信息时代的电子“感官”

6.3信息时代的电子“感官”课标定位学习目标1.对人类通信的历程有简单的了解，了解并体会通信技术的迅速发展对经济、社会发展的推动作用，以及对人们生产、生活方式产生的巨大影响．2．知道四种常见的通信方式，即微波通信、光纤通信、卫星通信与移动通信的基本特征，了解它们各自的用途．3．了解互联网的发展历程，体会它对人们生产、生活方式产生的巨大影响．4．关注互联网的负面影响，形成正确的科学观．5．知道传感器具有将非电学量转化为电学量的特性．对常见的传感器的种类有所了解．6．了解温度传感器的基本原理．知道温度传感器具有将温度信号转变为电信号的功能．7．了解常见传感器在林业、农业、生活和航空航天中的应用，体会传感器的应用给人们带来的方便．8．关心科学技术的发展，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识．重点难点1.常见通信方式的基本特征及各自的用途．2．传感器的特性及基本原理的应用．

一、人类“通信”的历程古代的信息是这样传递的：烽火台、击鼓鸣金、信鸽、旗语、驿站等；19世纪的电报、电话；20世纪的无线电通信，现代已进入信息时代．二、信息高速公路信息高速公路是由______、_____与微波通信等技术与设备组成的高速信息传输通道．1．微波通信：一般指地面微波中继通信，它是靠________接力来实现微波信号远距离传输的．微波的传播只能采用________传播方式．微波通信具有通信容量大、传输稳定、抗灾能力强等优点.20世纪70年代后，数字微波通信开始投入使用，由于它噪声小，频带宽，上、下话路方便，已逐步替代了模拟微波通信．中继站的功能是接收前站传来的信号，经放大后向下一站发射，犹如接力赛一样，称为中性通信．光纤卫星中继站空间波2．卫星通信：卫星通信是微波通信的手段之一．作为中继站的卫星接收地面站发射的穿透电离层的微波通信信号，放大后发射回地球．于是，在地面上卫星所覆盖地区的卫星地面站接收到此信号.3颗等距离_________就能实现全球覆盖．卫星通信具有覆盖面___、通信距离___、不受地理环境限制，以及投资少、见效快等独特的优点．卫星通信主要分为国际卫星通信、区域卫星通信、国内卫星通信．GPS是利用24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统．这24颗卫星分布在高度为2.0×104km的6个轨道上绕地球飞行，每个轨道上有__颗．同步卫星大长4在地球上任何一点、任何时刻都可以同时接收到来自4颗卫星的信号，这种卫星信号已覆盖了整个地球，美国还曾有一个铱卫星计划，卫星的个数与铱原子外围的______一样多．3．光纤通信：激光具有很好的_____性和_____性，它是进行____通信的理想光源．而传播光的介质是__________

(简称光纤)．有了光纤，光的传输不再在大气层中进行，从而实现了光纤通信．具有频带宽、容量大、中继距离长、抗干扰性好、保密性强、成本低、传输质量高等许多优点．电子单色方向光光导纤维4．移动通信：在移动体之间或移动体与固定体之间的通信．目前进入公用电话网的移动通信主要有蜂窝__________、无线寻呼、无绳电话3种．三、互联网的发展因特网和其他小网络连在一起也被称为信息____公路．在网上可从事于______商务、_____教学、远程医疗等．它几乎渗透到人们学习、生活、工作、交往的各个方面．但也有有害的一面，像电脑______，还有沉迷于网络游戏而不能自拔的网瘾问题．移动电话远程电子病毒高速四、丰富多彩的传感器世界传感器是一种能感受外部信息并将其按照一定的规律转换成电信号的器件或装置，是一种能够将__________转化成________的检测装置，是实现信息自动检测和自动控制的首要环节．传感器的类型：根据测量的非电学量不同，传感器可分为温度传感器、光传感器、压力传感器、磁传感器、气体传感器、湿度传感器、射线传感器等；按工作原理的不同，传感器有电阻、电容、电感、电压、热电阻、红外线传感器等类型．例如，温度传感器就是一种将外部______信号转变成电信号的电子装置，电子秤就是压力_______的一种应用．非电学量电学量温度传感器思考感悟日常生活中哪些用电器是利用热敏电阻、光敏电阻实现自动控制的？提示：利用热敏电阻的有冰箱启动器、电饭锅等．利用光敏电阻的有照相机、光控开关、报警器、验钞机等．五、传感器如何传感信息传感器一般由______元件和_____元件(处理电路)组成，通过敏感元件获取外界物理信息并转换为电信号，由附加的模拟电路将信号放大和滤波处理，转换成数字信号，输入微型处理器或计算机．作为专用测量工具的传感器，一般都将敏感元件、处理电路和显示装置集成在一起．敏感元件是传感器的核心部分，像温度传感器的敏感元件是感知温度的_______、______电阻等；光传感器的敏感元件是______电阻等．敏感转换热电偶热敏光敏六、传感器的广泛应用1．工业自动化中的传感器，用________等代替人完成各种工作；2．农业生产中的传感器，如农田中的______灌溉系统，温室内的______自动控制等；3．传感器进入千家万户，诸如_______、_________、空调、遥控器等；4．飞向太空中的传感器，像无人驾驶飞机、运载火箭、载人飞船、通信卫星等都有大量的____________机器人自动温度电饭煲电冰箱传感器．核心要点突破一、对信息高速公路的认识1．定义信息高速公路是由光纤、卫星与微波通信等技术与设备组成的高速信息传输通道，它可以连接世界各个国家和地区，成为一个贯通全球的大型数据化信息网络．2．信息高速公路的组成(1)移动通信是指移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信方式．移动通信的基地台是按蜂窝结构布局的，这种布局可以增加电磁波覆盖的有效面积，避免基地台的重复建设，因而移动电话也称为“蜂窝移动电话”．(2偿)光纤恨通信榴是以桂激光翠为光迈源，绕以光敌导纤左维为名传输鲁介质宝进行神的通帽信．光纤芳通信惊具有傻传输拾容量户大、缸抗电恰磁干壮扰能绒力强腹等突肯出优遵点，亭是构舅成未周来信浑息高薪速公吃路骨扛干网乡丰的主掏要通固信方帮式．光纤雷通信抹的过劣程是馆“电戴话→央激光捞发射清机→迁光纤莲→激腔光接涉收机遮→电判话”震．(3厉)卫星手通信内是利屠用人涂造地蓬球卫悄星作熄为中役继站绩，转狡发无列线电县信号品，在锯多个躁地球纳站之哀间进妇行的扭通信羽．卫星漫通信该具有拳传输荣距离街远、士覆盖榜区域钟大、弊灵活撕、可蜻靠、芹不受今地理纵环境著条件嚷限制狼等独购特优中点．惩以覆缩慧盖面锁积来嫩说，穴一颗姜通信奖卫星块可覆扑盖地拉球面填积的1/伏3多，鸡即三辱颗同通步通命信卫苍星就抹可以膏覆盖六整个歇地球蔬．(4性)互联峡网络梁是全塞世界任的计钻算机暗、计线算机装网络回互相击连接泰成的摩信息烂传送峡网络恨，包波括有蒙线网赔络和柏无线姻网络蝇．互联宏网络纽奉的用凭途非躬常广兰泛，堤如信安息查狼询、控电子疤邮件颜、远鼓程登搁录、双文件粪传送扎、远甚程医绢疗、眠网上驼聊天谣、电四子会坛议等村．即时劣应用(即时泳突破枯，小燥试牛融刀)1．关柏于信朝息高肾速公膨路，洽下列胞说法稳正确悬的是()A．信氏息高省速公朝路是有为邮典车设戚计的任专用罚公路B．信披息高御速公柄路是秋车辆第可高烈速通废行的挎公路C．信抚息高雄速公债路是进由光横纤、葬卫星燃与微项波通碌信等抵技术蝴与设顺备组鸭成的声高速挣信息狐传输师通道D．信赔息高燥速公思路上宰信息切传播胀速度撒接近彻超音沫速飞镇机的警速度解析沟：选C.信息恐高速誉公路酿是由扬光纤腾、卫乒星与扔微波项通信捕等技诞术与哑设备府组成命的高青速信颤息传绣输通贺道，啦故A、B错C对，佳信息灯高速作公路胳上信龄息的亩传播纺速度菜接近础光速泼，故D错．二、冰传感古器及凑其工发作原云理1．传抗感器能像差人的魂感觉弄器官旋那样踏感受锅外界糟信息俯，并棕能按翁照一脆定的全规律戏和要溜求把闪这些糕信息仗转换谨成可迎用输箱出信肤息的抓器件缸或装酱置，就就叫盼传感铅器．2．人捉是通平过下列面五浅种感汪觉(如图6－2－1)接收哭外界开信息套的，牌因此搅人本屋身就泥是高哭级传脏感器刚．图6－2－1(1熟)敏感改元件辣是传冤感器限的核颤心部印分，迫它是口利用皮材料怨对某事一物害理量刊敏感天的特亡性制价成的窗．常水用的逗敏感亏元件练有：呆双金谎属片突、光钥敏电捡阻、包热敏家电阻微等．(2塘)转换葛元件饲的作庙用是俘把敏精感元耍件输单出的斤与被晚测物潮理量饺满足清一定庭关系狭的非够电信吓号转洲换为奴电信弊号的视电子还元件逃．(3落)转换园电路叨的作销用是匀将转额换元定件转绝换的掩电信滴号转粉换成响易于携传播裳或测甚量的闹电学沙量输顺出．4．作金用：粪传感斯器的票作用盖是将宗感受半到的规非电煎学量吨如力乔、热落、光往、声仰、化箱学、部生物贝等量稠转换锐成便梢于测抛量的点电学至量或恰信号桌．5．常路用传似感器蚁及其樱用途(1技)温度瓦传感必器温度何传感朝器是府用得哥最多拉的传这感器榨之一倦，它仗能把蚁温度荒的高侵低转滔变成界电信左号，甜通常睬是利膜用物堡体的龟某一物物理酿性质冈随温跪度的滋变化纺而改色变的痛特性扛制成西的．这种站传感岂器中轿常用警热敏气电阻评和双跟金属镜片．①热娱敏电简阻：蹈阻值藏因温粗度而独改变质．②光托敏电权阻：址阻值护因光桑照而催减小应．③双密金属强片：涂用两巴种不盏同热矿膨胀悦系数焰的金玩属片刮贴合轮而成酬．温塘度变逆化时忧，两聋种金单属片傻伸长绢不一咬样而离发生缓弯曲喉．(2慎)压力筛传感等器电容泪器的乎电容锅随两钳极板敢间距连离的觉变化驶而变什化，确据此遮将电服容器已一个阀电极娇固定苹，让见另一姥个电亭极随蔬压力费变化询而变翠化，际制成板压力骨传感冶器．(3商)红外印线传浸感器红外渣线传窄感器寺接收慎携带未着信厨息的付红外窄线，猪转换讯成电吩信号魔，从消而得茶知辐牛射源侄的相周关参巩数或葵信息锦．利用误红外伟线传路感器闭可实节现无椅接触态测量继．自夸然界帽几乎葬所有服的物淹体都驼能辐趋射波滋长在0.芝76μm～1拳00野0μm的电悼磁波稼即红指外线策，因认此红晕外线垮传感艳器不括仅被伴广泛蚊用于伴航空璃摄影仇、卫总星遥鸽感、明遥测潮等高通科技炊领域仔，也镜被广捡泛用钩于日搁常生饱活中仁．自秧动门舌、生砌命探府测器野、非谱接触钱式红煎外测浆温仪余、家友电遥饶控系湾统以蜻及防号盗、皂防火潜报警阿器等白均使皱用了火红外菜线传庭感器耻．(4葱)生物乐传感塔器生物参传感很器是惹利用撇各种练生物业或生圾物物恐质的饿特性作做成顽的，激用以椅检测劝与识点别生恢物体胸内化骡学成副分的那传感韵器．守生物柜或生芦物物争质主移要是傻指各竹种酶叠、微墙生物求、抗桃体等鸣，分捞别对皱应酶言传感警器、挖微生星物传俘感器葵、免阴疫传研感器胜等等秤．生物胳传感覆器最称典型浇的应缴用是扔在医前疗卫军生行冤业，揉医院渠中各饶种进卖行生裹化分庆析检善验的伸仪器翼大多使要用音到生胡物传役感器草．即时购应用(即时壤突破撕，小铅试牛绒刀)2．关身于传倦感器溜的下余列说抖法帽正确果的是()A．电天视机飞遥控波器就剖是一醉个传攀感器B．传轨感器同是一棚种能阶够将浸非电誉学量举转换扎为电昂学量令的检泛测装忍置C．传错感器比是实乡丰现信竿息自迷动检定测和榜自动及控制欣的首祥要器呈件D．无爸人管像理的点自动尾灌溉公系统躬是温逢度传亏感器箱在农基业生昏产中舍的应杀用解析烤：选D.电视蓄机的鼻遥控氏器中票有红题外传疯感器张，故A正确纳；自幻玉动灌绪溉系稿统是贡一种铸利用氏湿度槽传感携器判月断农暴田水纪分蒸辈发情梁况、萄自动传决定痛供水扶和停绍水的转装置池，故D错．画传感睡器是凭将非隐电学屡量转同化为朵电学卵量的脏装置凝，利赢用传坐感器介敏感碑元件俩实现阻自动固检测践或自盲动控缸制，蓝故选馆项B、C正确正．课堂互动讲练类型一例1现代植信息宵的传代播近年萝来，阔无线荒光通锈信技耍术(不需趣光纤计，利陆用红际外线导在空塑间的投定向黄传播叨来传胞递信拔息的农通信秋手段)在局首域网回、移秧动通顽信等总多方疫面显光示出扑巨大置的应潮用前何景．海关于蔽红外捧线和厅光通宽信，欣以下咳说法贺中正蚀确的觉是()(1霉)光通项信就侵是将块文字仔、数秩据、惰图象碌等信表息转促换成包光信好号从低一地谨传向叨另一谈地的闪过程(2薄)光纤灿通信堤中的奋光信专号在枪光纤略中传迁输，天无线治光通挣信的舌光信杀号在向空气确中传壳输(3秀)红外绘线的文频率惭比可茶见光侨的频旁率高(4胃)红外免光子岩的能堡量比胳可见受光子妇的能床量大A．(1撇)(龟2)B．(3淋)(汽4)C．(1睡)(消3)内D．(2太)(洗4)【精讲斜精析】无线蚁光通喘信技谨术是挺光信甚号在唇空气帆中直泽接传辰输各知种信淋息．收光纤砌通信泛中的丢光信址号是杨在光只纤维罢中传以输．同不论费哪种争方式胀，传翠输的摇都是镜文字库、数达据图厌像等时信息闷．由游电磁芬波谱转可知阳红外初线的遣频率搬比可士见光睛的频造率低摆，故固红外晃线的夕波长啄比可龟见光速更长稻．【答案】A【方法师总结】正确漏掌握忙光纤系通信智及无呆线光满通信皂的特覆征是羽解决捕此类荒问题沉的关克键．类型二传感器的应用例2关于用电子单秤中班应变筒式力杨传感手器的加说法剖中正捉确的旗是()A．应失变片辉是由扇导体袭材料窝制成麦的B．当咏应变鉴片的召表面致拉伸长时，胜其电浩阻变显大，维反之谊，变恰小C．传幼感器述输出乌的是梅应变落片上歪的电俭压D．外搏力越役大，笋输出洞的电骑压差己值越遍小【思路仿点拨】应变洋式力兆传感角器是罩用一唱种半给导体掘材料驴做成亦的，录它的配原理羡是：筒受力肝不同杆其形成变不