什么是传感器?传感器的工作原理
什么是传感器?
传感器是检测各种物理量或物质浓度的装置。
它们也被称为探测器,被纳入所有电子设备中,起到相当于眼睛、耳朵、鼻子等感觉器官的作用。它不仅用于检测被测物体,还可以用来确定设备的下一步动作或为了安全而停止设备。
在日语中,它与“检测器”的意思相同,但该词的严格定义是检测器只是检测物体,而传感器是简单检测物体的设备。它指的是某物被检测后会表现出特定的反应,因此任何具有某些功能的检测器都被特称为传感器。
传感器将光和热等物理信息转换为电气信息,当集成到电路中时,它们可以实现电气设备的自动操作。
例如,空调上装有温度传感器,当你将空调设定到某个温度时,空调内部的温度传感器就会检测到该温度。该信息被传输到微控制器,微控制器操作空调,使室内温度与设定温度相等。
传感器的工作原理
作为例子,我们将介绍温度传感器的机制。温度传感器是一种感测温度并激活触点或改变电阻的设备。根据温度操作触点的设备具有称为恒温器的温度传感器。它由两种具有不同热膨胀系数的金属板连接在一起组成,当温度发生变化时,金属板会脱落。
恒温器用于被炉等设备,但由于它们通过触点直接打开和关闭加热器,因此无法精确控制温度。改变电阻的设备包括称为热敏电阻的温度传感器。
热敏电阻具有即使温度发生微小变化其电阻也会发生显着变化的特性。因此,如果用于供暖设备等,则可以进行随着室温升高而逐渐减弱输出等详细控制。
传感器类型
传感器检测的东西多种多样,如热、压力、声音、光、距离、流量等,但根据测量对象的不同,传感器的类型也不同,测量原理也不同。
说到熟悉的事情,智能手机内置了各种传感器。触摸面板配备了检测手指接触和移动的传感器,相机配备了检测光线并创建图像的传感器。打电话以及呼叫AI助手都是通过麦克风进行的,麦克风也是一个检测声音的传感器。
近年来,随着物联网的快速普及,越来越多的人开始采用智能家居。例如,当检测到人的接近并打开灯时,使用红外线的运动传感器检测到人的接近。
此外,当您回家途中接近家时打开空调时,我们会使用GPS 传感器来检测您的位置。管理温度、湿度等对于创造舒适的生活空间非常重要,这里也使用了温度和湿度传感器。
传感器类型可以根据五种人类感官进行分类。
眼(视觉)
光传感器(光电二极管、CCD、CMOS等)耳(听觉)
声音传感器(压电元件、电容式麦克风等)皮肤(触觉)
温度传感器(热电偶、热敏电阻等)、压力传感器(隔膜、半导体压力传感器等)鼻(嗅)
味传感器(半导体气体传感器、生化装置)舌(味觉)
味觉传感器(PH传感器、颗粒传感器)
传感器类型多种多样,因此根据用途仔细考虑应检测的内容并选择合适的传感器非常重要。