授课章节 |
第十章 光电传感器的原理及应用 |
授课形式 |
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教学目标 |
知识目标: 1、了解光电元件的分类以及工作原理; 2、掌握光电元件的应用电路;3、了解光电池的电流/电压转换电路及计算; 4、掌握光电传感器的应用。 能力目标: 素质目标: |
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教学重点 |
光电传感器的应用 |
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教学难点 |
光电元件的应用电路 |
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补充内容 |
无 |
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教学场地 及教具使用 |
各种光电元件、光电传感器 |
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教 学 过 程 |
方法手段 时间分配 |
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导 入 |
做以下的演示: 将光敏电阻接到万用表的电阻量程,测量在有光照和没有光照情况下的的电阻值。 |
演示 5分钟 |
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新 课 |
讲述光的物理基础,以及三种光电效应: 光电效应:用光照射某一物体,可以看作物体受到一连串能量为hf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。通常把光电效应分为三类: (1)外光电效应:在光线的作用下能使电子逸出物体表面的光电效应。 基于外光电效应的光电元件:光电管、光电倍增管、光电摄像管等(玻璃真空管元件)。 (2)内光电效应:在光线的作用下能使物体的电阻率改变的光电效应 基于内光电效应光电元件:光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管及光敏晶闸管等。 (3)光生伏特效应:在光线的作用下,物体产生一定方向电动势的光电效应。 基于光生伏特效应的光电元件:光电池等。 一、简单介绍光电管(掌握应用领域) 由于材料的逸出功不同,所以不同材料的光电阴极对不同频率的入射光有不同的灵敏度,人们可以根据检测对象是可见光或紫外光而选择不同阴极材料的光电管。光电管的图形符号及测量电路如图10-2所示。目前紫外光电管在工业检测中多用于紫外线测量、火焰监测等,可见光较难引起光电子的发射。
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PPT、讨论、演示
80分钟 |
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新 课 |
光电传感器的最大特点:非接触式测量。
1)光源本身是被测物,被测物发出的光投射到光电元件上,光电元件的输出反映了光源的某些物理参数,如图10 2)恒光源发射的光通量穿过被测物,一部分由被测物吸收,剩余部分投射到光电元件上,吸收量决定于被测物的某些参数,如图10-22b所示,典型例子如透明度计、浊度计等。
3)恒光源发出的光通量投射到被测物上,然后从被测物表面反射到光电元件上,光电元件的输出反映了被测物的某些参数,如图10 4)恒光源发出的光通量在到达光电元件的途中遇到被测物,照射到光电元件上的光通量被遮蔽掉一部分,光电元件的输出反映了被测物的尺寸,如图10-22d所示。典型的例子如振动测量、工件尺寸测量等。
图10-22 光电传感器的几种形式 a)被测物是光源 b)被测物吸收光通量 c)被测物是有反射能力的表面 d)被测物遮蔽光通量 1-被测物 2-光电元件 3-恒光 |
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知识拓展:无 |
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练习或训练 |
讨论:光电传感器的应用实例 |
讨论 5分钟 |
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课后小结 |
学生对此传感器较为感兴趣,而且能够举出具体实例,要是能够利用实际应用实例就更好了 |
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布置作业 |
10.1 |
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