《模塊五光電傳感器》教案PAGE1第1頁共5頁《單元1光電效應及其光電元件》教案課題單元1光電效應及其光電元件教學目的了解光電效應和光電元件；理解光電元件的主要特性和特點。教學重點光電元件的主要特性和特點教學難點光電元件的主要特性教學資源多媒體教學課件，光電元件實物教學手段多媒體課堂教學，實物演示教學教學過程及教學內(nèi)容教學方法引入模塊五光電傳感器光電式傳感器是將被測參數(shù)的變化轉換成光通量的變化，再通過光電元件轉換成電信號的一種傳感器。【動畫】罐裝生產(chǎn)流水線計數(shù)動畫提綱挈領法應用案例法概念分析單元1光電效應及其光電元件一、光電效應光電效應是光照作用下，物體吸收光能量而產(chǎn)生相應電效應的一種物理現(xiàn)象。可分為三類：1．外光電效應在光線作用下，電子從物體表面逸出的物理現(xiàn)象稱為外光電效應，也稱光電發(fā)射效應。基于外光電效應的光電元件有光電管。【動畫】外光電效應的光電元件原理動畫【圖示】各種光電管外形圖2．內(nèi)光電效應在光線作用下，物體電阻率改變的現(xiàn)象，又稱為光電導效應。基于內(nèi)光電效應的光電元件有光敏電阻、光敏晶體管和光電池。【動畫】內(nèi)光電效應的光電元件原理動畫【圖示】光敏電阻、光敏二極管、光敏二極管、光電池外形圖二、光電元件光電管（1）原理：基于外光電效應（2）符號與結構【圖示】光電管的外形圖（光電管符號）（3）特點：靈敏度高、光電特性線性較好【圖示】光電管的光電特性2．光敏電阻（1）原理：基于內(nèi)光電效應（2）符號與外形（光敏電阻符號）（3）主要特性：暗電阻、亮電阻、伏安特性、光電特性、光譜特性、響應時間（10-1～10-3s）、溫度特性。【圖示】光敏電阻的伏安特性；光敏電阻的光譜特性（4）特點：價格便宜、光電特性非線性、響應時間長、受溫度影響大。（5）適用場合：常用于對測量要求不高的場合3．光敏晶體管（1）原理：基于光生伏特效應（2）種類、符號與外形：種類：光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管（光敏晶體管符號）【圖示】各種光敏晶體管外形圖（3）主要特性：光譜特性、伏安特性、光電特性、溫度特性、響應時間（二極管10-4～10-6、三極管10-3～10-5）。【圖示】光敏三極管的伏安特性（4）特點：光電特性線性好、受溫度影響小、響應時間短（硅光敏二極管10-4）（5）適用場合：適用于模擬量測量及要求快速響應的場合。4．光電池（1）原理：基于內(nèi)光電效應（2）符號與外形【圖示】光電池外形圖（光電池符號）（3）主要特性：光譜特性、光電特性、頻率特性、溫度特性。【圖示】光電池的光電特性（4）特點：測量短路電流光電特性線性好、受溫度影響小，硅光電池頻率響應較好。（5）適用場合：可用于模擬量測量響應較快的場合。循序漸進法動畫講演法圖示展演法動畫講演法圖示展演法圖示展演法圖示講演法總結歸納法圖示講演法總結歸納法圖示展演法總結歸納法作業(yè)教材認知訓練5－1，5－4練習鞏固法本課教育評注（課堂設計理念，實際教學效果及改進設想）

《單元2光電式傳感器的應用》教案課題單元2光電式傳感器的應用教學目的1、熟悉光電式傳感器的應用類型2、掌握光電式傳感器的常見應用實例教學重點光電式傳感器的應用舉例教學難點光電比色溫度計教學資源多媒體教學課件，光電轉速測量裝置教學手段多媒體課堂教學，檢測場景模擬教學教學過程及教學內(nèi)容教學方法引入單元2光電式傳感器的應用光電式傳感器的組成：光源、光學元件和光電元件組成光路系統(tǒng)，再經(jīng)轉換電路而構成。【提問】光電效應有哪些？這些光電效應對應哪些光電元件？這些光電元件有哪些特點？分別適用哪些場合？（光電管除外）提綱挈領法復習提問法應用介紹一、光電式傳感器的應用類型按輸出量性質可分為模擬輸出型和數(shù)字輸出型。按被測物與光電元件和光源之間的關系可分為以下四種：1．【圖示】光源本身就是被測物；如：光電比色溫度計。2．【圖示】恒定光源發(fā)出的光通量透過被測物到達光電元件上；如：測液體透明度。3．【圖示】恒定光源發(fā)出的光通量經(jīng)過被測物遮擋一部分后照射到光電元件上；如：測元件尺寸、運動狀態(tài)等。4．【圖示】恒定光源發(fā)出的光通量經(jīng)被測物反射后到達光電元件上；如：測紙張白度、零件表面粗糙度，光電轉速表。【注意】①光源與光電元件在光譜特性上應基本一致，即光源發(fā)出的光應該在光電元件接受靈敏度最高的頻率范圍內(nèi)。②對于模擬量檢測，一般要有參比信號和溫度補償措施，用來消除或削弱背景光及溫度等因素的影響。圖示講演法概念推演法案例分析二、光電式傳感器的應用案例1．光電傳感器的模擬量檢測（1）光電比色溫度計（光源本身是被測物）問題的提出：高溫測量時物體輻射出的光波與溫度有關。【圖示】掃描式光電比色溫度計原理：根據(jù)熱輻射定律，使用光電池進行非接觸測溫。根據(jù)有關的輻射定律，物體在兩個特定波長λ1、λ2上的輻射程度Iλ1、Iλ2之比與該物體的溫度成指數(shù)關系。【圖示】光電比色溫度計光路原理圖和電路原理框圖由光路圖及電路原理框圖介紹其原理，注意參比信號。分析可得：（2）光電式煙塵濃度計（透射式）問題的提出：為了控制和減少煙塵的排放量和節(jié)能的要求，對煙塵的監(jiān)測是必須的。原理：光透過被測物到達光電元件上注意參比信號，由于兩個通道結構完全一樣，所以在最后運算U1/U2值時，上述誤差可自動抵消，減小了測量誤差。【動畫】光電式煙塵濃度檢測動畫【圖示】光電式煙塵濃度計原理圖（2種電路圖）（3）光電式邊緣位置檢測器（遮擋式）問題的提出：光電式邊緣位置檢測器是用來檢測帶型材料在生產(chǎn)過程中偏離正確位置的大小及方向，從而為糾偏控制電路提供糾偏信號。原理：光經(jīng)被測物反射后到達光電元件上【圖示】光電式邊緣位置檢測器光路圖；光電式邊緣位置檢測器測量電路圖；光電式傳感器在帶材糾偏中的應用【注意】①光路一半遮擋一半透過；②橋路及運算放大器組成，接入?yún)⒈裙饷綦娮瑁虎酃饷綦娮枰话悴荒茏髂M量測量，這里限用于控制。2．光電傳感器的數(shù)字量檢測（1）光電式接近開關【圖示】光電開關的工作原理；各種光電開關的工作原理【動畫】反射式光電液位開關原理動畫（2）光電斷續(xù)器【圖示】光電斷續(xù)器示意圖；光電斷續(xù)器的各種應用實例演示圖；光電斷續(xù)器轉速測量原理示意圖；光電斷續(xù)器加工定位示意圖【動畫】光電斷續(xù)器計數(shù)動畫（3）光電式轉速表（反射式）問題的提出：由于機械式轉速表和接觸式電子轉速表精度不高，且影響被測物的運轉狀態(tài)，而光電式轉速計可用于測量高轉速而又不影響被測物。原理：光經(jīng)被測物反射后到達光電元件上【動畫】光電式轉速測量動畫【圖示】光電式轉速表原理圖【注意】①選用光電二極管（響應時間短）用于高頻調制信號測量；②數(shù)字量測量，不用參比信號。總結以上各例使學生建立光路系統(tǒng)與電路結合的概念，并