气体传感器及其应用教学课件

气体传感器及其应用幽默来自智慧，恶语来自无能气体传感器及其应用气体传感器及其应用幽默来自智慧，恶语来自无能模块五气体传感器及其应用课题气体传感器的分类及特性任务目标★熟悉气体传感器的主要特性;★会分析常见的气体传感器应用电路★能够完成带有自动控制排气扇和报警功能的电路设计和调试长江工程职业技术学院自动化教研室气敏传感器概述我们生活在气体的环境之中,气体与我们的日常生活密切相关。我们对气体的感知是用鼻子这个器官,而气敏传感器其作用就相当于我们的鼻子,可“嗅”出空气中某种特定的气体或判断特定气体的浓度,从而实现对气体成分的检测和监测,以改善人们的生活水平,保障人们的生命安全。需要检测的气体种类繁多,它们的性质也各不相同,所以不可能用一种方法来检测所有气体。对气体的分析方法也随气体的种类、成分、浓度和用途而异。目前主要应用的气体检测方法有电气法、电化学法和光学法等。随着社会的不断发展与进步，我国基础教育也在不断的创新与改革，比如初中体育课程，其教学模式正在朝着个性化的方向发展。把兴趣教学法充分的运用到我国初中体育教学中，使传统沉闷的初中体育教学课程氛围可以变得更加活跃，这样不仅可以提高学生的学习兴趣，还可以提高学生对体育课程的主动性，从体育课程中学到更多的知识。本文分析了当前体育教学中的一些问题，探究兴趣教学法在初中体育教学中的应用。存在的问题无法使体育教学的目的充分实现据了解，目前我国初中体育还是使用传统的教学模式对学生传授知识，看重的还是学生的文化知识，对于学生的身体健康并没有太大的重视。在教学的过程中教师教学散漫，并没有真正的对学生传授体育课程中的知识。体育教学内容不完善，没有创新性，这就导致了学生根本无法理解体育课程中的精神，也使体育教学的目的无法充分实现。体育教学模式不完善我国大部分初中体育的教学模式还是传统的让学生自由活动，体育教学模式不完善。体育教师在对体育教学模式进行设计的时候考虑不全面，教学模式没有创新，也没有考虑学生的需求，只采取单一的教学方式。这样就会使学生在体育课程中被动学习，影响了学生对体育课程的兴趣及积极性。兴趣法的重要性初中阶段正是学生长身体的关键阶段，在这个阶段实施科学合理的体育教学模式对提高学生的体能及使学生全方位发展都有重要的作用。其中兴趣教学法融入初中体育教学，就是提高学生学习兴趣及使体育教学模式能够创新的一个重要途径。兴趣教学法可以活跃体育教学课堂气氛兴趣教学法可以充分的提高学生的学习兴趣，为学生营造一个活跃、轻松的体育课堂气氛，使学生能够融入到体育教学中。兴趣教学法改变了传统的教学观念，使学生变成了教学过程中的主体，教师在教学过程中起到引导的作用。这样就能充分的活跃课堂气氛，调动学生的学习兴趣，并提高学生的学习效率。兴趣教学法可以提高学生的学习兴趣在学生学习过程中，学习兴趣是学生能否有效学习的基础。教师在进行教学的过程中，通过学生的学习兴趣来使学生能够积极主动的学习。在体育教学中，运用兴趣教学法就可以充分提高学生的学习兴趣，提高学生对体育学习的主动性与积极性。兴趣教学法应用兴趣组合小组教学模式在初中体育教学中，使学生能够自由组合小组进行学习也是兴趣教学法中的一种教学模式。这就要求教师在教学的过程中将有共同兴趣的学生进行分组，使每个小组都有不同的兴趣爱好。这样在教学的过程中，可以使学生能够互相共同合作学习，掌握教学过程中的内容并进行理解，这种教学模式不仅可以提高体育教学质量，还能激发学生的学习兴趣，从而提高学生的学习效率，培养学生在今后的道路上能够迅速的融入社会、集体，实现能够与人合作相处的能力。竞赛式教学模式众所周知，初中体育是具有竞技性的一门学科，所以在进行体育教学的过程中可以充分利用体育课程的这一特点，采用竞赛式教学，这也是兴趣教学法中的教学模式。教师在教学的过程中对教学的内容组织一个比赛，使全班学生都能够参与进来，最后使教师对这个比赛中的学生的表现进行评价，使学生对这节体育教学内容感兴趣，从而使学生能够更好地掌握这节体育教学中的内容，使兴趣教学法能够更好地运用到体育教学中，从而提高学生的学习兴趣及体育教学质量。游戏式教学模式在兴趣教学法中，游戏式教学是最有效的一种教学模式，在体育教学过程中实施游戏式教学模式，可以充分激发学生的学习兴趣，提高体育教学的质量。体育教师在对学生传授体育知识的时候，可以根据相关内容设计科学合理的游戏，让学生可以在做游戏的同时就能够掌握其中的知识，进一步提高体育课程的教学效率及提高学生的学习效率。情境式教学模式基于游戏式教学模式，情境式教学也是兴趣教学法中最有效的一种教学模式。在体育教学过程中，教师可以根据学生的兴趣爱好设置相关的情境，并对学生进行引导，使每个学生都能够参与到情境教学模式中，并且能够在此模式下可以很好的进行体育知识的学习。在此教学模式中还能放松学生的身心，使学生能够通过自己的兴趣爱好进行体育学习，充分地实现了兴趣教学法在初中体育教学中的目的，提高学生的学习效率及教师在体育教学课堂中的教学质量及效率。结束语随着国家对教育事业的关心，在新课改的背景下，兴趣教学法无疑是一种最能激发学生学习兴趣的一种有效的教学模式。在初中体育教学中充分的运用兴趣教学法，从多角度对其进行探索和实践，教师结合自身的教学经验及体育课程内容对体育教学课程进行创新及改革，进一步提高体育教学中的教学质量及教学效率，从而提高学生的学习效率，使学生能够在初中体育课程中锻炼身体、提高心理素质。以往的教师培训，大都是听专家讲座、观摩课堂、介绍业务知识、对教师提出新的要求等，这样的培训，教师是被动接受者，参与意识不强，实效性较差。随着课堂教学改革的进一步发展，这种培训已远远不能适应目前教师队伍的需求。为了进一步深化课程改革，共同探讨改革的现实途径及经验方法，充分体验自主学习、合作学习等课堂教学环节，解决一线操课、困惑，努力掌握课堂教学技能，建设一支师德修养高、业务素质精良、教学技能全面、教学基本功过硬、教学理念前卫、把握新课程标准、并具有一定教科研能力、适应课程改革需求的教师队伍。我们举行了以课堂技能实际操作的训练“实操培训”。在操课技能培训中，全体教师作为参训学员，通过角色置换，体验在模拟教与学的情景下，小组演练，全员互动，审视课堂教学各个环节，解决了一线操课的许多困惑，收获了有效课堂的实操技能。这种培训是现场实操、现学现用、大家共同探讨的学习培训形式，在“边示范、边讲解、边操作、边学习”的过程中，使教师能够在学习与实际应用中找到差距和不足，利于教师素质的尽快提高。首先，按照“组内异质、组间同质”的原则划分小组。全体教师即学员，根据所任学科的不同、性格与性别的不同，分成n个小组，二人互结对子，四人一小组，八人一大组。并选出组长、常务组长、记录员、展示员等。接着围绕n个专题模拟课堂教学进行各环节的体验学习培训中可围绕“如何创建高质量课堂？”n个系列话题，如《观念转变——教师观念应从“形转”、到“心转”》、《备课改革——从教师搭台走向师生搭台》、《问题导学——变知识学习为问题导学》、《学生先学——预习是学习能力培养的奠基工程》、《学习小组——学习小组改变课堂“基因”》、《展示对话——展示对话学习焕发生命活力》、《课型创新——从单一课型走向多元课型》、《统一课堂模式——要从依靠模式到超越模式》、《发现那些隐藏于经验之中的规律——选择适合实际的行动路径》等，模拟学校的课堂模式，进行了各环节的体验如：1.请您提炼出本学习主题的要点。2.围绕本学习主题，请您提出值得研究与思考的问题，并与您的小组成员展开交流讨论。3.请将本小组的问题提交全体培训会进行讨论。4.谈谈学习本主题后您的感受等。第三，感受自主学习，体验各种方法。在体验时，培训师们可先带着大家先进行了一轮各环节的总体体验，总体感受了各环节的要求和方法，接着又开始各个环节重点突破，如在自主学习——学习提炼主题要点环节，培训师可给大家明确的任务、恰当的时间、具体的方法，并随时观察其效果，发现各类不同的归纳方法以备展示，接着让大家体验归纳后二人交流，四人小组小展示，八人大组提炼归纳后再在培训会上大展示，并穿插组间点评和培训师点拨。通过大家的共同努力共总结出了诸如表格归纳法、思维导图归纳法、条款归纳法和叙述归纳法等。第四，结合教学实际，探究热点话题。在展示环节，大家有的小组合作展示，有的个人展示，大家畅所欲言，各抒己见并提出了自己在教学中遇到的实际问题，提交培训会共同探究如：你认为怎样才能做到“闭上自己的嘴，启开学生的嘴”？“学案导学、合作探究”的课堂教学模式如何更好的适应学校的发展？你在课堂教学中有什么创新？举例说明。先在组内研讨交流，然后到下一小组交流自己组的成果。在主题“选择适合实际的行动路径”中，老师们交流总结，每个小组用一段话总结了自己的收获。最后，联系实际，结合故事，谈感受。在即将结束培训时，大家可结合身边的故事感悟课改的酸甜苦辣，同时更坚定了课改的信心和决心。多数教师认同实操培训对自身技能素质的提高有很大帮助，现学现用、共同探讨的学习培训形式，具有良好的可操作性。这样的培训有助于教师业务技能水平的提高，有助于在今后现场实际工作中的应用，与学校的自主学习、合作学习、体验式学习的教学模式相吻合，能让被培训教师静下心来，冷静思考；能让我们互相研讨，碰撞智慧。让我们体验了自主与合作，感受了展示与交流，经历了评价，会教了方法。有助于我们了解学生的需求，理解学生的情感，从而能真正从学生的角度展开教学。是实用性很强、最实际、最有效的培训方式。模块五气体传感器及其应用课题气体传感器的分类及特性任务目标★熟悉气体传感器的主要特性;★会分析常见的气体传感器应用电路★能够完成带有自动控制排气扇和报警功能的电路设计和调试长江工程职业技术学院自动化教研室气敏传感器概述我们生活在气体的环境之中,气体与我们的日常生活密切相关。我们对气体的感知是用鼻子这个器官,而气敏传感器其作用就相当于我们的鼻子,可“嗅”出空气中某种特定的气体或判断特定气体的浓度,从而实现对气体成分的检测和监测,以改善人们的生活水平,保障人们的生命安全。需要检测的气体种类繁多,它们的性质也各不相同,所以不可能用一种方法来检测所有气体。对气体的分析方法也随气体的种类、成分、浓度和用途而异。目前主要应用的气体检测方法有电气法、电化学法和光学法等。电气法是利用气敏器件(主要是半导体气敏器件)检测气体,是目前应用最为广泛的气体检测方法电化学法是利用电化学方法,使用电极与电解液对气体进行检测。光学法是利用气体的光学折射率或光吸收等特性检测气体长江工程职业技术学院自动化教研室半导体气体传感器半导体气体传感器主要是以氧化物半导体为基本材料制成,当半导体气敏元件同气体接触时,气体吸附于元件表面,使得半导体的导电率发生变化,从而检测待测气体的成分及浓度半导体气体传感器大体上分为电阻式和非电阻式两种。电阻式半导体气体传感器是用氧化锡、氧化锌等金属氧化物材料制作的敏感元件,利用其阻值的变化来检测气体的浓度。非电阻式半导体气体传感器主要有金属/半导体结型二极管和金属栅的MOS场效应管的传感器,利用它们与气体接触后整流特性或阈值电压的变化来实现对气体的测量。在此只介绍电阻式气体传感器。1.气敏电阻的工作原理气敏电阻的材料是金属氧化物如氧化锡、氧化锌等,它们在常温下是绝缘的,制成半导体后却显出气敏特性。通常元件工作在空气中,空气中的氧、二氧化氮这样的氧化性气体一一电子接收性气体,接受来自半导体材料的电子,结果使N型半导体材料的载流子数量减少,使表面电导率减小从而使元件处于高阻状态。一旦元件与被测还原性气体一一电子供给性气体(如H2、CO、碳氢化合物和酒类)接触,半导体的载流子增多,使元件电阻减小。长江工程职业技术学院自动化教研室≥该类气敏元件通常工作在高温状态(200~450℃),目的是为了加速上述的氧化还原反应。例如,用氧化锡制成的气敏元件,在常温下吸附某种气体后,其电导率变化不大,若保持这种气体浓度不变,该元件的电导率随元件本身温度的升高而增加,尤其在100~300℃范围内电导率变化很大,显然半导体电导率的增加是由于多数载流子浓度增加的结果。≯由上可知,气敏电阻工作时需要本身的温度比环境温度高很多。因此,气敏电阻结构上有电阻丝加热器。长江工程职业技术学院自动化教研室气敏电阻的基本测量电路600出电压Ec100温度(℃a)基本测量电路b)气敏元件输出电压与温度的关系图5-1气敏元件的测量电路及气敏元件输出电压与温度的关系长江工程职业技术学院自动化教研室2.氧化锡气敏器件SnO2是一种白色粉末状的金属氧化物,其多结晶体材料具有气敏特性。SnO2气敏器件当前主要有三种类型:烧结型、薄膜型和厚膜型。(1)烧结型SnO2气敏器件这种器件是以多孔质陶瓷SnO2为基本材料,添加不同物质,采用传统制陶工艺进行烧结。烧结时在材料中埋入加热电阻丝和测量电极,制成管芯,然后将加热电阻丝和测量电极引线焊在管座上,并将管芯罩覆在不锈钢网中而制成器件。这种器件主要用于检测还原性气体、可燃性气体和液体蒸汽。器件工作时需加热至300℃左右,按其加热方式不同,又分为直热式和旁热式两种气敏器件。长江工程职业技术学院自动化教研室①直热式SnO,气敏器件:直热式器件的结构如图5-2所示。器件管芯由三部分组成:SnO2基本材料、加热电阻丝和电板丝。加热电阻丝和电极丝直接埋在S