人教A版选修32 传感器的应用 第1课时 教案.doc

6.2 传感器的应用教学目标知识与技能1通过电子称学习力传感器的应用2通过电熨斗、电饭锅学习温度传感器的应用3通过火灾报警器学习光传感器的应用过程与方法通过图片、视频等多媒体手段了解力传感器、温度传感器、光传感器的原理以及在生活中的实际应用情感态度与价值观通过对生活中常用设备的了解和讲解，培养观察生活的习惯和思考的习惯，增强学习的兴趣，培养良好的科学态度重点与难点各种传感器的原理和应用教学过程（一） 新课引入教师活动学生活动备注新课引入上节课我已经学习了传感器及其工作原理，请大家回忆一下，传感器是怎么定义的？光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转换成电学量的元件？答：传感器是能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断。光敏电阻：光照强弱电阻 热敏电阻：温度电阻 霍尔元件：磁感应强度电压传感器的应用已经渗透到我们生活中的各个方面，环保、交通、航天、军事、家庭等。如电子称、电熨斗、电饭锅、火灾报警器等都要用到传感器，那么这节课就来学习力传感器、温度传感器以及光传感器的实际应用。复习并回答问题新课教学请同学们打开教材并阅读前几段文字，注意找出传感器应用的一般模式。一般来说，传感器输出的电信号相当微弱，要实现控制动作，就要把这个电信号放大。若要远距离传送，就还要将其转化成其他电信号以防止外界干扰。传感器放大 电路转换执行机构显示器（指针式电表数字屏）计算机系统概括起来，传感器应用的一般模式如下图：1力传感器的应用电子称（1）测力装置：力传感器，由金属梁和应变片组成。（2）应变片：敏感元件，多用半导体材料制成（3）工作原理：弹簧钢制成的梁形元件右端固定，在梁的上下表面各贴一个应变片，在梁的自由端施力f，则梁发生弯曲，上表面拉伸，下表面压缩，上表面应变片的电阻变大，下表面的电阻变小。力f越大，弯曲形变越大，应变片的电阻变化就越大。如果让应变片中通过的电流保持恒定，那么上面应变片两端的电压变大，下面应变片两端的电压变小。传感器将这两个电压的差值输出。由电压差值和力f的对应关系就可以知道力f的大小了。（4）应变片将物体的形变这个力学量转换成电压这个电学量。2温度传感器的应用电熨斗温度传感器的应用在实际生活中非常广泛，它能把温度的高低转变成电信号，利用某物体的某一物理性质随温度的变化而改变的特性制成的，电熨斗就是靠温度传感器来控制温度的。（1）双金属片的实验：双金属片靠近热源时，内部金属丝接触，远离热源时，内部金属丝断开。可用作温控开关。（2）电熨斗的双金属片结构：上层金属为黄铜，下层金属为铁，铜的膨胀系数大于铁。受热时，双金属片发生明显形变，导致触点分离。从而达到控制电路的通断作用。（3）结合电熨斗的结构图，回答思考与讨论的问题。答：常温下，上下触点应是接触的，温度过高时，由于双金属片受热膨胀系数不同，上部金属膨胀大，下部金属膨胀小，则双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热。常温降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用。熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，此时可通过调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性钢片升降，从而改变触点接触的难易，达到控制在不同温度的目的。3温度传感器的应用电饭锅（1）电饭锅中的温度传感器主要元件、组成物质及特点： 主要元件是感温铁氧体；主要是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧制而成；特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引。这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”。（2）演示实验：取一块电饭锅用的感温铁氧体，使它与一小块的永磁体吸在一起，用功率较大的电烙铁给铁氧体加热，经过一段时间后会发生什么现象？答：当用电烙铁给铁氧体加热时，经过一段时间，铁氧体就会失去磁性。（3）电饭锅的结构示意图（附上图）（4）思考与讨论的解答：答：开始煮饭时，用手按下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再回复到图示状态。水沸腾后，锅内大致温度保持在100不变。饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热。如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100不变，温度低于“居里点”103，电饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103才能自动断电。4光传感器的应用火灾报警器火灾报警器结构及原理：有一种火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的。报警器带孔的罩子内装有发光二极管led、光电三极管和不透明的挡板。平时，光电三极管收不到led发出的光，呈现高电阻状态。当有火灾发生时，产生的烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小。与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出报警。课堂小结本节课主要学习了以下几个问题：传感器的应用力传感器电子称温度传感器光传感器火灾报警器电熨斗电饭锅各种传感器广泛用于人们日常生活、生产中，他们将各种非电学量转换成电学量，从而与电路相结合达到自动控制的目的。板书设计6.2 传感器的应用一、力传感器电子称 1、装置：力传感器2、组成：金属