染雾传感器及其工作原理的教学设计 篇一
第一篇内容：传感器的分类及其工作原理
引言：
传感器是现代科技领域中一种重要的设备，它可以将各种物理量转化为电信号，从而实现对环境信息的感知和检测。了解传感器的分类及其工作原理对于学生深入理解传感器技术的应用具有重要意义。本文将从传感器的分类以及几种常见传感器的工作原理两个方面进行介绍。
一、传感器的分类
传感器按照测量物理量的性质可以分为光学传感器、力学传感器、热学传感器、电磁传感器、化学传感器等多个类别。其中，光学传感器是利用光的吸收、散射、透射等特性来测量物体的信息；力学传感器是通过测量物体的力或压力来获取物理量；热学传感器是利用物体热量的变化来测量温度等物理量；电磁传感器则是通过测量物体的电磁场来获取物理量。化学传感器则是通过测量物体的化学反应来获得物理量。
二、几种常见传感器的工作原理
1. 温度传感器
温度传感器是一种热学传感器，常见的温度传感器有热敏电阻和热电偶。热敏电阻是利用材料电阻随温度变化的特性来测量温度的。当温度升高时，电阻值减小，反之则增大。热电偶则是利用两种不同金属导线的接触产生的热电势差来测量温度的。
2. 压力传感器
压力传感器是一种力学传感器，常见的压力传感器有应变片式压力传感器和电容式压力传感器。应变片式压力传感器利用材料的应变特性来测量压力。当受力时，应变片会产生微小的应变，从而改变电阻值。电容式压力传感器则是利用电容与压力的线性关系来测量压力的。
3. 光电传感器
光电传感器是一种光学传感器，常见的光电传感器有光电开关和光电编码器。光电开关利用发射器和接收器之间的光信号来测量物体的接近程度。当物体靠近时，光信号被遮挡，接收器接收不到信号，从而触发开关。光电编码器则是利用光信号来测量物体的位置和运动。
结论：
通过学习传感器的分类及其工作原理，学生可以了解到传感器在不同领域的应用以及工作原理的基本原理。这有助于学生深入理解传感器技术背后的原理，为日后的工程实践打下基础。
传感器及其工作原理的教学设计 篇二
第二篇内容：传感器的应用及实验设计
引言：
传感器是现代科技领域中一种重要的设备，它在各个领域都有着广泛的应用。为了让学生更好地理解传感器的应用和实验原理，本文将从传感器在环境监测、智能家居以及工业自动化等领域的应用以及相应的实验设计进行介绍。
一、传感器在环境监测中的应用及实验设计
1. 温度传感器在环境监测中的应用
温度传感器在环境监测中扮演着重要的角色。通过设计一个温度传感器实验，可以让学生亲自搭建一个测量环境温度的电路，并通过读取传感器输出的电信号来获取温度值。这有助于学生理解温度传感器的工作原理以及在环境监测中的应用。
2. 光电传感器在环境监测中的应用
光电传感器在环境监测中常用于检测光线的强弱以及光线的有无。通过设计一个光电传感器实验，可以让学生了解光电传感器的工作原理，并通过观察传感器输出信号的变化来判断环境中光线的强弱或者有无。
二、传感器在智能家居中的应用及实验设计
1. 气体传感器在智能家居中的应用
气体传感器在智能家居中常用于检测室内空气质量。通过设计一个气体传感器实验，可以让学生了解气体传感器的工作原理，并通过读取传感器输出的电信号来判断室内空气质量的好坏。
2. 湿度传感器在智能家居中的应用
湿度传感器在智能家居中常用于检测室内湿度。通过设计一个湿度传感器实验，可以让学生了解湿度传感器的工作原理，并通过读取传感器输出的电信号来判断室内湿度的高低。
三、传感器在工业自动化中的应用及实验设计
1. 压力传感器在工业自动化中的应用
压力传感器在工业自动化中常用于测量管道中的液体或气体压力。通过设计一个压力传感器实验，可以让学生了解压力传感器的工作原理，并通过读取传感器输出的电信号来判断管道中压力的大小。
2. 位移传感器在工业自动化中的应用
位移传感器在工业自动化中常用于测量机械装置的位移。通过设计一个位移传感器实验，可以让学生了解位移传感器的工作原理，并通过读取传感器输出的电信号来判断机械装置的位移。
结论：
通过设计传感器的实验，学生可以亲自动手搭建传感器电路，了解传感器的工作原理，并通过读取传感器输出的电信号来实现对环境信息的感知和检测。这有助于学生深入理解传感器技术的应用，并为日后的工程实践打下基础。
传感器及其工作原理的教学设计 篇三
【学习目标】
1、 知道什
么是传感器
2、 了解传感器的常 用元件的特征
【自主学习】
一、 传感器：
传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等＿＿量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等＿＿量，或转换为电路的通断。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。
传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换＿＿信号，通过输出部分输出，然 后经控制器分析处理。
常见的传感器有：＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、力
传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传 感器等。
二、 常见传感器元件：
1、 光敏电阻：光敏电阻的材料是一种半导体，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好，光敏电阻能够把＿ ＿＿＿＿，这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以看到光线的强弱。
２、金属热电阻和热敏电阻：金属热电阻的电阻率随温度的升高而＿＿＿＿，用金属丝可以制作＿＿＿＿传感器，称为＿＿＿＿＿。它能用把＿＿＿＿这个热学量转换为＿＿＿＿这个电学量。
热敏电阻的电阻率则可以随温度的升高而＿＿＿＿或＿＿＿＿。
与热敏电阻相比，金属热电阻的＿＿＿＿＿好，测温范围＿＿＿，但＿＿＿＿较差。
３、电容式位移传感器能够把物体的＿＿＿＿这个力学量转换为＿＿＿这个电学量。
４、霍尔元件能够把＿＿＿＿＿＿这个磁学量转换为电压这个电学量
【典型例题】
例一、 如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一热敏电阻Rt的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往Rt上擦一些酒精，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动。
例二、传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引 起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）
A、 当F向上压膜片电极时，电容将减小
B、 当F向上压膜片电极时，电容将增大
C、 若电流计有示数，则压力F发生变化
D、 若电流计有示数，则压力F不发生变化
例三、如图所示，有电流I流过长方体金属块，金属块宽度为d，高为b，有一磁感应强度为B的匀强磁场垂直 于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n，试问金属块上、下表面哪面电势高？电势差是多少？（此题描述的是著名的霍尔效应现象）
【针对训练】
1、简单的说，光敏电阻就是一个简单的＿＿＿＿＿传感器，热敏电阻就是一个简单的＿＿＿＿＿传感器。
２、 为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯控制电路的相接。当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为＿＿＿＿传感器，它输入的是＿＿＿＿信号，经传感器转换后，输出的是＿＿＿＿信号。
3、 如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液构成电容品的两极，把这两极接入外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化为（ ）
A、 h增大
B、 h减小
C、h不变
D、无法确定
4、 如图所示，R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为小灯泡，当温度降低时（ ）
A、 R1两端的电压增大
B、 电流表的示数增大
C、 小灯泡的亮度变强
D、 小灯泡的`亮度变弱
5、 如图所示，为一种测定角度的传感器，当彼此绝缘的金属板构成的 动片与定片之间的角度 发生变化时，试分析传感器是如何将它的这种变化转化为电学量的。
【能力训练】
1、关于光敏电阻，下列说法正确的是（ ）
A、 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
B、 硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好
C、 硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好
D、 半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好
2、霍尔元件能转换哪两个量（ ）
A、 把温度这个热学量转换 为电阻这个电学量
B、 把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C、 把力转换为电压这个电学量
D、 把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
３、如图所示是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（ ）
Ａ、电介质进入极板的长度
Ｂ、两极板间距
Ｃ、两极板正对面积
Ｄ、极板所带电量
４、如图所示，Ｒ１、Ｒ２为定值电阻，Ｌ是小灯泡，Ｒ３为光敏电阻，当照射光强度增大时，（ ）
Ａ、电压 表的示数增大
Ｂ、Ｒ２中电流减小
Ｃ、小灯泡的功率增大
Ｄ、电路的路端电压增大
5、如图所示，Ｒ３是光敏电阻，当开关Ｓ闭合后在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻Ｒ３时，则（ ）
Ａ、Ｒ３的电阻变小，a点 电势高于b点电势
Ｂ、Ｒ３的电阻变小，a点电势低于b点电势
Ｃ、Ｒ３的电阻变小，a点电势等于b点电势
Ｄ、Ｒ３的电阻变大，a点电势低于b点电势
6、有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（ ）
A、金属导体 B、绝缘体 C、半导体 D、超导体
7、如图是观察电阻值随温度变化情况示意图。现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是（ ）
A、 如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
B、 如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显
C、 如果R为热敏电阻（用半导体材料制作），读数变化非常明显
D、 如果R为热敏电阻（用半导体材料制作 ），读数变化不明显
8、图是霍尔元件的工作原理示意图，用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定，则可以验证UH随B的变化情况。以下说法中正确的是（ ）[来源:]
A、 将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，UH将变大
B、 在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
C、 在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
D、 改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化
9、如图所示宽度为d，厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面间产生电势差，这种现象叫霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U＝＿＿＿＿＿
传感器及其工作原理的教学设计 篇四
一、教学目标
【知识与技能】
初步形成传感器的概念;了解光敏电阻和热敏电阻的性能和工作原理。
【过程与方法】
在探究敏感元件性能的过程中，提升根据已有知识设计实验的能力。
【情感态度与价值观】
感受传感器技术在信息技术时代的应用。
二、教学重难点
【重点】
理解传感器是如何将非电学量转化为电学量。
【难点】
传感器的工作原理和特点
三、教学过程
环节一：导入新课
播放特警使用的“拆弹机器人”在复杂的地形中行驶和机场的“自动门”的视频，提问：视频中的机器人避障和门的开关有什么共同点?
总结：人们可以实现自动控制和自动检测。
过渡性问题：这些自动控制或自动检测的原理是什么?导入新课
环节二：新课讲授
(一)什么是传感器
教师出示几个传感器的图片，认识传感器的外形和结构。接下来进行演示实验
实验一：一个小盒子，侧面露出灯泡，盒子外面没有开关，将一块磁铁放在盒子上，小灯泡变亮;将磁铁拿走，灯泡熄灭。
提问：盒子里面是什么样的电路?磁铁对电路又会有什么影响?
引发学生思考，教师揭秘，打开盒子，认识特殊元件“干簧管”，了解到它是电路的开关，要想开启需要周围有磁场。
实验二：教师演示音乐茶杯，茶杯放在桌面上，没有声息，当拿起茶杯，有悦耳的音乐。
提问：音乐茶杯的开关又在哪?开启的条件又是什么?
学生预设：桌面对茶杯底部的压力，光照强度。
教师继续演示：用手按压茶杯底部，用手遮盖底部，演示实验效果。总结感光元件。
实验三：将热敏电阻做好防水处理，并接在万用表的两端，将热敏电阻放入水中，插入温度计，改变水的温度。
提问：猜测一下实验会有怎样的现象?
提问：上面三个实验涉及到的元件有怎样的特性?
干簧管：磁场影响电阻变化
光敏电阻：光照影响电阻变化
热敏电阻：温度影响电阻变化。
非电学量通过传感器，转化为电学物理量或改变电路的通断。教师总结以上这些元件和转化电路组成的装置称为传感器。讲解传感器的概念和传感器对现代生产生活的意义。
(二)传感器的工作原理
观察“单簧管”的结构，提问：单簧管有怎样的结构?怎样起到开关的作用?是一种什么样的传感器?
阅读光敏电阻的材料和科学漫步中的内容，观看半导体导电的示意动画，提问：半导体的导电机理是什么? 当有光照时光敏导电性能会有怎样的变化?它是一个什么样的传感器?
出示金属热电阻和热敏电阻的“电阻-温度曲线”提问：它们将那些非电学量转化为电学量?
学生思考讨论，总结回答。
环节三：巩固提高
讨论生活中的家用电器都应用了哪些传感器?学生讨论展示。
环节四：小结作业
小结：总结干簧管，光敏电阻和热敏电阻的原理及特性。
作业：分发热敏电阻和光敏电阻，思考怎样设计建议火情报警器与节能路灯。
四、板书设计
