光电式传感器 教案
方案 认识和应用光电传感器公开课教案教学设计
认识和应用光电传感器公开课教案教学设计第一章：光电传感器简介1.1 光电传感器概念讲解光电传感器的基本定义和作用。
通过实物展示或图片，让学生对光电传感器有直观的认识。
1.2 光电传感器分类介绍常见的几种光电传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光电管等。
通过实物或图片展示，让学生了解不同类型的光电传感器的外观和特点。
第二章：光电传感器的工作原理2.1 光敏电阻的工作原理讲解光敏电阻的工作原理，包括光敏电阻的阻值随光照强度变化的原理。
通过实验或演示，让学生观察光敏电阻在光照变化时的阻值变化。
2.2 光敏二极管的工作原理讲解光敏二极管的工作原理，包括光生电子-空穴对的产生和复合过程。
通过实验或演示，让学生观察光敏二极管在光照下的电流变化。
第三章：光电传感器的应用3.1 光电传感器在自动控制中的应用讲解光电传感器在自动控制中的应用实例，如自动门、光控开关等。
通过实物展示或图片，让学生了解光电传感器在自动控制中的应用。
3.2 光电传感器在光电通信中的应用讲解光电传感器在光电通信中的应用实例，如光纤通信中的光检测器。
通过实物展示或图片，让学生了解光电传感器在光电通信中的应用。
4.1 光电传感器的选用讲解如何根据应用需求选用合适的光电传感器。
介绍选用光电传感器时需要考虑的因素，如光照强度、响应时间、灵敏度等。
4.2 光电传感器的安装讲解光电传感器的安装方法和注意事项。
介绍安装光电传感器时需要考虑的因素，如传感器与被测物体的距离、角度等。
第五章：光电传感器的调试和维护5.1 光电传感器的调试讲解如何对光电传感器进行调试，包括调整传感器的灵敏度、阈值等参数。
通过实验或演示，让学生了解如何对光电传感器进行调试。
5.2 光电传感器的维护讲解如何对光电传感器进行维护，包括清洁、更换损坏部件等。
介绍维护光电传感器时需要注意的事项，以保证传感器的正常工作和延长使用寿命。
第六章：光电传感器的接口和信号处理6.1 光电传感器的接口电路讲解光电传感器与微控制器等电路的接口电路设计。
方案 认识和应用光电传感器公开课教案教学设计
认识和应用光电传感器公开课教案教学设计第一章：光电传感器概述1.1 光电传感器的定义与分类1.2 光电传感器的工作原理1.3 光电传感器在科技领域的应用1.4 学习目标与教学方法第二章：光电传感器的组成与结构2.1 光电传感器的组成要素2.2 光电传感器的结构类型2.3 常见光电传感器的性能比较2.4 学习目标与教学方法第三章：光电传感器的工作原理3.1 光敏元件的特性3.2 光电效应与光电器件3.3 光电传感器的信号处理3.4 学习目标与教学方法第四章：光电传感器的应用案例4.1 光电传感器在自动控制领域的应用4.2 光电传感器在工业检测中的应用4.3 光电传感器在生物医学领域的应用4.4 学习目标与教学方法第五章：光电传感器的选型与安装5.1 光电传感器的选型原则5.2 光电传感器的安装与调试5.3 光电传感器的常见问题与解决方法5.4 学习目标与教学方法第六章：光电传感器的标定与测试6.1 光电传感器的标定方法6.2 光电传感器的性能测试6.3 测试数据的处理与分析6.4 学习目标与教学方法第七章：光电传感器与微处理器的接口设计7.1 光电传感器的信号处理电路7.2 光电传感器与微处理器的接口技术7.3 光电传感器数据采集与处理7.4 学习目标与教学方法第八章：光电传感器的编程与应用8.1 光电传感器的编程基础8.2 光电传感器的应用案例分析8.3 光电传感器的编程实践8.4 学习目标与教学方法第九章：光电传感器的创新应用与前景9.1 光电传感器的最新发展趋势9.2 光电传感器在物联网中的应用9.3 光电传感器的市场前景与挑战9.4 学习目标与教学方法第十章：课程总结与拓展学习10.1 光电传感器课程总结10.2 光电传感器的学习拓展10.3 光电传感器的实践项目与案例分析10.4 学习目标与教学方法第十一章：光电传感器的故障诊断与维护11.1 光电传感器的常见故障11.2 光电传感器的诊断方法11.3 光电传感器的维护与保养11.4 学习目标与教学方法第十二章：光电传感器在自动化生产线中的应用12.1 自动化生产线的概述12.2 光电传感器在自动化生产线中的关键作用12.3 光电传感器在自动化生产线中的典型应用12.4 学习目标与教学方法第十三章：光电传感器在技术中的应用13.1 技术的发展与光电传感器13.2 光电传感器在视觉系统中的应用13.3 光电传感器在导航与避障中的应用13.4 学习目标与教学方法第十四章：光电传感器在智能交通系统中的应用14.1 智能交通系统的概述14.2 光电传感器在智能交通系统中的关键作用14.3 光电传感器在智能交通系统中的典型应用14.4 学习目标与教学方法第十五章：光电传感器在不同行业中的应用案例分析15.1 光电传感器在制造业中的应用案例15.2 光电传感器在医疗设备中的应用案例15.3 光电传感器在环境保护中的应用案例15.4 学习目标与教学方法重点和难点解析本文主要介绍了光电传感器的基本概念、工作原理、应用领域、选型与安装、标定与测试、接口设计、编程应用、创新应用与前景以及故障诊断与维护等方面的内容。
小学综合实践光电传感器的应用教案
小学综合实践光电传感器的应用教案【小学综合实践】光电传感器的应用教案一、教学目标1. 理解光电传感器的概念和原理。
2. 掌握光电传感器在日常生活中的应用。
3. 培养学生的动手实践能力和创新思维。
二、教学准备1. 光电传感器（红外线传感器、光敏电阻、光电二极管等）。
2. 小型电路板、跳线、电源、LED 灯等。
3. 实际应用示例（如自动门、自动水龙头等）。
4. 实验工具和材料（如螺丝刀、电线等）。
5. 相关教学资料。
三、教学过程1. 导入：通过展示一张汽车停车场的照片，引导学生思考停车场自动灯光控制是如何实现的。
学生展开讨论，并概括出使用了什么样的技术。
2. 概念解释：解释光电传感器的概念，并引导学生思考它是如何工作的。
通过简单的实验（如使用手遮挡红外线传感器）来展示光电传感器的基本原理。
3. 应用探究：将学生分成小组，每组选择一个实际应用场景（如自动门、自动水龙头等），并讨论该场景中使用光电传感器的原理和实现方法。
学生可以通过互相交流和查阅相关资料来获取信息。
4. 实践操作：将学生带到实验室或提供一定的器材和材料，让学生尝试使用光电传感器搭建一个简单的电路，并实现一个自己设计的实际应用场景。
老师可以提供必要的指导和帮助，鼓励学生动手实践和尝试创新。
5. 实例演示：邀请学生自愿展示他们设计的光电传感器应用实例，让其他学生观摩并提出意见和建议。
通过实例演示来激发学生对光电传感器应用的兴趣，并促进他们相互学习和交流。
6. 总结：对本节课的学习进行总结，引导学生回顾本节课学到的知识和技能，提出问题并进行解答。
强调学生动手实践的重要性，并鼓励他们将所学知识应用到日常生活中。
四、教学延伸1. 拓展应用：鼓励学生深入了解光电传感器在各个领域的应用，如电子设备、机器人、工业生产等。
可以组织学生进行相关实践和调研，以拓宽他们对光电传感器应用的了解。
2. 创新设计：鼓励学生以光电传感器为基础，发挥创造力和想象力，设计并制作一个能够解决实际问题的新型光电传感器应用。
光电式传感器电子教案.
导体内感应电势： ，线圈内感应电势：
二、磁电感应式传感器基本特性
磁电传感器的输出电流：
传感器的电流灵敏度为：
讨论、作业和思考：
思考：试用射线分析方法，阐明阶跃光纤的导光原理，并解释光纤数值孔径的物理意义。
其他：
2.基本特性
三、光敏二极管和光敏三极管
1.光敏二极管:受光照射时，PN结附近受光子轰击，吸收其能量而产生电子-空穴对，从而使P区和N区的少数载流子浓度大大增加，因此在外加反向偏压和内电场的作用下，P区的少数载流子渡越阻挡层进入N区，N区的少数载流子渡越阻挡层进入P区，从而使通过PN结的反向电流大为增加，这就形成了光电流。
授课题目名称：6.4其他温度传感器第7章光电式传感器7.1光电效应
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□实验课□习题课□其他
周次
第11周
课时安排
2学时
教学目的及要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
了解常用温度传感器测温形式；掌握外光电效应、内光电效应产生原因
教学重点、难点、关键知识点及采用的措施：
重点：外光电效应、内光电效应产生原因
1.结构与工作原理
2.主要性能
二、光电倍增管及其基本特性
讨论、作业和思考：
作业：1、何谓外光电效应光电导效应和光生伏特效应?
2、试比较光电池光敏晶体管光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。
其他：
授课题目名称：7.3内光电效应器件
授课方式
（请打√）
理论课讨论课□实验课□习题课□其他
周次
第12周
课时安排
教学基本内容（提纲）
改进设想
7.4光电传感器的应用
一、烟尘浊度监测仪
光电传感器及应用教案.
学习情境（项目）5授课说明学习领域名称：家电传感器应用授课教师：课程总学时： 72 项目5：节能灯与光电传感器学时数： 16 累计学时： 48授课时间安排与执行记录授课班级智能家电授课地点授课日期资讯710月6日1-4节家电产品控制实训室计划0.510月9日1-4节家电产品控制实训室决策0.5家电产品控制实训室实施 6家电产品控制实训室检查 1家电产品控制实训室评估 1家电产品控制实训室参考资料PPT、网络资源、节能灯控制电路教学方法宏观：引导文法微观：见下教学目标知识目标：1.光电式传感器的分类及工作原理2.光电式传感器特性3.红外热释电传感器的分类及工作原理4.红外热释电传感器特性5.菲尼尔透镜工作原理及作用技能目标：6.测量电路构成；7.光敏电阻在节能灯智能控制中的作用8.红外热释电传感器实际应用中的安装9.光敏与红外热释电在节能灯控制策略中的实施态度目标：10.培养学生的沟通能力及团队协作精神11.养成良好的职业道德12.提高质量、成本、安全、环保意识重点：13.红外热释电传感器特性1.测量电路2.光敏电阻的选用与电路设计3.光敏与红外热释电在节能灯控制策略中的实施难点：1.各类光电式传感器的工作原理2.光电式传感器的特性3.菲尼尔透镜工作原理及作用资讯：7学时（注：1学时=45 min，下同）教学提纲主要内容教学资源及工具教学方法参考时间备注1．目标描述下发设计任务书，描述项目学习目标实物展示、PPT设计任务书讲授法演示法15 min 下发引导文2．布置任务1）交代项目任务2）发放相关学习资料PPT讲授法演示法15 min3.学习光谱、光源和光电效应基本知识1）讲授光谱2）讲授光源的基本知识3）讲授光电效应PPT讲授法15 min与练习题配合4．光电效应器件及特性1）讲授外光电效应器件及特性2）讲授内光电效应器件及特性PPT传感器实物讲授法演示法90 min5．光电传感器应用声光节能灯控制案例PPT分析法演示法小组讨论法25 min6.热释电效应与传感器1）讲授热释电效应2）讲授与演示热释电元件3）讲授与演示热释电传感器4）讲授与演示菲尼尔透镜5）讲授与演示人体检测原理PPT传感器实物讲授法演示法65 min7、红外传感器信号处理器芯片1）BIS0001应用及特点2）BIS0001管脚分布及功能3）BIS0001内部框图及工作原理PPT传感器模块实物讲授法演示法70 min6．回答学生提问回答学生提问PPT 讨论法20 min计划：0.5学时教学提纲主要内容教学资源及工具教学方法参考时间备注1．项目分组分配工作小组，开展项目，制订小组工作计划花名册讨论法10 min2．制定项目执行计划1）以小组为单位，讨论全加器的设计方案，分配设计任务。
《光电式传感器》课件
光电式传感器的Байду номын сангаас类
• 总结词：光电式传感器有多种分类方式，如按工作方式可分为直接转换 型和间接转换型，按输出信号可分为模拟输出和数字输出等。
• 详细描述：根据工作方式的不同，光电式传感器可以分为直接转换型和间接转换型两类。直接转换型传感器利用光电效 应直接将光信号转换为电信号，如光电管、光电倍增管等；而间接转换型传感器则通过其他物理效应将光信号转换为电 信号，如光电池、光电晶体管等。此外，根据输出信号的不同，光电式传感器可以分为模拟输出和数字输出两类。模拟 输出型传感器输出连续变化的电信号，如光电管和光电池；数字输出型传感器则输出离散的电信号，如光电码盘和光电 开关等。
联网领域的应用越来越广泛。未来，需要加强光电式传感器在这些领域
的应用研究，推动相关技术的进步和发展。
03
交叉学科融合发展
光电式传感器涉及到多个学科领域，如物理学、化学、生物学等。未来
，需要加强交叉学科的融合发展，推动光电式传感器在更多领域的应用
和创新。
光电式传感器通常采用光信号传输，不易 受到电磁干扰的影响，具有较好的抗干扰 能力。
光电式传感器的缺点
对环境光敏感
光电式传感器容易受到环境光的影响 ，特别是在室外或者强光环境下，测 量精度会降低。
成本较高
光电式传感器通常需要使用高精度的 光学元件和电子元件，导致其成本较 高。
需要稳定的光源和检测器
光电式传感器需要稳定的光源和检测 器，以保证测量的准确性和稳定性。
《光电式传感器 》PPT课件
目录
• 光电式传感器概述 • 光电式传感器的应用 • 光电式传感器的优缺点 • 光电式传感器的发展趋势 • 光电式传感器的研究现状与展望
01
光电式传感器优秀优秀课件
光电式传感器优秀优秀课件
光电式传感器优秀优秀课件
设每级的倍增率为δ，若有n级，则光电倍增管的光电流 倍增率将为δ n 。倍增级数n可在4~ 14 之间，δ的范围一般是 3~6。
如图9-21所示是两个光电管的差接电路，V1、V2为放大 管。其示值可在指示仪表P上读得。
在平衡工作状态时，指示仪表处在零位。 2.光电倍增管的测量电路
常见的光电倍增管电路如图9-22所示，各倍增极的电压 由分压电阻链R1、R2……Rn获得，被放大的电流流经负载电 阻就得到了所需的输出电压。
光电式传感器优秀优秀课件
光电式传感器优秀优秀课件
光电式传感器优秀优秀课件
如果光电倍增管用来连续监控很稳定的光源，则图中的 Cn~Cn-2可以省略。使用中往往把电源正极接地，使阳极可 以直接接到放大器的输入端而不使用隔离电容Ca，这样系统 将能响应变化很慢的光强，如果将稳定的光源加以调制，那 么就可以用电容器耦合。
当辐射源为脉冲通量时要把电源负极接地，这样噪声将更 低。这时应接入隔离电容 Ca，同时用电容器Cn~Cn-2稳定最 后几个倍增极在脉冲期间的电压，这些电容器有助于稳定增 益和防止饱和，它们通过电源去耦电容器C将脉冲电压接地。
三、光电池 1.光电池的结构与原理 （1）结构
硅光电池是在一块N型硅片上用扩散的方法掺入一些P型 杂质形成一个大面积的PN结，如图9-11所示。
（2）原理 当光照射到PN结附近时，若光子能量大于半导体材料的
10.光电式传感器6-2教学教案
利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
【多媒体演示】
多媒体课件见教材配套教学PPT
『课堂小结』
红外线检测技术广泛应用于工业、农业、水产、医学、土木建筑、海洋、气象、航空、宇航等各个领域。红外线应用技术从无源传感发展到有源传感（利用红外激光器）。红外图像技术，从以宇宙为观察对象的卫星红外遥感技术，到观察很小的物体（如半导体器件）的红外显微镜，应用非常广泛。
授课章节
6.2 红外传感器6.ຫໍສະໝຸດ 光纤传感器6.4激光传感器
建议课时
2
授课方式
理论知识讲授+讨论课+多媒体演示
所属专业
教学目标
1.了解红外线与红外传感器
2.掌握热释电红外传感器结构原理
3.了解光纤传感器及其应用
4.了解激光传感器及其应用
教学重点
1.红外线与红外传感器
2.热释电红外传感器结构原理
教学难点
1.光纤传感器的原理
光纤传感器一般由三个环节组成，即信号的转换、信号的传输、信号的接收与处理。
信号的转换环节，将被测参数转换成为便于传输的光信号。
信号的传输环节，利用光导纤维的特性将转换的光信号进行传输。
信号的接收与处理环节，将来自光导纤维的信号送入测量电路，由测量电路进行处理并输出。
2.光纤传感器的特点
6.2.2热释电红外传感器
1．热释电效应
2．热释电红外传感器的结构
(1)探测元件
（2）场效应管匹配器
（3）干涉滤光片
（4）菲涅尔透镜
6.3 光纤传感器
光纤自60年代问世以来，就在传递图像和检测技术等方面得到了应用。利用光导纤维作为传感器的研究始于70年代中期。由于光纤传感器具有不受电磁场干扰、传输信号安全、可实现非接触测量，而且具有高灵敏度、高精度、高速度、高密度、适应各种恶劣环境下使用以及非破坏性和使用简便等等一些优点。无论是在电量 (电流、电压、磁场)的测量，还是在非电物理量 (位移、温度、压力、速度、加速度、液位、流量等)的测量方面，都取得了惊人的进展。
9.光电式传感器6-1教学教案
参考教材
『新课导入』
光电传感器的基本转换原理是将被测量转换成光信号的变化，然后将光信号作用于光电元件而转换成电信号的输出。
光电传感器可测量的参数很多，一般情况下具有非接触式测量的特点，并且光电传感器的结构简单，具有很高的可靠性且动态响应极快。
随着激光光源、光栅、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器越来越广泛地应用于检测和控制领域。
『授课内容』
6.1光电式传感器
6.1.1光电效应
光电传感器通常是指能敏感检测到由紫外线到红外线光的光能量，并能将光能转化成电信号的器件。
其工作原理是基于一些物质的光电效应。
由于被光照射的物体材料不同，所产生的光电效应也不同，通常光照射到物体表面后产生的光电效应分为三类：外光电效应、内光电效应、光生伏特效应。
【多媒体演示】
多媒体课件见教材配套教学PPT
6.1.2 光电元件及传感器
1．光电管
光电管和光电倍增管同属于用外光电效应制成的光电转换器件。
光电管的外形如图6-1所示。
2．光电倍增管
光电倍增管有放大光电流的作用，灵敏度非常高，信噪比大，线性好，多用于微光测量。
如图4-3是光电倍增管结构及工作原理示意图。
3.光敏电阻
光敏电阻是一种电阻元件,具有灵敏度高，体积小，重量轻，光谱响应范围宽，机械强度高，耐冲击和振动，寿命长等优点。
4.光敏二极管
光敏二极管结构与一般二极管不同之处在于：将光敏二极管的PN结设置在透明管壳顶部的正下方，可以直接受到光的照射，图6-5a所示是其结构示意图，它在电路中处于反向偏置。
方案 认识和应用光电传感器公开课教案教学设计
认识和应用光电传感器公开课教案教学设计一、教学目标1. 让学生了解光电传感器的基本概念和工作原理。
2. 使学生掌握光电传感器的应用方法和技巧。
3. 培养学生的动手实践能力和团队协作精神。
二、教学内容1. 光电传感器的基本概念介绍光电传感器的定义、分类和特点。
2. 光电传感器的工作原理讲解光电传感器的工作原理，包括光敏元件、光电器件等。
3. 光电传感器的应用方法介绍光电传感器的应用领域，如自动控制、光电开关等，并演示实际应用案例。
4. 光电传感器的调试与维护讲解光电传感器的调试方法，如参数设置、故障排查等，以及日常维护注意事项。
5. 动手实践：制作光电传感器应用电路分组进行动手实践，引导学生根据实际需求设计并制作光电传感器应用电路。
三、教学过程1. 导入：通过展示光电传感器的实际应用场景，引发学生兴趣，导入新课。
2. 理论讲解：讲解光电传感器的基本概念、工作原理和应用方法。
3. 案例分析：分析光电传感器在实际应用中的典型案例，让学生更好地理解理论知识。
4. 动手实践：分组进行光电传感器应用电路的制作，培养学生的动手能力和团队协作精神。
5. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，提出课后思考题，拓展学生的知识面。
四、教学评价1. 课堂讲解评价：评估学生对光电传感器的基本概念、工作原理和应用方法的掌握程度。
2. 动手实践评价：评估学生在动手实践环节的制作效果，包括电路设计、元件焊接等。
3. 课后作业评价：评估学生对课堂内容的复习和拓展情况。
五、教学资源1. 教材：光电传感器相关教材或教学资源。
2. 实验器材：光电传感器、电路元件、实验板等。
3. 辅助工具：示波器、Multimeter 等调试工具。
4. 教学课件：制作光电传感器相关课件，辅助讲解和展示。
六、教学方法1. 讲授法：通过讲解光电传感器的基本概念、工作原理和应用方法，使学生掌握相关知识。
2. 案例分析法：通过分析实际应用案例，让学生更好地理解光电传感器的工作原理和应用。
传感器之光电传感器学习教案
光
光输入 电 管
阴极
电压输出
第2页/共30页
第三页，共31页。
+
+
+
+
光输入 -
阴极
-+
-+-
-+
+阳极
-
光电倍增管具有放大光电子电流的能力。
光电倍增管具10---15级倍增电极，电位依次升高，使得阴极因接
受光能而发射的电子逐级加速，且受光电子的数量(shùliàng)逐级增多
，形成较大的光电流。可用于微光测量。
变送器
反射镜
目镜
棱镜
人
工
观 测
记录仪
辐射体
物镜
光阑
分光镜
瞄准 反射镜
光导棒
不可见光 可见光
比例计算
第21页/共30页
第二十二页，共31页。
（二）光电比色计 用于溶液(róngyè)的颜色、成分、浑浊度等化学分析。
受检样品
凸透镜 光源 凸透镜 标准样品
光电池
滤色
差值
滤色
差动放大器 显示仪表
第22页/共30页
性较好，频率上限约几 万Hz。
输出电动势
短路输出电流
开路(kāilù)电压
短路(duǎnlù)电流
第14页/共30页
第十五页，共31页。
第二节 光电传感器与光电检测(jiǎn cè)
光电传感器组成(zǔ chénɡ)：
被测量
（一）模拟式光电传感器
被测量使得光通亮连续变化，输出光电流也连续变化。
第15页/共30页
象电路传输电信号一样(yīyàng)，光导纤维可以传输光 信号。主要应用于通讯领域。
方案 认识和应用光电传感器公开课教案教学设计
一、教案基本信息教案名称：认识和应用光电传感器公开课教案教学设计课时安排：2课时（90分钟）教学目标：1. 让学生了解光电传感器的基本原理和结构。
2. 使学生掌握光电传感器的应用方法和技巧。
3. 培养学生对光电技术领域的兴趣和好奇心。
教学内容：1. 光电传感器的基本原理。
2. 光电传感器的结构与分类。
3. 光电传感器的应用案例。
4. 光电传感器的选型和安装。
5. 光电传感器的调试与维护。
教学方法：1. 采用问题驱动的教学方式，引导学生主动探究光电传感器的相关知识。
2. 通过实物展示和演示，增强学生对光电传感器的直观认识。
3. 利用小组讨论和动手实践，提高学生对光电传感器应用的掌握程度。
教学准备：1. 准备光电传感器相关教材和参考资料。
2. 准备光电传感器实物及其配件。
3. 准备教学课件和多媒体设备。
二、教学过程第一课时一、导入（10分钟）教师通过展示光电传感器的实物，引发学生的好奇心，激发学习兴趣。
提出问题：“什么是光电传感器？它有什么作用？”引导学生思考和回答。
二、光电传感器的基本原理（15分钟）1. 教师讲解光电传感器的工作原理，包括光电效应、光电器件等。
2. 学生通过教材和课件，了解光电传感器的基本原理。
三、光电传感器的结构与分类（20分钟）1. 教师展示不同类型的光电传感器，讲解其结构与特点。
2. 学生通过观察和思考，掌握光电传感器的分类及应用场景。
第二课时四、光电传感器的应用案例（25分钟）1. 教师讲解光电传感器在实际应用中的案例，如自动门、光线控制等。
2. 学生通过讨论，分析光电传感器在各个领域的应用优势。
五、光电传感器的选型和安装（20分钟）1. 教师引导学生了解光电传感器的选型依据，如性能、价格、兼容性等。
2. 学生通过动手实践，学习光电传感器的安装与调试方法。
六、光电传感器的调试与维护（15分钟）1. 教师讲解光电传感器的调试与维护方法。
2. 学生分组进行动手实践，掌握光电传感器的调试与维护技巧。
传感器与检测技术-教案-项目07 光电式传感器的应用
《传感器与检测技术》教案项目七光电式传感器的应用一、教学目标1.了解光电效应。
2.了解各类光电元件。
3.掌握各类光电式传感器的工作原理。
4.掌握光电式传感器测量转速的方法。
二、课时分配本项目共2个任务，本项目安排4课时。
其中理论课时2课时，实践课时2课时。
三、教学重点通过本项目的学习，让学生理解能正确识别各类光电式传感器能根据任务要求，正确安装光电式传感器，正确完成光电式传感器测量转速的电路接线，正确测量转速并且读数正确。
的相关知识。
通过本项目的学习，新旧知识得以重新整合，使学生对传感器的认识更完整，更清晰。
四、教学难点1.能识别各类光电式传感器。
2.能根据任务要求，正确安装光电式传感器。
3.正确完成光电式传感器测量转速的电路接线。
4.正确测量转速并且读数正确。
五、教学内容任务一光电式传感器在转速检测中的应用知识链接一、光电效应用光照射某一物体，可以看作物体受到一连串具有能量（每个光子能量的大小等于普朗克常数h乘以光的频率γ，即E=hγ）的光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。
由于被光照射的物体材料不同，所产生的光电效应也不同，通常光照射到物体表面后产生的光电效应分为：外光电效应、内光电效应、光生伏特效应。
1.外光电效应在光线的作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，基于外光电效应的光电元件有紫外光电管、光电倍增管、光电摄像管等。
2.内光电效应半导体材料受到光照时，使其导电性能增强，光线越强，阻值越低，这种光照后电阻率发生变化的现象,称为内光电效应。
基于这种效应的光电器件有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光敏晶闸管等。
3.光生伏特效应在光线作用下, 能使物体产生一定方向的电动势的现象，称为光生伏特效应。
具有光生伏特效应的光电器件有硅、硒、砷化镓、氧化铜、锗等材料做成的光电池。
二、光电元件1.基于外光电效应的光电元件（1）光电管光电管是基于外光电效应原理工作的光电元件。
光电传感器应用技术教学设计
光电传感器应用技术教学设计随着科技的不断发展，光电传感器技术得到了越来越广泛的应用。
在各个领域，光电传感器都发挥着重要的作用。
因此，光电传感器应用技术教学的设计对于学生的专业发展非常重要。
本文将介绍光电传感器应用技术教学设计的重要性、教学目标、教学内容、教学方法和评价方法，以期帮助您更好地设计光电传感器应用技术教学。
重要性光电传感器在现代科技应用中十分重要。
通过光电传感器可以感知光的存在和光的强弱。
因此，在各种自动化和控制领域，光电传感器都有着广泛的应用。
光电传感器应用技术教学设计是为了将学生所学知识应用到实际操作中。
通过培养学生的能力，他们可以更好地适应未来的工作和学习。
教学目标1.掌握光电传感器的基本原理和工作方式。
2.了解光电传感器在工业控制、机器人、家电等领域的应用。
3.能够独立进行光电传感器的应用设计与实现。
4.了解光电传感器的发展趋势及其在未来的应用方向。
教学内容第一部分：光电传感器的基本原理及应用•光电传感器的基本组成及其工作原理。
•光电传感器在自动控制和机器人领域的应用。
•光电传感器的分类及特点。
第二部分：光电传感器的设计•光电传感器原理图与实际应用电路图的设计。
•光电传感器的实际调试方法与技巧。
•光电传感器在各种应用场景的光源选择及灵敏度测试方法。
第三部分：光电传感器的应用案例分析•光电传感器在工业控制领域的应用。
•光电传感器在家电领域的应用。
•光电传感器在机器人领域的应用。
第四部分：光电传感器的未来应用•光电传感器的发展历程及趋势。
•光电传感器在未来的应用方向。
教学方法本教学设计采取项目驱动教学方法。
教学过程分为讲授和实践环节。
讲授环节包括授课、分组讨论等，授课以PPT形式呈现，让学生了解光电传感器的基本原理、应用领域以及实际案例。
实践环节以小组为单位，每个小组设计一个光电传感器应用方案，并进行实际实验。
在实际操作中，教师以辅导员和指导员的角色指导学生，帮助学生应用理论知识进行实验操作。
第十三课 光电传感器教学教案
第十三课光电传感器一、教学目标1、知识与技能●了解光电传感器。
●学会通过编程，控制主板上的光电传感器（简称：光传感器）。
2、过程与方法●通过飞蛾扑火的故事和光传感器的类比，学习用类比的方法去理解事物。
3、情感、态度、价值观●通过飞蛾扑火的故事，让学生体验对生活细微现象进行观察的乐趣；●通过尝试自主编程，使用光传感器获取环境中的光强度并显示在数码管上，培养科学探究的态度。
二、教学重、难点重点：了解和掌握控制主板上光传感器的位置及编程用法。
难点：了解光传感器工作原理并学会相应的编程。
三、教学准备教师准备：教师用书、PPT、平板/手机（支持编程）、控制主板、数码显示管、电池盒（含电池）、RJ11线；学生准备：课本；四、教学过程设计光传感器教学视频环节说明：1.学什么？此环节中，教师可以借助生活常见的事物现象来引入光传感器——手机、Pad 灯智能产品自动调节亮度的功能，使学生更直观、感性地认识光传感器，然后简单介绍一下光传感器的分类。
注意控制主板上的光敏传感器是属于光电传感器的一种！2.STEM乐园此环节中，教师从飞蛾扑火的故事引发学生的思考，引起学生对生活常识的好奇与兴趣——难道是飞蛾看到了火光会傻傻地径直扑上去，导致自己被烧死吗？解读完飞蛾扑火的现象后，注意回归课堂中心，从这个故事中我们可以知道：飞蛾的眼睛是具有识辨光线强弱的能力的，这个功能就跟我们接下来要学习的“光传感器”类似！从而真正引出主板上的光敏传感器的介绍。
3.Robot世界此环节中，教师首先介绍光电传感器的定义：一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
简单来说，光传感器就是能感应出环境中光强度的一个元件。
介绍光传感器在主板上的具体位置。
4.一起来！一起来做一做。
玩法一：利用光传感器检测环境的光强，将光照强度显示在数码管上；玩法二：输出光照强度；玩法三：编程实现视力保护器的效果，如光照弱时报警。
光电式传感机课程设计
光电式传感机课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握光电式传感机的基本原理、结构和工作方式，学会使用光电式传感器进行信号检测和处理，培养学生动手能力和创新思维。
1.了解光电式传感机的基本原理和分类。
2.掌握光电式传感器的结构、工作原理和主要性能参数。
3.熟悉光电式传感机的应用领域和实例。
4.能够分析光电式传感机的性能指标，选择合适的光电式传感器。
5.能够使用光电式传感器进行信号检测和处理，构建简单的光电控制系统。
6.具备光电式传感机故障排查和维护能力。
情感态度价值观目标：1.培养学生对光电技术感兴趣，认识到光电技术在现代科技中的重要性。
2.培养学生动手实践能力和创新思维，提高学生解决实际问题的能力。
3.培养学生团队协作精神，增强学生的责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光电式传感机的基本原理、结构和工作方式，光电式传感器的分类、性能参数和应用领域，以及光电式传感机的故障排查和维护。
1.光电式传感机的基本原理：光电效应、光电器件、光电转换原理。
2.光电式传感机的结构：光电式传感器的组成、光电式传感机的电路结构。
3.光电式传感机的工作方式：光电式传感机的工作原理、光电式传感机的操作方法。
4.光电式传感器的分类：光敏电阻传感器、光电耦合传感器、光电二极管传感器等。
5.光电式传感器的性能参数：灵敏度、响应时间、线性度、分辨率等。
6.光电式传感器的应用领域：光电式传感机在工业、农业、医疗等领域的应用实例。
7.光电式传感机的故障排查和维护：故障现象、故障原因、故障解决方法。
三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过讲解光电式传感机的基本原理、结构和应用，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：学生就光电式传感机的性能、优缺点等问题进行讨论，培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析光电式传感机在实际应用中的案例，使学生了解光电式传感机的实际应用价值。
方案 认识和应用光电传感器公开课教案教学设计
认识和应用光电传感器公开课教案教学设计一、教学目标1. 让学生了解光电传感器的基本原理和类型。
2. 使学生掌握光电传感器的应用方法和技巧。
3. 培养学生的动手实践能力和团队协作精神。
二、教学内容1. 光电传感器的基本原理2. 光电传感器的类型及特点3. 光电传感器的应用案例4. 光电传感器的安装与调试5. 光电传感器在实际项目中的应用三、教学方法1. 讲授法：讲解光电传感器的基本原理、类型及特点。
2. 案例分析法：分析光电传感器的应用案例，让学生了解其在实际项目中的应用。
3. 实践操作法：引导学生动手安装、调试光电传感器，培养学生的实践能力。
4. 小组讨论法：分组讨论光电传感器的应用方法，培养学生的团队协作精神。
四、教学准备1. 教具：光电传感器、实验器材、投影仪等。
2. 教材：光电传感器相关资料、案例及实验指导书。
3. 课件：制作光电传感器教学课件，包括图片、动画、视频等。
五、教学过程1. 导入：通过一个简单的光电传感器应用案例，引发学生对光电传感器的兴趣。
2. 讲解：介绍光电传感器的基本原理、类型及特点，讲解光电传感器的工作原理。
3. 实践：引导学生动手安装、调试光电传感器，让学生了解其在实际项目中的应用。
4. 讨论：分组讨论光电传感器的应用方法，引导学生思考如何将光电传感器应用于实际项目中。
教学反思：在授课过程中，要注意理论与实践相结合，让学生在动手实践中掌握光电传感器的基本原理和应用方法。
要注重培养学生的团队协作精神，引导学生分组讨论、分享经验。
在教学过程中，及时解答学生的疑问，确保教学效果。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对光电传感器基本原理的理解程度。
2. 实验报告：评估学生在实践操作中的表现，包括光电传感器的安装和调试。
3. 小组讨论：评价学生在团队合作中的表现，以及对光电传感器应用方法的讨论。
七、教学拓展1. 邀请行业专家进行讲座，分享光电传感器在实际工作中的应用经验。
光电式传感器课程设计
光电式传感器课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握光电式传感器的基本原理、结构和应用，能够运用光电式传感器解决实际问题。
1.掌握光电式传感器的工作原理。
2.了解光电式传感器的种类和结构。
3.熟悉光电式传感器的应用领域。
4.能够正确选用和安装光电式传感器。
5.能够进行光电式传感器的故障排查和维修。
6.能够利用光电式传感器进行简单的系统设计。
情感态度价值观目标：1.培养学生对光电技术的好奇心和探索精神。
2.使学生认识到光电式传感器在现代科技中的重要性。
3.培养学生对科技工作的热爱和敬业精神。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个方面：1.光电式传感器的基本原理：光的传播、光电效应、光的检测等。
2.光电式传感器的种类和结构：光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电晶体管等。
3.光电式传感器的应用：光电开关、光电编码器、光电传感器在自动化控制系统中的应用等。
4.光电式传感器的选用和安装：根据应用需求选择合适的光电式传感器，了解其安装方法和注意事项。
5.光电式传感器的故障排查和维修：掌握常见故障的排查方法，了解维修技巧。
三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解光电式传感器的基本原理、结构和应用，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：引导学生探讨光电式传感器在实际应用中的优势和局限，提高学生的思考能力。
3.案例分析法：分析具体的光电式传感器应用案例，让学生了解光电式传感器在实际工作中的作用。
4.实验法：学生进行光电式传感器的实验操作，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光电式传感器教材，为学生提供系统、全面的知识学习。
2.参考书：提供相关的光电技术参考书籍，丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作光电式传感器的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：准备光电式传感器实验所需的设备，如光电式传感器、实验板等，让学生能够亲自动手操作。
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一、光电式传感器
1、光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
光电式传感器具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性、反映快等特点，使其在检测和控制领域获得了广泛的应用。
光电式传感器是将光通量转换为电量的一种传感器，光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。
由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多，具有非接触、高精度、高可靠性和反应快等特点，使得光电传感器在检测和控制领域获得了广泛的应用。
光电器件是构成光电式传感器最主要的部件。
光电式传感器的工作原理如图8-1所示：首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后通过光电转换元件变换成电信号。
图中x1表示被测量能直接引起光量变化的检测方式；x2表示被测量在光传播过程中调制光量的检测方式
将光量转换为电量的器件称为光电传感器或光电元件。
光电式传感器的工作原理是：首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后通过光电转换元件变换成电信号。
光电传感器的工作基础是光电效应。
二、光的基本性质
1、牛顿——微粒说
根据光直线传播现象，对反射和折射做了解释
不能解释较为复杂的光现象：干涉、衍射和偏振
波动理论
惠更斯、杨氏和费涅耳等解释光的干涉和衍射现象 麦克斯韦电磁理论：光是一种电磁波 2、光量子说
1900年普朗克在研究黑体辐射时，提出辐射的量子论 1905年，爱因斯坦在解释光电发射现象时提出光量子的概念 光子的能量与光的频率成正比 光具有波粒二象性 三、光电效应 定义：
对不同频率ν的光，其光子能量E=h ν是不相同的，光波频率ν越高，光子能量越大。
用光照射某一物体，可以看作是一连串能量为h ν的光子轰击在这个物体上，此时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应，这种物理现象称为光电效应。
光照射到物体表面上使物体发射电子、或导电率发生变化、或产生光电动势等，这种因光照而引起物体电学特性发生改变统称为光电效应
光电器件工作的物理基础是光电效应。
光电效应分为外光电效应和内光电效应两大类。
1．外光电效应
◆在光线作用下，能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应，如光电管、光电倍增管就属于这类光电器件。
我们知道，光子是具有能量的粒子，每个光子具有的能力由下式确定：
——普朗克常数，6.626×10 （J ∙s ）； υ——光的频率（s ）。
若物体中电子吸收的入射光的能量足以克服逸出功A 0时，电子就逸出物体表面，产生电子发射。
故要使一个电子逸出，则光子能量h υ必须超出逸出功A 0，超过部分的能量，表现为逸出电子的动能。
即
E hv
=2
0012hv mv A =+
式中：m －电子质量；v 0－电子逸出速度。
该方程称为爱因斯坦光电效应方程。
光电子能否产生，取决于光子的能量是否大于该物体的表面电子逸出功A 0。
不同物体具有不同的逸出功，这意味着每一个物体都有一个对应的光频阀值，成为红限频率或波长限。
光线频率小于红限频率的入射光，光强再大也不会产生光电子发射。
当入射光的频谱成分不变时，产生的光电流与光强成正比。
光电子逸出物体表面具有初始动能，因此外光电效应器件，如光电管即使没有加阳极电压，也会有光电流产生 2．内光电效应
◆受光照的物体导电率发生变化，或产生光生电动势的效应叫内光电效应。
内光电效应又可分为以下两大类。
●光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电阻率变化，这种效应称为光电导效应。
基于这种效应的器件有光敏电阻等。
当光照射到光电导体上时，若这个光电导体为本征半导体材料，而且光辐射能量又足够强，光电导材料价带上的电子将被激发到导带上去。
从而使导带的电子和价带的空穴增加，致使光导体的导电率变大。
为了实现能级的跃迁，入射光的能量必须大于光电导材料的禁带宽度Eg ，即
3、光生伏特效应：在光线作用下能够使物体产生一定方向电动势的现象。
基于该效应的器件有光电池和光敏晶体管等。
① 势垒效应（结光电效应）
接触的半导体和PN 结中，当光线照射其接触区域时，便引起光电动势，这就是结光电效应。
② 侧向光电效应
电子能量E
不存在电子所占能带 1.24
g
hc hv E λλ
==≥
当半导体光电器件受光照不均匀时，由载流子浓度梯度将会产生侧向光电效应。
光电器件：
一、光敏电阻：
1．光敏电阻的结构与工作原理
◆光敏电阻又称光导管，是内光电效应器件，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。
光敏电阻器以硫化隔制成，所以简称为CDS。
◆光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。
当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减少，电路中电流迅速增大。
一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。
实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级，亮电阻在几千欧以下。
2.结构
光敏电阻是薄膜元件，它是由在陶瓷底衬上覆一层光电半导体材料（金属硫化物、硒化物和锑化物）。
目前生产的光敏电阻主要是硫化镉。
(a) 光敏电阻结构； (b) 光敏电阻电极； (c) 光敏电阻接线图
光敏电阻的灵敏度易受潮湿的影响，
因此要将光电导体严密封装在带有玻璃的壳体中。
半导体吸收光子而产生的光电效应，只限于光照的表面薄层。
光敏电阻的电极一般采用梳状，提高了光敏电阻的灵敏度。
灵敏度高，光谱特性好，光谱响应从紫外区一直到红外区。
而且体积小、重量轻、性能稳定 2．光敏电阻的主要参数 （1）暗电阻和暗电流
光敏电阻在室温条件下，在全暗后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。
此时流过的电流，称为暗电流。
（2）亮电阻
光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。
（3）光电流
亮电流与暗电流之差，称为光电流 3．光敏电阻的基本特性
金属电极
R E
(a )
(b )
(c )
a
（1）伏安特性
◆在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系称为光敏电阻的伏安特性。
光敏电阻在一定的电压范围内，其I-U曲线为直线，说明其阻值与入射光量有关，而与电压、电流无关。
在给定的偏压情况下，光照度越大，光电流也就越大；在一定光照度下，加的电压越大，光电流越大，没有饱和现象。
光敏电阻的最高工作电压是由耗散功率决定的，耗散功率又和面积以及散热条件等因素有关。
（2）光照特性
指光敏电阻的光电流I和光照强度之间的关系
不同材料的光照特性是不同的，绝大多数光敏电阻光照特性是非线性的。
由于光敏电阻的光照特性呈非线性，因此不宜作为测量元件，一般在自动控制系统中常用作开关式光电信号传感元件。
（3）光谱特性
光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光谱特性，亦称为光谱响应。
即光敏电阻对入射光的光谱具有选择作用，即光敏电阻对不同波长的入射光有不同的灵敏度。
硫化镉光敏电阻的光谱响应的峰值在可见光区域，常被用作光度量测量（照度计）的探头。
而硫化铅光敏电阻响应于近红外和中红外区， 常用做火焰探测器的探头。
（4）响应时间和频率特性
光电导的弛豫现象：光电流的变化对于光的变化，在时间上有一个滞后。
不同材料的光敏电阻具有不同的响应时间，所以它们的频率特性也就不尽相同 光敏电阻的光电流不能随着光强改变而立刻变化，即光敏电阻产生的光电流有一定的惰性，这种惰性通常用时间常数表示。
时间常数为光敏电阻自停止光照起到电流下降为原来的63%所需要的时间。
时间常数越小，响应越迅速。
对应着不同材料的频率特性。
（5）温度特性
光敏电阻受温度的影响较大。
当温度升高时，它的暗电阻和灵敏度都下降。
光敏电阻和其它半导体器件一样，受温度影响较大。
温度变化时，影响光敏电阻的光谱响应、灵敏度和暗电阻。
温度系数:
在一定光照下，温度每变化1℃，光敏电阻阻值的平均变化率
光敏电阻具有光谱特性好、允许的光电流大、灵敏度高、使用寿命长、体积小等优点，所以应用广泛。
此外许多光敏电阻对红外线敏感，适宜于红外线光谱区工作。
光敏电阻的缺点是型号相同的光敏电阻参数参差不齐，并且由于光照特性的非线性，不适宜于测量要求线性的场合，常用作开关式光电信号的传感元件
光敏电阻优点：灵敏度高，体积小、重量轻，光谱响应范围宽，机械强度高、耐冲击和振动，寿命长。
缺点：使用时需要有外部电源，同时当有电流通过它时，会产生热的问题。