第一篇：傳感器教學(xué)設(shè)計(jì)3

【教學(xué)目標(biāo)】 1．知識(shí)與技能

了解什么是傳感器，知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義； 認(rèn)識(shí)一些制作傳感器的元器件，知道這些傳感器的工作原理。2．過(guò)程與方法

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、思考和探究，讓學(xué)生在了解傳感器、熟悉傳感器工作原理的同時(shí)，經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維能力。

3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀

體會(huì)傳感器在生活、生產(chǎn)、科技領(lǐng)域的種種益處，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的知識(shí)視野，并加強(qiáng)物理與STS的聯(lián)系。通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。

【設(shè)計(jì)思路】

從上世紀(jì)八十年代起，國(guó)際上出現(xiàn)了“傳感器熱”，傳感器在當(dāng)今科技發(fā)展中有著十分重要的地位。新課程標(biāo)準(zhǔn)緊扣時(shí)代脈搏，對(duì)傳感器教學(xué)提出明確要求。本課的設(shè)計(jì)思路是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、思考和探究，了解什么是傳感器，傳感器是如何將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的，傳感器在生產(chǎn)、生活中有哪些具體應(yīng)用，為學(xué)生利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自控裝置作一鋪墊。教學(xué)時(shí)力避深?yuàn)W的理論，側(cè)重于聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生感受傳感器的巨大作用，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)的情感和崇尚科學(xué)的精神。

【教學(xué)過(guò)程】

一、引入新課

教師：今天我們生活中常用的電視、空調(diào)的遙控器是如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱的？樓梯上的電燈如何能人來(lái)就開(kāi)，人走就熄的？工業(yè)生產(chǎn)中所用的自動(dòng)報(bào)警器、恒溫烘箱是如何工作的？“非典”病毒肆虐華夏大地時(shí)，機(jī)場(chǎng)、車站、港口又是如何實(shí)現(xiàn)快速而準(zhǔn)確的體溫檢測(cè)的？所有這些，都離不開(kāi)一個(gè)核心，那就是本堂課將要學(xué)習(xí)的傳感器。

二、新課教學(xué) 1．什么是傳感器

演示實(shí)驗(yàn)1：如圖1所示，小盒子的側(cè)面露出一個(gè)小燈泡，盒外沒(méi)有開(kāi)關(guān)，當(dāng)把磁鐵放到盒子上面，燈泡就會(huì)發(fā)光，把磁鐵移開(kāi)，燈泡熄滅。

教師提問(wèn)：盒子里有怎樣的裝置，才能實(shí)現(xiàn)這樣的控制？ 學(xué)生猜測(cè)：盒子里有彈性鐵質(zhì)開(kāi)關(guān)。

師生探究：打開(kāi)盒子，用實(shí)物投影儀展示盒內(nèi)的電路圖（圖2），了解元件“干簧管”的結(jié)構(gòu)。探明原因：當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)由軟磁性材料制成的簧片因磁化而相互吸引，電路導(dǎo)通，干簧管起到了開(kāi)關(guān)的作用。

教師點(diǎn)撥：這個(gè)裝置反過(guò)來(lái)還可以讓我們通過(guò)燈泡的發(fā)光情況，感知干簧管周圍是否存在著磁場(chǎng)。演示實(shí)驗(yàn)2：教師出示一只音樂(lè)茶杯，茶杯平放桌上時(shí)，無(wú)聲無(wú)息，提起茶杯，茶杯邊播放悅耳的音樂(lè)，邊閃爍著五彩的光芒。

教師提問(wèn)： 音樂(lè)茶杯的工作開(kāi)關(guān)又在哪里？開(kāi)啟的條件是什么？ 學(xué)生猜測(cè)：在茶杯底部，所受壓力發(fā)生改變。

實(shí)驗(yàn)探究：提起茶杯，用手壓杯的底部，音樂(lè)并沒(méi)有停止。學(xué)生猜測(cè)：是由于光照強(qiáng)度的改變。

實(shí)驗(yàn)探究：用書(shū)擋住底部（不與底部接觸），音樂(lè)停止，可見(jiàn)音樂(lè)茶杯受光照強(qiáng)度的控制。師生總結(jié)：現(xiàn)代技術(shù)中，我們可以利用一些元件設(shè)計(jì)電路，它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。我們把這種元件叫做傳感器。它的優(yōu)點(diǎn)是：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量以后，就可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制了。

教師提問(wèn)：實(shí)驗(yàn)1中的干簧管是怎樣的傳感器，實(shí)驗(yàn)2音樂(lè)茶杯中所用的元件又是怎樣的傳感器？ 學(xué)生回答：干簧管是一個(gè)能感受磁場(chǎng)的傳感器，音樂(lè)茶杯中所用的元件是能感受光照強(qiáng)度的傳感器。教師介紹：數(shù)字化信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室（Digital Information System Laboratory，簡(jiǎn)稱：DISLab）就是由“傳感器+數(shù)據(jù)采集器+實(shí)驗(yàn)軟件包+計(jì)算機(jī)”構(gòu)成的新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功克服了傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)儀器的諸多弊端，有力地支持了信息技術(shù)與物理教學(xué)的全面整合，在實(shí)驗(yàn)上收到了許多意想不到的成功。

投影展示：

圖3 DISLab系統(tǒng)構(gòu)成

演示實(shí)驗(yàn)3：通過(guò)朗威DISLab數(shù)據(jù)采集器、位移傳感器來(lái)觀察簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖象。

圖4 彈簧振子實(shí)驗(yàn)裝置圖

圖5 彈簧振子振動(dòng)圖線

2、認(rèn)識(shí)一些制作傳感器的元器件（1）光敏電阻

學(xué)生實(shí)驗(yàn)1：學(xué)生兩人一組，用萬(wàn)用電表的歐姆擋測(cè)量一只光敏電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)分別在暗環(huán)境和強(qiáng)光照射下進(jìn)行。

學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：光敏電阻在暗環(huán)境下電阻值很大，強(qiáng)光照射下電阻值很小。師生總結(jié)：光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量。

教師簡(jiǎn)單介紹：光敏電阻在光照射下電阻變化的原因。有些物質(zhì)，例如硫化鎘，是一種半導(dǎo)體材料，無(wú)光照時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好；隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好。

（2）熱敏電阻和金屬熱電阻

教師提問(wèn)：金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電性能與溫度有關(guān)嗎？關(guān)系如何？

學(xué)生回答：金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，如白熾燈鎢絲的電阻在正常工作情況下比常溫下的電阻大得多。

演示實(shí)驗(yàn)4：如圖6所示，AB間接有一段鎢絲（從舊日光燈管中取出），閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光，當(dāng)用打火機(jī)給鎢絲加熱時(shí)，燈泡亮度明顯變暗。

學(xué)生探究：鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大。

師生總結(jié)：用金屬絲可以制作溫度傳感器，稱為熱電阻。如前面已經(jīng)學(xué)過(guò)的用金屬鉑可制作精密的電阻溫度計(jì)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)2：學(xué)生兩人一組，用萬(wàn)用電表的歐姆擋測(cè)一只熱敏電阻的阻值。第一次直接測(cè)量，第二次用手心捂住熱敏電阻再測(cè)量，記錄兩次測(cè)得的電阻值。

學(xué)生探究：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，且阻值隨溫度變化非常明顯。師生總結(jié)：半導(dǎo)體熱敏電阻也可以用作溫度傳感器。

師生總結(jié)比較：金屬熱電阻與熱敏電阻都能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，但靈敏度較差。

（3）霍爾元件

教師介紹：霍爾元件是在一個(gè)很小的矩形半導(dǎo)體（例如砷化銦）薄片上，制作4個(gè)電極E、F、M、N而成（如圖7所示）。若在E、F間通入恒定的電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，薄片中的載流子就在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使M、N間出現(xiàn)電壓U。

師生討論：霍爾元件的上的電壓U與電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系，設(shè)霍爾元件長(zhǎng)為a，寬為b，厚為d，則當(dāng)薄片中載流子達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，即，又因，所以，即化。（為霍爾系數(shù)）。因此，我們就可以根據(jù)電壓U的變化得知磁感應(yīng)強(qiáng)度的變師生共析：霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量。

演示實(shí)驗(yàn)5：利用朗威DISLab數(shù)據(jù)采集器、霍爾元件觀察通電螺線管內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分布規(guī)律。

圖8 磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)定的實(shí)驗(yàn)裝置圖

圖9 磁感應(yīng)強(qiáng)度分布圖線

三、小結(jié)

傳感器是指一些能把光、力、溫度、磁感應(yīng)強(qiáng)度等非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量或轉(zhuǎn)換為電路的通斷的元器件，它在生活、生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。日本把傳感器技術(shù)列為上世紀(jì)八十年代十大技術(shù)之首，美國(guó)把傳感器技術(shù)列為九十年代的關(guān)鍵技術(shù)，而我國(guó)有關(guān)傳感器的研究和應(yīng)用正方興未艾??

四、作業(yè)

1．觀察與思考：日常生活中哪些地方用到了傳感器，它們分別屬于哪種類型的傳感器，它們的工作原理如何？

2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：用熱敏電阻、繼電器等器材設(shè)計(jì)一個(gè)火警報(bào)警器?！窘虒W(xué)反思】

本節(jié)課依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律組織教學(xué)，引入新課從生活實(shí)例入手，設(shè)置懸念，提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生興趣，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲；在進(jìn)行“什么是傳感器”的教學(xué)中注重實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生從兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究中加以歸納，并通過(guò)DISLab系統(tǒng)顯示傳感器的優(yōu)越性，讓學(xué)生了解把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的技術(shù)意義；在對(duì)光敏電阻、熱敏電阻和熱電阻、霍爾元件這些制作傳感器的元器件教學(xué)中，注重將教師演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。整個(gè)教學(xué)過(guò)程符合新課程的三維目標(biāo)，體現(xiàn)新課程的理念，注意培養(yǎng)學(xué)生的自主、合作、探究能力，注意從生活走向物理，從物理走向生活，以此增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)。

第二篇：教學(xué)設(shè)計(jì)：使用紅外線傳感器

小學(xué)信息技術(shù)六年級(jí)下冊(cè)

第11課 使用紅外線傳感器 教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)：

1．知識(shí)和技能目標(biāo)：

⑴了解紅外傳感器的使用方法與工作原理。⑵了解選擇結(jié)構(gòu)語(yǔ)句的使用方法。2．過(guò)程與方法目標(biāo)： ⑴學(xué)會(huì)紅外傳感器。

⑵學(xué)會(huì)編寫(xiě)含有選擇結(jié)構(gòu)的程序。

⑶學(xué)會(huì)應(yīng)用紅外傳感器處理日常生活中的一些問(wèn)題。3．情感目標(biāo)：

⑴培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，認(rèn)真思考調(diào)試中出現(xiàn)的現(xiàn)象，并根據(jù)現(xiàn)象確定其原因。

⑵培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的精神，共同隨失敗，分享成功。

教學(xué)重、難點(diǎn)：

1．教學(xué)重點(diǎn)： ⑴紅外傳感器的使用。⑵編寫(xiě)帶有選擇結(jié)構(gòu)的程序。2．教學(xué)難點(diǎn)： ⑴紅外傳感器檢測(cè)原理。⑵選擇結(jié)構(gòu)程序的理解與編寫(xiě)。

教學(xué)課時(shí)： 課時(shí)

教學(xué)過(guò)程：

一、談話導(dǎo)入

今天我們來(lái)學(xué)習(xí)新課：“紅外測(cè)障”。（板書(shū)課題）

二、新課教學(xué)

師播放機(jī)器人視頻，生觀看。

師：剛才同學(xué)們觀看了視頻，知道了機(jī)器人在散步時(shí)都做了哪些動(dòng)作，如：前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等等，下面請(qǐng)同學(xué)們跟我一起來(lái)學(xué)習(xí)程序的流程圖。師分析流程圖，提出：機(jī)器人之所以會(huì)做出反應(yīng)是因?yàn)橥ㄟ^(guò)它的“眼睛”──紅外傳感器來(lái)接收外面的信息。

板書(shū)：檢測(cè)前方是否有人。

師：當(dāng)機(jī)器人正前方的紅外傳感器探測(cè)到有人的時(shí)候，機(jī)器人開(kāi)始前進(jìn)。下面請(qǐng)同學(xué)們以自學(xué)方式完成本知識(shí)點(diǎn)的操作。

1．生自學(xué)，師巡視，指導(dǎo)。

2．提示： “數(shù)字輸入”參數(shù)有0、1兩個(gè)，當(dāng)紅外傳感器檢測(cè)到障礙物時(shí)，返回的數(shù)值是1，否則為0。

3．師請(qǐng)做好的學(xué)生講解并展示。4．師生共同點(diǎn)評(píng)。

5．師對(duì)學(xué)生操作予以肯定，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)學(xué)下去。板書(shū)：檢測(cè)左右是否有人。

師：前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了，如果機(jī)器人探測(cè)到前方有人，它就會(huì)開(kāi)始前進(jìn)，當(dāng)機(jī)器人的左方有人時(shí)，機(jī)器人左轉(zhuǎn)調(diào)整方向；右方有人時(shí)，機(jī)器人右轉(zhuǎn)調(diào)整方向，下面請(qǐng)同學(xué)們看老師的操作步驟。

①師演示操作步驟。（過(guò)程略）②學(xué)生觀看。③師請(qǐng)學(xué)生動(dòng)手操作。④生動(dòng)手操作，師巡視，指導(dǎo)。⑤師對(duì)學(xué)生操作情況予以小結(jié)。

三、全課總結(jié)

四、反思

本節(jié)課開(kāi)始涉及到傳感器的使用，在上課的過(guò)程中，將遇到的問(wèn)題作為一個(gè)任務(wù)范例提供給學(xué)生，讓學(xué)生自己去探究解決，安裝傳感器是本課一個(gè)難點(diǎn)，需要學(xué)生耐心地分析問(wèn)題，找出原因。

第三篇：教學(xué)設(shè)計(jì)：使用碰撞傳感器

小學(xué)信息技術(shù)六年級(jí)下冊(cè) 第12課 使用碰撞傳感器 教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)：

1．知識(shí)和技能目標(biāo)：

了解碰撞傳感器的使用方法與工作原理，理解嵌套選擇結(jié)構(gòu)程序的含義。2．過(guò)程與方法：

⑴讓機(jī)器人學(xué)會(huì)使用碰撞傳感器。⑵學(xué)會(huì)在編寫(xiě)程序時(shí)應(yīng)用嵌套選擇結(jié)構(gòu)。⑶能應(yīng)用碰撞傳感器解決日常行政生活中的問(wèn)題 3．情感目標(biāo)：

讓學(xué)生在練習(xí)中體驗(yàn)愉快、成功、競(jìng)爭(zhēng)和諧的心情，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)助、協(xié)同使用、提高學(xué)生相互交流的能力。

教學(xué)重難點(diǎn)：

1．教學(xué)重點(diǎn)：⑴碰撞傳感器的使用和測(cè)試。

⑵編寫(xiě)含有嵌套選擇結(jié)構(gòu)的程序。

2．教學(xué)難點(diǎn)：⑴編寫(xiě)含有嵌套選擇結(jié)構(gòu)的程序。⑵如何在日常生活中應(yīng)用碰撞傳感器。

課時(shí)：1 教學(xué)過(guò)程：

一、激趣導(dǎo)入：

師演示受到碰撞后會(huì)轉(zhuǎn)向行走的機(jī)器人視頻，學(xué)生觀看。

二、新課教學(xué)：

師：機(jī)器人有自己的觸覺(jué)感觀，那就是“碰撞傳感器”。有了它，機(jī)器人碰碰車在行走時(shí)能夠知道是否受到了碰撞，并且在受到碰撞后能轉(zhuǎn)向行走。

師出示會(huì)轉(zhuǎn)向行走的機(jī)器人程序流程圖，分析指出：當(dāng)碰撞傳感器受到碰撞時(shí)，接觸開(kāi)關(guān)被按下，此時(shí)機(jī)器人獲得數(shù)值為“0”，否則為“1”。板書(shū)：碰碰車。

師出示機(jī)器人碰撞流程圖，請(qǐng)學(xué)生思考：機(jī)器人受到了碰撞時(shí)行走方向有哪些改變？

①生觀察流程圖，回答問(wèn)題。②師對(duì)學(xué)生回答予以點(diǎn)評(píng)，并補(bǔ)充。③師請(qǐng)學(xué)生自學(xué)本課這小節(jié)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容。④生自學(xué)，師巡視，個(gè)別指導(dǎo)。

提示學(xué)生注意機(jī)器人受碰撞后參數(shù)的設(shè)置。⑤師請(qǐng)完成的學(xué)生演示操作步驟。⑥師生共同觀看演示。

⑦師請(qǐng)學(xué)生代表對(duì)演示過(guò)程予以點(diǎn)評(píng)。⑧師歸納，小結(jié)。

三、拓展延伸：

師請(qǐng)學(xué)生根據(jù)自己學(xué)過(guò)的紅外傳感器比較和碰撞傳感器功能有什么不同？大家一起來(lái)分析總結(jié)，它們各適用于什么情況。

四、全課小結(jié)。

五、反思：

由于本課是學(xué)生初次編寫(xiě)含有嵌套結(jié)構(gòu)的控制程序，所以對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)理解起來(lái)有一定難度，在根據(jù)流程圖分析程序走向時(shí)，應(yīng)先判斷什么，再判斷什么，最后判斷什么，判斷后機(jī)器人會(huì)做出什么樣的處理，把這些給學(xué)生交待清楚。學(xué)生只有在這些都弄懂了以后，編寫(xiě)程序是很簡(jiǎn)單的事，可讓學(xué)生自己去嘗試。

第四篇：傳感器設(shè)計(jì)論文

傳感器 課 程 論 文

課程名稱：論文題目：學(xué) 院：系 別：專 業(yè)：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：日 期： 傳感器技術(shù) 溫度的傳感器設(shè)計(jì)

合肥通用職業(yè)技術(shù)學(xué)院

機(jī)械工程系

機(jī)電一體化 機(jī)電1301 11130156 張印

邢老師 2015 年 1 月 4日

第 一 頁(yè)

傳感器的應(yīng)用、發(fā)展前景及其目前的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外溫度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)步。溫度傳感器正從結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能簡(jiǎn)單向集成化、智能化、多參數(shù)檢測(cè)的方向迅速發(fā)展，為開(kāi)發(fā)新一代溫濕度測(cè)控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將溫度測(cè)量技術(shù)提高到新的水平。國(guó)內(nèi)數(shù)字溫度儀測(cè)量溫濕度采用的主要方法有:“溫—阻”法,即采用電阻型的溫度傳感器,利用其阻值隨溫度的變化測(cè)量空氣的溫度。受傳感器靈敏度的限制,這類溫濕度儀的精度不是很高,一般條件下還可以滿足需要,但是在環(huán)境實(shí)驗(yàn)設(shè)備等對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合就難以滿足要求了。

隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及工業(yè)化的進(jìn)步,溫度不僅僅表現(xiàn)在以上幾個(gè)方面直接或間接影響著人類基本生活條件, 還表現(xiàn)在對(duì)工生物制品、醫(yī)藥衛(wèi)生、科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)等方面的影響。針對(duì)以上情況，研制可靠且實(shí)用的溫度控制器顯得非常重要。常用溫度傳感器的非線性輸出及一致性較差，使溫度的測(cè)量方法和手段相對(duì)較復(fù)雜，且給電路的調(diào)試帶來(lái)很大的困難。傳統(tǒng)的溫度測(cè)量多采用模擬小信號(hào)傳感器，不僅信號(hào)調(diào)理電路復(fù)雜，且溫度值的標(biāo)定過(guò)程也極其復(fù)雜，并需要使用昂貴的標(biāo)定儀器設(shè)備。因此對(duì)于溫濕度控制器的設(shè)計(jì)有著很大的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)意義。

隨著光學(xué)技術(shù)在傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用，出現(xiàn)了開(kāi)關(guān)式溫度測(cè)量器、輻射式溫度測(cè)量器等溫度測(cè)量器，使得溫度測(cè)量精度和范圍都有較大的提高，其中應(yīng)用激光技術(shù)測(cè)溫打破了傳統(tǒng)的近距測(cè)溫，可以針對(duì)遠(yuǎn)程溫度測(cè)量[4-5]。

隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化的發(fā)展，研究開(kāi)發(fā)出數(shù)字式集成溫度傳感器。這種傳感器是將溫度和數(shù)字電路集成在一起，內(nèi)部包含了溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、接口電路等，有的還有單片機(jī)的中央處理器、隨即存取存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器集成在一起，成功的實(shí)現(xiàn)了溫度傳感器的數(shù)字化結(jié)構(gòu)。數(shù)字式溫度傳感器的采集精度高、測(cè)試的可靠性高、又很強(qiáng)的抗干擾能力，這些都是模擬式溫度傳感器不能達(dá)到的，由于引入了數(shù)字式的溫度反饋，有效地改善了比較器的失調(diào)和零點(diǎn)漂移對(duì)溫度精度的影響。目前，數(shù)字溫度傳感器已經(jīng)結(jié)合了總線技術(shù)、等接口和主機(jī)進(jìn)行通信，這種數(shù)字化、集成化的傳感器是將溫度傳感器的一個(gè)新的發(fā)展方向。

溫度傳感器的工作原理

熱敏電阻溫度測(cè)量傳感器所采用的材料為鉑金，該傳感器應(yīng)用了激光調(diào)阻和濺射成膜等技術(shù)制作形成的。選用鉑電阻的原因是因?yàn)槠潆娮柚悼梢噪S著溫度的變化而近似線性的變化，且具有良好的溫度重現(xiàn)性和良好的測(cè)試穩(wěn)定性。

本文設(shè)計(jì)所使用的是鉑膜溫度傳感器，該傳感器零度時(shí)的阻值為1000Ω，該電阻的變化率為0.3851Ω/℃，在測(cè)量中薄膜鉑電阻具有體積小，響應(yīng)快，壽命長(zhǎng)，測(cè)溫范圍寬，在氧化介質(zhì)中性能穩(wěn)定，線性度及精確度高等優(yōu)點(diǎn)，很適合在便攜式測(cè)量?jī)x中使用。

由于熱電阻隨溫度變化而引起電阻的變化值較小，如鉑電阻 Pt1000 在零溫度時(shí)的阻值

R0=1000，因此，在傳感器與測(cè)量?jī)x器之間的引線過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起較大的測(cè)量誤差，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常是熱電阻與儀器或放大器采用兩線或四線制的接線方式。兩線制的引線電阻：鉑電阻不超過(guò) R0的 0.1%，銅電阻不超過(guò) R0的 0.2%。采用四線制可消除連線過(guò)長(zhǎng)而引起的誤差。

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電橋輸出電壓 V0為

V0=I /2×2R(Rt-Rr)/(2R+Rt+Rr)當(dāng) R>>Rt、Rr時(shí)，V0=I /(Rt-Rr)其中

Rr為溫漂很小的鉑電阻 Rt為可變電阻 R 為固定電阻

I 為恒流源提供的電流 V0為輸出電壓。

傳感器的動(dòng)態(tài)特性

根據(jù)本文的設(shè)計(jì)，圖1-1為所測(cè)得在0℃～ 100℃溫度范圍內(nèi)鉑電阻的阻值和溫度的關(guān)系曲線。并且該圖為傳感器的動(dòng)態(tài)特性。

圖1-1鉑電阻與溫度關(guān)系曲線

由圖1-1可以看出，隨著溫度升高鉑電阻的的組織也隨之升高，曲線呈近似線性變化。

傳感器的靜態(tài)特性

溫度傳感器探頭采用的材料為鉑金，應(yīng)用激光調(diào)阻和濺射成膜等工藝技術(shù)制成。鉑電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而近似線性變化，具有良好的溫度重現(xiàn)性和測(cè)試穩(wěn)定性。本文采用的是溫度傳感器探頭如圖1-2所示。

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圖1-2溫度傳感器探頭圖

常用的鉑膜溫度傳感器

圖1-3 溫度傳感器探頭圖

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鉑膜溫度傳感器技術(shù)指標(biāo)

鉑膜溫度傳感器的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下表 1.鉑電阻的技術(shù)指標(biāo)

2.熱響應(yīng)時(shí)間

在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí)，鉑電阻的輸出變化至量程變化50%所需要的時(shí)間成為熱響應(yīng)時(shí)間，用T0.5表示。

3.鉑電阻絕緣電阻

常溫絕緣電阻的試驗(yàn)電壓可取直流 10～100V 任意值，環(huán)境溫度在15～35℃范圍內(nèi)，相對(duì)濕度應(yīng)不大于 80%，常溫絕緣電阻值應(yīng)大于 100M。

4.鉑電阻允許通過(guò)電流

通過(guò)鉑電阻的測(cè)量電流最大不應(yīng)超過(guò) 1mA。5.公稱壓力

一般是指在長(zhǎng)溫下，保護(hù)管所能承受的不至于破裂的靜態(tài)外壓，承壓數(shù)值的大小同保護(hù)管的材料，直徑，壁厚，焊接強(qiáng)度等密切相關(guān)。

溫度傳感器是指檢測(cè)外界溫度的傳感器，它將所測(cè)環(huán)境中的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于處理，顯示，記錄的電（頻率）信號(hào)等，在很多領(lǐng)域都有普遍的應(yīng)用。

溫度傳感器從使用角度大致可分為接觸式和非接觸式兩大類。前者是讓溫度傳感器直接與待測(cè)物體接觸，來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體溫度的變化，而后者是使溫度傳感器與待測(cè)物體離開(kāi)一定的距離。檢測(cè)從待測(cè)物體放射出的紅外線，從而達(dá)到測(cè)溫的目的。在接觸式和非接觸式兩大類溫度傳感器中，相比之下運(yùn)用較多的是接觸式傳感器，非接觸式傳感器一般在比較特殊的場(chǎng)合才使用。它是利用轉(zhuǎn)換元件電磁參數(shù)隨溫度變化的特性，對(duì)溫度和與溫度有關(guān)的參量進(jìn)行檢測(cè)的裝置，其中將溫度變化轉(zhuǎn)換為電阻變化的稱熱電阻傳感器，金屬熱電阻式傳感器簡(jiǎn)稱熱電阻，半導(dǎo)體熱電阻式傳感器簡(jiǎn)稱熱敏電阻，將溫度變化轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(shì)變化的稱為熱電偶傳感器。

溫度檢測(cè)采用的最基本的是熱電偶式和熱敏電阻式。熱電偶式應(yīng)用廣泛，價(jià)格便宜而且耐用，種類多，能夠覆蓋非常寬的溫度范圍，最高溫度可達(dá)到2000℃。所以本文設(shè)計(jì)選擇熱敏電阻，該傳感器主要隨溫度的變化阻值發(fā)生變化，主要測(cè)量范圍為-200℃～ 500℃溫度范圍內(nèi)測(cè)量。其溫度系數(shù)大而且穩(wěn)定，反應(yīng)速度快，工藝價(jià)格低，測(cè)溫環(huán)境穩(wěn)定。

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傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在傳感器中間沉積了過(guò)渡層氧化鎳,同時(shí)為了提高鉑薄膜的焊接連接特性,在鎳薄膜上面又沉積了銅薄膜作為導(dǎo)線層,最后在最外層沉積了三氧化二鋁薄膜作為保護(hù)膜,起到絕緣保護(hù)的作用,其膜系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示：

由于三氧化二鋁的絕緣特性和高硬度、高穩(wěn)定性等特點(diǎn),可以避免傳感器層和銅導(dǎo)線層的氧化,同時(shí)也可以保證傳感器的耐腐蝕和耐沖擊,從而保證傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。

設(shè)計(jì)小結(jié)

利用鉑薄膜的溫度電阻特性以及磁控濺射鍍膜技術(shù)設(shè)計(jì)并制備了薄膜熱阻型溫度傳感器,得到的薄膜傳感器在-200到600攝氏度之間有極高的線性度和穩(wěn)定性,并且通過(guò)對(duì)不同工藝參數(shù)的分析得到了最佳的制備鉑薄膜的工藝參數(shù):工作壓強(qiáng)0.6 Pa,靶基距60 mm,電源功率120 W。通過(guò)對(duì)退火溫度的對(duì)比分析得到了鉑薄膜最佳的退火溫度為400℃,退火時(shí)間為2 h,這些都為制備更為穩(wěn)定精度更高的鉑薄膜溫度傳感器奠定了良好的基礎(chǔ)。

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第五篇：教學(xué)設(shè)計(jì)1：使用光敏傳感器

小學(xué)信息技術(shù)六年級(jí)下冊(cè) 第9課 使用光敏傳感器 教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)

1．知識(shí)目標(biāo)：理解亮度傳感器的功能，學(xué)會(huì)用亮度傳感器獲取亮度信息。學(xué)習(xí)使用變量百寶箱為傳感器獲取的信息設(shè)置存儲(chǔ)變量

2．能力目標(biāo)：學(xué)會(huì)亮度傳感器的檢測(cè)，學(xué)會(huì)使用條件循環(huán)控制模塊、永遠(yuǎn)循環(huán)控制模塊。學(xué)會(huì)使用條件判斷模塊。學(xué)會(huì)在仿真環(huán)境下設(shè)置光源。

3.情感目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的邏輯判斷能力，培養(yǎng)學(xué)生的耐心。

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1．教學(xué)重點(diǎn)：理解傳感器的功能，百寶箱設(shè)置變量的一般方法。2．教學(xué)難點(diǎn)：理解傳感器的功能，百寶箱設(shè)置變量的一般方法。

教學(xué)設(shè)計(jì)

本課是傳感器學(xué)習(xí)的第一課，由于需要對(duì)傳感器獲取的信息進(jìn)行判斷，所以需要循環(huán)和條件判斷知識(shí)的支持，由于本課包括存儲(chǔ)傳感器獲得的信息需要通過(guò)百寶箱設(shè)置變量的操作，所以本課新的知識(shí)點(diǎn)比較多，教學(xué)難點(diǎn)也比較多。

本課通過(guò)傳感器的檢測(cè)引入“亮度檢測(cè)”模塊（傳感器），通過(guò)亮度檢測(cè)值的存儲(chǔ)引入變量百寶箱，通過(guò)反復(fù)檢測(cè)的需求引入“永遠(yuǎn)循環(huán)”控制模塊。

通過(guò)“機(jī)器人追光”的活動(dòng)要求，引入“條件循環(huán)”模塊，即循環(huán)條件要滿足“沒(méi)有達(dá)到光源亮度”時(shí)循環(huán)的判斷，若該條件不成立就退出循環(huán)。通過(guò)對(duì)左右亮度的比較判斷，引入“條件判斷”模塊，即“左側(cè)亮度小于或等于右側(cè)亮度”時(shí)條件成立，機(jī)器人左轉(zhuǎn)；否則機(jī)器人右轉(zhuǎn)。

重點(diǎn)內(nèi)容分析

（1）理解傳感器的功能。傳感器是機(jī)器人獲取外界信息的裝置，亮度傳感器是學(xué)習(xí)的第一個(gè)傳感器。

（2）理解循環(huán)控制中的永遠(yuǎn)循環(huán)是條件循環(huán)中循環(huán)條件永遠(yuǎn)成立時(shí)的特例。（3）在對(duì)亮度變量設(shè)置時(shí)，要注意百寶箱設(shè)置變量的一般方法。（4）傳感器檢測(cè)結(jié)果是通過(guò)“顯示”模塊顯示的，其顯示內(nèi)容是傳感器的檢測(cè)值，所以要熟悉不同傳感器的檢測(cè)值的表達(dá)和意義。

教學(xué)補(bǔ)充

本課創(chuàng)作天地的參考程序與第10課中機(jī)器人繞月中的“入軌繞月”子程序類似。本課創(chuàng)作天地的活動(dòng)項(xiàng)目也是對(duì)“機(jī)器人繞月”的鋪墊。

上機(jī)練習(xí)

完成機(jī)器人追光的程序設(shè)計(jì) 教學(xué)反思

對(duì)于亮度檢測(cè)值有些同學(xué)還很模糊，“條件循環(huán)”模塊初次使用掌握的還不是很好，上機(jī)練習(xí)能完成的只有少數(shù)同學(xué)，出現(xiàn)的問(wèn)題較多，主要有，1、變量百寶箱的變量應(yīng)用出現(xiàn)錯(cuò)誤較多。

2、設(shè)計(jì)條件判斷時(shí)，條件一和條件二給值不清楚。