KC01141203-p08-光照传感器的性能指标

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1、物联网应用技术专业教学资源库文档文档来源院校开发文档编号KC01141203-p08光照传感器的性能指标微课课程设计重庆电子工程职业学院2015 年 8 月 11 日微课标题光照传感器的性能指标所属课程物联网技术导论所属专业物联网应用技术适用对象大一学生所属专业大类物联网所属专业类物联网授课教师武新、王玲所属学校重庆电子工程职业学院教学思想与教学设计思路本节课通过讲解几种常见的光照传感器的分类、用途及光敏电阻的性能指标，引导学生针对不同的应用场景选择相应的光照传感器。教学背景课程情况背景：本课是根据 物联网技术导论 第四章 “智慧型生态农庄的设计与搭建” - 光照传感器的选型而设计的一节课。本

2、课是这个单元整体教学过程中的重要环 节，根据“光照传感器是什么？”和“如何选择光照传感器”这两个问题展开分 析与思考。本课教学内容围绕光照传感器的认知，易于学生理解，吸引了学生学 习兴趣，激发了他们的学习热情。在学习活动中，不仅让学生掌握光照传感器的 性能指标的理论知识，重点是培养学生运用所学知识理论联系实际，能够根据具 体的应用场景正确选择光照传感器。学生情况背景该课程的学习对象是物联网专业大一的学生。通过前期的学习，学生对传感 器比较感兴趣， 他们思维活跃， 接受能力强， 但不喜欢枯燥刻板的理论授课方式。 所以只要设置使他们感兴趣的活动和方式，因材施教，将知识融入到生动有趣的 活动中传授，

3、就可以让学生学得轻松，掌握得牢固。教学目标1、 使学生了解常见的光照传感器2、 使学生正确认知各种光照传感器的特点和用途3、 使学生能够根据具体应用场景，结合光敏电阻的性能指标进行选型。教学重、难点重点：光照传感器的性能指标难点：光照传感器的特点教学过程设计教学环节教学内容教学方法教学手段教学资源时间分配案例引入智慧鱼塘的光照强度的控制讲授法幻灯片演示1 分钟新课常见的光照传感器的分类和用途讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课常见的光敏电阻的性能指标讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课光照传感器的选型讲授与引导幻灯片演示1 分钟总结回顾本课内容， 掌握光照传感器的选型习题幻灯片演示1 分钟教学总结与特

4、色本课程通过情景体验引起学生共鸣和思考；通过深入简出的演示，使学生对光照传 感器有进一步的了解。教学详案步骤 1：案例引入设计意图 ：通过讲解光照强度对水生植物生长的重要性，引出采集和控制鱼塘光照强度的重要性，从而 引出光照传感器。步骤 2：常见的光照传感器的特点和用途设计意图 ：通过图片讲解光敏电阻、光电二极管、光电晶体管和光电倍增管等常见的几种光照传感器的 分类和用途。步骤 3： 光敏电阻的性能指标之光敏电阻设计意图 ：用形象图片和动画展示暗电阻和亮电阻，两个电阻值之比即为灵敏度。步骤 4： 光敏电阻的性能指标之光照特性设计意图 ：采用类比的方法，光敏电阻光照强度与光电流之间的关系相当于普

5、通电阻电压与电流之间的 关系。通过大家已经熟悉的电阻电压与电流之间的关系（欧姆定律）来解释光照特性。步骤 5： 光敏电阻的性能指标之光谱特性设计意图 ：采用实例演示方法，用一个光敏电阻控制自动门的例子来阐述光谱特性。当光敏电阻接收到 红色光时就可以控制自动门的开关，而接收到蓝光时不能控制。展示光敏电阻对光波长的选择性。步骤 6： 光敏电阻的性能指标之频率特性设计意图 ：采用实例演示方法，用光敏电阻控制彩灯开关的例子来形容频率特性。用夸张的手法展示当 光敏电阻接收到光照时，通过了一段时间常数才能控制彩灯的开关。展现光敏电阻时延性。步骤 7：光照传感器的选型设计意图： 阐述光照传感器的选型依据，让

6、学生学会根据具体的应用选择合适的光照传感器。步骤 8：总结设计意图： 向学生阐述本次课主要学习内容光照传感器。结语：光照传感器的用途很广泛，不同的 应用场景对光照传感器要求不同，需要根据技术要求，分析不同的性能指标，选择合适的光照传感器。 因此，了解光照传感器的性能指标很重要。步骤 9：习题设计意图： 加深学生对本节微课内容的理解。微课标题蔬菜大棚环境监测单元的搭建所属课程物联网技术导论所属专业物联网应用技术适用对象全院学生所属专业大类物联网所属专业类物联网授课教师王玲所属学校重庆电子工程职业学院教学思想与教学设计思路本节课通过视频演示使学生理解蔬菜大棚环境监测单元， 其次通过多媒体图片展示和

7、经典案例分析，引导学生搭建蔬菜大棚环境监测单元。教学背景课程情况背景：本课是根据 物联网技术导论 第四章 “智慧型生态农庄的设计与搭建” - 蔬菜大棚环境监测单元的搭建而设计的一节课。 本课是这个单元整体教学过程中 的重要环节，根据“蔬菜大棚环境监测单元有哪些功能模块”和“如何连接这些 功能模块”这两个问题展开分析与思考。本课教学内容围绕蔬菜大棚环境监测单 元的认知，易于学生理解，吸引了学生学习兴趣，激发了他们的学习热情。在学 习活动中，不仅让学生掌握蔬菜大棚环境监测单元的理论知识，重点是培养学生 运用所学知识理论联系实际，能够搭建蔬菜大棚环境监测单元。学生情况背景该课程的学习对象是物联网专业

8、大一的学生。通过前期的学习，学生对传感 器比较感兴趣， 他们思维活跃， 接受能力强， 但不喜欢枯燥刻板的理论授课方式。 所以只要设置使他们感兴趣的活动和方式，因材施教，将知识融入到生动有趣的 活动中传授，就可以让学生学得轻松，掌握得牢固。教学目标4、 使学生了解蔬菜大棚环境监测单元的功能模块5、 使学生能够学生搭建蔬菜大棚环境监测单元6、 使学生能够正确调试蔬菜大棚环境监测单元教学重、难点重点：蔬菜大棚环境监测单元的搭建难点：蔬菜大棚环境监测单元的调试教学过程设计教学环节教学内容教学方法教学手段教学资源时间分配案例引入蔬菜大棚环境监测单元的需求分析讲授法视频演示1 分钟新课器材准备讲授与引导幻

9、灯片演示2 分钟新课安装部署讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课注意事项讲授与引导幻灯片演示1 分钟新课系统调试讲授与引导幻灯片演示1 分钟总结回顾本课内容， 掌握蔬菜大棚环境监测单元的搭建讲授与引导幻灯片演示1 分钟教学总结本课程通过情景体验引起学生共鸣和思考；通过深入简出的演示，使学生对蔬菜大与特色棚环境监测单元有进一步的了解。教学详案步骤 1：案例引入设计意图 ：通过图片讲解蔬菜大棚环境监测单元的需求分析。步骤 2：器材准备设计意图 ：通过图片讲解搭建一个蔬菜大棚环境监测单元需要用到哪些器材。步骤 3： 安装部署设计意图： 通过图片讲解蔬菜大棚环境监测单元的安装布置图，并按照图纸进行安装部署

10、。 步骤 4：注意事项设计意图： 通过图片讲解各个功能模块的数据接口，并说明在安装部署时的注意事项。 步骤 5：系统调试设计意图： 通过图片讲解调试蔬菜大棚环境监测单元的过程，量程、单位和分辨率的设置。 步骤 5：总结设计意图： 向学生阐述本次课主要学习内容 蔬菜大棚环境监测单元的搭建。步骤 9：习题设计意图： 加深学生对本节微课内容的理解。微课标题温湿度传感器性能指标所属课程物联网技术导论所属专业物联网应用技术适用对象大一学生所属专业大类物联网所属专业类物联网授课教师武新所属学校重庆电子工程职业学院教学思想与教学设计思路本节课通过讲解温湿度对农作物的影响、温湿度监控系统及其性能指标，引导学生

11、针对不同的应用场景选择相应的温湿度传感器。教学背景课程情况背景：本课是根据 物联网技术导论 第四章 “智慧型生态农庄的设计与搭建” - 温湿度传感器的选型而设计的一节课。 本课是这个单元整体教学过程中的重要环 节，根据“温湿度传感器是什么？”和“如何选择温湿度传感器”这两个问题展 开分析与思考。本课教学内容围绕温湿度传感器的认知，易于学生理解，吸引了 学生学习兴趣，激发了他们的学习热情。在学习活动中，不仅让学生掌握温湿度 传感器的性能指标的理论知识，重点是培养学生运用所学知识理论联系实际，能 够根据具体的应用场景正确选择温湿度传感器。学生情况背景该课程的学习对象是物联网专业大一的学生。通过前期

12、的学习，学生对传感 器比较感兴趣， 他们思维活跃， 接受能力强， 但不喜欢枯燥刻板的理论授课方式。 所以只要设置使他们感兴趣的活动和方式，因材施教，将知识融入到生动有趣的 活动中传授，就可以让学生学得轻松，掌握得牢固。教学目标7、 使学生了解温湿度对农作物的影响8、 使学生正确认知温湿度传感器的性能指标9、 使学生能够根据具体应用场景，结合温湿度传感器的性能指标进行选型。教学重、难点重点：温湿度传感器的性能指标难点：温湿度传感器的特点教学过程设计教学环节教学内容教学方法教学手段教学资源时间分配案例引入温湿度对农作物的影响讲授法幻灯片演示1 分钟新课温湿度监控系统讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课

13、常见的温湿度传感器的性能指标讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课温湿度传感器的选型讲授与引导幻灯片演示1 分钟总结回顾本课内容， 掌握温湿度传感器的选型习题幻灯片演示1 分钟教学总结与特色本课程通过情景体验引起学生共鸣和思考；通过深入简出的演示，使学生对温湿度 传感器有进一步的了解。教学详案步骤 1：案例引入设计意图 ：通过图片、动画和视频讲解温湿度对农作物生长的重要性，引出采集和控制生态农业温湿度 值的重要性，从而引出温湿度传感器。步骤 2：温湿度监控系统设计意图 ：通过图片和视频温湿度监控系统的结构组成，及其核心部件温度传感器和湿度传感器。 步骤 3： 常见的温湿度传感器的性能指标设计意图 ：

14、逐一讲解温湿度传感器共同的性能指标量程、分辨力、零点漂移、响应时间等。通过动 画演示，生动形象的讲解温湿度传感器的这四个参数，使学习能直观观察这些指标，易于接收和理解。 步骤 4：温湿度传感器的选型设计意图： 阐述温湿度传感器的选型依据，让学生学会根据具体的应用选择合适的温湿度传感器。 步骤 5：习题设计意图： 加深学生对本节微课内容的理解。微课标题传感器数字信号输出形式所属课程物联网技术导论所属专业物联网应用技术适用对象大一学生所属专业大类物联网所属专业类物联网授课教师武新、王玲所属学校重庆电子工程职业学院教学思想与教学设计思路本节通过一个案例引出传感器信号输出的多种形式RS485、 RS2

15、32、 RSTTL，然后介绍这三种数据传输形式的概念，然后进行仔细分析，最后用一个案例来加 深对数字信号的认识。教学背景课程情况背景：本课是根据 物联网技术导论 第四章 “智慧型生态农庄的设计与搭建” - 传感器数字信号输出形式而设计的一节课。 本课是这个单元整体教学过程中的重 要环节， 根据“传感器数字信号的输出有哪些形式？” 这个问题展开分析与思考。 本课教学内容围绕传感器数字信号输出形式的认知，易于学生理解，吸引了学生 学习兴趣，激发了他们的学习热情。在学习活动中，不仅让学生掌握传感器数字 信号输出形式的相关知识，重点是培养学生运用所学知识理论联系实际，能够根 据具体的应用场景使用正确的

16、数字信号输出形式。学生情况背景该课程的学习对象是物联网专业大一的学生。通过前期的学习，学生对传感 器比较感兴趣， 他们思维活跃， 接受能力强， 但不喜欢枯燥刻板的理论授课方式。 所以只要设置使他们感兴趣的活动和方式，因材施教，将知识融入到生动有趣的 活动中传授，就可以让学生学得轻松，掌握得牢固。教学目标10、使学生了解传感器数字信号传输形式RS232；11、使学生了解传感器数字信号传输形式RS485；12、使学生了解传感器数字信号传输形式RSTTL 。教学重、难点重点：传感器数字信号的输出形式；难点：三种数字信号的相同处和区别。教学过程设计教学环节教学内容教学方法教学手段教学资源时间分配案例引

17、入双轴测角仪的数据传输讲授法幻灯片演示1 分钟新课RS485、RS232、 RSTTL的概念讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课RS485、RS232、 RSTTL物理连讲授与引导幻灯片演示2 分钟接和信号的详细分析新课三种数据传输形式的异同讲授与引导幻灯片演示1 分钟总结通过 2 个应用案例， 加强对三 种数据传输形式的认识习题幻灯片演示1 分钟教学总结与特色本课程通过情景体验引起学生共鸣和思考；通过深入简出的演示，使学生对传感器 数字信号输出形式有进一步的了解。教学详案步骤 1：案例引入设计意图 ：通过讲解双轴测角仪传感器的数字信号传输，从而引出常用的三种传感器数字信号输出形式RS485、RS

18、232、RSTTL。步骤 2：概念设计意图 ：通过图片和文字分别介绍 RS232数据传输的概念、 RS485 数据传输的概念、 RSTTL 数据传输 的概念。步骤 3： RS232 数据传输设计意图 ：图片：一个流量传感器正在通过 RS232将感知的信息传输给上位机引出RS232 数据传输，然后通过动画展示 RS232数据传输特点： TXD 、RXD 和 GND 线；信号线的有效电平范围；控制线的有效 电平范围。步骤 4： RS485 数据传输设计意图 ：图片：一个编码传感器正在通过 RS485将感知的信息传输给上位机引出RS485 数据传输，然后通过动画展示 RS485数据传输特点： A 和

19、 B 线；信号线的有效电平范围；差模信号传输特点；组网传 输特征。步骤 5： RSTTL数据传输设计意图 ：图片：一个甲烷气体传感器正在通过 UART 将感知的信息传输给上位机引出 RSTTL 数据传输， 然后通过动画展示 RSTTL 数据传输特点： TXD 、RXD 和 GND 线；信号线的有效电平范围。步骤 6：三种数据传输形式的比较设计意图 ：通过动画展示三种数据传输的信号线，和信号电平的异同。通过比较有一个全面的认识。 步骤 7：应用案例设计意图 ：通过引入两个应用案例，说明两款传感器数字信号的输出形式，加深认识和理解。步骤 8：习题设计意图： 加深学生对本节微课内容的理解。微课标题传

20、感器模拟信号输出形式所属课程物联网技术导论所属专业物联网应用技术适用对象大一学生所属专业大类物联网所属专业类物联网授课教师武新、王玲所属学校重庆电子工程职业学院教学思想与教学设计思路本节通过一个案例引出传感器信号输出的多种形式电流、电压、频率，然后 介绍这三种模拟信号的概念，然后进行仔细分析，最后用一个案例来加深对模拟 信号的认识。教学背景课程情况背景：本课是根据 物联网技术导论 第四章 “智慧型生态农庄的设计与搭建” - 传感器模拟信号输出形式而设计的一节课。 本课是这个单元整体教学过程中的重 要环节， 根据“传感器模拟信号的输出有哪些形式？” 这个问题展开分析与思考。 本课教学内容围绕模拟

21、信号的输出形式的认知，易于学生理解，吸引了学生学习 兴趣，激发了他们的学习热情。在学习活动中，不仅让学生掌握传感器模拟信号 的输出形式的相关知识，重点是培养学生运用所学知识理论联系实际，能够根据 具体的应用场景使用正确的模拟信号形式。学生情况背景该课程的学习对象是物联网专业大一的学生。通过前期的学习，学生对传感 器比较感兴趣， 他们思维活跃， 接受能力强， 但不喜欢枯燥刻板的理论授课方式。 所以只要设置使他们感兴趣的活动和方式，因材施教，将知识融入到生动有趣的 活动中传授，就可以让学生学得轻松，掌握得牢固。教学目标13、使学生了解传感器模拟电流输出信号；14、使学生了解传感器模拟电压输出信号；

22、15、使学生了解传感器模拟频率输出信号。教学重、难点重点：传感器模拟信号的输出形式； 难点：三种模拟信号的应用。教学过程设计教学环节教学内容教学方法教学手段教学资源时间分配案例引入风速传感器的模拟信号传输讲授法幻灯片演示1 分钟新课电流、电压、 频率信号的概念讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课电流、电压、 频率信号的物理连接和信号的详细分析讲授与引导幻灯片演示4 分钟总结通过 2 个应用案例， 加强对三 种数据传输形式的认识习题幻灯片演示1 分钟教学总结本课程通过情景体验引起学生共鸣和思考；通过深入简出的演示，使学生对传感器与特色模拟信号输出形式有进一步的了解。教学详案步骤 1：案例引入设计意图

23、 ：通过讲解风速传感器的模拟信号传输，从而引出常用的三种传感器模拟信号输出形式电流、 电压、频率信号。步骤 2：概念设计意图 ：通过图片和文字分别介绍电流信号传输的概念、电压信号传输的概念、频率信号传输的概念。步骤 3：电流信号传输设计意图 ：一个水温传感器的输出信号解释说明电流输出信号，水温传感器采用两线制，红色导线为电 源线，黑色为信号线，量程为 -40120，电流输出信号为 4-20mA 。步骤 4：电压信号传输设计意图 ：用一个空气质量传感器的输出信号解释说明电压输出信号，该传感器采用三线制，红色导线 为电源线，黑色为地线，黄色为信号线，量程为 0-30ppm ，电压输出信号为 0-5

24、V 。步骤 5：频率信号传输设计意图 ：一个风速传感器的输出信号解释说明频率输出信号，该传感器采用三线制，红色导线为电源 线，黑色为地线，灰色为信号线，量程为0-40m/s，频率输出信号为 200-1000Hz 。步骤 6：应用案例设计意图 ：通过引入两个应用案例，说明两款传感器模拟信号的输出形式，加深认识和理解。步骤 7：习题设计意图： 加深学生对本节微课内容的理解。微课标题传感器的静态性能参数（一）所属课程物联网技术导论所属专业物联网应用技术适用对象大一学生所属专业大类物联网所属专业类物联网授课教师武新、王玲所属学校重庆电子工程职业学院教学思想与教学设计思路本节课通过讲解传感器的静态特性定

25、义， 详细的分析传感器静态性能指标参数，引导学生针对不同的传感器有一个认识的角度。教学背景课程情况背景：本课是根据 物联网技术导论 第四章 “智慧型生态农庄的设计与搭建” - 传感器的静态性能而设计的一节课。本课是这个单元整体教学过程中的重要环 节，根据“传感器静态性能参数有哪些？如何分析这些参数？”这个问题展开分 析与思考。本课教学内容围绕传感器的静态性能的认知，易于学生理解，吸引了 学生学习兴趣，激发了他们的学习热情。在学习活动中，不仅让学生掌握传感器 的静态性能的理论知识，重点是培养学生运用所学知识理论联系实际，能够根据 具体的应用场景正确的分析传感器的静态性能参数。学生情况背景该课程的

26、学习对象是物联网专业大一的学生。通过前期的学习，学生对传感 器比较感兴趣， 他们思维活跃， 接受能力强， 但不喜欢枯燥刻板的理论授课方式。 所以只要设置使他们感兴趣的活动和方式，因材施教，将知识融入到生动有趣的 活动中传授，就可以让学生学得轻松，掌握得牢固。教学目标16、使学生掌握传感器的静态性能参数-量程；17、使学生掌握传感器的静态性能参数-灵敏度；18、使学生掌握传感器的静态性能参数-分辨力。教学重、难点重点：传感器的静态性能指标参数难点：正确认识传感器的静态性能指标参数教学过程设计教学环节教学内容教学方法教学手段教学资源时间分配案例引入生态农业环境参数监测讲授法幻灯片演示1 分钟新课传

27、感器静态特性和各个参数定义讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课传感器的静态性能参数 -量程讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课传感器的静态性能参数 -灵敏度讲授与引导幻灯片演示2 分钟新课传感器的静态性能参数 -分辨力习题幻灯片演示2 分钟教学总结与特色本课程通过情景体验引起学生共鸣和思考；通过深入简出的演示，使学生对传感器 的静态性能有进一步的了解。教学详案步骤 1：案例引入设计意图 ：通过讲解生态农业环境参数监测系统的介绍， 引入各种传感器参数， 这些参数代表什么意思？ 该如何去分析这些参数？从而引出传感器的性能指标。步骤 2：传感器静态特性和各个参数定义设计意图 ：通过图片和动画展示测量为常量或

28、变化极慢时，一般采用静态指标体系，其输入与输出的关 系为静态特性。我们需要着重的掌握量程、灵敏度、分辨力、精度、零漂和温漂六个静态参数指标。步骤 3： 传感器的静态性能参数 -量程设计意图： 用形象图片和动画展示：电子秤测量砝码的实验，电子秤的下限值是0kg，它能够准确测量1kg 、5kg 、10kg 和 20kg 的砝码重量值。但是当称重 30kg 的砝码，电子秤仍然只显示 20kg，说明该电子 秤的上限值为 20kg ，则其量程为 20kg。步骤 4：传感器的静态性能参数 -灵敏度设计意图 ：用形象图片和动画展示：说当两块应变片同时受到砝码 10kg 的重量，应变片 A 电阻变化为 30，B 的电阻变化为 50；同时受到砝码 20kg 的重量，应变片 A 电阻变化为 50，B 的电阻变化为 70； 说明这两块应变的灵敏度是不一样的，其中应变片 B 灵敏度比 A 的灵敏度高。步骤 5：传感器的静态性能参数 -分辨力设计意图： 用形象图片和动画展示：一个完好电子秤能够准确的测量 20kg 的砝码，能够测量 3g 的质量 变化。这充分说明了该电子秤能够测量的最小变化量为3g，既是该电子秤的分辨力。步骤 6：习题 设计意图： 加深学生对本节微课内容的理解。