什么是传感器?

传感器是一种能够检测周围环境变化的设备，并以模拟或数字信号的形式提供输出，然后显示或可被闭环系统用于过程控制。为了更好地理解，我们可以说传感器是一种可以看到、听到、感觉、闻到和品尝周围环境的设备，而且可能比我或你做得更好(显然这取决于传感器的制造和质量)。传感器通常连接到发射机，因为传感器的输出需要调节或放大，因为输出非常小。因此，传感器需要其他设备来利用数据，大多数情况下，我们把整个包称为传感器。在这篇文章中，我将写一些市面上常见的传感器，我将给你简要介绍这些传感器，并将告诉你它在现实世界中的应用。

传感器与换能器的区别

在深入研究不同类型的传感器之前，我们应该知道的第一件事是传感器和换能器之间的区别。

传感器是一种模块或芯片，它观察物理世界中发生的变化，并将反馈发送给微控制器或微处理器。如上图所示，传感器要正常工作，必须提供励磁(电源)和接地。

传感器也观察物理世界中发生的变化，但与传感器不同的是，它不需要功率，它测量变化并将其转换为电压输出的形式。有两种换能器，输入换能器，它以某种形式获取能量或测量值并将其转换为电能，例如a麦克风．然而，输出换能器获取电能并将其转换为其他形式的能量，例如a演讲者．

传感器分类

在过程控制中，有以下两种类型的传感器:

有源和无源传感器宝金博188

宝金博188无源传感器需要外部电源才能工作。例如:thermoresistor、电阻器、应变计等。而主动传感器不需要任何外部电源。例如:压电电,热电偶等。

模拟和数字传感器

模拟传感器在检测到外部参数变化时，以模拟输出的形式进行输出(风速、太阳辐射、光照强度等)。

输出范围为0到5V的模拟传感器可以提供0V到5V之间的输出。

与模拟传感器不同，数字传感器产生离散值(0和1)。在数字通信中，离散值通常称为数字(二进制)信号。

逻辑高被视为“1”，而逻辑低表示为“0”。

不同类型的传感器

在当今时代，有多种传感器用于检测不同的参数，测量物理世界的不同特征。许多传感器可以用于不同场景下的数据检测。例如，超声波传感器可用于检测距离、速度、温度等，只需与采集数据进行不同的计算即可。因此，传感器可以分为不同的参数。传感器可以根据其感知的物理参数进行分类，也可以根据应用程序或所使用的行业进行分类。因此，在本文中，我根据最主要的用途对传感器进行了分类．

一些常见的传感器类型有:

• 温度传感器&热电偶传感器
• 近距离传感器
• 超声波传感器
• 压力传感器
• 霍尔效应传感器
• 负载细胞
• 光传感器
• 颜色传感器
• 触摸感应器
• 倾斜传感器
• PIR运动检测器&振动传感器
• 加速度计和陀螺仪传感器
• 金属探测器，水流和心跳传感器
• 流量液位传感器
• 气体和酒精传感器
• 湿度土壤湿度传感器

温度传感器

温度传感器用于测量任何物体或介质的温度。温度是热能的基本测量单位，其单位为开尔文。它是应用最广泛的传感器之一。其中大多数是接触式传感器，而红外和超声波温度传感器是非接触式传感器。

温度传感器类型

温度传感器有模拟和数字两种类型。最常用的温度传感器是热电偶、热敏电阻和rtd。

热电偶:

这些是最常用的温度传感器类型。它们是通过将两根不同的金属线连接在一起，并根据塞贝克效应原理制成的。热电偶是首选的，因为它们是自供电的，在宽的温度范围内工作时不需要激励。

使用-这些传感器用于工业、汽车和消费应用。

:高压

电阻温度探测器也被称为rtd，其原理是金属的电阻受其温度的影响。rtd通常由铂，镍或铜线，由于它们的正温度系数，即温度的上升导致电阻增加-电阻的变化，然后用于检测和测量温度的变化．

热敏电阻

与RTD类似，热敏电阻也测量电阻的变化来测量温度，但与RTD不同的是，热敏电阻是由陶瓷或聚合物材料组成的。大多数热敏电阻更便宜，但也不如rtd准确。大多数热敏电阻可在两线配置，全国过渡委员会（负温度系数),PTC(列车自动控制系统)（正温度系数)．NTC与温度呈反比关系，即随着温度的升高电阻增大，随着温度的降低电阻增大，而在PTC中电阻随着温度的升高而增大，反之亦然。熔断器多用PTC。一些常见的热敏电阻如下图所示。

一些其他类型的温度传感器是:

• 温度计
• 振动丝温度传感器
• 红外温度传感器
• 超声波温度传感器

温度传感器应用

热传感器广泛应用于医疗应用、电力电子电路、电池组、计算机、航空航天应用、汽车应用、环境监测等领域的温度测量。

近距离传感器

近距离传感器是能够在没有物理接触的情况下检测物体存在的传感设备。这些都是最常用的传感器。根据测量的物理量不同，有不同种类的接近传感器。

类型的近距离传感器

• 电感式接近传感器
• 磁接近传感器
• 电容式接近传感器
• 光电接近传感器
• 超声波接近传感器

近距离传感器应用程序

它在工业中最常用来衡量任何事物的接近程度机械部件，在手机中，接近传感器用于检测人脸在调用。用于安全系统、汽车、航空航天等领域行业等。

位置传感器

位置传感器是一种可以检测物体运动或确定从既定参考点测量的物体相对位置的设备。这些类型的传感器也可以用来检测物体的存在或不存在。位置传感器有时会与接近传感器混淆。虽然这两个传感器彼此非常相似，但实际上所有的接近传感器都可以被认为是一个位置传感器，但主要的区别是位置传感器给出了一个物体的准确位置，而接近传感器只能告诉一个区域内物体的存在或不存在。

有几种传感器类型的功能与位置传感器类似，值得一提。运动传感器检测物体的运动，并可用于触发动作，如自动打开灯和风扇或激活安全摄像头。接近传感器也可以检测到一个物体已经进入传感器的范围。因此，这两种传感器都可以被认为是一种特殊形式的位置传感器。

位置传感器不仅能够检测任何物体，而且还能够测量和记录位置，因此涉及到包含位置信息的反馈信号的使用。

不同类型的位置传感器

• 电位位置传感器(基于电阻)
• 电感式位置传感器
• 涡流位置传感器
• 电容式位置传感器
• 磁致伸缩位置传感器
• 基于霍尔效应的磁位置传感器
• 光纤位置传感器
• 光学位置传感器
• 超声波位置传感器

最常见的两种位置传感器是霍尔效应传感器和超声波传感器。

超声波传感器

这种传感器使用超声波来探测路径上的任何物体。它有一个由压电晶体制成的发射器和接收器。发射器产生超声波，超声波击中物体并返回到超声波接收器探测到的相同路径。超声波传感器利用飞行时间(TOF)技术来测量物体的距离。超声波的传播速度快于可听见的声音(即人类能听到的声音)。

为了计算传感器和物体之间的距离，传感器测量从发射器发射声音到它与接收器接触所花费的时间。计算公式为

D = 1 / 2 T x C

其中，D为发射机与物体之间的距离，T为时间，C为声速~ 343米/秒。

下图显示了一个HC-SR04，是目前应用最广泛的超声波传感器之一。它有发射机和接收机在一个单独的模块。

应用程序

这些传感器主要用于检测物体、测量距离，也可用于测量温度、压力、结构或材料故障等。

霍尔效应传感器

霍尔效应传感器感知外部磁场。霍尔效应传感器的输出信号是器件周围磁场密度的函数。当传感器周围的磁通密度超过某个预先设定的阈值时，传感器检测到它并产生一个输出电压，称为霍尔电压，V_H. .的霍尔效应传感器有多种用途，但多用于位置检测。

位置检测器

位置探测器是用来检测任何物体位置的传感器，它们可以使用距离传感器，如超声波传感器或使用接近传感器，如霍尔效应传感器等。

一些其他类型的位置检测器是:

1.正面检测

顾名思义，“正面探测”要求磁场垂直于霍尔效应传感装置，为了探测，它直接接近传感器的主动面。一种“正面”的方法

2.横向检测

第二种传感配置是“横向检测”。这需要在霍尔效应元件的侧面移动磁铁。

当没有磁场存在(0高斯)时，这个正面位置探测器将“关闭”。当永磁体南极(正高斯)垂直移动到霍尔效应传感器的有源区域时，该设备打开“ON”并点亮LED。一旦开关“ON”，霍尔效应传感器保持“ON”。

位置探测器应用

位置检测器广泛应用于装配线中测量位置并反馈给控制系统，也应用于发动机中检测曲轴位置以保证正常燃烧。

电位计传感器

它是一种接触式传感器，分别测量物体在线性或旋转运动中的距离或位移，并提供电输出。它有三种类型，用于检测不同的运动位置。它使用与电位器相同的原理来改变电路中电流的流动。

感应式位置传感器

感应式位置传感器利用线圈线圈和涡流的物理原理来检测固体金属结构的位置，该结构在由一个发射线圈和两个接收线圈组成的一组线圈上方滑动或旋转。

电容式传感器

Ca平动式传感器设计用于位移、距离和位置的非接触式测量，以及厚度测量。由于电容式位移传感器具有较高的信号稳定性和分辨率，被广泛应用于实验室和工业测量任务。

位置传感器应用

位置传感器广泛应用于机床、机器人、运动系统、物料搬运、液压控制、转向、制动等领域。

加速度计和陀螺仪传感器

加速度计传感器用于测量物体在任何方向上的加速度陀螺仪测量沿X、Y和Z轴的旋转速度或角度位置随时间的变化率。这些传感器结合使用来检测物体的速度。一个常用的陀螺仪Arduino是MPU6050模块。

陀螺仪和加速度计传感器应用

这些传感器的一些常见应用是用于相机镜头的光学稳像，基于手势的控制，导航，移动电话和其他设备的运动检测等。

压力传感器

这些传感器用于测量固体、液体或气体物体施加在物体上或环境中的力。压力=质量/单位面积。与压力传感器类似的还有压力表。压力表的设计提供了压力值的直接输出读数，称为表压力。压力传感器可分为绝对压力、表压和差压。表压是相对于大气压力测量的，而绝对压力是相对于真空测量的，而差压是测量两点之间的压力差。

上图显示了一个BMP085，一种常用的来自博世的气压传感器。

不同类型的压力测量有:

• 压差
• 绝对压力
• 规的压力

压力传感器类型

• 电位压力传感器
• 感应式压力传感器
• 电容式压力传感器
• 压电式压力传感器
• 应变计压力传感器

压力传感器应用

压力传感器用于测量施加在任何物体或任何点上的压力，它也可以用于间接测量其他变量，如流体/气体流量、速度、水位和海拔高度

视觉和成像传感器/探测器

顾名思义，视觉和成像传感器和探测器可以探测到视野内任何物体或颜色的存在。检测到的输入被转换成数字图像以供显示。传感器模块通常有一个摄像头，灯和控制器。这些传感器用于制造工厂和装配线，通过感知存在、定位和异常来检测制造过程中的任何故障，也用于当今的汽车，以方便驾驶员倒车。

光传感器

光传感器也被称为光电设备或光传感器将光能(光子)转换为电子信号(电子)。光电传感器利用光来探测物体的存在或不存在。它的发光元件发出光束(可见光或红外线)。反射式光电传感器用于检测从目标反射的光束。一束光从所述发光元件发出并被所述光接收元件接收。光发射和光接收元件都包含在一个单一的外壳。传感器接收目标反射的光。一些不同类型的光传感器如下图所示:

最常用的光传感器类型是光电晶体管、光电电阻器和光电二极管。

一个光敏电阻，通常被称为LDR是电阻，其电阻取决于光的强度。电阻与光的强度成反比，也就是说，在黑暗的房间里电阻比在明亮的房间里LDR的电阻高。

一个光电晶体管是一种电子开关和电流放大元件，它依赖于暴露在光下进行操作，简单地说，光电晶体管是一种将光能转换为电能的晶体管，输出取决于光强度。

一个光电二极管是一种半导体器件，当光线照射进来时就会产生电流。光电二极管和光敏电阻的主要区别是光电晶体管只产生电流而光敏电阻或光敏电阻的电阻取决于落在它上面的光的强度。

光传感器应用

光传感器广泛应用于安防系统、环境光检测、物体检测等领域，在工业、汽车、军事等领域都有广泛的应用。

激光雷达传感器

光探测和测距也被称为激光雷达是一种常用的测量距离的技术。它的工作原理是发射光线，照射到物体的路径上，然后沿原路径返回，然后由接收器探测到，从而给出精确的距离测量。下图显示一个VL53L0X激光雷达传感器这款软件也被用于iphone 7的3D成像。

激光雷达传感器的应用

激光雷达被广泛应用于相机自动对焦，以提高相机在弱光或快速移动物体条件下的性能，它也被许多手机用作接近传感器。激光雷达在海洋学、地球表面地形建模、汽车和航空航天工业等领域也得到了广泛的应用。

PIR传感器

被动式红宝金博188外传感器通常被称为PIR传感器，用于探测从物体辐射出的红外光。它使用一对热释电传感器来检测周围环境中的热能。它使用一对热释电传感器来检测周围环境中的热能。这两个传感器相互挨着，当两个传感器之间的信号差发生变化时(例如，如果有人进入房间)，传感器就会启动。PIR传感器的范围从0.25米到150米。

PIR传感器的应用。

这些都是用来检测运动的，也可以用于防盗检测，行人检测等。

颜色传感器

颜色传感器用于检测材料的颜色。它向物体发出光，并检测反射光，以测量从传感器反射回来的红色、蓝色和绿色光的强度。这些传感器还配备了过滤器，以拒绝不必要的红外光和紫外光。TSC3200在diy项目中广泛使用的图片如下所示。

颜色传感器类型

颜色传感器有两种类型，一种是独立发射红、蓝、绿三种光，测量每种光的强度，而另一种传感器发射广谱光，检测落在上面的光。TCS3200是一种常用的工作在广谱光上的传感器方法。

根据下表，通过存在或不存在任何一种光来检测颜色:

颜色传感器的应用

颜色传感器常用在汽车工业、纺织工业等制造业中检测产品的颜色。它也被用于相机检测周围的颜色，以调整照明条件。

触摸感应器

触摸传感器也被称为触觉传感器，用于检测或记录物理触摸。它们通过允许或改变电路中的电流来工作。这些传感器被广泛用作开关或嵌入显示器中，使显示器注册命令。

触摸传感器的种类

有不同类型的触摸传感器，如电阻式触摸传感器，电容式触摸传感器，红外触摸传感器，表面声学触摸传感器等。最常见的类型是电阻式和电容式触摸传感器，如下所述:

电阻式触摸屏

电阻式触摸传感器是最简单的传感器，它有两层电阻片，由一层惰性气体或空气隔开。来自接触的压力导致两张纸相互接触，从而导致电压的变化，由电路解释。这些大多存在于早期智能手机和其他触摸面板中，如触摸乐器和触摸有线手持设备。

电容式触摸屏

类似于电阻式触摸屏，这些触摸屏有两层导体，中间有绝缘体。整个装置就像一个电容器，当我们的手指像导体一样与传感器接触时，这一点的电容就会增加。电容测量电路连续测量电容，当它观察到电容的变化时，它产生一个信号。这些触摸传感器最常用于最新的智能手机。它们被用于智能手机、电子手表、游戏机、工业控制设备、触摸板等。

触摸传感器的应用

触摸传感器被用作家庭、商业建筑、汽车等的开关。它们被嵌入到诸如电话、电视屏幕或其他手持设备的显示设备中。

气体和化学传感器

这些传感器用于检测大气中不同类型气体的存在及其浓度。ThEy通常用于检测有毒或爆炸性气体，并通过改变电阻值来测量气体浓度。气体传感器的详细说明可以找到在这里．MQ2气体传感器广泛应用于甲烷、丁烷、液化石油气和烟雾的检测。

不同类型的气体传感器

气体传感器通常根据其内置传感元件的类型分为各种类型。下面是根据各种应用中普遍使用的传感元件对各类气体传感器的分类:

• 金属氧化物气体传感器。
• 光学气体传感器。
• 电化学气体传感器。
• 电容式气体传感器。
• 量热气体传感器。
• 基于声学的气体传感器。

气体传感器的应用

气体传感器被用于工厂和制造设施，以识别气体泄漏，并检测家中的烟雾和一氧化碳。

湿度传感器

湿度传感器又称湿度计，是一种用于测量空气湿度的传感器。它能感知和测量湿度和空气温度。在某一特定温度下，空气中的湿度与最高湿度之比称为相对湿度。湿度传感器通过检测改变空气中电流或温度的变化来工作。DHT11是常用的湿度传感器吗

湿度传感器的种类

• 电容
• 电阻
• 热

湿度传感器的应用

用于测量家庭、办公室、粮仓、制造厂、储藏室、潮湿器，博物馆，工业空间和温室，也用于气象站报告和预测天气。

辐射探测器

辐射传感器测量人体发出的辐射量。有不同的传感器可以用来测量不同种类的辐射，如核辐射、电磁辐射和光辐射。可以测量的不同粒子是粒子，粒子，中子，x射线和伽马射线。低成本的探测器有一个充满气体的管子，上面有一根电压很高的电线，用来收集入射辐射产生的电离。但这种方法无法区分不同种类的辐射。

最常见的辐射探测器有:

• 充气辐射探测器
• 闪烁辐射探测器
• 固态辐射探测器

辐射探测器的应用

这些传感器可以用来测量核电站中人体的辐射，或者判断一个区域是否安全。

结论

传感器能够探测到我们周围的物理变化。许多传感器能够提供多种数据，因此可以用于多种应用。电容式传感器可以用作触摸传感器，也可以用于物体检测或位置检测等。不同的应用需要不同的传感器精度和分辨率，传感器的选择通常是基于所需的精度，速度和数据的分辨率。