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傳感器的定義和分類

dytfki8u8yql ? 來源:頭條號小雨滴電子 ? 2023-11-20 15:59 ? 次閱讀

我們生活在一個傳感器的世界。您可以在我們的家庭、辦公室、汽車等地找到不同類型的傳感器,通過檢測我們的存在來打開燈光,調節室溫,檢測煙霧或火災,為我們制作美味的咖啡,當我們的汽車靠近車庫門時自動打開門等等,從而使我們的生活變得更加便利。所有這些以及許多其他自動化任務都是由傳感器實現的。

舉例,自動飛行控制系統包括多個傳感器,用于執行各種任務,如速度控制、高度監測、位置跟蹤、門狀態、障礙物檢測、燃料水平、機動等等。一臺計算機從所有這些傳感器獲取數據,并通過與預設計的值進行比較來處理這些數據。然后,計算機向不同的部件提供控制信號,如發動機、襟翼、方向舵、電機等,以確保飛行平穩。傳感器、計算機和機械的組合使得飛機可以在自動駕駛模式下運行。

傳感器的定義

一個定義傳感器為一種輸入設備,它根據特定的物理量(輸入)提供輸出(信號)。

在這個定義中,“輸入設備”意味著它是一個更大系統的一部分,為主要控制系統(如處理器微控制器)提供輸入。

另一個獨特的傳感器定義如下:它是一種將來自一個能量領域的信號轉換為電能領域的設備。如果我們考慮一個例子,就可以更好地理解傳感器的定義。

幾個常見的分類

1.主動傳感器 VS 被動傳感器

主動傳感器是那些需要外部激勵信號或電源信號的傳感器。

激光測距儀是一種主動傳感器,它使用激光束發射器發送激光脈沖,然后測量激光脈沖從傳感器發送到目標并返回的時間。這個過程需要外部電源來提供能量以生成和發射激光脈沖,同時傳感器還需要電源來運行內部電子元件以測量時間并計算距離。

被動傳感器是無需外部激勵信號或電源信號即可工作的傳感器。一個常見的例子是光敏電阻器(Light Dependent Resistor,簡稱LDR)。

光敏電阻器是一種被動傳感器,它的電阻隨環境光的強度而變化,而不需要外部電源或激勵信號。當光線強時,光敏電阻器的電阻降低;當光線弱時,電阻增加。這種變化可以用來檢測光的強度,并且通常用于光敏感應用,例如自動照明系統、光控制開關、相機測光等。

2.基于傳感器所使用的檢測方法

一些檢測方法包括電學、生物學、化學、放射性等等。

3.基于轉換現象,即輸入和輸出之間的關系

一些常見的轉換現象包括光電、熱電、電化學、電磁、熱光等等。

4.模擬傳感器和數字傳感器

模擬傳感器產生模擬輸出,即與所測量的物理量相關的連續輸出信號(通常是電壓,但有時也可能是其他量,如電阻等)。與模擬傳感器相比,數字傳感器使用離散或數字數據。數字傳感器中用于轉換和傳輸的數據是數字的性質。

簡單羅列一下

溫度傳感器

接近傳感器

加速度計

紅外傳感器

壓力傳感器

光傳感器

超聲波傳感器

煙霧、氣體和酒精傳感器

觸摸傳感器

顏色傳感器

濕度傳感器

位置傳感器

磁傳感器(霍爾效應傳感器)

麥克風(聲音傳感器)

傾斜傳感器

流量和液位傳感器

PIR傳感器接觸傳感器

應力和重量傳感器

溫度傳感器

溫度傳感器是最常見和最受歡迎的傳感器之一。正如其名稱所示,溫度傳感器用于感知溫度,即測量溫度的變化。

溫度傳感器有不同類型,包括溫度傳感器集成電路(如LM35、DS18B20)、熱敏電阻、熱電偶、RTD(電阻式溫度裝置)等等。

溫度傳感器可以是模擬的或數字的。在模擬溫度傳感器中,溫度的變化對應于其物理性質的變化,如電阻或電壓。LM35是一個經典的模擬溫度傳感器。

接近傳感器

接近傳感器是一種非接觸式傳感器,用于檢測物體的存在。接近傳感器可以使用不同的技術來實現,如光學(如紅外或激光)、聲音(超聲波)、磁性(霍爾效應)、電容等等。

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倒車停車傳感器電路

紅外傳感器

紅外線傳感器是基于光的傳感器,用于各種應用,如接近和物體檢測。幾乎所有的移動手機都使用紅外傳感器作為接近傳感器。有兩種類型的紅外傳感器:透射型和反射型。在透射型紅外傳感器中,紅外發射器(通常是紅外LED)和紅外探測器(通常是光電二極管)被放置面對面,當物體穿過它們之間時,傳感器會檢測到物體。

另一種類型的紅外傳感器是反射型紅外傳感器。在這種情況下,發射器和探測器相鄰地放置,面向物體。當物體出現在傳感器前時,紅外發射器發出的紅外光被物體反射,并由紅外接收器檢測,從而傳感器檢測到物體。

超聲波傳感器

超聲波傳感器是一種非接觸式設備,可以用于測量物體的距離和速度。超聲波傳感器基于聲波的特性工作,其頻率大于人類可聽范圍的聲音頻率。使用聲波的飛行時間,超聲波傳感器可以測量物體的距離(類似于聲納)。聲波的多普勒頻移特性用于測量物體的速度。

光傳感器

有時也稱為光敏傳感器,是重要的傳感器之一。今天可用的一種簡單的光傳感器是光敏電阻器(LDR)。LDR的特性是其電阻與環境光的強度成反比,即當光強度增加時,其電阻減小,反之亦然。

通過在電路中使用LDR,我們可以校準其電阻的變化以測量光的強度。還有另外兩種光傳感器(或光敏傳感器)經常在復雜的電子系統設計中使用,它們分別是光電二極管和光電晶體管。所有這些都是模擬傳感器。

還有數字光傳感器,如BH1750、TSL2561等,可以計算光的強度并提供數字等效值。

煙霧和氣體傳感器

在與安全相關的應用中,煙霧和氣體傳感器是非常有用的傳感器之一。幾乎所有的辦公室和工業都配備了多個煙霧探測器,它們可以檢測到任何煙霧(由火災引起)并發出警報。

酒精傳感器

酒精傳感器被用于呼吸測試儀器中,以確定一個人是否酒駕。執法人員使用呼吸測試儀器來抓捕酒后駕駛的違法行為。

觸摸傳感器

觸摸傳感器,顧名思義,可以檢測手指或觸控筆的觸摸。通常,觸摸傳感器被分為電阻式和電容式兩種類型。幾乎所有現代觸摸傳感器都是電容式的,因為它們更精確,并且具有更好的信噪比。

色彩傳感器

色彩傳感器在圖像處理、顏色識別、工業物體跟蹤等領域構建色彩感知應用中非常有用。TCS3200是一個簡單的色彩傳感器,它可以檢測任何顏色并輸出與檢測到的顏色波長成比例的方波。

溫濕度傳感器

如果您查看氣象監測系統,它們通常會提供溫度和濕度數據。因此,在許多應用中測量濕度是一項重要任務,濕度傳感器幫助我們實現了這一目標。通常,所有濕度傳感器都測量相對濕度(空氣中水含量與空氣最大潛力持有水的比值)。由于相對濕度依賴于空氣的溫度,幾乎所有濕度傳感器也可以測量溫度。

傾斜傳感器模塊

經常用于檢測傾斜或方向,傾斜傳感器是其中最簡單和價格最實惠的傳感器之一。以前,傾斜傳感器是由汞制成的(因此有時被稱為汞開關),但現代大多數傾斜傳感器使用了滾珠機制。

審核編輯:湯梓紅

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原文標題:傾斜傳感器模塊

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