传感器及其工作原理
【教学设计说明】
本章的教学特点是定性研究一些原理,不做定量的计算。本节教学的关键是多举
些例子和多做些实验,不要求展开。首先,通过观察一些现象和常见的事例, 了解
什么是传感器,知道传感器是如何将非电学量转换成电学量的, 初步形成传感器的
概念。然后,介绍三种制作传感器所使用的敏感元件,运用以前学习的物理知识了
解它们的工作原理。为传感器的应用打下基础。
教学目标
(1)通过观察一些现象和常见的事例,初步形成传感器的概念,感受传感技术在信息
时代的作用与意义。
(2)介绍三种敏感元件:光敏电阻、热敏电阻和霍尔元件,通过实验知道它们的性能 ,
了解它们的工作原理,感悟基础知识学习和应用的重要性。
(3)通过比较金属热电阻和热敏电阻的 R-T 图线,讨论两种材料制成的温度传感器在
使用功能上各有什么优缺点,渗透传感器的应用上也遵循具体问题具体分析的哲学
思想。
(4)知道非电学量转换成电学量的技术意义,进一步拓展学生的思维,进一步探讨科
技发展给人类带来的利弊。
教学重点
(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;
教学难点
传感器的工作原理,传感器的实际应用。
【教学过程】
(一)体验生活和技术的方法引入课题
背景:课前让学生收集家庭中所能找到的传感器,初步了解它们的特点。如可以收
集电饭煲、电熨斗、冰箱、各种遥控器、手机等的说明书,阅读说明并对它们的使用及原
理有一个初步的认识。
提出问题:今天我们生活中有哪些设备使用了传感器?
楼梯上的电灯如何能人来就开,人走就熄的?
工业生产中所用的自动报警器、恒温烘箱是如何工作的?
“非典”病毒肆虐华夏大地时,机场、车站、港口又是如何实现快速而准确的体温检测
的?
展示技术资料:飞机驾驶员在飞行时要知道“飞行状态”的有关信息,包括飞行参数:
迎仰角、侧滑角、空速、高度、气温、航向、角速度、加速度等;发动机参数:温度、压
力、压差、流量、湍振、角位置、角位移、线位移、发动机转速、推力、金属屑末、火焰
等;燃烧参数:温度、压力、油位、油量、密度、介电常数、流量、结冰状态、烟雾等。
航天飞机在执行飞行任务时,约需监测 3250 个信号;试飞研究时约需监测 2750 个
缓变信号,几百个速变信号。这说明现代飞行器上需要监测的参数多而且广。其大致分为
7 大类:飞行参数;导航参数;运载火箭和飞机的发动机参数;座舱环境参数;航行员生
理参数;航行员生活用品供应系统参数等;飞行器结构参数。对这些参数,必须要通过相