2.2 丰富多样的传感器 课件 2026-2027学年川教版初中信息科技八年级上册

义务教育信息科技课程资源 八年级 2.2　丰富多样的传感器 第二单元　物联网的感官系统 义务教育信息科技课程资源 1 2.2　学习目标 学 习 目 标 1 通过查阅资料，了解传感器的类型和工作原理。 2 通过分析传感器应用实例，学会根据实际情况选择传感器。 3 能够连接传感器与主控板，并通过实验平台读取和显示数据。 本校暂无物联实验设备，第 3 条改为看连接图、读流程图与程序，条件具备再补做。 义务教育信息科技课程资源 2.2　课堂导入 课堂导入 · 问题情境 欢欢：在自动消防喷淋系统中，我们可以选择哪种传感器来监测火灾呢？ 博士爷爷：传感器就像我们的眼睛和耳朵，能感知周围环境的变化并收集信息。 欢欢：这些设备又是如何工作的呢？ 静思 30 秒：写下你选哪一种，并写一条理由。（不看书、不讨论） 同桌互说 1 分钟：每人说一条自己的选择和理由。 要挑得对，得先弄懂它是怎么工作的——今天学习 2.2《丰富多样的传感器》。 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 学 习 内 容 一、传感器的原理 被测量 → 电信号 二、传感器的类型 按被测物理量划分 三、传感器的选择 按需求与场景来挑 四、数据的读取与显示 连接 · 流程 · 程序 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 一、传感器的原理 传感器是指能感受被测量信号并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 敏感元件 直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的量 转换元件 把敏感元件输出的量转换成可用的电信号 辅助电源为转换元件和信号调节与转换电路供电，传感器才能正常工作。 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 从“被测量”到“电信号” ① 被测量信号 温度 · 湿度 · 距离…… ② 敏感元件 感受被测量 ③ 转换元件 转换成电信号 ④ 信号调节与 转换电路 输出可用信号 传感器做的事：把现实世界的“量”，翻译成设备能处理的电信号。 想一想：体温枪、倒车雷达，各自链路的“被测量”是什么？ 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 两种常见传感器 温度传感器 利用对温度敏感的材料制造：周围温度升高时，敏感材料的电阻值发生变化，这个变化的电阻值被转换成电信号。 超声波传感器 发出超声波信号，接收反射自目标物体的回声，根据发出和接收信号之间的时间差异来测定与目标物体的距离。 两者走的都是同一条链路，只是“被测量”不同：一个是温度，一个是距离。 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习活动 想一想：36.6 是怎么来的？ 静思 1 分钟：按“被测量→敏感元件→转换元件→电信号”口头走一遍。 ① 被测量：人体发出的红外辐射强度； ② 敏感元件感受后，输出随温度变化的量； ③ 转换与调节电路把它变成电信号，屏幕上显示 36.6。 同桌互查 1 分钟：一人说温度传感器，一人说超声波传感器。 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 二、传感器的类型 传感器在物联网中扮演“感官”的角色，让物体具有类似人类的触觉、嗅觉、味觉和听觉等感知能力： 耳朵 · 听觉 声音传感器 眼睛 · 视觉 红外 / 超声波 / 光线传感器 鼻子 · 嗅觉 气体传感器 嘴巴 · 味觉 化学传感器 皮肤 · 触觉 压力 / 温度 / 湿度传感器 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 按被测物理量分类 最常用的分类方法：按被测物理量划分，它揭示了每种传感器的特定用途。 位移传感器 速度传感器 温度传感器 力矩传感器 压力传感器 加速度传感器 先确定“测什么”，才能确定“用哪一类”。 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习活动 找一找：身边的传感器 静做 2 分钟：写出 2 个你见过或听说过的传感器，写清它测哪个物理量。 护眼灯里的光线传感器：测光线强弱，自动调节亮度； 手机的加速度传感器：测运动状态，用来计步和转屏； 温室大棚的土壤湿度传感器：测土壤水分，指导灌溉。 追问：它测的是位移、速度、温度，还是压力？ 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 三、传感器的选择 在物联网的应用中，我们要根据实际需求和应用场景来选择和使用传感器： 测人体体温：选用高精度红外温度传感器，实现准确且响应迅速的体温检测 测空气温湿度：通常采用数字温湿度传感器，连续且准确地提供环境数据 测液体温度：要用专门设计的液体温度传感器，具备防水能力、能抵抗液体腐蚀 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 选传感器还要看什么？ 性能参数 量程、精度、响应速度能否满足要求 可靠性 长期运行是否稳定、不易失效 成本 预算能否承担，是否便于维护更换 兼容性 能否与主控板和系统其它部件配合 每种传感器的选择都应基于性能参数、可靠性、成本以及与系统的兼容性。 义务教育信息科技课程资源 2.2　项目实施 项目实施 · 任务一：给喷淋系统选传感器 请分析火灾发生时的特点，查阅资料，为消防自动喷淋系统选择合适的传感器，以监测火灾情况。（教材提示：火灾发生时温度会升高，会产生烟雾和火焰。） 想一想：只装一种够不够？ 小组活动 3 分钟：至少写出 2 种，说清“选什么—为什么”。 温度传感器：火灾发生时温度升高，用它监测异常高温； 烟雾传感器：火灾会产生烟雾，用它感知烟雾浓度； 火焰传感器：火灾会出现火焰，用它识别明火。 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 四、数据的读取与显示 动手实践：利用主控板和温度传感器，读取并显示环境的温度。本校暂无这套设备，今天改为“看连接图、读流程图、读程序”的方式走一遍。 ① 硬件连接 温度传感器与主控板相连 ② 算法设计 先画流程图，明确解决步骤 ③ 程序编写 在编程平台上实现 课后条件具备时，再按这三步补做实验。 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习内容 算法设计：读温度并显示 ① 开始：读取并显示温度值 ② 等待 1 秒：决定多久测一次 ③ 回到第①步：循环执行，持续更新 循环加等待：数据能持续更新，又不至于刷屏。 义务教育信息科技课程资源 2.2　学习活动 口头模拟：没有设备也能走一遍 同桌 2 分钟：一人当传感器报数，一人当程序显示并等待，走三轮。 升温：26℃ → 27℃ → 29℃，屏幕逐个显示并各等 1 秒； 降温：开空调后 29℃ → 27℃ → 26℃，同样逐个显示。 追问：如果程序里没有“等待 1 秒”，会怎么样？ 义务教育信息科技课程资源 2.2　课堂总结 课 堂 小 结 先自己说一说，再逐条对照 1 原理：被测量信号→敏感元件→转换元件→信号调节与转换电路→电信号； 2 类型：按被测物理量分位移、速度、温度、力矩、压力、加速度传感器等； 3 选择：看需求与场景——测温枪用红外、空气用数字温湿度、液体用防水抗腐蚀型； 4 读取与显示：硬件连接 → 算法设计（读—显示—等1秒—循环）→ 程序编写。 义务教育信息科技课程资源 2.2　课堂总结 随 机 抽 查 请说出： 传感器的两个组成部分 各自负责什么 请举出： 喷淋系统用的两种传感器 各对应火灾的什么特点 敏感元件（感受被测量）＋ 转换元件（转成电信号）　｜　温度传感器→温度升高；烟雾传感器→产生烟雾；火焰传感器→出现明火 义务教育信息科技课程资源 2.2　板书设计 2.2　丰富多样的传感器 原理 被测量 → 敏感元件 → 转换元件 → 电信号 类型 按被测物理量：温度 · 压力 · 位移 · 速度 · 加速度 · 力矩 选择 测什么 ＋ 在哪测 ＋ 性能/可靠/成本/兼容 火灾 温度升高→温度传感器；有烟雾→烟雾传感器；有火焰→火焰传感器 读数据 连接 → 流程（读—显示—等1秒—循环）→ 程序 义务教育信息科技课程资源 $