《傳感器的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)傳感器的應(yīng)用課時(shí)1學(xué)段學(xué)科物理選修3-2教材版本人教版作者王梓人學(xué)校哈爾濱市第十一中學(xué)校一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：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；③初步探究利用和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器.2.過(guò)程與方法：①通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、思考和探究，讓學(xué)生了解傳感器、熟悉傳感器工作原理；②讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器，經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力.3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：在理解傳感器工作原理的基礎(chǔ)上，通過(guò)自己設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器，體驗(yàn)科技創(chuàng)新的樂(lè)趣，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣.二、教學(xué)重難點(diǎn)1.幾種常見(jiàn)傳感器的工作原理（演示實(shí)驗(yàn)）；2.學(xué)生自己設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的傳感器三、學(xué)情分析學(xué)生會(huì)對(duì)傳感器有興趣。四、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)法五、教學(xué)過(guò)程（一）、傳感器的含義：傳感器是指這樣一類(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的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，就可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制了。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換器件、轉(zhuǎn)換電路三個(gè)部分組成，通過(guò)敏感元件獲取外界信息并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)輸出部分輸出，然后經(jīng)控制器分析處理。非電物理量非電物理量敏感元件轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量→→→→常見(jiàn)的傳感器有：光學(xué)傳感器、熱學(xué)傳感器、加速度傳感器、力傳感器、氣敏傳感器、超聲波傳感器、磁敏傳感器等。（二）、常見(jiàn)的傳感器元件：（1）光敏電阻：光敏電阻的材料是一種半導(dǎo)體，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好，即光敏電阻值隨光照增強(qiáng)而減小。光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。它就象人的眼睛，可以看到光線的強(qiáng)弱。0TR圖－0TR圖－1（3）熱敏電阻：用半導(dǎo)體材料制成，其電阻隨溫度變化明顯，溫度升高電阻減小，如圖－1為某一熱敏電阻－溫度特性曲線。熱敏電阻的靈敏度較好。與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，但靈敏度較差。（4）電容式位移傳感器能夠把物體的位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電容這個(gè)電學(xué)量。（5）霍爾元件能夠把磁感強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量（三）、傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用1、力電傳感器力電傳感器主要是利用敏感元件和變阻器把力學(xué)信號(hào)（位移、速度、加速度等）轉(zhuǎn)化為電學(xué)信號(hào)（電壓、電流等）的儀器。力電傳感器廣泛地應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、現(xiàn)代科技中，如安裝在導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇和宇宙飛船上的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)等。2、熱電傳感器（溫度傳感器）熱電傳感器是利用熱敏電阻的阻值會(huì)隨溫度的升高減?。ń饘贌犭娮璧碾娮杪孰S溫度的升高而增大）的原理制成的,它能用把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。如各種家用電器(空調(diào)、冰箱、熱水器、飲水機(jī)等)的溫度控制、火警報(bào)警器、恒溫箱等。3、光電傳感器光電傳感器中的主要部件是光敏電阻或光電管。光敏電阻：光敏電阻的材料是一種半導(dǎo)體，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性能變好，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大而減小的。光敏電阻能夠把光強(qiáng)度這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。它就象人的眼睛，可以看到光線的強(qiáng)弱。自動(dòng)沖水機(jī)、路燈的控制、鼠標(biāo)器、光電計(jì)數(shù)器、煙霧報(bào)警器等都是利用了光電傳感器的原理。4、磁電傳感器——霍爾元件的應(yīng)用霍爾元件能夠把磁感強(qiáng)度(磁學(xué)量)轉(zhuǎn)換為電壓(電學(xué)量)。UHBCDEFI圖－2霍爾元件：如圖－2所示，在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體薄片上，制作四個(gè)電極C、D、E、F，就制成為一個(gè)霍爾元件?；魻栯妷海浩渲衚為比例系數(shù)，稱(chēng)為霍爾系數(shù)，其大小與薄片的材料有關(guān)。一個(gè)霍爾元件的厚度d、比例系數(shù)kUHBCDEFI圖－2霍爾效應(yīng)的原理：外部磁場(chǎng)使運(yùn)動(dòng)的載流子受到洛侖茲力，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，從而形成橫向的電場(chǎng)；橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛侖茲力相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛侖茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板兩側(cè)會(huì)形成穩(wěn)定的電壓.設(shè)圖中