四　信息化社会
一、现代信息技术的三大基础
信息的________、________和________．
二、信息的拾取和传感器
1．传感器的概念
能像人的感觉器官那样________外界信息，并能按照一定的规律和要求把这些________转换成便于传递、存储和输出信息的________________，叫做传感器．传感器是各种测量和自动控制系统的“感觉器官”．如图4－4－1所示，人的五种感觉器官与传感器的比较．
拾取
传递
处理
感受
信息
器件或装置
图4－4－1
2．传感器的作用
传感器是这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、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________，或转化为电路的通断．
3．常用的传感器种类有：________传感器、红外线传感器、光传感器、____传感器等．
电学量
温度
力
三、信息的传递
1．传送电磁波的三种方式：______、光缆、__________.
2．光缆是目前发展最快的通信方式，它________巨大，保密性好，抗干扰性强，被誉为信息社会的神经．
四、模拟信号和数字信号
1．把要传送的信息直接通过电磁波________的连续变化携带出去，这样的电信号叫模拟信号．
2．像电报一样，把要传递的信息用“____”和“____”的不同组合来表示，就是一种数字信号．
电缆
无线传输
容量
振幅
·
－
温馨提示　数字信号抗干扰能力强，容易加密，便于计算机处理．
五、信息时代
1．________是世界上最大的计算机互联网．
2．人们可以通过互联网________、看电影电视、聊天、经商、________、从事金融活动，也可以通过互联网查阅各种资料，进行远程教学、远程________，甚至可以为身处世界各地的人召开电视会议；通过互联网可以进行网上________、网上上班、网上信息发布等．
因特网
听音乐
购物
医疗
办公
一、传感器的种类和应用
1．传感器
传感器是一种能感受外部信息，并将其按一定规律转换成电信号的装置．
现实环境的信息是多种多样的，如温度、湿度、光线、声音、力等，它们都是非电学量，不能直接自动化处理和交换．而传感器可以将上述物理量转换成电学量或电路的通断，从而实现信息的自动检测、传输和控制．
2．常见的传感器
(1)双金属温度传感器．
①原理：把两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起，制成一条双金属片，温度变化时，因为两种金属片膨胀系数不同，两金属片伸长也不同而导致弯曲，使电路的开关闭合或断开．
②应用：日光灯启动器、电熨斗、电饭锅中的自动控温等．
(2)光敏电阻传感器．
①原理：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，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，因此，根据电路中电流的大小，可以探知光的强弱．也可以在电路中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：电容器的电容随两极板间距离的变化而变化，这样可将压力大小转换为电信号．
②应用．
电容式压力传感器：
图4－4－2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，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．
图4－4－2
电容式话筒：
原理：如图4－4－3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，于是声信号就被话筒转化为电信号输出．
优点：保真性好．
图4－4－3
二、数字信号及其特点
1．数字信号：像电报的工作方式一样，它所传递的信息用不同的“·”和“－”来表示．数字信号可以实现声音、图像和各种数据在同一条线路上的同时传输．
2．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．
3．数字信号的应用
数字信号目前广泛应用于因特网、数字电视和无线电通信、遥控等领域.
【典例1】 (多选)如图4－4－4所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是(　　)
传感器及其应用
图4－4－4
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
解析　R1为光敏电阻，当有光照射时，R1的阻值变小，R2上的电压变大，信号处理系统获得高电压．由题意知，当传送带上的物体挡住光时，信号处理系统获得低电压，这种电压高低交替变化的信号转化为相应的数字，实现自动计数的功能，达到自动计数目的．故A、C选项正确．
答案　AC
【变式1】
(多选)光敏电阻的特点是(　　)
A．入射光强，电阻小 B．入射光强，电阻大
C．入射光弱，电阻小 D．入射光弱，电阻大
【答案】AD
【解析】光敏电阻的阻值随光照的强弱而变化．光照强时，光敏电阻的阻值变小，光照弱时，光敏电阻的阻值变大．
【典例2】 数字信号与模拟信号相比，有什么特点？
解析　早期的电磁信号都是模拟信号，收音机、手机、电视的信号均如此，效果也比较好，但数字信号抗干扰能力强，容易加密，便于计算机处理，现在传输的信号逐步采用数字信号．今后的模拟电视广播也将被数字电视广播所取代．
答案　见解析
信息的记录、处理和传输
【变式2】
(多选)下列各项与信息记录有关的是(　　)
A．信息的存储量 B．信息的提取(读出)
C．存储的可靠性 D．信息加密和防病毒
【答案】ABCD
【解析】信息的存储量、提取、存储的可靠性以及信息的加密和防病毒均与信息记录有关.
1．(多选)下列关于几种传感器的说法正确的是(　　)
A．双金属温度传感器是用来控制温度的，应用于日光灯启动器
B．光敏电阻传感器是用来控制光照强度的，应用于卧室
C．烟雾传感器，应用于舞台
D．声光传感器是用来控制光和声音的，在楼道有应用
【答案】AD
传感器及其应用
【解析】双金属温度传感器利用不同膨胀系数的两金属温度变化后伸长不同来实现对电路的开关、闭合控制的，A对；卧室中的灯在晚上休息时需要保持熄灭状态，不能用光敏电阻来控制，B错；舞台上经常释放大量烟雾，不能使用烟雾传感器，C错；晚上人上、下楼时需要点亮楼道中的灯，此过程可以通过声光传感器来实现，D对．
2．下列说法不正确的是(　　)
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
C．电子秤所使用的测力装置是压力传感器
D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
信息的记录、处理和传输
【答案】A
【解析】话筒将声信号转换为电信号，A错；控制电熨斗温度的是双金属片温度传感器，B对；电子秤能够测力是因它安装有压力传感器，C对；热敏电阻的特点是温度升高时，它的阻值减小，因此它可以将温度这一非电学量转换为电阻这一电学量，D对．故选A.