超声波位移传感器-教学设计说明

《超声波位移传感器》教学设计

教学过程

师生互动

设计

意图教师活动学生活动

新课引入（5分钟）

师生互动

教师活动学生活动

概念引入：上课之前，老师先为大家演示一个实

验：拿出手机，打一个，在通话界面用手靠近手

机会发现手机黑屏了，但任然在通话，这就避免

了打的时候误操作，也节省了电量！

老师提问：为什么靠近过一点距离手机会黑屏？

是因为手上的温度还是因为遮挡了某种我们看

不见的东西？

教师讲解：根据现象可以看到，当有物体接近手

机正面的小区域时，手机就会黑屏，远离后又亮

屏。所以决定因素是距离，这就是距离传感器，

也是位移传感器的一种。

【板书】课题：超声波位移传感器

引导学生进行相通的

探究实验，用不同的物

体（温度不同的，透明

度不同的），从不同的

角度和高度接近目标

区域，观察现象。

用

生活家

常见的

现象，

提出问

题，调

动学生

学习的

兴趣，

并积极

思考。

新

课教

学（15分钟）生活中有哪些事物运用了位移传感器呢？老师

为大家准备了几个例子：

能感应自身位移的光电鼠标、能报警的倒车雷达

思考：它们的共同特征在哪里？

引出位移传感器的概念：

位移传感器：是能够感知并且把物体的运动

位移、空间距离大小，如距离、位置、尺寸、速

度等非电学物理量转换成电学量的装置。

让学生了解生活

中有哪些地方用到传

感器，并思考位移传感

器的共同特征，互相交

流，表达自己的观点。

回答：它们可以通过感

知光照、声波、磁场等

物理量测量距离

让

学生了

解传感

器给生

活带来

的积极

影响，

培养学

生发现

问题的

能力，

体现从

生活走

向物理

的理

念。

【板书】位移传感器：

非电学量→电学量

回忆核心理论，传感器的作用：感受非电量并把它转换成电学量。

新课容一、以

自然现

象为根

据判断

出超声

波的作

用。

（5分

钟）

今天我们学习位移传感器中的一种：超声波位移传感器。

一、带领学生从这种传感器的名称做以分析，得出结

论：超声波位移传感器是利用声波的物理特性进行叫距

离的测量的。

自然界中蝙蝠在黑夜中飞行自如，哪怕是在成群结队的飞行时，没有光线也不会撞到其他的物体。这是为什么？

原因在于：蝙蝠能发出频率在20~100KHZ的超声波，并且利用超

声波“导航”以判断出飞行中的障碍物距离并绕行。

从

生活的

现象入

手，创

设情

境，引

入实

验，激

发学生

探究的

兴趣。

二、声

波的物

理特性

（20分

钟）

声波作为波的一种，是在空气中传播的。奥地利物理学家多普勒

首先发现了声波的多普勒效应，那么它是一种什么现象呢：观看

视频

通过视频联系实际，让学生感受到声波的这种运动特性。

相关知识扩充:

超声波的物理特性：方向性好、穿透能力强，尤其是在固体中，可穿透几十米的厚度；声波的反射能力明显，可以探测物体。

主要讲授多普勒效应：据此可以测量运动物的的速度。

次要介绍超声波的：机械效应、空化效应、化学效应、热效应。

三、超声波位移传感器探头分类及结构（10分钟）

超声波位移传感器是利用超声波的物理特性和各种效应制成的装置，习惯上也称为超声波探头。

常用频率围：2×104~1×107HZ。

分类:按原理不同分为：压电式、磁致伸缩式、电磁式。在实际应用中以压电式超声波位移传感器最为常见。

按探头结构又分为：直探头、斜探头、双探头以及其他专用探头。