什么是傳感器?傳感器的工作原理
什么是傳感器?
傳感器是檢測各種物理量或物質濃度的裝置。
它們也被稱為探測器,被納入所有電子設備中,起到相當于眼睛、耳朵、鼻子等感覺器官的作用。它不僅用于檢測被測物體,還可以用來確定設備的下一步動作或為了安全而停止設備。
在日語中,它與“檢測器”的意思相同,但該詞的嚴格定義是檢測器只是檢測物體,而傳感器是簡單檢測物體的設備。它指的是某物被檢測后會表現出特定的反應,因此任何具有某些功能的檢測器都被特稱為傳感器。
傳感器將光和熱等物理信息轉換為電氣信息,當集成到電路中時,它們可以實現電氣設備的自動操作。
例如,空調上裝有溫度傳感器,當你將空調設定到某個溫度時,空調內部的溫度傳感器就會檢測到該溫度。該信息被傳輸到微控制器,微控制器操作空調,使室內溫度與設定溫度相等。
傳感器的工作原理
作為例子,我們將介紹溫度傳感器的機制。溫度傳感器是一種感測溫度并激活觸點或改變電阻的設備。根據溫度操作觸點的設備具有稱為恒溫器的溫度傳感器。它由兩種具有不同熱膨脹系數的金屬板連接在一起組成,當溫度發生變化時,金屬板會脫落。
恒溫器用于被爐等設備,但由于它們通過觸點直接打開和關閉加熱器,因此無法精確控制溫度。改變電阻的設備包括稱為熱敏電阻的溫度傳感器。
熱敏電阻具有即使溫度發生微小變化其電阻也會發生顯著變化的特性。因此,如果用于供暖設備等,則可以進行隨著室溫升高而逐漸減弱輸出等詳細控制。
傳感器類型
傳感器檢測的東西多種多樣,如熱、壓力、聲音、光、距離、流量等,但根據測量對象的不同,傳感器的類型也不同,測量原理也不同。
說到熟悉的事情,智能手機內置了各種傳感器。觸摸面板配備了檢測手指接觸和移動的傳感器,相機配備了檢測光線并創建圖像的傳感器。打電話以及呼叫AI助手都是通過麥克風進行的,麥克風也是一個檢測聲音的傳感器。
近年來,隨著物聯網的快速普及,越來越多的人開始采用智能家居。例如,當檢測到人的接近并打開燈時,使用紅外線的運動傳感器檢測到人的接近。
此外,當您回家途中接近家時打開空調時,我們會使用GPS 傳感器來檢測您的位置。管理溫度、濕度等對于創造舒適的生活空間非常重要,這里也使用了溫度和濕度傳感器。
傳感器類型可以根據五種人類感官進行分類。
眼(視覺)
光傳感器(光電二極管、CCD、CMOS等)耳(聽覺)
聲音傳感器(壓電元件、電容式麥克風等)皮膚(觸覺)
溫度傳感器(熱電偶、熱敏電阻等)、壓力傳感器(隔膜、半導體壓力傳感器等)鼻(嗅)
味傳感器(半導體氣體傳感器、生化裝置)舌(味覺)
味覺傳感器(PH傳感器、顆粒傳感器)
傳感器類型多種多樣,因此根據用途仔細考慮應檢測的內容并選擇合適的傳感器非常重要。