第二节：传感器的应用一教案

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1、第二节：传感器的应用（一）教案【教学目标】1．知识与技能：（1）、了解传感器应用的一般模式；（2）、理解应变式力传感器的应用――电子秤的工作原理。（3）、理解声传感器的应用――话筒的工作原理。(4)、理解温度传感器的应用――电熨斗的工作原理（5）、会设计简单的有关传感器应用的控制电路。2．过程与方法：通过实验结合物理学的知识，探究电子秤、话筒、电熨斗等的工作原理，从而了解力传感器、声传感器和温度传感器的一般应用，进一步总结出传感器应用的一般模式。3．情感、态度与价值观激发学生的学习兴趣，培养动手

2、能力，提高创新意识，提高物理理论知识与实际相结合的综合实践能力。【教学重点】：各种传感器的应用原理及结构。【教学难点】：各种传感器的应用原理及结构。【教学方法】：PPT课件，演示实验，讲授【教学用具】：小型电子秤，话筒，电熨斗、示波器。【教学过程】一、引入新课师：上节课我们学习了传感器及其工作原理。传感器是能够感知诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并把它们按照一定的规律转化成电压、电流等电学量，或转化为电路通断的一类元件。请大家回忆一下光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件各是把什么物理量转化为电

3、学量的元件？学生思考后回答：光敏电阻将光学量转化为电阻这个电学量。热敏电阻将温度这个热学量转化为电阻这个电学量。霍尔元件把磁感应强度这个磁学量转化为电压这个电学量。这节课我们来学习传感器的应用二、进行新课1、传感器应用的一般模式师：阅读教材开头几段，然后合上书，在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。提示：一般情况下，传感器产生的信号非常微弱，要想触发控制电路，此信号必须进一步放大才可以，所以需要放大电路，即放大器。生：阅读教材并在练习本上画出传感器应用的一般模式示意图。传感器转换或放大电路执

4、行机构仪表显示微机系统师：下面学习几个传感器应用的实例。2．力传感器的应用——电子秤师：阅读教材61页最后一段，思考并回答问题。（1）电子秤使用的测力装置是什么？它是由什么元件组成的？（2）简述力传感器的工作原理。（3）应变片能够把什么力学量转化为什么电学量？生：阅读教材，思考并回答问题。生1：电子秤的测力装置是力传感器，它是由一个金属梁和两个应变片一起组成了测力部分。生2：在金属梁没有力的情况下，金属梁处于水平状态，梁的上下应变片的长度没变且相等，两应变片的电阻大小也相等，当给金属梁施加竖直向

5、下的力时，金属梁会向下弯曲，使得金属梁上面的应变片被拉长，电阻变大，两端电压也变大，而下边的应变片被挤压收缩，电阻变小，两端的电压也减小，使得两应变片两端电压值不相等，存在差值，控制电路就通过这个差值，经过放大电路将差值信号放大，再在显示器上显示出数字，即力F的大小。生3：应变片能够将形变这个力学量转化为电阻这个电学量。师：总结点评，结合板画强调讲解应变片测力原理。3．声传感器的应用——话筒师：阅读教材62页有关内容，思考并回答问题。（1）话筒的作用是什么？（2）说明动圈式话筒的工作原理和工作过

6、程。（3）说明电容式话筒的工作原理和工作过程。这种话筒的优点是什么？（4）驻极体话筒的工作原理是什么？有何优点？生：阅读教材，思考并回答问题。生1：话筒的作用是把声音信号转化为电信号。生2：动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。膜片接收到声波后引起振动，连接在膜片上的线圈随着一起振动，线圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流（电信号），感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。生3：电容式话筒的工作原理：利用电容器充

7、放电形成的充放电电流。薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电．当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压．优点：保真度好。生4：驻极体话筒的原理同电容式话筒，只是其内部感受声波的是驻极体塑料薄膜．优点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，工作电压低。师：指出：驻极体话筒利用了电介质的极化现象：将电介质放入电场中，在前后两个表面上会分别出现正电荷与负电荷的现象．某些电介质在电场中被极化后，去掉外加电场，仍然会长期保持被极化的

8、状态，这种材料称为驻极体．师：演示实验：按照如图所示的连接驻极体话筒的工作电路，话筒的输出端经过隔直电容接到示波器。对着话筒喊话，观察示波器的荧光屏上的波形，再用另外一人同样对话筒喊话，比较两次声音产生的波形有什么不一样。上述过程，就是话筒将声音信号转换为电信号的过程。生：观察实验现象。现象：不同的声波信号，荧光屏上显示的波形不同。说明话筒产生的电信号是由接收到的声波控制的。4．温度传感器的应用——电熨斗师：温度传感器是应用最广泛的传感器之一，它能把温度的高低转变成电信号，通常是利用物体的某一物