我们生活在一个传感器的世界。您可以在我们的家庭、办公室、汽车等地找到不同类型的传感器,通过检测我们的存在来打开灯光,调节室温,检测烟雾或火灾,为我们制作美味的咖啡,当我们的汽车靠近车库门时自动打开门等等,从而使我们的生活变得更加便利。所有这些以及许多其他自动化任务都是由传感器实现的。
举例,自动飞行控制系统包括多个传感器,用于执行各种任务,如速度控制、高度监测、位置跟踪、门状态、障碍物检测、燃料水平、机动等等。一台计算机从所有这些传感器获取数据,并通过与预设计的值进行比较来处理这些数据。然后,计算机向不同的部件提供控制信号,如发动机、襟翼、方向舵、电机等,以确保飞行平稳。传感器、计算机和机械的组合使得飞机可以在自动驾驶模式下运行。
传感器的定义
一个定义传感器为一种输入设备,它根据特定的物理量(输入)提供输出(信号)。
在这个定义中,“输入设备”意味着它是一个更大系统的一部分,为主要控制系统(如处理器或微控制器)提供输入。
另一个独特的传感器定义如下:它是一种将来自一个能量领域的信号转换为电能领域的设备。如果我们考虑一个例子,就可以更好地理解传感器的定义。
几个常见的分类
1.主动传感器 VS 被动传感器
主动传感器是那些需要外部激励信号或电源信号的传感器。
激光测距仪是一种主动传感器,它使用激光束发射器发送激光脉冲,然后测量激光脉冲从传感器发送到目标并返回的时间。这个过程需要外部电源来提供能量以生成和发射激光脉冲,同时传感器还需要电源来运行内部电子元件以测量时间并计算距离。
被动传感器是无需外部激励信号或电源信号即可工作的传感器。一个常见的例子是光敏电阻器(Light Dependent Resistor,简称LDR)。
光敏电阻器是一种被动传感器,它的电阻随环境光的强度而变化,而不需要外部电源或激励信号。当光线强时,光敏电阻器的电阻降低;当光线弱时,电阻增加。这种变化可以用来检测光的强度,并且通常用于光敏感应用,例如自动照明系统、光控制开关、相机测光等。
2.基于传感器所使用的检测方法
一些检测方法包括电学、生物学、化学、放射性等等。
3.基于转换现象,即输入和输出之间的关系。
一些常见的转换现象包括光电、热电、电化学、电磁、热光等等。
4.interwetten与威廉的赔率体系 传感器和数字传感器
模拟传感器产生模拟输出,即与所测量的物理量相关的连续输出信号(通常是电压,但有时也可能是其他量,如电阻等)。与模拟传感器相比,数字传感器使用离散或数字数据。数字传感器中用于转换和传输的数据是数字的性质。
简单罗列一下
接近传感器
加速度计
红外传感器
光传感器
超声波传感器
烟雾、气体和酒精传感器
触摸传感器
颜色传感器
位置传感器
磁传感器(霍尔效应传感器)
麦克风(声音传感器)
倾斜传感器
流量和液位传感器
PIR传感器接触传感器
应力和重量传感器
温度传感器
温度传感器是最常见和最受欢迎的传感器之一。正如其名称所示,温度传感器用于感知温度,即测量温度的变化。
温度传感器有不同类型,包括温度传感器集成电路(如LM35、DS18B20)、热敏电阻、热电偶、RTD(电阻式温度装置)等等。
温度传感器可以是模拟的或数字的。在模拟温度传感器中,温度的变化对应于其物理性质的变化,如电阻或电压。LM35是一个经典的模拟温度传感器。
接近传感器
接近传感器是一种非接触式传感器,用于检测物体的存在。接近传感器可以使用不同的威廉希尔官方网站 来实现,如光学(如红外或激光)、声音(超声波)、磁性(霍尔效应)、电容等等。
倒车停车传感器电路
红外传感器
红外线传感器是基于光的传感器,用于各种应用,如接近和物体检测。几乎所有的移动手机都使用红外传感器作为接近传感器。有两种类型的红外传感器:透射型和反射型。在透射型红外传感器中,红外发射器(通常是红外LED)和红外探测器(通常是光电二极管)被放置面对面,当物体穿过它们之间时,传感器会检测到物体。
另一种类型的红外传感器是反射型红外传感器。在这种情况下,发射器和探测器相邻地放置,面向物体。当物体出现在传感器前时,红外发射器发出的红外光被物体反射,并由红外接收器检测,从而传感器检测到物体。
超声波传感器
超声波传感器是一种非接触式设备,可以用于测量物体的距离和速度。超声波传感器基于声波的特性工作,其频率大于人类可听范围的声音频率。使用声波的飞行时间,超声波传感器可以测量物体的距离(类似于声纳)。声波的多普勒频移特性用于测量物体的速度。
光传感器
有时也称为光敏传感器,是重要的传感器之一。今天可用的一种简单的光传感器是光敏电阻器(LDR)。LDR的特性是其电阻与环境光的强度成反比,即当光强度增加时,其电阻减小,反之亦然。
通过在电路中使用LDR,我们可以校准其电阻的变化以测量光的强度。还有另外两种光传感器(或光敏传感器)经常在复杂的电子系统设计中使用,它们分别是光电二极管和光电晶体管。所有这些都是模拟传感器。
还有数字光传感器,如BH1750、TSL2561等,可以计算光的强度并提供数字等效值。
烟雾和气体传感器
在与安全相关的应用中,烟雾和气体传感器是非常有用的传感器之一。几乎所有的办公室和工业都配备了多个烟雾探测器,它们可以检测到任何烟雾(由火灾引起)并发出警报。
酒精传感器
酒精传感器被用于呼吸测试仪器中,以确定一个人是否酒驾。执法人员使用呼吸测试仪器来抓捕酒后驾驶的违法行为。
触摸传感器
触摸传感器,顾名思义,可以检测手指或触控笔的触摸。通常,触摸传感器被分为电阻式和电容式两种类型。几乎所有现代触摸传感器都是电容式的,因为它们更精确,并且具有更好的信噪比。
色彩传感器
色彩传感器在图像处理、颜色识别、工业物体跟踪等领域构建色彩感知应用中非常有用。TCS3200是一个简单的色彩传感器,它可以检测任何颜色并输出与检测到的颜色波长成比例的方波。
温湿度传感器
如果您查看气象监测系统,它们通常会提供温度和湿度数据。因此,在许多应用中测量湿度是一项重要任务,湿度传感器帮助我们实现了这一目标。通常,所有湿度传感器都测量相对湿度(空气中水含量与空气最大潜力持有水的比值)。由于相对湿度依赖于空气的温度,几乎所有湿度传感器也可以测量温度。
倾斜传感器模块
经常用于检测倾斜或方向,倾斜传感器是其中最简单和价格最实惠的传感器之一。以前,倾斜传感器是由汞制成的(因此有时被称为汞开关),但现代大多数倾斜传感器使用了滚珠机制。
审核编辑:汤梓红
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