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Sensor - Bauelemente / Lehrerinformation

Infobox

Diese Seite ist Teil einer Materialiensammlung zum Bildungsplan 2004: Grundlagen der Kompetenzorientierung. Bitte beachten Sie, dass der Bildungsplan fortgeschrieben wurde.

Voraussetzungen:

  • Messung des elektrischen Widerstands


Lernziele:

  • Einstiegsversuch in das Thema "Sensoren"
  • Erstes Kennenlernen von Sensor - Bauelementen
  • Untersuchen, für welche Einflüsse verschiedene Sensoren "sensibel" sind
  • Qualitatives Erfassen und Beschreiben des funktionalen Zusammenhangs von Einfluss und Wirkung
  • Erfahren, wie Aspekte der subjektiven Wahrnehmung mit Hilfe von Sensoren durch objektive Messwerte erfasst werden


Durchführung:

Der Freihandversuch wird im Idealfall in Zweiergruppen durchgeführt. Jede Gruppe erhält die notwendigen Kleinteile. Die Gruppen bearbeiten möglichst selbstständig das Arbeitsblatt, der Lehrer hilft bei Fragen oder Problemen. Der Raum braucht nicht abgedunkelt zu werden, da die Helligkeitsunterschiede im Zimmer schon stark genug sind, um die Lichtsensoren ansprechen zu lassen.
Der Zeitbedarf ist ungefähr 30 Minuten.


Sensor-Bauelemente:

Die Sensoren wurden bei der Firma Conrad Electronic, 92241 Hirschau bezogen:

I             Heißleiter: K 164, 100R, Best.Nr.: 448559; Preis ca. 0,80 €

II            Fotowiderstand A 9060; Best. Nr.: 145475; Preis ca. 1,00 €

III           Drucksensor FSR-400; Best. Nr.:503368;  Preis ca. 7,50 €

IV           Helligkeitssensor NaPiCa; Best. Nr.: 504926; Preis ca. 2,50 €

V            Reedschalter 14,1 mm; Best. Nr.: 503770; Preis ca. 0,60 €

VI           Temperatur-Sensor KTY 10-7; Best. Nr.: 153653; Preis ca. 1,20 €


Ergebnisse:

Die Sensoren I und VI sind für Temperaturänderungen sensibel. Mit zunehmender Temperatur nimmt der Widerstand von I ab, der von VI aber zu.

Die Sensoren II und IV sprechen auf Helligkeitsänderungen an. Der Widerstand von II nimmt ab, je heller es ist, der von IV ist zunächst groß, nimmt dann stark ab und wächst schließlich wieder an!

Sensor III reagiert auf mechanischen Druck: je größer der Druck, desto kleiner der Widerstand.

Sensor V reagiert wie ein Schalter: zunächst ist sein Widerstand praktisch unendlich. Bei Annäherung eines Magneten fällt er schlagartig auf wenige Ohm; wird der Magnet entfernt, wird der Widerstand wieder riesig.


Anwendungen:

Heißleiter und Temperatursensor: Temperaturfühler im elektrischen Thermometer, Feststellung der Motortemperatur im KFZ; Steuerung von Klimaanlagen

Fotowiderstand und Helligkeitssensor: Lichtschranke; Dämmerungsschalter; Belichtungsmesser

Reedschalter: Überwachung von Fenstern und Türen, ob sie geschlossen sind; Drehzahlmessung

Drucksensor: Personenwaage;
Alarmanlage zur Überwachung, ob ein Gegenstand entfernt wird;
im KFZ, um festzustellen, ob ein Sitzplatz besetzt ist

 

Lehrerinformation: Herunterladen [pdf] [11 KB]