温度传感器介绍教学内容
传感器课程设计大纲
传感器 课程设计 大纲一、课程目标知识目标：1. 理解传感器的定义、分类和基本工作原理；2. 掌握不同传感器（如温度传感器、光敏传感器、压力传感器等）的特性和应用场景；3. 学会分析传感器在生活中的应用案例，了解传感器技术在工业、医疗、环保等领域的意义。
技能目标：1. 能够正确使用传感器进行数据采集，并进行简单的数据处理；2. 能够设计简单的传感器应用电路，进行实验操作；3. 学会运用传感器技术解决实际问题，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对传感器技术的好奇心和探究欲望，激发学习兴趣；2. 增强学生对传感器技术在科技发展中的重要作用的认识，提高社会责任感；3. 培养学生团队合作意识，提高沟通与协作能力。
课程性质：本课程为初中物理选修课程，以实践为主，理论联系实际。
学生特点：初中生具备一定的物理基础，好奇心强，善于观察和动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高实践操作能力。
通过课程学习，使学生达到以上设定的知识、技能和情感态度价值观目标。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 传感器基础知识- 传感器的定义与分类- 传感器的基本工作原理2. 常见传感器介绍- 温度传感器：热敏电阻、热电偶等- 光敏传感器：光敏电阻、光电管等- 压力传感器：应变片式、电容式等- 其他传感器：湿度传感器、声音传感器等3. 传感器应用案例分析- 家用电器中的传感器应用- 工业生产中的传感器应用- 环境监测中的传感器应用4. 传感器实验操作- 传感器数据采集与处理- 简单传感器电路设计- 传感器应用实例制作5. 传感器技术发展及其在现代社会中的应用- 传感器技术的发展趋势- 传感器在科技领域的创新应用教学内容安排与进度：第一课时：传感器基础知识，了解传感器的定义、分类和基本工作原理第二课时：常见传感器介绍，学习各种传感器的特性和应用第三课时：传感器应用案例分析，分析生活中的传感器应用实例第四课时：传感器实验操作（一），学习数据采集与处理方法第五课时：传感器实验操作（二），设计简单传感器电路和应用实例第六课时：传感器技术发展及其在现代社会中的应用，探讨传感器技术的发展趋势和创新应用教材章节：本教学内容参考初中物理选修教材《传感器》相关章节。
《温度传感器核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年高中通用技术地质版201
《温度传感器》导学案
一、导学目标
1. 了解温度传感器的基本原理和工作原理。
2. 掌握温度传感器的分类和特点。
3. 了解温度传感器在实际应用中的作用和重要性。
二、导学内容
1. 温度传感器的定义和作用。
2. 温度传感器的分类和特点。
3. 温度传感器的工作原理和应用。
三、导学步骤
1. 引入：通过展示一些实际生活中常见的温度传感器，引起学生对温度传感器的兴趣和好奇心。
2. 进修：介绍温度传感器的定义，作用和分类。
让学生了解温度传感器是一种能够感知环境温度并将其转换成电信号输出的装置，广泛应用于工业控制、医疗仪器、家用电器等领域。
3. 实践：让学生通过实际操作，了解温度传感器的工作原理。
可以通过毗连温度传感器到示波器或者微控制器，观察温度传感器输出的电信号随着温度的变化而变化。
4. 总结：让学生总结温度传感器的特点和应用，并讨论温度传感器在生活中的实际应用途景。
四、延伸拓展
1. 鼓励学生自行设计一个简单的温度传感器应用实验，体验温度传感器在实际应用中的作用。
2. 鼓励学生探索温度传感器在不同领域的应用，了解温度传感器在摩登科技发展中的重要性。
五、课后作业
1. 回顾温度传感器的基本原理和分类，总结温度传感器在不同领域的应用。
2. 设计一个温度传感器应用实验，并记录实验过程和结果。
3. 搜索相关资料，了解温度传感器的最新发展和应用趋势。
六、评判与反馈
1. 对学生的教室表现进行评判，包括参与度、表现等方面。
2. 收集学生对本次进修内容的反馈和建议，为今后的教学改进提供参考。
传感器及检测技术教案全
传感器及检测技术教案第一章：传感器概述1.1 教学目标让学生了解传感器的基本概念和作用。
让学生了解传感器的分类和特点。
让学生了解传感器在现代科技领域的应用。
1.2 教学内容传感器的定义和作用传感器的分类和特点传感器在现代科技领域的应用1.3 教学方法采用讲授法，讲解传感器的定义、作用和分类。
采用案例分析法，分析传感器在现代科技领域的应用。
采用小组讨论法，让学生讨论传感器的特点和优缺点。
1.4 教学评估课堂问答，检查学生对传感器的基本概念和作用的理解。
小组讨论，评估学生对传感器特点和优缺点的理解。
第二章：温度传感器2.1 教学目标让学生了解温度传感器的原理和结构。
让学生了解常见温度传感器的特点和应用。
让学生了解温度传感器的选择和安装。
2.2 教学内容温度传感器的原理和结构常见温度传感器的特点和应用温度传感器的选择和安装2.3 教学方法采用讲授法，讲解温度传感器的原理和结构。
采用案例分析法，分析常见温度传感器的特点和应用。
采用实验演示法，展示温度传感器的安装和应用。
2.4 教学评估课堂问答，检查学生对温度传感器原理和结构的理解。
实验操作，评估学生对温度传感器的安装和应用的掌握。
第三章：压力传感器3.1 教学目标让学生了解压力传感器的原理和结构。
让学生了解常见压力传感器的特点和应用。
让学生了解压力传感器的选择和安装。
3.2 教学内容压力传感器的原理和结构常见压力传感器的特点和应用压力传感器的选择和安装3.3 教学方法采用讲授法，讲解压力传感器的原理和结构。
采用案例分析法，分析常见压力传感器的特点和应用。
采用实验演示法，展示压力传感器的安装和应用。
3.4 教学评估课堂问答，检查学生对压力传感器原理和结构的理解。
实验操作，评估学生对压力传感器的安装和应用的掌握。
第四章：湿度传感器4.1 教学目标让学生了解湿度传感器的原理和结构。
让学生了解常见湿度传感器的特点和应用。
让学生了解湿度传感器的选择和安装。
4.2 教学内容湿度传感器的原理和结构常见湿度传感器的特点和应用湿度传感器的选择和安装4.3 教学方法采用讲授法，讲解湿度传感器的原理和结构。
传感器原理及应用教程专用学习教案
传感器原理及应用教程专用学习教案教案内容：一、教学内容：本节课主要讲解传感器原理及应用，教材章节为第五章第一节《传感器的基本原理与分类》。
内容包括：传感器的定义、分类、基本原理，以及常见传感器的特点与应用。
二、教学目标：1. 让学生了解传感器的定义和分类，掌握传感器的基本原理。
2. 使学生熟悉常见传感器的特点和应用，提高实际操作能力。
3. 培养学生的创新意识和团队协作能力。
三、教学难点与重点：重点：传感器的基本原理，常见传感器的特点与应用。
难点：传感器的工作原理和实际应用中的问题解决。
四、教具与学具准备：教具：多媒体教学设备、传感器实验装置。
学具：实验手册、笔记本、测量工具。
五、教学过程：1. 实践情景引入：通过展示一辆智能汽车，让学生思考汽车是如何感知周围环境的。
2. 理论知识讲解：（1）传感器的定义：传感器是一种能够感受非电学量并将其转换为电学量的装置。
（2）传感器的分类：按工作原理可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器等。
（3）传感器的基本原理：传感器的工作原理主要包括转换原理、检测原理和处理原理。
3. 例题讲解：以温度传感器为例，讲解其工作原理、特点和应用。
4. 随堂练习：让学生分析不同类型的传感器在实际应用中的优缺点。
5. 实验操作：分组进行传感器实验，让学生亲身体验传感器的工作原理和应用。
6. 课堂讨论：让学生分享实验心得，讨论传感器在实际应用中可能遇到的问题及解决方法。
六、板书设计：传感器的基本原理与分类1. 传感器的定义2. 传感器的分类3. 传感器的基本原理转换原理检测原理处理原理4. 常见传感器的特点与应用七、作业设计：1. 请列举三种常见的物理传感器，并简要介绍其工作原理和应用。
答案：温度传感器、压力传感器、光敏传感器。
2. 请分析一只智能家居系统中，湿度传感器和光照传感器的作用。
答案：湿度传感器用于监测室内湿度，光照传感器用于监测室内光照强度，以调节家居设备的工作状态，提高生活质量。
《温度传感器的原理》 教学设计
《温度传感器的原理》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标学生能够理解温度传感器的工作原理。
学生能够区分不同类型的温度传感器及其特点。
学生能够掌握温度传感器在实际生活和工业中的应用。
2、过程与方法目标通过实验和案例分析，培养学生的观察能力、分析问题和解决问题的能力。
引导学生进行小组讨论和交流，提高学生的合作学习能力和表达能力。
3、情感态度与价值观目标激发学生对科学技术的兴趣和探索精神。
培养学生的创新意识和实践能力，让学生体会到科学技术对生活的影响。
二、教学重难点1、教学重点常见温度传感器的工作原理，如热电偶、热敏电阻、热电阻等。
温度传感器的性能参数和特点。
2、教学难点热电偶的热电效应原理及应用。
热敏电阻的温度特性曲线分析。
三、教学方法1、讲授法讲解温度传感器的基本概念、原理和分类，让学生对温度传感器有初步的认识。
2、实验法通过实验让学生亲身体验温度传感器的工作过程，加深对其原理的理解。
3、讨论法组织学生进行小组讨论，分析温度传感器在实际生活中的应用案例，培养学生的合作学习和解决问题的能力。
4、案例分析法通过实际的工程案例，让学生了解温度传感器在工业生产中的重要性和应用方法。
四、教学过程1、导入（5 分钟）通过展示一些日常生活中与温度测量相关的场景，如室内温度控制、冰箱温度调节、汽车发动机温度监测等，引出温度传感器的概念，激发学生的学习兴趣。
2、知识讲解（20 分钟）介绍温度传感器的定义和作用，强调其在温度测量和控制中的重要性。
讲解常见温度传感器的类型，如热电偶、热敏电阻、热电阻等，并分别介绍它们的工作原理。
以热电偶为例，详细讲解热电效应的原理，即两种不同材料的导体组成闭合回路，当两个接点温度不同时，回路中会产生电动势。
分析热敏电阻的温度特性，即电阻值随温度的变化关系，以及热电阻的电阻与温度的线性关系。
3、实验探究（20 分钟）分组实验：学生分组进行实验，使用热电偶和热敏电阻测量不同温度下的输出信号。
《传感器原理与应用》课程标准
《传感器原理与应用》课程标准一、课程基本信息1. 课程名称：《传感器原理与应用》2. 课程目标：本课程旨在使学生掌握传感器的基本原理、应用方法和实践技能，培养学生的实践能力和创新意识。
3. 授课对象：高职高专电子、电气、自动化等相关专业学生4. 课程时长：64学时（包括理论课和实践课）二、课程内容与安排1. 传感器原理（8学时）内容：介绍传感器的基本概念、分类、工作原理和发展趋势。
教学方法：讲授、演示实验。
教学资源：PPT、图片、视频。
2. 温度传感器（8学时）内容：介绍温度传感器的工作原理、分类、应用领域和发展趋势。
教学方法：讲授、案例分析、实验操作。
教学资源：PPT、图片、实验器材。
3. 压力传感器（8学时）内容：介绍压力传感器的工作原理、分类、应用领域和发展趋势。
教学方法：讲授、实验操作。
教学资源：PPT、实验器材。
4. 光电传感器（8学时）内容：介绍光电传感器的工作原理、分类、应用领域和发展趋势。
教学方法：讲授、实验操作、小组讨论。
教学资源：PPT、图片、实验器材、小组讨论材料。
5. 传感器的选择与应用（8学时）内容：讲解传感器的选择原则、使用注意事项以及实际应用案例。
教学方法：讲授、案例分析。
教学资源：PPT、图片、实际应用案例资料。
6. 实践环节（13学时）内容：学生根据所学知识，进行实际传感器的安装、调试和测量，提高动手能力。
教学方法：实验操作、教师指导。
教学资源：实验器材、测量仪表。
三、教学方法与手段1. 理论课教学采用讲授、演示实验、案例分析等多种教学方法，使学生更好地理解和掌握传感器的基本原理和应用。
2. 实践课教学采用实验操作、小组讨论等多种教学方法，培养学生的动手能力和团队合作精神。
3. 利用多媒体教学设备，如PPT、视频等，生动形象地展示传感器的工作原理和应用案例。
4. 鼓励学生自主学习，通过查阅资料、小组讨论等方式，拓宽知识面，提高学习兴趣。
四、考核方式与标准1. 考核方式：理论考试和实践操作相结合，各占50%。
汽车用传感器：车身传感技术 第2章《温度传感器》PPT教学课件
水银 有机液体 液体压力温度计 气体压力温度计 低温 低温用 一般用
CC
常用温度 短时间可使用的 温度及特殊场合
中温用
高温用
CA CRC
PR 1mm的数值
物质的颜色 热，光辐射
指示温度的涂料 液晶
辐射温度传感器 肉眼，光传感器
辐射温度计
检测温度不连续 光高温计
热噪声
电阻
车身传感技术
4
2.2 温度传感器的分类
常用材料：镍 Ni、铂 Pt
车身传感技术
6
2.3 金属热电阻
表2-3 金属的电阻率
Pt特点
熔点较高 化学性质稳定 材料纯度高 温度范围广 电阻大且线性变
化 用作标准的温度
传感器
体电阻率 金属种类 ×10-8Ω, 20℃
Al铝
2.75
Au金
2.4
Ag银
1.62
W钨
5.5
Fe铁
9.8
Cu铜
RT R0 (1T T 2 ) 式中：RT、R0为温度分别为T和0℃时铂的电阻值；
α=3.9752×10-3/℃；β=5.880×10-7/℃
利用热电阻测量温度的依据
被测温度阻值与0℃时阻值的变化量
对测量温度有直接影响的因素
R0其影响因素有原材料的纯度和制造工艺 电阻温度系数
比较方法：铂纯度 W(100) R100/ R0
车身传感技术
18
2.5 热电式温度传感器（热电偶）
塞贝克效应
两种材质金属导线两端点连在一起
有温度差ΔTAB时，就会出现电位差ΔVAB
应用：温差电动势温度传感器
融点高，无结晶变态，由可固溶的尖晶石组成。例：600℃时的阻值：10~105Ω 常数B：2000~17000K
传感器技术及应用实验教学大纲
传感器技术及应用实验教学大纲一、实验教学目的传感器技术是现代电子信息技术中的重要组成部分，具有广泛的应用领域。
本实验旨在通过实验教学，使学生掌握传感器技术的基本原理和应用方法，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力，为学生今后的科研和工作奠定良好的基础。
二、实验教学内容1. 传感器原理及分类1.1 传感器概述1.2 传感器的基本原理1.3 传感器的分类及应用领域2. 传感器测量技术2.1 传感器的灵敏度与线性度2.2 传感器的量程与分辨率2.3 传感器的响应时间和精度2.4 传感器的动态特性和静态特性3. 常见传感器的实验应用3.1 温度传感器的实验应用3.2 湿度传感器的实验应用3.3 压力传感器的实验应用3.4 光敏传感器的实验应用3.5 加速度传感器的实验应用3.6 气体传感器的实验应用4. 传感器信号的处理与控制4.1 传感器信号的放大与补偿4.2 传感器信号的滤波与采样4.3 传感器信号的数字化与传输4.4 传感器信号的控制与自动化5. 传感器应用系统的设计与实现5.1 传感器应用系统的选择与设计5.2 传感器应用系统的布线与安装5.3 传感器应用系统的调试与优化三、实验教学要求1. 学生能够熟练运用传感器技术的基本原理和分类知识。
2. 学生能够掌握传感器测量技术中的重要参数和性能指标。
3. 学生能够运用实验仪器和设备进行传感器实验的搭建和测试。
4. 学生能够分析实验数据，总结实验结果，并进行必要的数据处理和图表绘制。
四、实验设备和材料1. 温度传感器2. 湿度传感器3. 压力传感器4. 光敏传感器5. 加速度传感器6. 气体传感器7. 实验仪器（如示波器、多用表等）8. 实验电路板和相关元器件9. 计算机及相关软件五、实验教学流程1. 传感器技术概述和基本原理的讲解（1课时）。
2. 传感器测量技术的基本概念和参数的讲解（1课时）。
3. 常见传感器的实验应用实践（2课时）。
4. 传感器信号的处理与控制实验（2课时）。
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1、温度测量概述
1. 温度测量
➢ 接触式温度传感器 ➢ 非接触式温度传感器
接触式温度传感器的特点：传感器直接与被测物体接触进行温度 测量，由于被测物体的热量传递给传感器，降低了被测物体温度， 特别是被测物体热容量较小时，测量精度较低。因此采用这种方 式要测得物体的真实温度的前提条件是被测物体的热容量要足够 大。
P–N结电动势 晶体管特性变化
可控硅动作特性变化
热、光辐射
1.气体温度计
2. 玻璃制水银温度计
3.玻璃制有机液体温度计 4.双金属温度计
5.液体压力温度计 6. 气体压力温度计
铂测温电阻、热敏电阻
热电偶
1．热铁氧体 2．Fe-Ni-Cu合金
BaSrTiO3陶瓷
石英晶体振动器
种
超声波温度计
类
示温涂料 液晶
铠装热电偶是将热电偶丝与电熔氧化镁绝缘 物溶铸在一起，外表再套不锈钢管等构成。
这种热电偶耐高压、反应时间短、坚固耐 用。
铠装型热电偶
铠装热电偶的制造工艺：把热电极材料与高温绝缘 材料预置在金属保护管中、运用同比例压缩延伸工艺、 将这三者合为一体，制成各种直径、规格的铠装偶体， 再截取适当长度、将工作端焊接密封、配置接线盒即成 为柔软、细长的铠装热电偶。
1.热电效应
两种不同材料的导体组成一个闭合回路时，若两 接点温度不同，则在该回路中会产生电动势。这种现 象称为热电效应，该电动势称为热电势。
看一个实验——热电偶工作原理演示
热电极A
测量端
（工作端、 热端）
A
热电势
热电极B
自由端 （参考端、 冷端）
B
结论：当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势。
热电偶的热电动势与温度之热电偶： B:铂铑30—铂铑6 、R:铂铑13—铂 、 S:铂铑10—铂、 K:镍铬—镍硅 、 N:镍铬硅—镍硅、 E:镍铬—铜镍、 J:铁—铜镍、 T:铜—铜镍
用于制造铂热电偶 的各种铂热电偶丝
几种常用热电偶的测温范围及热电势
分度号
名称
测量温度范围
B 铂铑30－铂铑6 50～1820 C
R
铂铑13—铂 -50～1768 C
S
铂铑10—铂 -50～1768 C
K 镍铬－镍铬 (铝) -270～1370 C
1000C 热电势/
mV 4.834
10.506
9.587
41.276
E 镍铬－铜镍 (康 铜) －270～800 C —— 5种热电偶的测温范围与热电势各有什么特点？
铠装热电偶特点：内部的热电偶丝与外界空气隔 绝，有着良好的抗高温氧化、抗低温水蒸气冷凝、抗机 械外力冲击的特性。铠装热电偶可以制作得很细，能解 决微小、狭窄场合的测温问题，且具有抗震、可弯曲、超长 等优点。
1-热电极；2-绝缘材料； 3-金属套管；4-接线盒；
5-固定装置
铠装型热电偶
铠装型热电偶外形
半导体二极管
晶体管半导体集成电路温度传感器
可控硅
辐射温度传感器 光学高温计
体积热膨胀式
不需要电源，耐用； 但感温部件体积较大。
气体的体积与 热力学温度成正比
红外温度计
2 热电偶传感器
热电偶在温度的测量中应用十分广泛。它构造简 单，使用方便，测温范围宽，并且有较高的精确度和 稳定性。
2. 1 热电偶测温原理
非接触式温度传感器主要是利用被测物体热辐射而发出红外线， 从而测量物体的温度，可进行遥测。其制造成本较高，测量精度 却较低。优点是：不从被测物体上吸收热量；不会干扰被测对象 的温度场；连续测量不会产生消耗；反应快等。
体积热膨胀
物
理
电阻变化
现 温差电现象 象 导磁率变化
电容变化
压电效应
超声波传播速度变化 物质 颜色
铠装型热电偶可 长达上百米
绝缘
薄壁金属
材料
保护套管
（铠体）
铠装型热电偶
法兰
AB
横截面
（3）薄膜热电偶
用真空镀膜技术或真空溅射等方法，将热电偶 材料沉积在绝缘片表面而构成的热电偶称为薄膜热 电偶。
测温范围为-200~500℃。测量端既小又薄， 热容量小，响应速度快。适用于测量微小面积上的 瞬变温度。
隔爆型热电偶外形 厚壁保护管 压铸的接线盒 电缆线
其他热电偶外形 小形K型热电偶
2.热电偶组成材料及分度表
为了准确可靠地进行温度测量，必须对热电偶组 成材料严格选择。
目前工业上常用的四种标准化热电偶材料为: 铂铑30－铂铑6、 铂铑10－铂、 镍铬－镍硅
镍铬－铜镍（我国通常称为镍铬－康铜）。
组成热电偶的两种材料写在前面的为正极，后面 的为负极。
结点产生热电势的微观解释及图形符号
两种不同的金属互相接触时，由于不同金属内自 由电子的密度不同，在两金属A和B的接触点处会发生 自由电子的扩散现象。自由电子将从密度大的金属A扩 散到密度小的金属B，使A失去电子带正电，B得到电子 带负电，从而产生热电势。
A＋
T
自由 电子
B
eAB（ T ）
热电偶的分度表
热电偶的线性较差，多数情况下采用查表法
我国从1991年开始采用国际计量委员会规 定的“1990年国际温标”（简称ITS-90）的新 标准。按此标准，制定了相应的分度表，并且 有相应的线性化集成电路与之对应。
直接从热电偶的分度表查温度与热电 势的关系时的约束条件是：自由端（冷端） 温度必须为0C。
K热电偶的 分度表
薄膜热电偶
（4）表面热电偶
主要用于现场流动的测量，广泛用于纺织、印染、造纸、 塑料及橡胶工业；探头有各种形状(弓形、薄片形等)，以适 应于不同物体表面测温用。在其把手上装有动圈式仪表， 读数方便。测量温度范围有0~250℃和0~600℃两种。
（5）防爆热电偶
在石油、化工、制药工业中，生产现场有各种易然、易 爆等化学气体，这时需要采用防爆热电偶。它采用防爆型 接线盒，有足够的内部空间、壁厚及机械强度，其橡胶密 封圈的热稳定性符合国家的防爆标准。因此，即使接线盒 内部爆炸性混合气体发生爆炸时，其压力也不会破坏接线 盒，其产生的热能不能向外扩散传爆，可达到可靠的防爆 效果。
比较 查出的3个 热电势， 可以看出 热电势是 否线性？
2. 2 热电偶的结构形式与热电偶材料
1．热电偶的种类
（1）普通型热电偶
普通装配型热电偶的外形
安装 螺纹
安装 法兰
接线盒
普通装配型热 电偶的 结构放大图
引出线套管
不锈钢保护管
固定螺纹
（出厂时用塑料包裹）
热电偶工作端（热端）
（2）铠装热电偶（缆式热电偶）