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(diào)節(jié)室溫，檢測煙霧或火災(zāi)，為我們制作美味的咖啡，當(dāng)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(wù)都是由傳感器實現(xiàn)的。

舉例，自動飛行控制系統(tǒng)包括多個傳感器，用于執(zhí)行各種任務(wù)，如速度控制、高度監(jiān)測、位置跟蹤、門狀態(tài)、障礙物檢測、燃料水平、機(jī)動等等。一臺計算機(jī)從所有這些傳感器獲取數(shù)據(jù)，并通過與預(yù)設(shè)計的值進(jìn)行比較來處理這些數(shù)據(jù)。然后，計算機(jī)向不同的部件提供控制信號，如發(fā)動機(jī)、襟翼、方向舵、電機(jī)等，以確保飛行平穩(wěn)。傳感器、計算機(jī)和機(jī)械的組合使得飛機(jī)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(shè)備，它根據(jù)特定的物理量（輸入）提供輸出（信號）。

在這個定義中，“輸入設(shè)備”意味著它是一個更大系統(tǒng)的一部分，為主要控制系統(tǒng)（如處理器或微控制器）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(lǐng)域的信號轉(zhuǎn)換為電能領(lǐng)域的設(shè)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(fā)射器發(fā)送激光脈沖，然后測量激光脈沖從傳感器發(fā)送到目標(biāo)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(fā)射激光脈沖，同時傳感器還需要電源來運行內(nèi)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(huán)境光的強(qiáng)度而變化，而不需要外部電源或激勵信號。當(dāng)光線強(qiáng)時，光敏電阻器的電阻降低；當(dāng)光線弱時，電阻增加。這種變化可以用來檢測光的強(qiáng)度，并且通常用于光敏感應(yīng)用，例如自動照明系統(tǒng)、光控制開關(guān)、相機(jī)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(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、放射性等等。

3.基于轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，即輸入和輸出之間的關(guān)系。

一些常見的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象包括光電、熱電、電化學(xué)、電磁、熱光等等。

4.模擬傳感器和數(shù)字傳感器

模擬傳感器產(chǎn)生模擬輸出，即與所測量的物理量相關(guān)的連續(xù)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(shù)字傳感器使用離散或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。數(shù)字傳感器中用于轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是數(shù)字的性質(zhì)。

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(yīng)傳感器）

麥克風(fēng)（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(yīng)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(shù)字的。在模擬溫度傳感器中，溫度的變化對應(yīng)于其物理性質(zhì)的變化，如電阻或電壓。LM35是一個經(jīng)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(shù)來實現(xiàn)，如光學(xué)（如紅外或激光）、聲音（超聲波）、磁性（霍爾效應(yīng)）、電容等等。

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(yīng)用，如接近和物體檢測。幾乎所有的移動手機(jī)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(fā)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(dāng)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(fā)射器和探測器相鄰地放置，面向物體。當(dāng)物體出現(xiàn)在傳感器前時，紅外發(fā)射器發(fā)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(shè)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(huán)境光的強(qiáng)度成反比，即當(dāng)光強(qiáng)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(zhǔn)其電阻的變化以測量光的強(qiáng)度。還有另外兩種光傳感器（或光敏傳感器）經(jīng)常在復(fù)雜的電子系統(tǒng)設(shè)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(shù)字光傳感器，如BH1750、TSL2561等，可以計算光的強(qiáng)度并提供數(shù)字等效值。

煙霧和氣體傳感器

在與安全相關(guān)的應(yīng)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(yè)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(zāi)引起）并發(fā)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(zhí)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(xiàn)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(yè)物體跟蹤等領(lǐng)域構(gòu)建色彩感知應(yīng)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(jiān)測系統(tǒng)，它們通常會提供溫度和濕度數(shù)據(jù)。因此，在許多應(yīng)用中測量濕度是一項重要任務(wù)，濕度傳感器幫助我們實現(xiàn)了這一目標(biāo)。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(jīng)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(guān)），但現(xiàn)代大多數(shù)傾斜傳感器使用了滾珠機(jī)制。

審核編輯：湯梓紅