【教学设计】《温度传感器和光传感器》（教科）.docx

温度传感器和光传感器 教材分析上节课学生学习了传感器及其工作原理，已知道传感器是将非电学量转化成电压、电流等电学量，或转化为电路通断的一类元件。对传感器已有了一定认识，本节需要继续深入学习具体传感器。 教学目标（1） 知识与技能（1）了解温度传感器应用的一般模式；（2）了解光传感器应用的一般模式。（二）过程与方法通过实验或演示实验，了解传感器在生产、生活中的应用。（三）情感、态度与价值观在了解传感器原理及应用时，知道已学知识在生活、生产、科技社会中的价值，增强学习兴趣，培养良好的科学态度。 教学重难点重点：各种传感器的应用原理及结构。 知道温度与光传感器常用的敏感元件及其在生活、生产中的应用。难点：1、电路分析；2、各种传感器的应用原理及结构。 课前准备多媒体课件及相关教材 教学过程1温度传感器(1)概念：温度传感器是把温度转换为电信号的传感器(2)几种常用的温度传感器：热双金属片温度传感器a敏感元件：两种热膨胀系数相差较大的金属片焊接或轧制成的热双金属片b工作原理：温度升高时，由于两面金属膨胀程度不同，双金属片就会变形因此热双金属片可作为温度的敏感元件利用了热双金属片对温度的感知表现为形变的特性热电阻传感器a敏感元件：用金属丝制作的感温电阻(又叫热电阻)b热电阻阻值与温度t的关系RR0(1t)(R0为t0 时导体电阻，为温度系数)热敏电阻传感器a敏感元件：半导体热敏电阻b热敏电阻的分类一种是随温度升高而电阻减小的热敏电阻，用NTC符号表示；另一类随温度升高而电阻增大的热敏电阻，用PTC符号表示c特点及用途热敏电阻对温度变化的响应很敏感，常用于测温、温度控制或过热保护2光传感器(1)概念光传感器是利用光敏电阻把光强这个光学量转换为电阻这个电学量，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小(2)应用：火灾报警器、光电式转速器等都是利用了光电传感器来工作的(3)两种实用的光传感器光电式烟尘浓度计，靠监测烟尘浓度来工作光电式转速表光源发出的光经透镜会聚成平行光束照到被测旋转物体上，被反光纸反射回来，再经透镜聚焦落到光敏二极管上，产生与转速对应的电脉冲信号，经信号处理电路处理后，显示出转速(1)温度传感器的敏感元件一定是热敏电阻()(2)光敏电阻可以将电信号转化为光信号()(3)双金属片热保护器是一种温度传感器()热敏电阻是如何将温度这一信息转化为电信息的？【提示】当温度发生变化时连接在电路中的热敏电阻的阻值发生变化，通过它的电流或加在它两端的电压就发生变化，从而可通过电压表或电流表反映出来，即电压或电流的变化表示温度的变化探讨1：热敏电阻是温度传感器中的重要元件，是不是所有的热敏电阻的阻值都随温度的升高而下降？【提示】不是正温度系数热敏电阻器(PTC)在温度升高时电阻值增大，负温度系数热敏电阻器(NTC)在温度升高时电阻值减小探讨2：医院里给病人测体温时，使用一种先进的非接触式红外测温仪，这种测温仪使用了温度传感器还是光传感器？与传统测温仪相比，它有什么优点？【提示】使用了红外线传感器即光传感器，与传统测温仪相比，它有如下优点：第一：可以远距离测量，不必接触被测人体，避免交叉感染第二：可以立即获取温度数据1光传感器和温度传感器的不同传感器光传感器温度传感器定义能够感受光信号，并按一定规律转换成电信号的装置将温度变化转换为电学量变化的装置类型主要有光敏电阻、光敏晶体管、光电池等主要有热敏电阻、热电偶等两种电阻光敏电阻由半导体材料制成，光越强，电阻越小热敏电阻由半导体材料制成，NTC随温度升高，电阻减小；PTC随温度升高，电阻增大原理电学性质随光照变化而变化电学性质随温度变化而变化2光敏电阻特性成因分析当光敏电阻受到光照射时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性明显地增强，电阻减小3热敏电阻的种类及特性曲线常见的有两种类型，图中311甲为PTC型，乙为NTC型PTC型为正温度系数热敏电阻，NTC型为负温度系数热敏电阻图3114(多选)如图312所示为电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是() 图312A图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高【解析】由题图可知，图线1是金属热电阻的RT图线，图线2是热敏电阻的RT图线，根据它们的材料性质和图像特点可知，选项B、D正确【答案】BD5如图313所示，将一个光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射电阻时，表针自左向右偏角为；现用手掌挡住部分光线，表针的自左向右偏角为，则可判断()图313AB D不能确定【解析】光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右的偏转角度变小，故B正确【答案】B6用图314甲所示电路测量电流表的内阻，闭合电键S，当变阻器的滑片滑至c处时，电流表和电压表的读数分别为40 mA、9 V，已知图甲中热敏电阻的IU关系图线如图乙所示，则电流表的内阻为()甲乙图314A0.14 B85 C140 D225 【解析】当电流表读数为40 mA时，说明热敏电阻的电流为40 mA，由题图知热敏电阻两端电压UR5.6 V，则电流表两端电压U9 V5.6 V3.4 V，由欧姆定律得RmA 85 ，B正确【答案】B常见敏感电阻问题的处理方法1明确各敏感电阻的特性明确这些敏感电阻随所处环境的温度、光照、磁场、压力等