俗话说,凡事预则立,不预则废。作为教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以更好的帮助学生们打好基础,帮助教师有计划有步骤有质量的完成教学任务。教案的内容要写些什么更好呢?为满足您的需求,小编特地编辑了“传感器的应用(二)学案课件练习”,供大家借鉴和使用,希望大家分享!
1.如图6-3-7所示为一个逻辑电平检测电路,A与被测点相接,则()俗话说,磨刀不误砍柴工。高中教师要准备好教案,这是每个高中教师都不可缺少的。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,使高中教师有一个简单易懂的教学思路。高中教案的内容要写些什么更好呢?小编为此仔细地整理了以下内容《传感器的应用实例学案和课件与练习》,仅供您在工作和学习中参考。
第四节:传感器的应用实验学案
【学习目标】
1、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。
2、知道晶体三极管的放大特性。
3、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。
【学习重点】:传感器的应用实例。
【学习难点】:由门电路控制的传感器的工作原理。
【教学过程】
一、问题引入
上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器?
二、学习新课
阅读下列学习资料总结二极管的特点和作用:
(一)、普通二极管和发光二极管
固态电子器件中的半导体两端器件。起源于19世纪末发现的点接触二极管效应,发展于20世纪30年代,主要特征是具有单向导电性,即整流特性。利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构,可制成不同类型的二极管,用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换。例如稳压二极管可在电源电路中提供固定偏压和进行过压保护;雪崩二极管作为固体微波功率源,用于小型固体发射机中的发射源;半导体光电二极管能实现光-电能量的转换,可用来探测光辐射信号;半导体发光二极管能实现电-光能量的转换,可用作指示灯、文字-数字显示、光耦合器件、光通信系统光源等;肖特基二极管可用于微波电路中的混频、检波、调制、超高速开关、倍频和低噪声参量放大等。按用途分:检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关管、光电管。按结构分:点接触型二极管、面接触型二极管
发光二极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管,在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。
特点:
作用:
阅读下列学习资料总结三极管的特点和作用:
(二)、晶体三极管
晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把正块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种,如图从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,PNP型三极管发射区发射的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区发射的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP型和NPN型两种类型。
晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
特点:
作用:
(三)逻辑电路
逻辑电路是以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。分组合逻辑电路和时序逻辑电路。前者的逻辑功能与时间无关,即不具记忆和存储功能,后者的操作按时间程序进行。由于只分高、低电平,抗干扰力强,精度和保密性佳。广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面。这里我们主要说逻辑门电路。
逻辑门电路符号图包括与门,或门,非门,
1.与逻辑
对于与门电路,只要一个输入端输入为0,则输出端一定是,只有当所有输入端输入都同为时,输出才是1.
2.或逻辑
对于或门电路,只要一个输入端输入为1,则输出一定是,反之,只有当所有输入端都为时,输出端才是0.
3.非门电路
对于非门电路,当输入为0时,输出总是,当输入为1时,输出反而是,非门电路也称反相器。
4.斯密特电路:
斯密特触发器是特殊的电路,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值V时,输出端Y会突然从高电平调到低电平V,而当输入端A的电压下降到另一个值的时候V,Y会从低电平跳到高电平V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为的信号。而这正是进行光控所需要的。
(四)、应用实例
1、光控开关
电路组成:触发器,电阻,发光二极管LED模仿路灯,滑线变阻器,定值电阻,电路如图所示。
工作原理:
注意:要想在天暗时路灯才会亮,应该把R1的阻值调大一些,这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值1.6V,就需要RG的阻值达到更大,即天色更暗。
拓展:如果电路不用发光二极管来模拟,直接用在电路中,就必须用到电磁继电器。如下图。
2.温度报警器(热敏电阻式报警器)
结构组成:斯密特触发器,电阻,蜂鸣器,变阻器,定值电阻,如图所示。
工作原理:
注意:要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警,应该减小R1的阻值,R1阻值越小,要使斯密特触发器输入达到高电平,则热敏电阻阻值要求越小,即温度越高。
课堂练习
1.与门的输入端输入信号为何时,输出端输出“1”()
A.00B.01C.10D.11
2.或门的输入端输入信号为何时,输出端输出“0”()
A.00B.10C.01D.11
3.联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权,假设设计一个表决器,常任理事国投反对票时输入“0”,投赞成或弃权时输入“1”,提案通过为“1”,通不过为“0”,则这个表决器应具有哪种逻辑关系()
A.与门B.非门C.或门D.与非门
4.图是一个复合门电路,由一个x门电路与一个非门组成.若整个电路成为一个与门,则x电路应是()
A.与门B.或门C.与非门D.或非门
5.“第4题”中的整个电路若成为一个或门,则x电路应是()
6.如图是一个三输入端复合门电路,当C端输入“1”时,A、B端输入为何时输出端Y输出“1”()
A.00B.01C.10D.11
7.如图所示,一个三输入端复合门电路,当输入为101时,输出为___________.(填“0”或“1”)
8.与非门可以改装成一个非门,方法为只用一个输入端如A端,而另一个输入端B端输入稳定信号,则为把与非门改装成非门,B端应始终输入___________.(填“0”或“1”)
9、某些非电学量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电学量来测量的,一电容的两个极板放置在光滑的水平平台上,极板的面积为S,极板间的距离为d,电容器的电容公式为C=ES/d(E是常数但未知).极板1固定不动,与周围绝缘,极板2接地,且可以在水平平台上滑动,并始终与极板1保持平行,极板2的两个侧边与劲度系数为k、自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连,两弹簧的另一端固定,弹簧L与电容垂直,如图(1)所示.图(2)是这一装置的应用示意图,先将电容器充电至电压U后即与电源断开,再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p,使两极板之间的距离发生微小的变化,测得此时电容器两极板间的电压改变量为ΔU.设作用在电容板上的静电力不致引起弹簧可测量的形变,试求:待测压强p.
【学习小结】
本节课主要学习了以下几个问题:
1、二极管的特点和作用:
2、三极管的特点和作用:
3、斯密特触发器的特点和作用:
【课后作业】课本作业
作为老师的任务写教案课件是少不了的,大家在认真写教案课件了。各行各业都在开始准备新的教案课件工作计划了,我们的工作会变得更加顺利!你们知道哪些教案课件的范文呢?为此,小编从网络上为大家精心整理了《传感器的应用(二)学案及课件和练习》,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。
第三节:传感器的应用(二)学案
【学习目标】
(1)、理解温度传感器的应用――电饭锅、测温仪的工作原理。
(2)、理解光电传感器的应用――鼠标器、火灾报警器的工作原理。
(3)、通过对电饭锅的构造和原理的探究以及测温仪的了解,进一步地深入认识温度传感器的应用
(4)通过对鼠标器以及火灾报警器的原理的探究,认识光传感器的应用。
【学习重点】:温度、光传感器的应用原理及结构。
【学习难点】:温度、光传感器的应用原理及结构。
【学习方法】:探究实验,讨论
【学习过程】
一、问题引入
问题1:上节课我们学习了力传感器、温度传感器、声音传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的力、温度、声音传感器?
二、学习新课
1、温度传感器——电饭锅
(1)、电饭锅的内部结构(如图6-3-1所示):电饭锅主要由接线螺钉、触点、转轴、开关按钮、______、______、______、弹簧、内胆底等构成.其中______为主要元件,它是用______、______和______混合烧结而成的.它的特点主要有:常温下具有铁磁性,能够被磁体吸引,但是上升到______时,就失去______性,不能被磁体吸引了.该温度在物理学中称为该材料的______或______.
(2)、电饭锅的工作原理:________________________.
问题:取一块电饭锅用的感温铁氧体,使它与一小块的永磁体吸在一起,用功率较大的电烙铁给铁氧体加热,经过一段时间后会发生什么现象?
思考与讨论:
(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮?手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态?为什么?
(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度?为什么?
(3)饭熟后,水分被大米吸收,锅底的温度会有什么变化?这时电饭锅会自动地发生哪些动作?
(4)如果用电饭锅烧水,能否在水沸腾后自动断电?
2.温度传感器的应用——测温仪
(1)、测温仪的原理:温度传感器要以把______转换成______,再由指针式仪表或数字式仪表显示出来.这就是指针式测温仪和数字式测温仪的原理.由于电信号可以远距离传输,所以应用温度传感器可以进行远距离测温.
测温元件:它可以是______、______、______、______(利用该元件可以实现无接触测温).
(1)温度传感器测温仪有何优点?
(2)测温仪是如何工作的
(3)什么是热电偶?
3.光传感器的应用——鼠标器
(1)、机械式鼠标器的内部结构:它由一个滚球、两个滚轴、两个______(它的边缘开有许多等间距的小齿)、两个______(LED)、还有两个______(两个光传感器)等组成的.
(2)、机械式鼠标器的工作原理:当鼠标器在桌面上移动时,滚球的运动通过______带动两个______转动,红外线接收管就收到的______,输出相应的______.计算机分别统计x,y两个方向的脉冲信号,处理后就使屏幕上的光标产生相应的______.
(3)、鼠标器的主要组成?
(4)、鼠标器中光传感器的主要部件是什么?。
(5)、鼠标器的工作原理?
4.光传感器的应用——火灾报警器
(1)、烟雾散射火灾报警器的构造:带孔的罩子内装有______、______和不透明的档板.
(2)烟雾散射式火灾报警器的工作原理:平时,______收不到LED发出的光,呈现______状态.烟雾进入罩内后对光有______作用,使部分光线照射到______,其电阻变______,与传感器连接的电路检测发出这种变化,就会发出警报.
(3)、以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例,简述其工作原理。
实验:把光敏电阻、多用表的直流电流档和干电池按照图甲连成电路,对光照的强度进行比较性测量。光敏电阻受到的光照越强,电路中的电流越大。
白天,将它放在教室中适合阅读的地方,记下电流表的读数,晚上,用它来测灯光对书桌的照明。比较两者的差别。
还可以按照图乙,把光敏电阻R的引脚穿过硬泡沫塑料板Z而固定,再罩上内壁涂黑、长度足够的遮光简T,避免杂散光的干扰然后分别把不同的光源L(如蜡烛、几种不同功率的白炽灯泡、日光灯管等)都放在与光敏电阻相同距离(例如1m)的位置,比较它们的亮度。
这个实验也可以用硅光电池来做。由于光电池在受到光照时可以自己产生电动势,所以电路中不用电源。
想一想,怎样用如图所示的装置来制作一个摄影用的曝光表?
典型例题:
1、温度传感器的应用
【例1】如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图,箱内的电阻R1=20kΩ,R2=10kΩ,R3=40kΩ,Rt为热敏电阻,它的电阻随温度变化的图线如图乙所示.当a、b端电压Uab0时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度提高;当Uab0时,电压鉴别器使S断开,停止加热,恒温箱内的温度恒定在_________℃.
2、光传感器的应用
【例2】如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图。A为光源,B为光电接收器,A、B均固定在车身上,C为小车的车轮,D为与C同轴相连的齿轮。车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被B接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内脉冲数为n,累计脉冲数为N,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是,小车速度的表达式为v=;行程的表达式为=。
【学习小结】
本节课主要学习了以下几个问题:
一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师就需要提前准备好适合自己的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,让高中教师能够快速的解决各种教学问题。您知道高中教案应该要怎么下笔吗?下面是小编为大家整理的“传感器及其工作原理学案(含课件和练习题)”,仅供参考,欢迎大家阅读。
6.1传感器及其工作原理
【知识要点】
1.传感器:能够感受诸如等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为、等电学量,或转换为的通断。
2.制作传感器一些元器件:
⑴光敏电阻:光照,电阻,可以把这个光学量转换为这个电学量。
⑵金属热电阻和热敏电阻:金属热电阻的电阻率随温度的升高而;用半导体材料制作的热敏电阻的电阻率随温度升高而。热敏电阻和金属热电阻能够把这个热学量转换为这个电学量。
⑶霍尔元件:能够把这个磁学量转换为这个电学量。
【典型例题】
例1、如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F作用于可动膜片电极上时,可使膜片产生形变,引起电容变化。如果将这个电容式传感器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路,那么()
A.当F向上压膜片电极时,电容将变小。
B.当F向上压膜片电极时,电容将变大。
C.若电流计有示数,则压力F发生变化。
D.若电流计有示数,则压力F不发生变化。
例2.在自动恒温箱中,某种半导体材料的电阻率ρ与温度t的关系如图所示,已知这种材料具有发热和控温双重功勇,下列判断正确的是
⑴通电前材料温度低于t1,通电后,电压保持不变,它的功率()
A.先增大后减小B.先减小后增大
C.达到某一湿度后功率不变D.功率一直在变化
⑵当其产生的热量跟散失的热量相等时,温度保持在()
A.t1B.t2C.t1至t2间某值D.大于t2的某值
例3.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件,已经渗透宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各个领域。如图所示为几种电容式传感器,其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是()
例4.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”。基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用。在下列有关其他电阻应用的方法中,错误的是()
A.电阻丝可应于电热设备中B.光敏电阻是一种光电传感器
C.热敏电阻可应用于温度测控装置中D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
【课堂检测】
1.关于干簧管,下列说法正确的是()
A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的
2.图为光敏光阻自动计数器的示意图,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻。对此计数器的工作原理,有以下说法正确的是():
A.当有光照射R1时,信号处理系统获得低电压;
B.当有光照射R1时,信号处理系统获得高电压;
C.信号处理系统每获得高电压就计数一次;
D.信号处理系统每获得低电压就计数一次,其中
3.图为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图,箱内的电阻R1=20kΩ、R2=10kΩ、R3=40kΩ。R4为热敏电阻,它的电阻随温度变化的曲线如图所示。当a、b端电压Uab≤0时,电压鉴别器会令开关S接通,恒温箱内的电热丝发热,使箱内温度升高;当a、b端电压Uab0时,电压鉴别器会令开关S断开,停止加热,恒温箱内的温度可保持在()
A.10℃B.20℃C.35℃D.45℃
4.如图所示为一测定液面高低的传感器示意图,甲为固定的导体芯,乙为导体芯外面的一层绝缘物质,丙为导电液体。把传感器接到图示电路中,已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向右偏转,则导电液体的深度h的变化为
A.正在增大
B.正在减小
C.不变
D.无法确定
文章来源:http://m.jab88.com/j/39462.html
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