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1、认识传感器课前思考传感器在现代生活和科技活动的应用已经非常普遍。本章学习的重点之一是，学习过程中，大家要重视联系实际，突出科学、技术与社会的密切关系。阅读教材，教材列举了声控 光控开关、自动门、酒精检测仪等生活实例，请大家在学习过程中，感受科学、技术与社会的密切关系。认识传感器现代人类的研究领域在不断扩展。空间上从粒子世界到茫茫宇宙，时间上从大爆炸到长达亿万年的天体演化；更有一些人类无法直接接触或感知的极端环境，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等。这些领域的研究往往都需要各种传感器的支持。现代工厂的智能化系统的信息数据传递也越来越依赖于传感器；在智能化生产中，用传感器监控
2、生产过程中的各个环节，使设备工作在最佳状态。展望未来，传感器技术将在自动化控制、人工智能等领域发挥更加重要的作用。认识传感器人用感觉器官来获取外界的信息，通过神经传送给大脑，进行分析处理后，作出反应。如果把人体看作是一个信息系统的话，那么，人的眼睛、耳朵、鼻子、舌头、皮肤等感觉器官就是这个系统的传感器。随着科学技术的进步和社会的发展，单凭人的感觉器官来获取信息已远远不能满足需要。于是人们研制出了各种传感器，有的传感器的“感知”能力已远远超过人的感觉器官，使人类获取的信息范围更宽广、内容更深入。什么是传感器传感器是通过测量外界的物理量、化学量或生物量来捕捉和识别信息，并将测量到的非电学量转换成电
3、学量的装置。传感器一般包括敏感元件和转换电路等。传感器和五官从使用的诸多传感器来看，它们的作用类似于人的五种感觉(视、听、嗅、味、触)器官。人们通过五官收集外界信息并传递给大脑，在大脑中处理信息，得出一个“结果”，发出指令。在电子设备中完成这一过程时，作为信息处理器的计算机相当于大脑，传感器作为信息的收集部件，就像人的眼、耳、鼻、舌、皮肤那样可以收集各种信息，这些信息送入信息处理器(计算机或电子仪器)进行判断处理后，发出各种控制信号控制相关设备，从而达到人们预期的目的。思考与讨论为什么要把非电学量转化为电学量？思考与讨论电学量便于控制、处理(放大、衰减或调整)，便于显示或存储，也便于传输与接收
4、。所以非电学量转化成电学量是实现自动控制和数字化信息传输的基础。传感器的分类根据检测量的不同，可以把传感器分成物理型、化学型和生物型三类。物理型传感器主要利用被测物理量(力学量、热学量、光学量、磁学量等)变化时，敏感元件的电学量(如电阻、电压、电容等)发生明显变化的特性制成的。如力学传感器，就是利用物体在外力的作用下产生形变或位移，从而使敏感元件的电阻或电容发生相应变化的原理制成的。化学型传感器是用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成电学量的敏感元件制成的。生物型传感器是利用生物体组织的各种生物、化学和物理效应制成的，有酶传感器、免疫传感器、抗原抗体传感器等。常见传感器中的敏感元件1.光敏电
5、阻是一种半导体材料，例如硫化镉、硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等。这些材料在特定波长的光照下会产生自由电荷并参与导电，从而使光敏电阻的阻值随光照而下降。2.金属热电阻一般金属导体的电阻率随温度的升高而增大，如白炽灯钨丝的电阻在正常发光情况下比常温下的电阻大得多。钨丝的电阻随温度的升高增大，因此，用金属丝(热电阻)可以制作温度传感器。3.热敏电阻热敏电阻属于半导体器件，也是一类敏感元件。热敏材料的特点是对温度敏感。常见传感器中的敏感元件物理量物理量敏感元件敏感元件力学量力学量半半导体体压敏敏电阻、金属阻、金属应变电阻、阻、驻极式极式话筒筒(俗称俗称“咪咪头”)热学量学量热敏敏电阻、双金属片控温件阻、
6、双金属片控温件光学量光学量光敏光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光阻、光敏二极管、光敏三极管、光电探探测器、器、CCD(电荷耦合器件荷耦合器件)探探测器器磁学量磁学量磁敏磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管阻、磁敏二极管、磁敏三极管思考与练习传 感器工作通常涉及的要素主要有：1 敏感元件；2 非电学量；3 电学量；4 转换电路；5 转换元件等。试将这些要素按照传感器工作的逻辑程序重新排列。列举一些在生活与学习环境中接触过的敏感元件，并说明各自感知的物理量。思考与练习在地震、海啸等自然灾难发生后，救援人员必须及时深入灾区，争分夺秒抢救被埋人员。有些救援队借助生命探测仪发现深埋在废墟中的伤员。生命探测仪可能应用了哪种传感器？举例并说明理由。