈式话筒好。 3．驻极体话筒：工作原理与电容式话筒相似。 演示如右图。话筒的输出端经过隔直流电容器接到示波 器。轻敲音叉使其靠近话筒，观察荧光屏上的波形，再对 着话筒说话，比较其余音叉波形的区别。 特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，常用 在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上。 三．温度传感器的应用——电熨斗 演示如右图，常温下触点是分离的；温度升高，两种金属膨胀 性能不同，双金属片形状发生变化（如下图），使触点接触。把这个 启动器用作温控开关，可以控制小灯泡的亮和灭。
传感器与检测技术课程教学大纲
《传感器与检测技术》课程教学大纲 一、课程的性质、课程设置的目的及开课对象 本课程是机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）学生的重要专业课程。本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理、特性及应用，检测系统的基本概念的学习，通过本课程的学习，使学生掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 开课对象：机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）本科生。 二、先修课程：高等数学、工程数学、电子技术、数字电子技术等。 三、教学方法与考核方式 1.教学方法：理论教学与实验教学相结合。 2.考核方式：闭卷考试。 四、学时分配 总学时48学时。其中：理论38学时，实验10学时 五、课程教学内容与学时 （一）传感器与检测技术概念 传感器的组成、分类及发展动向，技术的定义及应用。 重点：传感器与检测技术的目的和意义。 教学方法：课堂教学和现场认识教学相结合。 （二）传感器的特性 1.传感器的静态特性 2.传感器的动态特性及其响； 重点：传感器的静态特性与动态特性的性质。 难点：工艺计算与平面布置；微机联网控制系统。 广度：本章主要讲述传感器特性的基础知识。 深度：主要讲述传感器的特性，不涉及复杂的内容。 教学方法、手段：课堂教学、多媒体教学，强化实际操作。 （三）电阻式传感器 1.电位器式传感器的主要特性及其应用 2.应变片的工作原理 3.应变片式电阻传感器的主要特性及应用 重点：理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。 难点：线性与非线性电位器的测量原理，应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。