传感器应用技术 第2版 教案 10.光电接近开关检测物体位置、11.热释电红外传感器、12.利用电阻应变式传感器测力.docx

技能改变命运素养成就未来

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《 传 感 器 应 用 技 术 》 教 案

课 题

光电接近开关检测物体位置

计划学时

4学时

授课类型与教学方法

翻转课堂，任务驱动法

教具准备

PPT课件、微课视频、仿真软件等

教材分析

选课内容主要参照机械工业出版社中等职业教育课程改革国家规划新教材《传感器应

用技术》模块四。体现了理论与实践一体化的边教边学边做的特色。

学生分析

授课对象电子电气专业二年级下学期的学生，有一定的电工基础知识和电工实操技

能，具备实施本任务的知识与技能基础，但对规范操作意识和产品质量意识与企业要求有一定的差距。

教学目标

知识目标：1．理解光电器件的工作原理和特性

2．掌握光电接近开关工作原理和检测物体的特点

技能目标：

能据生产要求安装、调试光电接近开关。

情感目标：

通过自主探究、团队协作，培养学生的团队合作意识，树立企业产品质量意识，强化学生的规范操作。

教学重点、难点及解决措施

重点：

1．光电器件的工作原理和特性

2．光电接近开关工作原理和检测物体的特点难点：

光电接近开关的安装、调试。

教学过程

步骤

时间

教师活动

学生活动

设计意图

一、激发学习兴趣

（5分钟）

创设情境，通过设疑，引出本节课的教学任务。

学生观看视频

引发学生学习本节课程的兴趣

任务一 认识光电器件

熟悉电路的

二、启迪探究与知识学习

（80分钟）

光电器件是光电传感器中将光信号转化为电信号的核心器件，它是利用半导体材料的光电效应进行工作的。常用的光电器件主要有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。

1．认识光敏电阻

常用的光敏电阻是以CdS（硫化镉）为主要成分的光敏电阻，为了吸收更多的光线，光敏电阻通常制成薄膜结构，呈梳状，以增强光电导体的受光面积，获得更高的灵敏度。它的外形、结构图和图形符号如图所示。

绝缘

衬底

电极

光电导体

a）硫化镉光敏电阻 b）结构图

R

c）图形符号

图 光敏电阻的外形、结构图和图形符号

2．实验:测试光敏电阻的亮电阻与暗电阻。

用万用表电阻档测量光敏电阻受光照时的电阻，这种状态下的电阻称为亮电阻。再用黑纸将光敏电阻严密包封起来，露出引脚，测量其电阻值，这种没有光照时的电阻称为暗电阻。比较亮电阻与暗电阻，对于同一光敏电阻，暗电阻一定大于亮电阻。例如，GL3516型硫化镉光敏电阻的亮电阻为5～10KΩ，暗电阻为0.6～1MΩ。

同一个光敏电阻，亮电阻与暗电阻的差值越大，其灵敏度就越高。

3．光敏电阻的应用

车库光控门。如图所示，把光敏电阻装到车库旁并保证汽车的灯光能照射到，把带动大门的电动机接在干簧管的电路中，晚上汽车开到大门前，灯光照射到光敏电阻时

干簧管继电器接通电动机电路，电动机带动大门开启。

学生将课堂讲授与

基本符号和

自主学习相结合

极性。

学生进行课堂训练

改变学习形

式，提高学习

效率，攻破本

节课的教学

学生自主分析，引

难点

出结论

课堂训练

活跃课堂，巩

固知识点

图 车库光控门电路

任务二光电接近开关检测物体位置

1．光电接近开关的工作原理与结构

光电接近开关是一种利用感光器件对变化的入射光加以接收，进行光电转换，然后对信号进行放大、控制，输出可控制开关信息的器件。

光电接近开关又称光电开关，它由光发射器、光接收器以及转换电路组成。光发射器是将电能转换为光能的元件，如LED发光二极管；光接收器是把光信号转变为电信号的一种器件，主要有光敏二极管等。

光电开关可分为遮断型和反射型两种。

a ） 遮 断 型

b）反射型

图 光电开关的基本结构

图a为遮断型光电开关，它的发射器和接收器相对安放，轴线严格对准。当有物体在两者之间通过时，红外光

学生分组动手实际

培养学生团

操作

结协作的精

神

强调6s规范

学生由图分析出工

操作的必要

作原理

性

三、合作交流

（60分钟）

束被遮断，接收器接收不到红外线而产生一个电脉冲信号，这样就起到了检测作用。图b为反射型光电开关，它的发光元件和接收元件的光轴在同一平面且以某一角度相交，交点一般即为待测物所在处。当物体经过时，接收元件将接收到从物体表面反射的光，没有物体时则接收不到。2．光电接近开关的应用

接近开关能对靠近或通过的物体的状态进行检测，实现设备的自动控制。它广泛应用于自动化生产线、机电一体化设备中实现对非电量的检测、控制中。图4-67所示是

光电开关在自动化生产线上的应用。图中用光电开关1对通过自动传输机的药瓶数量进行检测计数，同时还采用光电开关2对药瓶标签的封装情况进行检测等。光电开关的

接线方法与其他的接近开关相同。

四、小结

（5分钟）

课程小结：

在