人類身邊的“電五官”

薛海鳳

信息時代的今天，形形色色的傳感器發揮著巨大作用，各行各業都離不開傳感器。電子計算機、生產自動化、現代軍事、交通、環境監測、海洋開發、遙感、宇航等，傳感器應用的領域非常廣泛。自動門、手機觸摸屏、鼠標、煙霧報警器、數碼相機、電子天平、光敏路燈、聲控路燈、話筒、電子溫度計、自動洗衣機、紅外線報警器、智能機器人等都有傳感器。傳感器是種檢測裝置，它可對被測信息進行傳感，并將傳感的信息按照一定的規則轉換成電信號或其他所需形式的信息輸出，來滿足信息傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制的要求，是實現自動檢測、自動控制的首要環節。傳感器具有微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化的特點。傳感器一般由敏感元件、轉換元件、變換電路和輔助電源四部分組成。

傳統的僅靠人的感官獲取外界信息的方式已經不能滿足現代生產生活的需求，于是傳感器應運而生，來幫助人們獲取準確可靠的信息。傳感器是人類五官的延長，被稱為電五官。模仿人的感覺器官獲取信息的“五官”傳感器與人體某個感官對應著：光敏傳感器對應人的視覺器官；氣敏傳感器對應人的嗅覺器官；聲敏傳感器對應人的聽覺器官；化學傳感器對應人的味覺器官；壓敏、溫敏、流體傳感器對應人的觸覺器官。傳感器將非電量（光、聲、溫度、濕度、壓力、香味等）變成電學量，如電荷量、電壓、電流、電阻、電容、電感等。濕度傳感器在紡織印染生產中的應用、紅外傳感器在皮帶運輸機安全警示系統中應用、距離傳感器在判斷車輛運動速度方面的應用等不勝枚舉。

傳感器拓寬了人的感覺器官的能力，讓人們獲取信息的范圍延伸到更寬、更廣的領域。環境監測方面，傳感器對降雨、大氣污染、水質污濁、噪聲、PM2.5、河流水位、土壤濕度等因素進行監測，并預測分析氣象環境和生態環境，對環境進行預警，為環境治理保護提供依據，維護生態平衡。工業控制領域，傳感器可檢測集成設備的運行狀態，檢測位移、管道、設備安全防護、溫度、液體流量、壓力等，實時監控生產過程中的各種參數，提高生產效率，讓產品達到更好的質量。農業生產中，傳感器監測環境溫度、濕度、光照、水分、土壤等因素，增強對氣象災害的防御能力，減少病蟲害、提高產量，提高農業生產效率。傳感器讓智能機器人有了視覺、觸覺等，可對物體進行識別和檢測，可從事一般的生產、家務和事務，還可從事特殊的作業。家用電器中，傳感器在電子爐灶、自動電飯鍋、吸塵器、空調器、電熱水器、熱風取暖器、風干器、電風扇、電子驅蚊器、洗碗機、電冰箱、彩色電視機、錄像機等的應用，讓生活更方便、安全、舒適，家用電器正向自動化、智能化、綠色化的方向發展。正在設計中的家庭自動化，讓各種傳感器代替人監視家庭的各種狀態并加以控制，將進一步解放人類，使人們有更多的時間用于學習、休息娛樂。物聯網是物與物、人與物之間的信息傳遞與控制，傳感器技術有助于實現對“萬物”的“高效、節能、安全、環保”的“管、控、營”一體化。醫療醫學上，傳感器可對人體的表面和內部溫度、血壓及腔內壓力、血液及呼吸流量、腫瘤、脈波及心音、心腦電波等進行高難度的診斷，在圖像處理、臨床化學檢驗、生命體征參數的監護監測、疾病的早期診斷、早期治療、遠距離診斷及人工器官的研制等方面發揮作用。呼吸機、體外診斷、監護儀、麻醉機、透析儀等眾多醫療設施以其可靠性、耐用性、準確性助力醫療工作。遙感技術方面，從遠離地面的工作平臺，如高塔、氣球、飛機、火箭、人造地球衛星、宇宙飛船、航天飛機等通過傳感器，對地球表面的電磁波輻射信息、低層大氣進行光學和電子探測，并處理分析，對地球的資源與環境進行探測和監測，如探測礦產資源埋藏在什么地區、勘探油井等。軍事上，從兩彈、飛機、艦船、坦克、火炮等裝備系統到后勤保障等，傳感器大幅度提高武器的威力和作戰指揮及戰場管理能力。可見傳感器的應用無處不在，深入到了整個社會生活的方方面面。

傳感器技術與通信技術、計算機技術構成信息產業的三大支柱。當下的智能傳感器，在智能手機、智能家居、智能汽車等領域應用廣泛，在整個智慧城市的建設中有不可磨滅的作用。走進千家萬戶的汽車，普通汽車裝有十幾個傳感器，高級豪華車的傳感器多達幾百個，傳感器相當于汽車的感官和觸角，準確地采集汽車工作狀態信息，提高自動化程度。如汽車安全氣囊系統、防盜裝置、防滑控制系統、防抱死裝置、電子變速控制裝置、排氣循環裝置、電子燃料噴射裝置及汽車“黑匣子”等都得到了實際應用。毫不夸張地說，從茫茫太空到浩瀚海洋，再至各種復雜的工程系統，幾乎每一個現代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。

5號干電池、導線、磁鐵、干簧管、電池盒、軟管、水泵、接線器、接線端子、杜邦線、三極管、光敏電阻、可調電阻、發光二極管、熱敏電阻、蜂鳴器、打火機、一次性透明塑料杯。

按照說明書及圖示組裝好電路，手罩住光敏電阻，二極管發光；移開手（光亮強），二極管熄滅。

按照說明書及圖示組裝好電路，用打火機火焰靠近熱敏電阻，二極管發光同時蜂鳴器發出報警聲。

按照說明書及圖示組裝好電路，用磁鐵靠近干簧管，電路接通，水泵開始抽水，水由軟管進入杯中。磁鐵離開干簧管，停止抽水。