《信息转换与传输》PPT课件

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1、第四章信息转换与传输信息转换信息传输信息传输过程中的干扰噪声思考题（作业）§4-1信息转换一、信息探测工程与智能传感器1、人类认识事物的信息过程为了认识世界，通过感官来取得外部世界的信息。然后，导入神经系统，把获取的信息传递给大脑，并对这些信息进行贮存、变换、处理、分析、判断，去除各种干扰，提取有用信息。在此基础上形成初步的判断，获得相应的认识，并在大脑中形成决策信息，发出指令，再通过导出神经系统来指挥执行器完成相应的动作。或者说是借助于一定的物质和能量形式，把决策信息反作用于外部世界的事物，这就完成了由客观到主观，再由

2、主观到客观的一次循环。为了检验“认识”和“改造”的效果，感觉器官还要把指令信息作用于外部事物的效果，作为一种效果信息反馈给大脑，根据这个反馈信息，思维器官再作出补充决策，调整原来的指令信息，修正执行器官的行动策略和方式。这样不断循环、修正，直到完成改造外部世界事物为止。§4-1信息转换2、人类感官获取信息的局限性人类获取信息，是信息通过不同渠道刺激大脑，对于人类通过感官直接取得信息的有关实验表明，大脑的吸收率分别为：视觉—83％听觉—11％嗅觉—3.5％味觉—1％触觉—1.5％人类通过感官获取信息是有局限性的，因为人的感

3、官和大脑都具有过滤信息的本能，这是由于如下原因：感官机能：人类感官接收外界信号，受到感官生理机能的限制。如：人眼只能接收波长为0.38~0.78μm可见光；人耳只能感知20~20kHz的声音信号等。智力功能：同一信源发出的信息，可能由于人的智力、知识结构、职业、爱好、年龄不同，而效果不同。§4-1信息转换3、人类感官的延伸——传感系统传感器是人的感官的延伸，它的作用是扩展人的信息功能。因此，从广义讲，传感器是一个感知系统，是为了从外界感知信息而工作的系统。传感技术是信息科学中的一个重要组成部分，在现代被称之为信息探测工程

4、学，是研究物质的物理效应、化学效应及生物效应，作为信息探测的实际应用的一门科学。它对科学技术发展的作用和意义，巳日益显得重要而突出。传感系统模型一种简单的感测系统模型一种复杂的感测系统模型§4-1信息转换4、传感技术的发展方向信息科学的发展，促进了能量、物质科学的进步，而新材料的出现，反过来又促进了传感技术的发展，尤其是固体功能材料与功能元件的发展，为新型传感器的开发提供了坚实的物质基础，而微电子技术，特别是大规模集成电路的发展，为传感器的智能化提供了技术条件，越来越多的敏感元件问世，使人类的感官功能不断扩展与增强。传感

5、技术的发展表现为两个基本的方向：扩展感测信息的领域；提高识别信息的智能。扩展感测信息的领域视觉与光传感器：波长10-7μm~0.1m；速度10-9s（人0.1s）听觉与声压传感器：频率可达数兆Hz；声压范围远超人耳触觉与温度、压力传感器嗅觉传感器味觉传感器§4-1信息转换提高识别信息的智能新型传感器技术的开发，与微电于技术的结合，构成具有校正、变换、统计处理、反馈等多种功能的，具有思维、辨别能力的智能传感器。这种传感系统可以在复杂的环境中，准确而有效地提取有用信息。在信息仿生学方面，传感技术正向着信息化、智能化、综合化方

6、向发展。在人—机器、机器--机器通讯方面，信息形式的多样化，特别是容量最大的视觉信息，将被充分利用。固态图像传感器、图像通讯技术将得到大力发展。§4-1信息转换二、工程中的新型传感器1、核辐射检测核辐射检测是利用α、β、γ、x射线的辐射特性，根据被测物质对射线的吸收、散射、或射线对被测物质的电离激发、穿透作用而进行工作的。可以实现对材料厚度、内伤，物质密度、成分、物位等参数的测量。比例计数管与盖革计数管射线使气体电离，产生正离子和电子，电子被阳极加速形成电流，大小与施加于金属丝上的电压大小有关。随电压的升高，被加速的电子

7、在运动途中又会不断电离气体而造成“雪崩”现象。电子数量(电压脉冲大小)与射线能量成正比(Ⅲ区,比例计数管)；电压升到1000—1700V时(Ⅳ区)，输出电压脉冲与入射射线的频率成正比，就成了盖革计数管。§4-1信息转换闪烁计数管由闪烁晶体和光电倍增管组成。闪烁晶体吸收射线光子，产生可见荧光；光电倍增管把光转换为可测量的电脉冲。当晶体中吸收一个射线光子时，便会在其中产生一个闪光，这个闪光射到光敏阴极上时，便会迸发出许多电子，再经光电倍增管的多级倍增后，就可在最后联极上得到大量电子，其总增益达107。即闪烁晶体吸收一个射线光

8、子后，可以得到数目巨大的电子，几乎在输出端能产生数伏的电压脉冲，并且这一过程十分迅速，所需时间不到1μs。因此，闪烁晶体管可以在高达105脉冲数/s的速率下工作而不会有计数损失。§4-1信息转换这种测厚仪是非接触测量，且不受温度、压力等因素的影响。被用于热轧机上控制轧制钢板厚度，获得较好的应用效果。§4-1信息转换这