傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。
傳感器是一種檢測并響應來自物理環(huán)境的某種類型輸入的設備。輸入可以是光、熱、運動、濕度、壓力或任何數(shù)量的其他環(huán)境現(xiàn)象。輸出通常是一個信號,該信號在傳感器位置轉換為人們可讀顯示或通過網(wǎng)絡以電子方式傳輸以供閱讀并作進一步的處理。
傳感器在物聯(lián)網(wǎng)( loT )中起著舉足輕重的作用,可以創(chuàng)建一個生態(tài)系統(tǒng)來收集和處理有關特定環(huán)境的數(shù)據(jù),從而可以更輕松有效地對其進行監(jiān)控、管理和控制。物聯(lián)網(wǎng)傳感器用于家庭、野外、汽車、飛機、工業(yè)環(huán)境和其他環(huán)境。傳感器彌合了物理世界和邏輯世界之間的鴻溝,充當計算基礎設施的眼睛和耳朵,分析從傳感器收集的數(shù)據(jù)并根據(jù)這些數(shù)據(jù)采取處理。
傳感器的特點包括:微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展,讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官,讓物體慢慢變得活了起來。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。
傳感器的分類:電阻式傳感器,電感式傳感器,電容式傳感器,壓電式傳感器,磁電式傳感器,熱電式傳感器,光電式傳感器,數(shù)字式傳感器,光纖式傳感器,超聲波傳感器,熱敏傳感器,模擬傳感器等。
傳感器種類:
傳感器可以按多種方式分類。一種常見的方法是將它們分類為主動或被動。有源傳感器是一種需要外部電源才能響應環(huán)境輸入并產(chǎn)生輸出的傳感器。例如,氣象衛(wèi)星中使用的傳感器通常需要一些能源來提供有關地球大氣層的氣象數(shù)據(jù)。另一方面,無源傳感器不需要外部電源來檢測環(huán)境輸入。依賴于環(huán)境本身的能量,使用光能或熱能等能源。一個很好的例子是水銀玻璃溫度計。水銀會隨著溫度的波動而膨脹和收縮,從而導致玻璃管中的液位升高或降低。外部標記提供了一個人類可讀的儀表,用于查看溫度。
一些類型的傳感器,例如地震和紅外光傳感器,有主動和被動兩種形式。部署傳感器的環(huán)境通常決定哪種類型最適合應用程序。傳感器分類的另一種方法是根據(jù)傳感器產(chǎn)生的輸出類型,根據(jù)它們是模擬的還是數(shù)字的。模擬傳感器將環(huán)境輸入轉換為連續(xù)變化的輸出模擬信號。燃氣熱水器中使用的熱電偶是模擬傳感器的一個很好的例子。熱水器的指示燈持續(xù)加熱熱電偶。如果指示燈熄滅,熱電偶就會冷卻,并發(fā)送一個不同的模擬信號,指示應該關閉氣體。
與模擬傳感器不同,數(shù)字傳感器將環(huán)境輸入轉換為以二進制格式(1和0)傳輸?shù)碾x散數(shù)字信號。數(shù)字傳感器已在所有行業(yè)中變得相當普遍,在許多情況下取代了模擬傳感器。例如,數(shù)字傳感器現(xiàn)在用于測量濕度、溫度、大氣壓力、空氣質(zhì)量和許多其他類型的環(huán)境現(xiàn)象。
與有源和無源傳感器一樣,某些類型的傳感器(例如熱傳感器或壓力傳感器)有模擬和數(shù)字兩種形式。在這種情況下,傳感器運行的環(huán)境通常也決定了哪個是最佳選擇。傳感器通常還根據(jù)監(jiān)測環(huán)境因素的類型進行分類。以下是一些常見實例:
加速度計。這種類型的傳感器檢測重力加速度的變化,從而可以測量傾斜、振動,當然還有加速度。加速度計傳感器用于從消費電子產(chǎn)品到專業(yè)運動再到航空航天的廣泛行業(yè)。
化學?;瘜W傳感器檢測介質(zhì)(氣體、液體或固體)中的特定化學物質(zhì)。化學傳感器可用于檢測農(nóng)田中的土壤養(yǎng)分水平、房間中的煙霧或一氧化碳水平、水體中的 pH水平、某人呼吸中的酒精含量或任何其他情況。例如,汽車排放控制系統(tǒng)中的氧傳感器通常會通過產(chǎn)生電壓的化學反應來檢測汽油與氧氣的比例。發(fā)動機艙中的計算機讀取電壓,如果混合物不是最佳的,則重新調(diào)整比例。
濕度。這些傳感器可以檢測空氣中的水蒸氣含量以確定相對濕度。濕度傳感器通常包括溫度讀數(shù),因為相對濕度取決于空氣溫度。這些傳感器用于廣泛的行業(yè)和環(huán)境,包括農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、數(shù)據(jù)中心、氣象學以及供暖、通風和空調(diào)(HVAC )。
等級。液位傳感器可以確定物理物質(zhì)的液位,例如水、燃料、冷卻劑、谷物、肥料或廢物。例如,駕車者依靠他們的油位傳感器來確保他們最終不會被困在路邊。液位傳感器也用于海嘯預警系統(tǒng)。
運動。運動檢測器可以感知限定空間(檢測區(qū)域)中的物理運動,并可用于控制燈光、攝像頭、停車門、水龍頭、安全系統(tǒng)、自動開門器和許多其他系統(tǒng)。傳感器通常會發(fā)出某種類型的能量——例如微波、超聲波或光束——并且可以檢測能量流何時被進入其路徑的物體中斷。
光學。光學傳感器,也稱為光電傳感器,可以檢測光譜中不同點的光波,包括紫外光、可見光和紅外光。光學傳感器廣泛用于智能手機、機器人、藍光播放器、家庭安全系統(tǒng)、醫(yī)療設備和范圍廣泛的其他系統(tǒng)。
壓力。這些傳感器檢測液體或氣體的壓力,廣泛用于機械、汽車、飛機、HVAC系統(tǒng)和其他環(huán)境。它們還通過測量大氣壓力在氣象學中發(fā)揮重要作用。此外,壓力傳感器可用于檢測氣體或液體的流動,通??梢哉{(diào)節(jié)流量。
接近。接近傳感器檢測物體的存在或確定物體之間的距離。接近監(jiān)視器用于電梯、裝配線、停車場、零售店、汽車、機器人和許多其他環(huán)境。
溫度。這些傳感器可以識別目標介質(zhì)的溫度,無論是氣體、液體還是空氣。溫度傳感器用于各種設備和環(huán)境,例如電器、機械、飛機、汽車、計算機、溫室、農(nóng)場、恒溫器和許多其他設備。
觸碰。觸摸傳感設備檢測受監(jiān)控表面上的物理接觸。觸摸傳感器廣泛用于電子設備,以支持觸控板和觸摸屏技術。它們還用于許多其他系統(tǒng),例如電梯、機器人和皂液器。