1、四、信息化社会目标导航 学习目标 1.了解常见传感器及其应用.2.能说出信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录的基础知识.3.了解信息时代给人们的生活和工作方式带来哪些变革.重点难点 重点:常见传感器及其应用.难点:三种简单传感器的工作原理.激趣诱思在我们生活的小区楼道内装有自动开关:晚上有人经过楼道时,开关自动接通;白天,不管是否有人经过,开关都是断开的,请你解释其原理.答案:这是因为在楼道内装有声光控开关,在晚上,利用声音来控制开关,当人经过时,开关自动接通,而无人时,自动熄灭.而在白天,是利用光照强度来控制开关的,由于白天光照强度大,所以不管是否有人经过,开关都是断开的.预习导引
2、一、信息的拾取和传感器1.现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理.2.传感器:能像人的感觉器官那样感受外界信息,并能按照一定的规律和要求把这些信息转换成可用输出信息的器件或装置,就叫传感器.预习交流 1干手机在宾馆、饭店等的洗手间里往往配备有干手机.当我们将湿手靠近干手机出风口时,干手机会自动启动,并喷出热空气,将我们的手吹干,这样既方便,又卫生.你知道干手机为什么在人手靠近时就能自动启动吗?答案:干手机的工作特征是,当湿手靠近时就可以接通电热器工作;手远离干手机,电热器就停止工作.人是导体,可以与其他导体构成电容器,手靠近时相当于连接了一个电容器,所以可以确定干手机内有电容式传感器,
3、手的靠近改变了电容的大小,导致机内电容式传感器接通或切断电源.二、信息的传递和处理1.电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输,也可以进行无线传输.光的频率比无线电波的频率高得多,因此光缆可以传递大量信息.2.电信号分为模拟信号和数字信号,数字信号抗干扰能力强,容易加密,便于计算机处理.3.数字电视是利用数字信号传送的高清晰电视,可以给我们带来更清晰的图像、更富临场效果的声音.4.20 世纪 90 年代中期,世界上最大的计算机互联网因特网出现了爆炸式的发展,信息作为一种重要的资源改变了我们的生活和工作方式.预习交流 2阅读科学发展史我们知道:古希腊人用火炬的位置表示字母符号,古代利用击鼓鸣金来报时
4、和传达作战命令,利用信鸽、旗语、驿站等传递信息.这些原始的通信方式,无论在距离、速度,还是可靠性和有效性方面都很差.1844年莫尔斯发明了电报,1876年贝尔发明了电话,19 世纪末,人们开始利用电磁波传递无线电信息,在 1901 年马可尼成功实现了横渡大西洋的无线电通信.从此之后电磁波对人类的生活产生了广泛的影响.根据你的了解和理解,信息化社会有哪些特征?互联网改变了我们的生活和工作方式答案:(1)信息化的“四化”.智能化:这一过程中,知识取代资本,人力资源比货币资本更为重要;电子化:光电和网络代替工业时代的机械化生产,人类创造财富的方式不再是工厂化的机器作业;全球化:信息技术正在取消时间和
5、距离的概念,信息技术及发展大大加速了全球化的进程.随着因特网的发展和全球通信卫星网的建立,国家概念将受到冲击,各网络之间可以不考虑地理上的联系而重新组合在一起;非群体化:在信息时代,信息和信息交换遍及各个地方,人们的活动更加个性化.(2)信息化的“三性”.综合性:信息化在技术层面上指的是多种技术综合的产物;竞争性:信息化与工业化的进程不同的一个突出特点是,信息化是通过市场和竞争推动的,政府引导、企业投资、市场竞争是信息化发展的基本路径;渗透性:信息化使社会各个领域发生全面而深刻的变革,它同时深刻影响物质文明和精神文明,已成为经济发展的主要牵引力.信息化使经济和文化的相互交流与渗透日益广泛和加强
6、.一、传感器的应用知识精要1.传感器工作原理如图所示非电学量敏感元件转换器件转换电路电学量2.光敏电阻传感器(1)原理:光敏电阻的阻值随光照的强度而变化,通常其阻值随光照的增强而减小:无光照时,光敏电阻阻值很大,流过电路的电流很小;有光照时,光敏电阻的阻值变小,电路中的电流增大.这样,根据电路中电流的大小,可以探知光的强弱,也可以达到进行自动控制的目的.(2)应用:声光控开关、电脑鼠标器、路灯控制等.3.压力传感器(1)原理:将压力大小转换为电信号.(2)应用:电容式压力传感器如图是测定压力 F 的电容式传感器,待测压力 F 作用于可动膜片电极上的时候,膜片发生形变,使极板间距离 d 发生变化
7、,引起电容C 的变化.知道 C 的变化,就可以知道 F 的变化情况.电容式话筒原理:如图所示,Q 是绝缘支架,薄金属膜 M 和固定电极 N 形成一个电容器,被直流电源充电.当声波使膜片振动时,电容发生变化,电路中形成变化的电流,于是电阻 R 两端就输出了与声音变化规律相同的电压.优点:保真性好.典题例解【例 1】如图所示,电源两端的电压恒定,A 为小灯泡,R 为光敏电阻,D 为发光二极管(电流越大,发光越强),且 R 与 D 距离不变.则下列说法正确的是()A.当滑片向左移动时,A 消耗的功率增大B.当滑片向左移动时,A 消耗的功率减小C.当滑片向右移动时,A 消耗的功率可能不变D.无论怎样移
8、动滑片,A 消耗的功率不变解析:电源电压恒定,也就是说,并联电路两端的电压恒定.当滑片向左移动时,发光二极管发光变强,光敏电阻的阻值变小,所以电流变大,则 A 消耗的功率变大.答案:A迁移应用为了更加安全、快捷地测量体温,医疗机构大量采用了非接触式体温计,这种体温计采用了()A.压力传感器 B.声音传感器C.红外传感器D.生物传感器解析:由于人的体温不同时会发出不同的红外线,因此非接触式体温计采用了红外传感器,故选项 C 正确.答案:C二、信息传递知识精要数字信号的特点(1)抗干扰能力强、无噪声积累,可实现长距离、高质量的传输.(2)便于加密处理.(3)便于存储、处理和交换.(4)设备便于集成
9、化、微型化.(5)便于构成综合数字网和综合业务数字网.(6)占用信道频带较宽.一路模拟电话的频带为 4 kHz 带宽,一路数字电话约占 64 kHz,这是模拟通信目前仍有生命力的主要原因.思考探究请阅读教材第 9192 页,说一说数字信号的优点.答案:数字信号抗干扰能力强、容易加密、便于计算机处理;声音、图像和其他数据都可以转化成为数字信号,同一条通信线路可以综合传输声音、图像和各种数据.典题例解【例 2】数字通信是一种既现代又古老的通信方式.现代电话已全部采用数字信号进行处理.若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作,组成一组数字信号,可表达一句话.例如:开关动作 开 关 开、关 开、
10、开 关、开 表示数字 0 1 01 00 10 中文意义 我 他 和 同学 是 那么,“我和他是同学”的数字信号为“0,01,1,10,00”,请照此代码用另一组信号表达你想说的一句话.答案:如:他和我是同学1,01,0,10,00.迁移应用(双选)随着我国有线数字电视持续稳定推广,数字电视相较于模拟信号而言,其优点被大众所认可,下述关于数字电视的说法正确的是()A.采用数字信号通信抗干扰能力较强,容易加密,便于计算机处理B.我国古代的“烽火台”发出的信号是模拟信号C.在数字信号通信中,同一条通信线路不能综合传输声音、图像和各种数据D.数字电视和模拟电视的功能差别在于数字电视图像的清晰度高,声
11、音更趋于临场效果的声音解析:我国古代的“烽火台”是传递信息的一种方式,但不是模拟信号,故 B 项不正确;采用数字信号通信的优点之一就是抗干扰能力强,容易加密,所以同一条通信线路可以综合传输声音、图像和各种数据,因此 C 项不正确.答案:AD传感器的应用案例探究要完成以下工作,你认为要用什么传感器?(1)电子秤称量物体的重力.(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内.(3)楼道自动开关的功能:晚上,有人经过楼道,开关自动接通;白天,不管是否有人经过楼道,开关都是断开的.解析:本题考查的内容为传感器的应用.(1)中是力转化为电信号,所以所用的传感器是压力传感器;(2)中要保持恒温,要用双金属温
12、度传感器;(3)中要用声音传感器和光敏电阻传感器.答案:(1)压力传感器(2)温度传感器(3)声音传感器和光敏电阻传感器方法规律处理此类题目的关键是认真阅读教材,了解各类传感器的工作原理.传感器的主要作用是把非电学量转化为电学量,因此可通过分析各种情况下,是把怎样的非电学量转化为电学量,来判断传感器的种类.1.自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了()A.温度传感器B.生物传感器C.红外线传感器D.压力传感器解析:人体能够发出红外线,题中的传感器都能感受红外线,将光信号转变成电信号,因此是红外线传感器.答案:C2.关于传感器及其作用,下列说法中正确的是()A.传感器一定是把非
13、电学量转换为电学量B.传感器一定是把非电学量转换为电路的通断C.传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制D.电磁感应是把磁学的量转换为电学的量,所以电磁感应也是传感器解析:传感器是指一种元件或装置,它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量,并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断;其作用和目的是更方便地进行测量、传输、处理、控制非电学量,找出非电学量和电学量之间的对应关系.电磁感应是原理,不是元件和装置,不能称为传感器.答案:C3.下列不是现代信息技术的三大基础的为()A.信息的拾取B.信息的传输C.信息的记录D.信息的处理解析:由信息化时代的发展可知三大基础为信息的拾取、传输与处理.答案:C4.下列关于传感器的理解不正确的是()A.传感器的作用就是把容易测量的量转化为不容易测量的量B.传感器的作用就是通过测量量的转换,快速、准确地把要实现的目标反映出来C.传感器就是传递、转换信息的一种装置D.人的大脑是一个非常理想、非常优化的传感器解析:传感器是能够感受非电学量(不易测量),并把它们按照一定的规律转换成便于测量的电学量,传递、转换信息的一种装置;人脑则是存储人的各感觉器官接收来的信息并进行处理,然后再发布命令的器官.答案:A
