第一篇：檢測(cè)原理中傳感器在自動(dòng)扶梯中的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

檢測(cè)原理創(chuàng)新設(shè)計(jì)班級(jí)：

自動(dòng)扶梯中傳感器的創(chuàng)新應(yīng)用 傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。

創(chuàng)新背景：

隨著社會(huì)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，人們更傾向于選擇更多地代步工具，因此在上下樓道間取代樓梯的自動(dòng)扶梯應(yīng)用越來(lái)越廣，包括地鐵、機(jī)場(chǎng)、賣場(chǎng)、酒店、過(guò)街地道和人行天橋等場(chǎng)合。但是扶手電梯的安全問(wèn)題一直是人們所關(guān)注的話題，因?yàn)榉鍪蛛娞莨收匣虼畛苏邆€(gè)人原因，造成人員傷害。下面是一則關(guān)于電梯“傷人”的事件。

本報(bào)江門訊（記者王鋒通訊員惠峰、吳正俊）某年的某天中午，江門市區(qū)某商業(yè)廣場(chǎng)大廳上演了一起男童被夾扶手電梯的驚險(xiǎn)一幕，所幸商場(chǎng)保安人員及時(shí)關(guān)閉了電梯電源，并果斷報(bào)警，聞?dòng)嵹s到的消防官兵和醫(yī)務(wù)人員及時(shí)解救，男童脫險(xiǎn)。

據(jù)了解，當(dāng)天中午12時(shí)許，一名隨父母購(gòu)物的男童頑皮地把右腳放在了自動(dòng)電梯的梯級(jí)和扶手之間，不慎被自動(dòng)扶手電梯夾住后，絲毫不能動(dòng)彈，面對(duì)突如其來(lái)的場(chǎng)面，其母親見(jiàn)狀驚聲尖叫，急呼“救命”。

發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情后，商場(chǎng)保安人員迅速關(guān)閉電梯電源，并試圖把男童的右腳拔出，但是其右腳被電梯牢牢地夾死，保安人員費(fèi)了九牛二虎之力也不能將其救出。危急時(shí)刻，現(xiàn)場(chǎng)保安遂打“119”、“120”報(bào)警求救。

江門市區(qū)消防特勤中隊(duì)8名官兵聞?dòng)嵑蠹吹诌_(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，只見(jiàn)該男孩面露痛苦神色，并不時(shí)地發(fā)出陣陣慘叫。消防官兵迅速運(yùn)用鐵杵、剪擴(kuò)器、砂輪鋸等器材輪番上陣進(jìn)行破拆。為避免誤傷小孩，消防官兵利用各種破拆器材多管齊下，終于在12時(shí)30分成功將小男孩的腳抽了出來(lái)，并及時(shí)送上救護(hù)車。

針對(duì)此現(xiàn)象，可以應(yīng)用傳感器來(lái)檢測(cè)電梯的安全問(wèn)題，及時(shí)的對(duì)發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行處理操作，防止事故擴(kuò)大化。對(duì)此可以應(yīng)用電容傳感器來(lái)檢測(cè)進(jìn)而進(jìn)行監(jiān)控，在扶手與梯級(jí)的空隙之間安裝電容壓力傳感器當(dāng)發(fā)生如上狀況不需要保安等人員關(guān)閉電梯電源，電梯可以自動(dòng)檢測(cè)到故障并及時(shí)調(diào)整電梯的運(yùn)行。

電容壓力傳感器的原理運(yùn)用

電容傳感器，是需要將所測(cè)的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進(jìn)行放大和處理。力學(xué)量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等無(wú)不與長(zhǎng)度有著密切聯(lián)系的量；這些量又都是通過(guò)長(zhǎng)度或者長(zhǎng)度比值進(jìn)行測(cè)量的量，而其測(cè)量方法的相互關(guān)系也很密切。另外，在有些條件下，這些力學(xué)量變化相當(dāng)緩慢，而且變化范圍極小，如果要求測(cè)量極小距離或位移時(shí)要有較高的分辨率，其他傳感器很難做到實(shí)現(xiàn)高分辨率要求。

它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個(gè)平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器（見(jiàn)圖）。若忽略邊緣效應(yīng)，平板電容器的電容為εA/δ，式中ε為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，A為兩電極互相覆蓋的有效面積,δ為兩電極之間的距離。δ、A、ε 三個(gè)參數(shù)中任一個(gè)的變化都將引起電容量變化，并可用于測(cè)量。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。極距變化型一般用來(lái)測(cè)量微小的線位移或由于力、壓力、振動(dòng)等引起的極距變化

電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計(jì)，電容式物位計(jì)的電容檢測(cè)元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進(jìn)行工作的，電容器由兩個(gè)絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時(shí)，兩圓筒間的電容量為C=2∏eL/lnD/d，式中L為兩筒相互重合部分的長(zhǎng)度；D為外筒電極的直徑；d為內(nèi)筒電極的直徑；e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實(shí)際測(cè)量中D、d、e是基本

不變的，故測(cè)得C即可知道液位的高低，這也是電容式傳感器具有使用方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和靈敏度高，價(jià)格便宜等特點(diǎn)的原因之一。

不僅上述情況，兩個(gè)梯級(jí)之間也很容易發(fā)生安全事故，尤其夏天，人們穿的涼鞋，拖鞋，洞洞鞋站立在電梯上，腳趾很容易被夾住，應(yīng)該對(duì)梯級(jí)之間設(shè)立傳感器檢測(cè)，防止事故的發(fā)生或者將事故問(wèn)題最小化。

總結(jié)：

傳感器的應(yīng)用不僅是在此方面，上述情況只是對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的改進(jìn)，對(duì)人們的生活有一定的保障作用，人身安全也有了一定的保障。

傳感器的前景遠(yuǎn)不止于此，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，工廠的自動(dòng)流水生產(chǎn)線，全自動(dòng)加工設(shè)備，許多智能化的檢測(cè)儀器設(shè)備，都大量地采用了各種各樣的傳感器，它們?cè)诤侠砘剡M(jìn)行生產(chǎn)，減輕人們的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免有害的作業(yè)發(fā)揮了巨大的作用。在家用電器領(lǐng)域，象全自動(dòng)洗衣機(jī)、電飯褒和微波爐都離不開(kāi)傳感器。醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，電子脈博儀、體溫計(jì)、醫(yī)用呼吸機(jī)、超聲波診斷儀、斷層掃描（CT）及核磁共振診斷設(shè)備，都大量地使用了各種各樣的傳感技術(shù)。這些對(duì)改善人們的生活水平，提高生活質(zhì)量和健康水平起到了重要的作用。

傳感器是攝取信息的關(guān)鍵器件，它與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成了信息技術(shù)的三大支柱，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集手段，也是采用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要方法，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益、科學(xué)研究與生產(chǎn)技術(shù)的水平有著舉足輕重的作用。傳感器技術(shù)水平高低不但直接影響信息技術(shù)水平，而且還影響信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。目前，傳感器技術(shù)已滲透到科學(xué)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究及改善人民生活等方面，起著越來(lái)越大的作用。許多尖端科學(xué)和新興技術(shù)更是需要新型傳感器技術(shù)來(lái)裝備，計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，離不開(kāi)傳感器，新型傳感器與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，不但使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用進(jìn)入了嶄新時(shí)代，也為傳感器技術(shù)展現(xiàn)了一個(gè)更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景。

當(dāng)前我國(guó)正在重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的MEMS（微電子與微機(jī)械的結(jié)合）、MOMES（MEMS與微光學(xué)的結(jié)合）、智能傳感器（MEMS與CPU、信息控制技術(shù)的結(jié)合）、生物化學(xué)傳感器（MEMS與生物技術(shù)、電化學(xué)的結(jié)合）等以及今后將大力開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)化傳感器（MEMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合）、納米傳感器（納米技術(shù)與傳感技術(shù)的結(jié)合）均是多學(xué)科、多種學(xué)科技術(shù)交叉融合的新一代傳感器。

傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，其水平高低是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。傳感器產(chǎn)業(yè)也是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人矚目。

第二篇：傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)

傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)

（工程碩士）考試題

1、簡(jiǎn)要說(shuō)明非電量電測(cè)法的基本思想。

2、簡(jiǎn)要說(shuō)明傳感元件與敏感元件的作用及區(qū)別。

3、簡(jiǎn)述現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)由那幾部分組成及各部分的功能與特點(diǎn)。

4、何為傳感器靜態(tài)特性？靜態(tài)特性主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？何為傳感器動(dòng)態(tài)特性？動(dòng)態(tài)特性主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？

5、系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差及粗大誤差產(chǎn)生的原因是什么？對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？從提高測(cè)量精度來(lái)看，應(yīng)如何處理這些誤差？

6、說(shuō)明誤差的分類，以及各類誤差的性質(zhì)，特點(diǎn)及對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響？

7、某測(cè)量系統(tǒng)的頻率響應(yīng)曲線H(j?)?1，若輸入周期信號(hào)1?0.05j?

x(t)?2cos10t?0.8cos(100t?300)，試求其響應(yīng)y(t)。

8、有一個(gè)傳感器，其微分方程為30dy其中y為輸出電壓(mV),x?3y?0.15x。

為輸入溫度(0C)，試求傳感器的時(shí)間常數(shù)和靜態(tài)靈敏度S。

9、根據(jù)磁電式傳感器工作原理，設(shè)計(jì)一傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。要求畫出原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖并說(shuō)明原理。

10、談?wù)勀銓?duì)傳感器原理及檢測(cè)技術(shù)這門課程學(xué)習(xí)的體會(huì)及建議，你認(rèn)為檢測(cè)技術(shù)將來(lái)的發(fā)展方向是什么？

要求：每道題必須認(rèn)真完成。

第三篇：《傳感器及其工作原理》的創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)_圖文.

《傳感器及其工作原理》的創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)依據(jù)

①物理(新人教版選修3-2第六章第1節(jié)《傳感器及其工作原理》(P51-P55;②新物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn).教學(xué)流程圖

(干簧管的實(shí)

環(huán)境下電阻值很大,強(qiáng)光照射下電阻值很小。

:光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為工作原理:光敏電阻在光照射下電阻變化的原因。

1.金屬導(dǎo)線;

教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明

通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)引入傳感器概念,學(xué)生列舉并討論生活中的傳感器實(shí)例,重點(diǎn)探究光敏電阻、金屬熱電阻和熱敏電阻的工作原理之后展開(kāi)傳感器應(yīng)用設(shè)計(jì)活動(dòng),在對(duì)傳感器的應(yīng)

用方案的總結(jié)基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)入開(kāi)發(fā)傳感器的創(chuàng)新思維發(fā)展階段，對(duì)本節(jié)課的教學(xué)思想進(jìn)行質(zhì)的 升華。教 后 記 教學(xué)內(nèi)容及行為 反思記錄

1、掌握了什么概念？訓(xùn) 練了什么科學(xué)思維方 法？培養(yǎng) 了什么科學(xué)情 感？

2、學(xué)生以什么方式主動(dòng) 參與了什么內(nèi)容的研 討？

3、課堂教學(xué)的節(jié)奏把握 如何？有哪些具體的、好 的師生情感交流體驗(yàn)？ ①學(xué)生彼此介紹生活中的傳感器；②學(xué)生自己設(shè)計(jì)音樂(lè)茶杯和火災(zāi)報(bào)警 裝置；③學(xué)生根據(jù)傳感器的工作原理自己開(kāi)發(fā)傳感器。課堂教學(xué)流程主要的三個(gè)環(huán)節(jié)用時(shí)各占 15 分鐘，基本符合課堂設(shè)計(jì)； 本 節(jié)課充分放手讓學(xué)生介紹傳感器、自學(xué)傳感器的工作原理、自己設(shè)計(jì)應(yīng)用傳 感器的適用電路、自己根據(jù)傳感器工作原理開(kāi)發(fā)傳感器，體現(xiàn)了新課程的理 念。①什么是傳感器？②傳感器的工作原理；③傳感器的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用對(duì)科技 進(jìn)步的深層次的意義。

4、課后提出了什么思

考 題？還遺留什么問(wèn)題？ 計(jì)劃作怎樣的補(bǔ)救？ 研究性課題：向身邊的內(nèi)行人了解生活中有哪些傳感器及其工作原理。第 6 頁(yè) 共 6

第四篇：高壓電氣設(shè)備中的傳感器的工作原理和作用

高壓電氣設(shè)備中的傳感器的工作原理和作用

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

可以用不同的觀點(diǎn)對(duì)傳感器進(jìn)行分類：它們的轉(zhuǎn)換原理(傳感器工作的基本物理或化學(xué)效應(yīng))；它們的用途；它們的輸出信號(hào)類型以及制作它們的材料和工藝等。

根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類 ：

傳感器工作原理的分類物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測(cè)信號(hào)量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測(cè)信號(hào)量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

有些傳感器既不能劃分到物理類，也不能劃分為化學(xué)類。大多數(shù)傳感

器是以物理原理為基礎(chǔ)運(yùn)作的?；瘜W(xué)傳感器技術(shù)問(wèn)題較多，例如可靠性問(wèn)題，規(guī)模生產(chǎn)的可能性，價(jià)格問(wèn)題等，解決了這類難題，化學(xué)傳感器的應(yīng)用將會(huì)有巨大增長(zhǎng)。

常見(jiàn)傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域和工作原理列于表1.1。

按照其用途，傳感器可分類為：

壓力敏和力敏傳感器 位置傳感器

液面?zhèn)鞲衅?能耗傳感器

速度傳感器 熱敏傳感器

加速度傳感器 射線輻射傳感器

振動(dòng)傳感器 濕敏傳感器

磁敏傳感器 氣敏傳感器

真空度傳感器 生物傳感器等。

以其輸出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)可將傳感器分為：

模擬傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)。

數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)(包括直接和間接轉(zhuǎn)換)。

膺數(shù)字傳感器——將被測(cè)量的信號(hào)量轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)或短周期信號(hào)的輸出(包括直接或間接轉(zhuǎn)換)。

開(kāi)關(guān)傳感器——當(dāng)一個(gè)被測(cè)量的信號(hào)達(dá)到某個(gè)特定的閾值時(shí)，傳感器相應(yīng)地輸出一個(gè)設(shè)定的低電平或高電平信號(hào)。



在外界因素的作用下，所有材料都會(huì)作出相應(yīng)的、具有特征性的反應(yīng)。它們中的那些對(duì)外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用來(lái)制作傳感器的敏感元件。從所應(yīng)用的材料觀點(diǎn)出發(fā)可將傳感器分成下列幾類：

(1)按照其所用材料的類別分

金屬 聚合物 陶瓷 混合物

(2)按材料的物理性質(zhì)分  導(dǎo)體 絕緣體 半導(dǎo)體 磁性材料

(3)按材料的晶體結(jié)構(gòu)分

單晶 多晶 非晶材料

與采用新材料緊密相關(guān)的傳感器開(kāi)發(fā)工作，可以歸納為下述三

個(gè)方向：

(1)在已知的材料中探索新的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)，然后使它們能在傳感器技術(shù)中得到實(shí)際使用。

(2)探索新的材料，應(yīng)用那些已知的現(xiàn)象、效應(yīng)和反應(yīng)來(lái)改進(jìn)傳感器技術(shù)。

(3)在研究新型材料的基礎(chǔ)上探索新現(xiàn)象、新效應(yīng)和反應(yīng)，并在傳感器技術(shù)中加以具體實(shí)施。

現(xiàn)代傳感器制造業(yè)的進(jìn)展取決于用于傳感器技術(shù)的新材料和敏感元件的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度。傳感器開(kāi)發(fā)的基本趨勢(shì)是和半導(dǎo)體以及介質(zhì)材料的應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)的。表1.2中給出了一些可用于傳感器技術(shù)的、能夠轉(zhuǎn)換能量形式的材料。

按照其制造工藝，可以將傳感器區(qū)分為：

集成傳感器薄膜傳感器厚膜傳感器陶瓷傳感器

集成傳感器是用標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)硅基半導(dǎo)體集成電路的工藝技術(shù)制造的。通常還將用于初步處理被測(cè)信號(hào)的部分電路也集成在同一芯片上。

薄膜傳感器則是通過(guò)沉積在介質(zhì)襯底(基板)上的，相應(yīng)敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時(shí)，同樣可將部分電路制造在此基板上。

厚膜傳感器是利用相應(yīng)材料的漿料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后進(jìn)行熱處理，使厚膜成形。

陶瓷傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。

完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后，已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié)。厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性，在某些方面，可以認(rèn)為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。

每種工藝技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足。由于研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低，以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因，采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。

第五篇：《傳感器及其工作原理》教學(xué)設(shè)計(jì)期

江蘇省南京市第一中學(xué)(210000)郭興華 1設(shè)計(jì)思想

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳感器的應(yīng)用越來(lái)越普及，在我們的身邊大量地使用著各種各樣的傳感器，但是很多學(xué)生會(huì)覺(jué)得傳感器很神秘，是遙不可及的高科技產(chǎn)品。筆者希望能將學(xué)生實(shí)驗(yàn)和教師演示實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，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)單的自控裝置作鋪墊。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，注重知識(shí)問(wèn)題化，問(wèn)題層次化，讓不同層次的學(xué)生都有思考與討論、交流與合作的空間；關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)形成過(guò)程的理解，讓學(xué)生親歷思考和探究的過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。2教材分析

本節(jié)課介紹傳感器的概念和一些制造傳感器所使用的敏感元件，使學(xué)生對(duì)傳感器的知識(shí)有一個(gè)初步的了解，體會(huì)物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用。為傳感器的應(yīng)用和利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自控裝置作鋪墊。3學(xué)情分析

學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中，一般會(huì)做大量的習(xí)題，有較強(qiáng)的解題能力。但是，當(dāng)遇到具體的實(shí)際問(wèn)題和一些簡(jiǎn)單的有科技含量的產(chǎn)品時(shí)，卻常常不會(huì)分析和處理。教材中即使安排了數(shù)量有限的物理實(shí)驗(yàn)和有關(guān)高新技術(shù)發(fā)展的閱讀材料，在實(shí)際教學(xué)中往往也難以落實(shí)。因?yàn)閷W(xué)生對(duì)傳感器了解較少，所以教學(xué)時(shí)應(yīng)避深?yuàn)W的理論，消除傳感器的神秘感。學(xué)生之所以會(huì)“怕”，就是因?yàn)椴皇煜ぃ佑|多了，問(wèn)題就很容易解決了。在教學(xué)中多舉些例子并多做實(shí)驗(yàn)，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。4教學(xué)目標(biāo) 4.1知識(shí)和技能

（1）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。（2）知道常見(jiàn)的傳感器的類型。

（3）了解兩種常見(jiàn)的敏感元件光敏電阻、熱敏電阻及其工作原理。4.2過(guò)程和方法

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。4.3情感態(tài)度價(jià)值觀

（1）體會(huì)傳感器在生活、生產(chǎn)、科技領(lǐng)域中的種種益處，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的視野。

（2）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)。5教學(xué)重難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：理解并掌握傳感器的3種常見(jiàn)敏感元件的工作原理。（2）難點(diǎn)：分析并設(shè)計(jì)傳感器的應(yīng)用電路。6教學(xué)儀器

音樂(lè)茶杯、光敏電阻、熱敏電阻、光敏電阻演示儀、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、多用電表、手電筒、小燈泡、干簧管、磁鐵等。7教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)法、探究法、討論法等。8教學(xué)過(guò)程 8.1引入課題 上課前，先讓學(xué)生觀看一段機(jī)器人大賽的視頻，機(jī)器人在自動(dòng)搜尋火源。

看完這個(gè)視頻，學(xué)生心中都有一個(gè)問(wèn)題：機(jī)器人是如何自動(dòng)找到火源的呢？進(jìn)而引入課題。8.2新課教學(xué) 師：“在大家看來(lái)傳感器非常神秘，其實(shí)傳感器對(duì)我們而言再熟悉不過(guò)了，因?yàn)槲覀內(nèi)梭w本身就是傳感器。”

人類制造的傳感器，就像人的感覺(jué)器官一樣，也可以感覺(jué)到外界的信息，然后把它轉(zhuǎn)化為生物電信號(hào)。其實(shí)傳感器的工作原理就是一感、二傳。它可以感受到外界的非電學(xué)量，然后把它轉(zhuǎn)為電學(xué)量。

（1）問(wèn)題1：傳感器的定義是什么呢？

傳感器是指這樣一類元件：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。

師：在我們的生活中，傳感器的應(yīng)用其實(shí)非常廣泛，請(qǐng)大家看如圖1所示的圖片。這些物體中有哪些是你們認(rèn)識(shí)的？

生：圖片1是攝像頭，可以將圖像畫面轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

生：圖片5是火災(zāi)報(bào)警器，發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候可以發(fā)出報(bào)警聲。生：圖2是一個(gè)測(cè)溫儀，它不需要和人體接觸，就能測(cè)出體溫。生：圖6是電子秤，可以稱量物品的重量。

師：同學(xué)們說(shuō)得都很好，上面圖片中的這些物體都應(yīng)用了傳感器的原理。圖片1和5是光電傳感器的應(yīng)用，圖片2是溫度傳感器的應(yīng)用，圖片3是聲音傳感器的應(yīng)用，圖片4是電容傳感器的應(yīng)用，圖片6是力傳感器的應(yīng)用。

演示實(shí)驗(yàn)1：教師出示一只音樂(lè)茶杯，茶杯平放于桌上時(shí)，無(wú)聲無(wú)息，提起茶杯便播放悅耳的音樂(lè)。

（2）問(wèn)題2：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：用一個(gè)紙盒擋住底部（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。這是因?yàn)樵谝魳?lè)茶杯的底部有一個(gè)光敏電阻。（3）問(wèn)題3：光敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？ 生：光敏電阻能夠?qū)⒐鈱W(xué)量轉(zhuǎn)化為電阻等電學(xué)量。學(xué)生實(shí)驗(yàn)：

①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸O(shè)計(jì)一個(gè)電路，使得小燈泡的亮度隨手電筒的光照強(qiáng)度發(fā)生變化； ②實(shí)驗(yàn)器材：干電池(4節(jié))、小燈泡、光敏電阻、手電筒、導(dǎo)線等。

師：同學(xué)們剛才設(shè)計(jì)的其實(shí)是一個(gè)光電報(bào)警電路，當(dāng)光敏電阻所受光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，小燈泡就會(huì)發(fā)光報(bào)警。接下來(lái)我來(lái)演示一下如圖2所示的光電報(bào)警電路。演示實(shí)驗(yàn) ：展示光電報(bào)警電路。

（4）問(wèn)題4：請(qǐng)同學(xué)們來(lái)解釋一下這個(gè)光電報(bào)警電路的工作原理？

生：當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，阻值減小，通過(guò)電磁繼電器的電流增大，電磁繼電器具有了磁性，將繼電器上方的銜鐵吸引下來(lái)。使得接觸點(diǎn)由a、b接觸變?yōu)閎、c接觸，從而將1、2接線柱的電路接通，蜂鳴器發(fā)出了鳴叫。

師：因?yàn)楣饷綦娮璧淖柚惦S光強(qiáng)發(fā)生改變，我們常用光敏電阻做光電傳感器的敏感元件。那么溫度傳感器的敏感元件是什么呢？接下來(lái)，我們來(lái)介紹熱敏電阻。（5）問(wèn)題5：熱敏電阻的阻值與溫度變化有什么關(guān)系？ 生：熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小。

（6）問(wèn)題6：熱敏電阻能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？ 生：熱敏電阻能夠?qū)囟绒D(zhuǎn)化為電阻這個(gè)電學(xué)量。

經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，熱敏電阻的阻值隨溫度的變化遵循如圖3所示的變化規(guī)律。

在電學(xué)部分學(xué)習(xí)過(guò)小燈泡的歐姆定律，我們知道小燈泡的阻值隨溫度的增大而增大。小燈泡的燈絲是由鎢絲制成的，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，金屬材料的阻值都隨溫度的升高而增大，有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因而可以用來(lái)制作溫度計(jì)，把它稱為金屬熱電阻。（7）問(wèn)題7：熱敏電阻和金屬熱電阻有何異同？

生：熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值都隨溫度發(fā)生變化。但是熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，金屬熱電阻的阻值隨溫度的升高而增大。而且在一定范圍內(nèi)，熱敏電阻隨溫度的變化比較靈敏。

（8）問(wèn)題8：電容式位移傳感器（見(jiàn)圖4）能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)為什么量？ 生:電容式位移傳感器能夠?qū)⑽灰七@個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

師：當(dāng)被測(cè)物體的位移發(fā)生改變時(shí)，電容器極板間的電介質(zhì)發(fā)生改變，從而改變電容器的電容值。我們知道影響電容的因素除了電介質(zhì)還有板間距d，以及正對(duì)面積S。下面介紹幾類電容器傳感器的應(yīng)用實(shí)例，如圖5~9所示。

當(dāng)電容器的動(dòng)片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電容器的正對(duì)面積發(fā)生改變，從而改變了電容的值。將它制成傳感器，就可以將轉(zhuǎn)過(guò)的角度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。圖6改變正對(duì)面積2 當(dāng)導(dǎo)電液體的深度發(fā)生改變時(shí)，電容器的正對(duì)面積發(fā)生改變。如果將它制成傳感器就可以將液體深度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

當(dāng)施加在可動(dòng)電極上的力發(fā)生改變時(shí)，電容器間的距離發(fā)生改變，從而改變了電容的值。如果將它制成傳感器就可以將力這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

聲波使得電容器的金屬薄膜發(fā)生振動(dòng)，電容器間的距離發(fā)生改變，從而改變了電容值。如果將它制成傳感器就可以力這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

現(xiàn)在的觸摸式手機(jī)大多數(shù)都使用了電容屏，當(dāng)按鍵的上的壓力發(fā)生改變時(shí)，電容器間的距離發(fā)生改變，從而改變了電容值。如果將它制成傳感器就可以力這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個(gè)電學(xué)量。

師：最后，我們?cè)賮?lái)看這樣的一個(gè)盒子，這個(gè)盒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)我們不清楚，但是在盒子的旁邊有一個(gè)小孔，小孔處露出一個(gè)燈泡。當(dāng)我把一個(gè)磁鐵靠近盒子時(shí)，燈泡發(fā)光了。誰(shuí)能解釋一下這是什么原因呢？

生：我覺(jué)得里面有一個(gè)磁性開(kāi)關(guān)，當(dāng)磁鐵靠近開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)就閉合了。

生：我覺(jué)得里面有一個(gè)線圈，當(dāng)磁鐵靠近時(shí)，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，所以燈泡就發(fā)光了。

生：我覺(jué)得里面有一個(gè)對(duì)磁敏感的元件，當(dāng)磁鐵靠近時(shí)，它的某個(gè)量發(fā)生改變，從而燈泡發(fā)光了。師：同學(xué)們剛才講的都非常的好，這個(gè)盒子里面的確有一個(gè)對(duì)磁敏感的元件，它叫做干簧管，如 圖10干簧管

當(dāng)磁體靠近干簧管時(shí)，兩個(gè)簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到控制開(kāi)關(guān)的作用。（9）問(wèn)題9：干簧管能夠?qū)⑹裁戳哭D(zhuǎn)化為什么量？

生：干簧管能夠?qū)⒋鸥袘?yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電路的通斷。師：我們今天學(xué)習(xí)了傳感器的概念，常見(jiàn)的傳感器的類型，以及常見(jiàn)的敏感元件的工作原理。同學(xué)們思考一下家庭中有哪些物體應(yīng)用了傳感的原理。8.3教學(xué)反思

本節(jié)課從學(xué)生感興趣的機(jī)器人滅火大賽入手，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)中以人體為例，讓學(xué)生知道傳感器就在我們的身邊，從而消除傳感器在學(xué)生心目中的神秘感。在對(duì)光敏電阻、熱敏電阻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。尤其是通過(guò)教師演示光電報(bào)警電路，讓學(xué)生知道傳感器在生活中的應(yīng)用非常重要和廣泛。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)。