人类身边的“电五官”

薛海凤

信息时代的今天，形形色色的传感器发挥着巨大作用，各行各业都离不开传感器。電子计算机、生产自动化、现代军事、交通、环境监测、海洋开发、遥感、宇航等，传感器应用的领域非常广泛。自动门、手机触摸屏、鼠标、烟雾报警器、数码相机、电子天平、光敏路灯、声控路灯、话筒、电子温度计、自动洗衣机、红外线报警器、智能机器人等都有传感器。传感器是种检测装置，它可对被测信息进行传感，并将传感的信息按照一定的规则转换成电信号或其他所需形式的信息输出，来满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求，是实现自动检测、自动控制的首要环节。传感器具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化的特点。传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。

传统的仅靠人的感官获取外界信息的方式已经不能满足现代生产生活的需求，于是传感器应运而生，来帮助人们获取准确可靠的信息。传感器是人类五官的延长，被称为电五官。模仿人的感觉器官获取信息的“五官”传感器与人体某个感官对应着：光敏传感器对应人的视觉器官；气敏传感器对应人的嗅觉器官；声敏传感器对应人的听觉器官；化学传感器对应人的味觉器官；压敏、温敏、流体传感器对应人的触觉器官。传感器将非电量（光、声、温度、湿度、压力、香味等）变成电学量，如电荷量、电压、电流、电阻、电容、电感等。湿度传感器在纺织印染生产中的应用、红外传感器在皮带运输机安全警示系统中应用、距离传感器在判断车辆运动速度方面的应用等不胜枚举。

传感器拓宽了人的感觉器官的能力，让人们获取信息的范围延伸到更宽、更广的领域。环境监测方面，传感器对降雨、大气污染、水质污浊、噪声、PM2.5、河流水位、土壤湿度等因素进行监测，并预测分析气象环境和生态环境，对环境进行预警，为环境治理保护提供依据，维护生态平衡。工业控制领域，传感器可检测集成设备的运行状态，检测位移、管道、设备安全防护、温度、液体流量、压力等，实时监控生产过程中的各种参数，提高生产效率，让产品达到更好的质量。农业生产中，传感器监测环境温度、湿度、光照、水分、土壤等因素，增强对气象灾害的防御能力，减少病虫害、提高产量，提高农业生产效率。传感器让智能机器人有了视觉、触觉等，可对物体进行识别和检测，可从事一般的生产、家务和事务，还可从事特殊的作业。家用电器中，传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调器、电热水器、热风取暖器、风干器、电风扇、电子驱蚊器、洗碗机、电冰箱、彩色电视机、录像机等的应用，让生活更方便、安全、舒适，家用电器正向自动化、智能化、绿色化的方向发展。正在设计中的家庭自动化，让各种传感器代替人监视家庭的各种状态并加以控制，将进一步解放人类，使人们有更多的时间用于学习、休息娱乐。物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制，传感器技术有助于实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。医疗医学上，传感器可对人体的表面和内部温度、血压及腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、脉波及心音、心脑电波等进行高难度的诊断，在图像处理、临床化学检验、生命体征参数的监护监测、疾病的早期诊断、早期治疗、远距离诊断及人工器官的研制等方面发挥作用。呼吸机、体外诊断、监护仪、麻醉机、透析仪等众多医疗设施以其可靠性、耐用性、准确性助力医疗工作。遥感技术方面，从远离地面的工作平台，如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等通过传感器，对地球表面的电磁波辐射信息、低层大气进行光学和电子探测，并处理分析，对地球的资源与环境进行探测和监测，如探测矿产资源埋藏在什么地区、勘探油井等。军事上，从两弹、飞机、舰船、坦克、火炮等装备系统到后勤保障等，传感器大幅度提高武器的威力和作战指挥及战场管理能力。可见传感器的应用无处不在，深入到了整个社会生活的方方面面。

传感器技术与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱。当下的智能传感器，在智能手机、智能家居、智能汽车等领域应用广泛，在整个智慧城市的建设中有不可磨灭的作用。走进千家万户的汽车，普通汽车装有十几个传感器，高级豪华车的传感器多达几百个，传感器相当于汽车的感官和触角，准确地采集汽车工作状态信息，提高自动化程度。如汽车安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、排气循环装置、电子燃料喷射装置及汽车“黑匣子”等都得到了实际应用。毫不夸张地说，从茫茫太空到浩瀚海洋，再至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

5号干电池、导线、磁铁、干簧管、电池盒、软管、水泵、接线器、接线端子、杜邦线、三极管、光敏电阻、可调电阻、发光二极管、热敏电阻、蜂鸣器、打火机、一次性透明塑料杯。

按照说明书及图示组装好电路，手罩住光敏电阻，二极管发光；移开手（光亮强），二极管熄灭。

按照说明书及图示组装好电路，用打火机火焰靠近热敏电阻，二极管发光同时蜂鸣器发出报警声。

按照说明书及图示组装好电路，用磁铁靠近干簧管，电路接通，水泵开始抽水，水由软管进入杯中。磁铁离开干簧管，停止抽水。