传感器的定义和分类

我们生活在一个传感器的世界。您可以在我们的家庭、办公室、汽车等地找到不同类型的传感器，通过检测我们的存在来打开灯光，调节室温，检测烟雾或火灾，为我们制作美味的咖啡，当我们的汽车靠近车库门时自动打开门等等，从而使我们的生活变得更加便利。所有这些以及许多其他自动化任务都是由传感器实现的。

举例，自动飞行控制系统包括多个传感器，用于执行各种任务，如速度控制、高度监测、位置跟踪、门状态、障碍物检测、燃料水平、机动等等。一台计算机从所有这些传感器获取数据，并通过与预设计的值进行比较来处理这些数据。然后，计算机向不同的部件提供控制信号，如发动机、襟翼、方向舵、电机等，以确保飞行平稳。传感器、计算机和机械的组合使得飞机可以在自动驾驶模式下运行。

传感器的定义

一个定义传感器为一种输入设备，它根据特定的物理量（输入）提供输出（信号）。

在这个定义中，“输入设备”意味着它是一个更大系统的一部分，为主要控制系统（如处理器或微控制器）提供输入。

另一个独特的传感器定义如下：它是一种将来自一个能量领域的信号转换为电能领域的设备。如果我们考虑一个例子，就可以更好地理解传感器的定义。

几个常见的分类

1.主动传感器 VS 被动传感器

主动传感器是那些需要外部激励信号或电源信号的传感器。

激光测距仪是一种主动传感器，它使用激光束发射器发送激光脉冲，然后测量激光脉冲从传感器发送到目标并返回的时间。这个过程需要外部电源来提供能量以生成和发射激光脉冲，同时传感器还需要电源来运行内部电子元件以测量时间并计算距离。

被动传感器是无需外部激励信号或电源信号即可工作的传感器。一个常见的例子是光敏电阻器（Light Dependent Resistor，简称LDR）。

光敏电阻器是一种被动传感器，它的电阻随环境光的强度而变化，而不需要外部电源或激励信号。当光线强时，光敏电阻器的电阻降低；当光线弱时，电阻增加。这种变化可以用来检测光的强度，并且通常用于光敏感应用，例如自动照明系统、光控制开关、相机测光等。

2.基于传感器所使用的检测方法

一些检测方法包括电学、生物学、化学、放射性等等。

3.基于转换现象，即输入和输出之间的关系。

一些常见的转换现象包括光电、热电、电化学、电磁、热光等等。

4.模拟传感器和数字传感器

模拟传感器产生模拟输出，即与所测量的物理量相关的连续输出信号（通常是电压，但有时也可能是其他量，如电阻等）。与模拟传感器相比，数字传感器使用离散或数字数据。数字传感器中用于转换和传输的数据是数字的性质。

简单罗列一下

温度传感器

接近传感器

加速度计

红外传感器

压力传感器

光传感器

超声波传感器

烟雾、气体和酒精传感器

触摸传感器

颜色传感器

湿度传感器

位置传感器

磁传感器（霍尔效应传感器）

麦克风（声音传感器）

倾斜传感器

流量和液位传感器

PIR传感器接触传感器

应力和重量传感器

温度传感器

温度传感器是最常见和最受欢迎的传感器之一。正如其名称所示，温度传感器用于感知温度，即测量温度的变化。

温度传感器有不同类型，包括温度传感器集成电路（如LM35、DS18B20）、热敏电阻、热电偶、RTD（电阻式温度装置）等等。

温度传感器可以是模拟的或数字的。在模拟温度传感器中，温度的变化对应于其物理性质的变化，如电阻或电压。LM35是一个经典的模拟温度传感器。

接近传感器

接近传感器是一种非接触式传感器，用于检测物体的存在。接近传感器可以使用不同的技术来实现，如光学（如红外或激光）、声音（超声波）、磁性（霍尔效应）、电容等等。

倒车停车传感器电路

红外传感器

红外线传感器是基于光的传感器，用于各种应用，如接近和物体检测。几乎所有的移动手机都使用红外传感器作为接近传感器。有两种类型的红外传感器：透射型和反射型。在透射型红外传感器中，红外发射器（通常是红外LED）和红外探测器（通常是光电二极管）被放置面对面，当物体穿过它们之间时，传感器会检测到物体。

另一种类型的红外传感器是反射型红外传感器。在这种情况下，发射器和探测器相邻地放置，面向物体。当物体出现在传感器前时，红外发射器发出的红外光被物体反射，并由红外接收器检测，从而传感器检测到物体。

超声波传感器

超声波传感器是一种非接触式设备，可以用于测量物体的距离和速度。超声波传感器基于声波的特性工作，其频率大于人类可听范围的声音频率。使用声波的飞行时间，超声波传感器可以测量物体的距离（类似于声纳）。声波的多普勒频移特性用于测量物体的速度。

光传感器

有时也称为光敏传感器，是重要的传感器之一。今天可用的一种简单的光传感器是光敏电阻器（LDR）。LDR的特性是其电阻与环境光的强度成反比，即当光强度增加时，其电阻减小，反之亦然。

通过在电路中使用LDR，我们可以校准其电阻的变化以测量光的强度。还有另外两种光传感器（或光敏传感器）经常在复杂的电子系统设计中使用，它们分别是光电二极管和光电晶体管。所有这些都是模拟传感器。

还有数字光传感器，如BH1750、TSL2561等，可以计算光的强度并提供数字等效值。

烟雾和气体传感器

在与安全相关的应用中，烟雾和气体传感器是非常有用的传感器之一。几乎所有的办公室和工业都配备了多个烟雾探测器，它们可以检测到任何烟雾（由火灾引起）并发出警报。

酒精传感器

酒精传感器被用于呼吸测试仪器中，以确定一个人是否酒驾。执法人员使用呼吸测试仪器来抓捕酒后驾驶的违法行为。

触摸传感器

触摸传感器，顾名思义，可以检测手指或触控笔的触摸。通常，触摸传感器被分为电阻式和电容式两种类型。几乎所有现代触摸传感器都是电容式的，因为它们更精确，并且具有更好的信噪比。

色彩传感器

色彩传感器在图像处理、颜色识别、工业物体跟踪等领域构建色彩感知应用中非常有用。TCS3200是一个简单的色彩传感器，它可以检测任何颜色并输出与检测到的颜色波长成比例的方波。

温湿度传感器

如果您查看气象监测系统，它们通常会提供温度和湿度数据。因此，在许多应用中测量湿度是一项重要任务，湿度传感器帮助我们实现了这一目标。通常，所有湿度传感器都测量相对湿度（空气中水含量与空气最大潜力持有水的比值）。由于相对湿度依赖于空气的温度，几乎所有湿度传感器也可以测量温度。

倾斜传感器模块

经常用于检测倾斜或方向，倾斜传感器是其中最简单和价格最实惠的传感器之一。以前，倾斜传感器是由汞制成的（因此有时被称为汞开关），但现代大多数倾斜传感器使用了滚珠机制。

审核编辑：汤梓红