3.4 霍尔式传感器（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3.4 霍尔式传感器 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。 熟悉和掌握霍尔式传感器的基本原理和结构； 理解和运用尔元件的基本参数与温度误差的补偿、集成霍尔元件等内容进行掌握； 学习任务 描述 熟悉和掌握霍尔式传感器的基本原理和结构； 理解和运用尔元件的基本参数与温度误差的补偿、集成霍尔元件等内容进行掌握。 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 熟悉和掌握霍尔式传感器的基本原理和结构； 教学难点 理解和运用尔元件的基本参数与温度误差的补偿、集成霍尔元件等内容进行掌握。 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：分小组总结霍尔元件的工作原理及结构。 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） 早在1879年，人们就在金属中发现了霍尔效应，但由于这种效应在金属中非常微弱，当 时并没有引起重视。直到1948年，由于半导体提纯工艺的不断改进，发现霍尔效应在高纯度 半导体中表现较为显著,由此人们对霍尔效应的机理、材料、制造工艺和应用等方面的研究空 前地活跃起来。现在霍尔元件已广泛应用于非电量检测、自动控制、电磁测量、计算装置以及 现代军事技术等各个领域中。 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 、霍尔元件的工作原理及结构 1. 霍尔效应 如图3-16所示， 一块长 l、宽 b 、厚 d 的半导体，在外加磁场B 作用下，当有电流 I 流过时，运动电子受洛仑兹力的作用而偏向一侧(图中“ - ” 侧),使该侧形成电子的积累，与它对立的侧面由于减少了 电子浓度，出现了正电荷。这样，在两侧面间就形成了一个 电场。运动电子在受洛仑兹力的同时，又受电场力的作用最后当这两作用力相等时，电子的积累达到动态平衡，这时两侧之间建立电场，称霍尔电场 E₁,相应的电压称霍尔电压 Un，上述这种现象称霍尔效应。 2.材料及结构特点 根据霍尔效应原理做成的器件叫做霍尔元件。霍尔元件一般采用具有 N 型的锗、锑化铟 和砷化铟等半导体单晶材料制成。锑化铟元件的输出较大，但受温度的影响也较大。锗元件的 输出虽小，但它的温度性能和线性度却比较好。砷化铟元件的输出信号没有锑化铟元件大，但 是受温度的影响却比锑化铟的要小，而且线性度也较好。因此，采用砷化铟为霍尔元件的材料 得到普遍应用。 霍尔元件