2.7 电容式传感器（教案）-高一《传感器及应用》同步精品课堂（高教版—第2版）

《传感器及应用》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务2.7 电容式传感器 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 根据教育部颁布的《中等职业学校机电技术应用专业教学指导方案》中主干课程传感器及应用的教学基本要求，并参照有关行业的职业技能鉴定规范及中级技术工人等级标准编写的中等职业教育国家规划教材。 背景分析 本书主要内容包括传感器的基本概念、参量传感器、发电传感器、其他传感器、传感器的信号处理、抗干扰技术、检测仪表概述、传感器在机电产品中的应用等。本书可作为中等职业学校机电技术应用专业教材，也可作为相关行业岗位培训教材或自学用书。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 全面贯彻素质教育思想，从社会发展对高素质劳动者和中初级专门人才需要的实际出发，注重对学生的创新精神和实践能力的培养。 熟悉和掌握电容式传感器的应用； 理解和运用电容式传感器的基本工作原理及结构形式，以及测量转换电路等内容进行掌握； 学习任务 描述 熟悉和掌握电容式传感器的应用； 理解和运用电容式传感器的基本工作原理及结构形式，以及测量转换电路等内容进行掌握。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 熟悉和掌握电容式传感器的应用； 教学难点 理解和运用电容式传感器的基本工作原理及结构形式，以及测量转换电路等内容进行掌握。 教学难点突破方法 利用现场讲解，突破教学难点。充分把握课前导学、课中做学、课后督学三个环节，让重难点突破融入到每个环节。课堂教学中设置了两个学习任务，通过任务的达成，专业水平得到层级的提升，实现重难点的突破。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《传感器及应用》，主编：吴旗，2010年1月第2版；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 问题引入：分小组总结电容式传感器基本工作原理及结构形式。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） [探索新知]（2分钟） 电容式传感器是以各种类型的电容器作为传感元件，通过电容传感元件将被测物理量的变 化转换为电容量的变化，再经测量转换电路转换为电压、电流或频率。电容式传感器有一系列 优点：如结构简单，需要的作用能量小，灵敏度高，动态特性好，能在恶劣环境条件下工作等。随着微电子技术的发展，特别是集成电路的出现，电容式传感器的优点得到了进一步发 挥，目前已成熟地运用到测厚、测角、测液位、测压力等方面。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生根据所学知识上网查一下关于此课堂所涉及的新闻和时政等，可以用于小组间的分享。 使用学生对自己专业有个大概了解，自己再去收集相关资料拓展自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） [学习新知]（14分钟） 一 、基本工作原理及结构形式 电容式传感器的基本工作原理可以用图2-40所示的平板电容器来说明。 实际应用时常使d 、A 、e 三个参数中的两个保持不变，而改变其中一个参数来使电容发 生变化。所以电容式传感器可以分为三种类型：改变极板距离d 的变间隙式改变极板面积A 的 变面积式改变介电常数e 的变介电常数式。 图2-41表示一些电容式传感器原理的结构形式，其中：图a 、b 为变间隙式；图 c 、d 、e 和 f 为变面积式；图g 、h 为变介电常数式。图2-41a 、b 是线位移传感器；图d 为角位移传感 器；图b 、d 和 f 是差动式电容传感器。 变间隙式电容传感器一般用来测量微小的线位移(零点一微米至零点几毫米);变面积式 电容传感器一般用于测角位移(一角秒至几十度)或较大的线位移；变介电常数式电容传感 器常用于固体或液体的物位测量以及各种介质的湿度、密度的测定。 主要讲解基本工作原理及结构形式。 学生在书本上找出对应的内容并勾