氣體傳感器及其應(yīng)用教學(xué)課件

氣體傳感器及其應(yīng)用幽默來自智慧，惡語來自無能氣體傳感器及其應(yīng)用氣體傳感器及其應(yīng)用幽默來自智慧，惡語來自無能模塊五氣體傳感器及其應(yīng)用課題氣體傳感器的分類及特性任務(wù)目標(biāo)★熟悉氣體傳感器的主要特性;★會(huì)分析常見的氣體傳感器應(yīng)用電路★能夠完成帶有自動(dòng)控制排氣扇和報(bào)警功能的電路設(shè)計(jì)和調(diào)試長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化教研室氣敏傳感器概述我們生活在氣體的環(huán)境之中,氣體與我們的日常生活密切相關(guān)。我們對氣體的感知是用鼻子這個(gè)器官,而氣敏傳感器其作用就相當(dāng)于我們的鼻子,可“嗅”出空氣中某種特定的氣體或判斷特定氣體的濃度,從而實(shí)現(xiàn)對氣體成分的檢測和監(jiān)測,以改善人們的生活水平,保障人們的生命安全。需要檢測的氣體種類繁多,它們的性質(zhì)也各不相同,所以不可能用一種方法來檢測所有氣體。對氣體的分析方法也隨氣體的種類、成分、濃度和用途而異。目前主要應(yīng)用的氣體檢測方法有電氣法、電化學(xué)法和光學(xué)法等。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，我國基礎(chǔ)教育也在不斷的創(chuàng)新與改革，比如初中體育課程，其教學(xué)模式正在朝著個(gè)性化的方向發(fā)展。把興趣教學(xué)法充分的運(yùn)用到我國初中體育教學(xué)中，使傳統(tǒng)沉悶的初中體育教學(xué)課程氛圍可以變得更加活躍，這樣不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以提高學(xué)生對體育課程的主動(dòng)性，從體育課程中學(xué)到更多的知識。本文分析了當(dāng)前體育教學(xué)中的一些問題，探究興趣教學(xué)法在初中體育教學(xué)中的應(yīng)用。存在的問題無法使體育教學(xué)的目的充分實(shí)現(xiàn)據(jù)了解，目前我國初中體育還是使用傳統(tǒng)的教學(xué)模式對學(xué)生傳授知識，看重的還是學(xué)生的文化知識，對于學(xué)生的身體健康并沒有太大的重視。在教學(xué)的過程中教師教學(xué)散漫，并沒有真正的對學(xué)生傳授體育課程中的知識。體育教學(xué)內(nèi)容不完善，沒有創(chuàng)新性，這就導(dǎo)致了學(xué)生根本無法理解體育課程中的精神，也使體育教學(xué)的目的無法充分實(shí)現(xiàn)。體育教學(xué)模式不完善我國大部分初中體育的教學(xué)模式還是傳統(tǒng)的讓學(xué)生自由活動(dòng)，體育教學(xué)模式不完善。體育教師在對體育教學(xué)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮不全面，教學(xué)模式?jīng)]有創(chuàng)新，也沒有考慮學(xué)生的需求，只采取單一的教學(xué)方式。這樣就會(huì)使學(xué)生在體育課程中被動(dòng)學(xué)習(xí)，影響了學(xué)生對體育課程的興趣及積極性。興趣法的重要性初中階段正是學(xué)生長身體的關(guān)鍵階段，在這個(gè)階段實(shí)施科學(xué)合理的體育教學(xué)模式對提高學(xué)生的體能及使學(xué)生全方位發(fā)展都有重要的作用。其中興趣教學(xué)法融入初中體育教學(xué)，就是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及使體育教學(xué)模式能夠創(chuàng)新的一個(gè)重要途徑。興趣教學(xué)法可以活躍體育教學(xué)課堂氣氛興趣教學(xué)法可以充分的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生營造一個(gè)活躍、輕松的體育課堂氣氛，使學(xué)生能夠融入到體育教學(xué)中。興趣教學(xué)法改變了傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，使學(xué)生變成了教學(xué)過程中的主體，教師在教學(xué)過程中起到引導(dǎo)的作用。這樣就能充分的活躍課堂氣氛，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。興趣教學(xué)法可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生能否有效學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。教師在進(jìn)行教學(xué)的過程中，通過學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣來使學(xué)生能夠積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)。在體育教學(xué)中，運(yùn)用興趣教學(xué)法就可以充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生對體育學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性。興趣教學(xué)法應(yīng)用興趣組合小組教學(xué)模式在初中體育教學(xué)中，使學(xué)生能夠自由組合小組進(jìn)行學(xué)習(xí)也是興趣教學(xué)法中的一種教學(xué)模式。這就要求教師在教學(xué)的過程中將有共同興趣的學(xué)生進(jìn)行分組，使每個(gè)小組都有不同的興趣愛好。這樣在教學(xué)的過程中，可以使學(xué)生能夠互相共同合作學(xué)習(xí)，掌握教學(xué)過程中的內(nèi)容并進(jìn)行理解，這種教學(xué)模式不僅可以提高體育教學(xué)質(zhì)量，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生在今后的道路上能夠迅速的融入社會(huì)、集體，實(shí)現(xiàn)能夠與人合作相處的能力。競賽式教學(xué)模式眾所周知，初中體育是具有競技性的一門學(xué)科，所以在進(jìn)行體育教學(xué)的過程中可以充分利用體育課程的這一特點(diǎn)，采用競賽式教學(xué)，這也是興趣教學(xué)法中的教學(xué)模式。教師在教學(xué)的過程中對教學(xué)的內(nèi)容組織一個(gè)比賽，使全班學(xué)生都能夠參與進(jìn)來，最后使教師對這個(gè)比賽中的學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評價(jià)，使學(xué)生對這節(jié)體育教學(xué)內(nèi)容感興趣，從而使學(xué)生能夠更好地掌握這節(jié)體育教學(xué)中的內(nèi)容，使興趣教學(xué)法能夠更好地運(yùn)用到體育教學(xué)中，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及體育教學(xué)質(zhì)量。游戲式教學(xué)模式在興趣教學(xué)法中，游戲式教學(xué)是最有效的一種教學(xué)模式，在體育教學(xué)過程中實(shí)施游戲式教學(xué)模式，可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高體育教學(xué)的質(zhì)量。體育教師在對學(xué)生傳授體育知識的時(shí)候，可以根據(jù)相關(guān)內(nèi)容設(shè)計(jì)科學(xué)合理的游戲，讓學(xué)生可以在做游戲的同時(shí)就能夠掌握其中的知識，進(jìn)一步提高體育課程的教學(xué)效率及提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。情境式教學(xué)模式基于游戲式教學(xué)模式，情境式教學(xué)也是興趣教學(xué)法中最有效的一種教學(xué)模式。在體育教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)學(xué)生的興趣愛好設(shè)置相關(guān)的情境，并對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，使每個(gè)學(xué)生都能夠參與到情境教學(xué)模式中，并且能夠在此模式下可以很好的進(jìn)行體育知識的學(xué)習(xí)。在此教學(xué)模式中還能放松學(xué)生的身心，使學(xué)生能夠通過自己的興趣愛好進(jìn)行體育學(xué)習(xí)，充分地實(shí)現(xiàn)了興趣教學(xué)法在初中體育教學(xué)中的目的，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率及教師在體育教學(xué)課堂中的教學(xué)質(zhì)量及效率。結(jié)束語隨著國家對教育事業(yè)的關(guān)心，在新課改的背景下，興趣教學(xué)法無疑是一種最能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一種有效的教學(xué)模式。在初中體育教學(xué)中充分的運(yùn)用興趣教學(xué)法，從多角度對其進(jìn)行探索和實(shí)踐，教師結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及體育課程內(nèi)容對體育教學(xué)課程進(jìn)行創(chuàng)新及改革，進(jìn)一步提高體育教學(xué)中的教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效率，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生能夠在初中體育課程中鍛煉身體、提高心理素質(zhì)。以往的教師培訓(xùn)，大都是聽專家講座、觀摩課堂、介紹業(yè)務(wù)知識、對教師提出新的要求等，這樣的培訓(xùn)，教師是被動(dòng)接受者，參與意識不強(qiáng)，實(shí)效性較差。隨著課堂教學(xué)改革的進(jìn)一步發(fā)展，這種培訓(xùn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)目前教師隊(duì)伍的需求。為了進(jìn)一步深化課程改革，共同探討改革的現(xiàn)實(shí)途徑及經(jīng)驗(yàn)方法，充分體驗(yàn)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，解決一線操課、困惑，努力掌握課堂教學(xué)技能，建設(shè)一支師德修養(yǎng)高、業(yè)務(wù)素質(zhì)精良、教學(xué)技能全面、教學(xué)基本功過硬、教學(xué)理念前衛(wèi)、把握新課程標(biāo)準(zhǔn)、并具有一定教科研能力、適應(yīng)課程改革需求的教師隊(duì)伍。我們舉行了以課堂技能實(shí)際操作的訓(xùn)練“實(shí)操培訓(xùn)”。在操課技能培訓(xùn)中，全體教師作為參訓(xùn)學(xué)員，通過角色置換，體驗(yàn)在模擬教與學(xué)的情景下，小組演練，全員互動(dòng)，審視課堂教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，解決了一線操課的許多困惑，收獲了有效課堂的實(shí)操技能。這種培訓(xùn)是現(xiàn)場實(shí)操、現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用、大家共同探討的學(xué)習(xí)培訓(xùn)形式，在“邊示范、邊講解、邊操作、邊學(xué)習(xí)”的過程中，使教師能夠在學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用中找到差距和不足，利于教師素質(zhì)的盡快提高。首先，按照“組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)”的原則劃分小組。全體教師即學(xué)員，根據(jù)所任學(xué)科的不同、性格與性別的不同，分成n個(gè)小組，二人互結(jié)對子，四人一小組，八人一大組。并選出組長、常務(wù)組長、記錄員、展示員等。接著圍繞n個(gè)專題模擬課堂教學(xué)進(jìn)行各環(huán)節(jié)的體驗(yàn)學(xué)習(xí)培訓(xùn)中可圍繞“如何創(chuàng)建高質(zhì)量課堂？”n個(gè)系列話題，如《觀念轉(zhuǎn)變——教師觀念應(yīng)從“形轉(zhuǎn)”、到“心轉(zhuǎn)”》、《備課改革——從教師搭臺走向師生搭臺》、《問題導(dǎo)學(xué)——變知識學(xué)習(xí)為問題導(dǎo)學(xué)》、《學(xué)生先學(xué)——預(yù)習(xí)是學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的奠基工程》、《學(xué)習(xí)小組——學(xué)習(xí)小組改變課堂“基因”》、《展示對話——展示對話學(xué)習(xí)煥發(fā)生命活力》、《課型創(chuàng)新——從單一課型走向多元課型》、《統(tǒng)一課堂模式——要從依靠模式到超越模式》、《發(fā)現(xiàn)那些隱藏于經(jīng)驗(yàn)之中的規(guī)律——選擇適合實(shí)際的行動(dòng)路徑》等，模擬學(xué)校的課堂模式，進(jìn)行了各環(huán)節(jié)的體驗(yàn)如：1.請您提煉出本學(xué)習(xí)主題的要點(diǎn)。2.圍繞本學(xué)習(xí)主題，請您提出值得研究與思考的問題，并與您的小組成員展開交流討論。3.請將本小組的問題提交全體培訓(xùn)會(huì)進(jìn)行討論。4.談?wù)剬W(xué)習(xí)本主題后您的感受等。第三，感受自主學(xué)習(xí)，體驗(yàn)各種方法。在體驗(yàn)時(shí)，培訓(xùn)師們可先帶著大家先進(jìn)行了一輪各環(huán)節(jié)的總體體驗(yàn)，總體感受了各環(huán)節(jié)的要求和方法，接著又開始各個(gè)環(huán)節(jié)重點(diǎn)突破，如在自主學(xué)習(xí)——學(xué)習(xí)提煉主題要點(diǎn)環(huán)節(jié)，培訓(xùn)師可給大家明確的任務(wù)、恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間、具體的方法，并隨時(shí)觀察其效果，發(fā)現(xiàn)各類不同的歸納方法以備展示，接著讓大家體驗(yàn)歸納后二人交流，四人小組小展示，八人大組提煉歸納后再在培訓(xùn)會(huì)上大展示，并穿插組間點(diǎn)評和培訓(xùn)師點(diǎn)撥。通過大家的共同努力共總結(jié)出了諸如表格歸納法、思維導(dǎo)圖歸納法、條款歸納法和敘述歸納法等。第四，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，探究熱點(diǎn)話題。在展示環(huán)節(jié)，大家有的小組合作展示，有的個(gè)人展示，大家暢所欲言，各抒己見并提出了自己在教學(xué)中遇到的實(shí)際問題，提交培訓(xùn)會(huì)共同探究如：你認(rèn)為怎樣才能做到“閉上自己的嘴，啟開學(xué)生的嘴”？“學(xué)案導(dǎo)學(xué)、合作探究”的課堂教學(xué)模式如何更好的適應(yīng)學(xué)校的發(fā)展？你在課堂教學(xué)中有什么創(chuàng)新？舉例說明。先在組內(nèi)研討交流，然后到下一小組交流自己組的成果。在主題“選擇適合實(shí)際的行動(dòng)路徑”中，老師們交流總結(jié)，每個(gè)小組用一段話總結(jié)了自己的收獲。最后，聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合故事，談感受。在即將結(jié)束培訓(xùn)時(shí)，大家可結(jié)合身邊的故事感悟課改的酸甜苦辣，同時(shí)更堅(jiān)定了課改的信心和決心。多數(shù)教師認(rèn)同實(shí)操培訓(xùn)對自身技能素質(zhì)的提高有很大幫助，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用、共同探討的學(xué)習(xí)培訓(xùn)形式，具有良好的可操作性。這樣的培訓(xùn)有助于教師業(yè)務(wù)技能水平的提高，有助于在今后現(xiàn)場實(shí)際工作中的應(yīng)用，與學(xué)校的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的教學(xué)模式相吻合，能讓被培訓(xùn)教師靜下心來，冷靜思考；能讓我們互相研討，碰撞智慧。讓我們體驗(yàn)了自主與合作，感受了展示與交流，經(jīng)歷了評價(jià)，會(huì)教了方法。有助于我們了解學(xué)生的需求，理解學(xué)生的情感，從而能真正從學(xué)生的角度展開教學(xué)。是實(shí)用性很強(qiáng)、最實(shí)際、最有效的培訓(xùn)方式。模塊五氣體傳感器及其應(yīng)用課題氣體傳感器的分類及特性任務(wù)目標(biāo)★熟悉氣體傳感器的主要特性;★會(huì)分析常見的氣體傳感器應(yīng)用電路★能夠完成帶有自動(dòng)控制排氣扇和報(bào)警功能的電路設(shè)計(jì)和調(diào)試長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化教研室氣敏傳感器概述我們生活在氣體的環(huán)境之中,氣體與我們的日常生活密切相關(guān)。我們對氣體的感知是用鼻子這個(gè)器官,而氣敏傳感器其作用就相當(dāng)于我們的鼻子,可“嗅”出空氣中某種特定的氣體或判斷特定氣體的濃度,從而實(shí)現(xiàn)對氣體成分的檢測和監(jiān)測,以改善人們的生活水平,保障人們的生命安全。需要檢測的氣體種類繁多,它們的性質(zhì)也各不相同,所以不可能用一種方法來檢測所有氣體。對氣體的分析方法也隨氣體的種類、成分、濃度和用途而異。目前主要應(yīng)用的氣體檢測方法有電氣法、電化學(xué)法和光學(xué)法等。電氣法是利用氣敏器件(主要是半導(dǎo)體氣敏器件)檢測氣體,是目前應(yīng)用最為廣泛的氣體檢測方法電化學(xué)法是利用電化學(xué)方法,使用電極與電解液對氣體進(jìn)行檢測。光學(xué)法是利用氣體的光學(xué)折射率或光吸收等特性檢測氣體長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化教研室半導(dǎo)體氣體傳感器半導(dǎo)體氣體傳感器主要是以氧化物半導(dǎo)體為基本材料制成,當(dāng)半導(dǎo)體氣敏元件同氣體接觸時(shí),氣體吸附于元件表面,使得半導(dǎo)體的導(dǎo)電率發(fā)生變化,從而檢測待測氣體的成分及濃度半導(dǎo)體氣體傳感器大體上分為電阻式和非電阻式兩種。電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器是用氧化錫、氧化鋅等金屬氧化物材料制作的敏感元件,利用其阻值的變化來檢測氣體的濃度。非電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器主要有金屬/半導(dǎo)體結(jié)型二極管和金屬柵的MOS場效應(yīng)管的傳感器,利用它們與氣體接觸后整流特性或閾值電壓的變化來實(shí)現(xiàn)對氣體的測量。在此只介紹電阻式氣體傳感器。1.氣敏電阻的工作原理氣敏電阻的材料是金屬氧化物如氧化錫、氧化鋅等,它們在常溫下是絕緣的,制成半導(dǎo)體后卻顯出氣敏特性。通常元件工作在空氣中,空氣中的氧、二氧化氮這樣的氧化性氣體一一電子接收性氣體,接受來自半導(dǎo)體材料的電子,結(jié)果使N型半導(dǎo)體材料的載流子數(shù)量減少,使表面電導(dǎo)率減小從而使元件處于高阻狀態(tài)。一旦元件與被測還原性氣體一一電子供給性氣體(如H2、CO、碳?xì)浠衔锖途祁?接觸,半導(dǎo)體的載流子增多,使元件電阻減小。長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化教研室≥該類氣敏元件通常工作在高溫狀態(tài)(200~450℃),目的是為了加速上述的氧化還原反應(yīng)。例如,用氧化錫制成的氣敏元件,在常溫下吸附某種氣體后,其電導(dǎo)率變化不大,若保持這種氣體濃度不變,該元件的電導(dǎo)率隨元件本身溫度的升高而增加,尤其在100~300℃范圍內(nèi)電導(dǎo)率變化很大,顯然半導(dǎo)體電導(dǎo)率的增加是由于多數(shù)載流子濃度增加的結(jié)果?！塾缮峡芍?氣敏電阻工作時(shí)需要本身的溫度比環(huán)境溫度高很多。因此,氣敏電阻結(jié)構(gòu)上有電阻絲加熱器。長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化教研室氣敏電阻的基本測量電路600出電壓Ec100溫度(℃a)基本測量電路b)氣敏元件輸出電壓與溫度的關(guān)系圖5-1氣敏元件的測量電路及氣敏元件輸出電壓與溫度的關(guān)系長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化教研室2.氧化錫氣敏器件SnO2是一種白色粉末狀的金屬氧化物,其多結(jié)晶體材料具有氣敏特性。SnO2氣敏器件當(dāng)前主要有三種類型:燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型。(1)燒結(jié)型SnO2氣敏器件這種器件是以多孔質(zhì)陶瓷SnO2為基本材料,添加不同物質(zhì),采用傳統(tǒng)制陶工藝進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)時(shí)在材料中埋入加熱電阻絲和測量電極,制成管芯,然后將加熱電阻絲和測量電極引線焊在管座上,并將管芯罩覆在不銹鋼網(wǎng)中而制成器件。這種器件主要用于檢測還原性氣體、可燃性氣體和液體蒸汽。器件工作時(shí)需加熱至300℃左右,按其加熱方式不同,又分為直熱式和旁熱式兩種氣敏器件。長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化教研室①直熱式SnO,氣敏器件:直熱式器件的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。器件管芯由三部分組成:SnO2基本材料、加熱電阻絲和電板絲。加熱電阻絲和電極絲直接埋在S