6.1 《感測器及其工作原理》導學方案
2023年3月28日編寫：楊洪濤審閱：張四林課時：2
【學習要求】
1.通過觀察一些現象和常見的事例，初步形成感測器的概念，感受感測技術在資訊時代的作用和意義。
2.介紹光敏電阻、熱敏電阻、和霍爾元件三種敏感元件，通過實驗知道它們的效能，了解其工作原理，感悟基礎知識學習和應用的重要性。
3.知道非電學量轉換成電學量的技術意義，進一步拓展學生的思維，進一步**科技發展給人類帶來的利與弊。
【學習重點】：理解並掌握感測器的三種常見敏感元件的工作原理。
【學習難點】：分析並設計感測器的應用電路。
【學習過程】
1、什麼是感測器
【演示】如圖所示，小盒子a的側面露出乙個小燈泡，盒外沒有開關，但是把磁鐵b放到盒子上面，燈泡就會發光，把磁鐵移走，燈泡熄滅。
思考：盒子裡有什麼樣的裝置，才能出現這樣的現象？
【自學】
1.感測器
感測器是指這樣一類元件：它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等_________量，並能把它們按照一定的規律轉換為電壓、電流等_________量，或轉換為把非電學量轉換為電學量以後，就可以很方便地進行測量、傳輸、處理和控制了.
2.感測器一般由敏感元件和輸出部分組成，通過敏感元件獲取外界資訊並轉換為_________訊號，通過輸出部分輸出，然後經控制照分析處理.
常見的感測器有力敏感測器、氣敏感測器、超聲波感測器、磁敏感測器等.
3.熱敏電阻或金屬熱電阻能夠把_________這個熱學量轉換為電阻這個電學量.
當環境溫度發生變化時，熱敏電阻的阻值發生變化，熱敏感測器將_________的變化訊號轉換為電學訊號，它就像人的**，能感受到周圍的溫度的變化.
4.電容式位移感測器能夠把物體_________這個力學量轉換為_________這個電學量.
5.霍爾元件能夠把_________這個磁學量轉換為電壓這個電學量.
2、常見製作感測器的的元器件
（1）、光敏電阻
（1）光敏電阻
材料及構造
工作原理
功能：把光學量）轉換為______（電學量）。
光敏電阻的材料是一種半導體，無光照時，載流子極少，導電性能不好；隨著光照的增強，載流子增多，導電性變好.光敏電阻能夠把_________這個光學量轉換為電阻這個電學量.它就像人的眼睛，可以看到光線的強弱.
【例1】.如圖所示為光敏電阻自動計數器的示意圖，其中r1為光敏電阻，r2為定值電阻．此光電計數器的基本工作原理是（ ）
a．當有光照射r1時，訊號處理系統獲得高電壓
b．當有光照射r1時，訊號處理系統獲得低電壓
c．訊號處理系統每獲得一次低電壓就計數一次
d．訊號處理系統每獲得一次高電壓就計數一次
（2）熱敏電阻和金屬熱電阻
熱敏電阻
a）材料
b）規律：溫度越大，電阻越______
優缺點：熱敏電阻靈敏度高， 但化學穩定性較差，測量範圍較小
c）功能：把_______轉換為_______（電學量）。
金屬熱電阻
a）材料
b）規律：溫度越高，電阻越大
優缺點：金屬熱電阻的化學穩定性較好，測量範圍較大，但靈敏度較差。
c）功能：把_______轉換為_______（電學量）。
【例2】、有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三隻元件分別接入如圖所示電路中a、b兩點後，用黑紙包住元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數，下列說法正確的是（ ）
a.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數變化較大，這只元件一定是熱敏電阻
b.置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數不變化，這只元件一定是定值電阻
c.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數變化較大，這只元件一定是光敏電阻
d.用黑紙包住與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數相同，這只元件一定是定值電阻
功能：把磁學量）轉換為_______（電學量）。
感測器功能：能將力、溫度、光、聲、物質成分等_________轉化為______的元件。
【例3】如圖10所示，截面為矩形的金屬導體，放在磁場中，當導體中通有電流時，導體的上下表面的電勢有什麼關係
a um > unb um = un
c um < und 無法判斷
（5）滑動變阻器
如果某一物理量（如質量、位移等）的變化能引起滑動觸頭的移動，從而改變觸頭與其中一端的電阻或電壓的變化，，通過測量電阻或電壓，就能測定上述物理量的變化，即能夠將其它物理量轉換成電阻或電壓這些電學量。
課堂練習
1.（b級）如圖，r2為熱敏電阻，a、b間接報警器。當溫度公升高時，a、b間電壓將_________
2.（c級）電磁流量計廣泛應用於測量可導電流體（如汙水）在管中的流量（即單位時間內通過管內橫截面積的流體的體積）。為了簡化，假設流量計是如圖所示的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c。
流量計的兩端與輸送流體的管道相連（圖中的虛線）。圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前後兩面是絕緣材料。現於流量計所在處加磁感應強度為b的勻強磁場，磁場方向垂直於前後兩面。
當導電流體穩定地流經流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻r的電流錶的兩端連線，i表示測得的電流值。已知流體的電阻率為ρ，不計電流錶的內阻，則可求得流量為
a、 b、 c、 d、
3.（b級）如圖所示是電阻式溫度計，一般是利用金屬鉑做的，已知鉑絲的電阻隨溫度的變化情況，測出鉑絲的電阻就可以知道其溫度.這實際上是乙個感測器，它是將________轉化為________來進行測量的.
4. (p54）問題與練習
課堂小結
課後反思
感測器及其工作原理
1 關於感測器的下列說法正確的是 a 所有感測器的材料都是由半導體材料做成的 b 金屬材料也可以製成感測器 c 感測器主要是通過感知電壓的變化來傳遞訊號的 d 以上說法都不正確 解析 選b.半導體材料可以製成感測器，其他材料也可以製成感測器，如金屬氧化物氧化錳就可以製成熱敏電阻，a錯誤，b正確 感測...
感測器及其工作原理教案
一 學習目標 1.了解什麼是感測器，知道非電學量轉化為電學量的技術意義。2 知道常見的三種敏感元件光敏電阻 熱敏電阻和霍爾元件及其它們的工作原理，感悟基礎知識學習與應用的重要性。3 了解電容式感測器的應用。二 導學 1 什麼是感測器？2 三種常見的敏感元件 1 光敏電阻 材料及構造 工作原理 功能 ...
61感測器及其工作原理教案
第一節 感測器及其工作原理教案 教學目標 1 知識與技能 1 了解什麼是感測器，知道非電學量轉化為電學量的技術意義 2 知道感測器中常見的三種敏感元件光敏電阻 熱敏電阻和霍爾元件及其它們的工作原理。3 了解感測器的應用。2 過程與方法 通過對實驗的觀察 思考和 讓學生在了解感測器 熟悉感測器工作原理...