实验传感器的应用教学设计.docx

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1、6.3实验:传感器的应用教学设计新课标要求（一）知识与技能1 . 了解两个实验的基本原理。2 .通过实验，加深对传感器作用的体会，培养自己的动手能力。（二）过程与方法通过实验培养动手能力，体会传感器在实际中的应用。（三）情感、态度与价值观在实验中通过动手组装和调试，增强理论联系实际的意识，激发学习兴趣，培养良好的 科学态度。教学重点1 . 了解斯密特触发器的工作特点，能够分析光控电路的工作原理。2 .温度报警器的电路工作原理。教学难点光控电路和温度报警器电路的工作原理。教学方法实验法、观察法、讨论法。教学工具实验过程中用到的有关器材、元器件等，由实验室统一准备 教学过程（一）引入新课师：随着人

2、们生活水平的提高，传感器在工农业生产中的应用越来越广泛，如走廊里的 声、光控开关、温度报警器、孵小鸡用的恒温箱、路灯的自动控制、银行门口的自动门等, 都用到了传感器.传感器的工作离不开电子电路，传感器只是把非电学量转换成电学量，对 电学量的放大，处理均是通过电子元件组成的电路来完成的.这节课我们就来动手组装光控开关或温度报警器。（二）进行新课实验1、光控开关1.实验原理及知识准备A 丫Rg LED1+5VR?师：（投影）如图所示光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，Rg为光敏电阻，尺的 最大电阻为51kQ,为330kQ,试分析其工作原理.生：白天，光强度较大，光敏电阻Rg电阻值较小，加在斯密特

3、触发器A端的电压较低, 则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，Rg的阻值增大 到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值（1.6V）,输出端Y突然从高电 平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光（相当于路灯亮了），这样就达到了使路灯天明 熄灭，天暗自动开启的目的.师：要想在天更喑时路灯才会亮，应该把尺的阻值调大些还是调小些？为什么？生：应该把尺的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值（如 点.试分析电磁继电器的工作原理.1.6V,就需要心的阻值达到更大，即天色更暗。师：用白炽灯模仿路灯，为何要用到继电器?生：由于集成电路允许通过的电流较小

4、，要用白 炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器来启闭工作电路.师：（投影）如图所示电磁继电器工作电路，图 中虚线框内即为电磁继电器，D为动触点，E为静触方A lbwww C+5VR1A Y本二口 口1低压控制电路| My高压工作电路生：当线圈A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔铁B向下运动，从而带动动触点D 向下与E接触，将工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失去磁性，衔铁B在弹 簧作用下拉起，带动触点D与E分离，自动切断工作电路.师：试说明控制电路的工作原理。生：天较亮时，光敏电阻心阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y 输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通；天较暗时，光敏电阻心

5、电阻增大，斯密特触 发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通 过线圈A,电磁继电器工作，接通工作电路，使路灯自动开启；天明后，Rg阻值减小，斯 密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电平跳到高电平，则 线圈A不再有电流，则电磁继电器自动切断工作电路的电源，路灯熄灭.生：分组实验。师：巡回指导，了解学生实验过程。2.温度报警器师：上一节我们学习了火灾报警器，它是利用烟雾对光的散射作用，使火灾发出的光引 起光敏电阻的阻值变化,从而达到报警的目的.这种设计其敏感性是否值的怀疑,你想过吗？ 既然发生火灾时，环境温度要升高，我们能不能用温度传感

6、器来做成火灾报警器呢？+5V蜂鸣器师：（投影）温度报警器的工作电路，如图所示。试分析 其工作原理。生：常温下，调整R的阻值使斯密特触发器的输入端A 处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器， 蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻Rt阻值减小，斯密 特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂 鸣器通电，从而发出报警声，Ri的阻值不同，则报警温度不同.师：怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？生：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应减小R的阻值，品阻值越小，要 使斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高.生：分组实验

7、。师：巡回指导，了解学生实验过程。（三）课堂总结、点评本节课主要学习了以下几个问题：光控开关传感器的应用实例Y一温度报警器（四）实例探究电磁继电器与自动控制【例1】现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干.如 图所示，试设计一个温控电路.要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一 温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程.电磁继电器0_1/ I_OoI io 滑动变阻器电炉丝分析：热敏电阻R与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路.热敏电阻E |电磁继电器答案：（1）电路图如图所不Rz电炉丝 用（2）工作过程：闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通

8、过电磁继电器电流 不能使它工作，K接通电炉丝加热.当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁 继电器的电流达到工作电流，K断开，电炉丝断电，停止供热.当温度低于设计值，又重复 前述过程.点评：该电路可以用于恒温箱、自动孵化器等，电路设计是高中电学应了解的内容，对 于培养能力、理论联系实际将起到推动作用，也是高考的趋向.课余作业1、课下阅读教材附录，了解“一些元器件的原理和使用要点二2、思考并回答“问题与练习”。教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养 学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生 素质的培养就

9、成了镜中花，水中月。课本”问题与练习”解答1 .当门闭着时，永久磁铁使干簧管接通，斯密特触发器输入端与电源负极相连，处于 低电平，则输出端为高电平，故蜂鸣器不发声；当开门时，没有磁铁作用，干簧管不通，斯 密特触发器输入端为高电平，则输出端为低电平，则蜂鸣器通电，发声报警.2 .当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端A为高电平，则输出端Y应为低电平， 故LED发光；当被测点为低电平时，A即为低电平，则输出端Y为高电平，LED不发光.3 .提示：参考本节例1设计.4 .略资料袋常用的传感器常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的.根据检测量的不同，可将传 感器分为物理型、化学型和生物型三

10、类.物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质（如电阻、电压、电容、电场、磁场等） 发生明显变化的特性制成的，如光电传感器、力学传感器等.化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换为电学量的敏感元件制成 的.生物传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成 分的传感器，生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生 物传感器、免疫传感器等等.生物传感器最典型的应用是在医疗卫生行业，医院中各种进行生化分析检验的仪器大多 要用到生物传感器.除了上述三种传感器外，还有压力传感器、气体传感器、味觉传感器等.随着材料科学 和自动化技术的发展，新的传感器正不断被发明出来，种类越来越多，功能也越来越强.传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就没有现代化的自动控制技术.