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凯斯西储大学传感器课程辅导

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2024-08-21 阅读量:92 留美汇

传感器有哪些类型?

传感器可以通过多种方式进行分类。一种常见的方法是将它们分为主动式或被动式。主动式传感器是需要外部电源才能对环境输入做出响应并产生输出的传感器。例如,气象卫星中使用的传感器通常需要某种能源来提供有关地球大气层的气象数据,

另一方面,被动式传感器不需要外部电源来检测环境输入。它依靠环境本身获取能量,使用诸如光或热能等能源。一个很好的例子是水银玻璃温度计。水银会随着温度的波动而膨胀和收缩,导致玻璃管中的液位升高或降低。外部标记提供了一个人类可读的刻度,用于查看温度。某些类型的传感器,如地震传感器和红外光传感器,有主动式和被动式两种形式。传感器部署的环境通常决定了哪种类型最适合该应用。

传感器的另一种分类方式是根据它们产生的输出类型分为模拟式或数字式。模拟传感器将环境输入转换为模拟输出信号,这些信号是连续且变化的。燃气热水器中使用的热电偶就是模拟传感器的一个很好的例子。热水器的引火器持续加热热电偶。如果引火器熄灭,热电偶冷却,发送不同的模拟信号,表示应该关闭燃气。

与模拟传感器相反,数字传感器将环境输入转换为以二进制格式(1 和 0)传输的离散数字信号。数字传感器在所有行业中都变得非常普遍,在许多情况下取代了模拟传感器。例如,现在数字传感器用于测量湿度、温度、大气压力、空气质量和许多其他类型的环境现象。与主动式和被动式传感器一样,某些类型的传感器(如热传感器或压力传感器)有模拟式和数字式两种形式。在这种情况下,传感器将运行的环境通常也决定了哪种是最佳选择。

传感器也通常根据它们监测的环境因素类型进行分类。以下是一些常见的例子:加速度计。这种类型的传感器检测重力加速度的变化,使得测量倾斜、振动以及加速度成为可能。加速度计传感器在从消费电子到专业体育再到航空航天等广泛的行业中都有应用。化学传感器。化学传感器检测介质(气体、液体或固体)中的特定化学物质。化学传感器可用于检测农田中的土壤养分水平、房间中的烟雾或一氧化碳、水体中的 pH 值、某人呼吸中的酒精含量或在许多其他情况下。例如,汽车排放控制系统中的氧气传感器通常通过产生电压的化学反应来监测汽油与氧气的比例。发动机舱中的计算机读取电压,如果混合比不是最佳状态,则重新调整比例。湿度传感器。这些传感器可以检测空气中的水蒸气水平以确定相对湿度。湿度传感器通常包括温度读数,因为相对湿度取决于空气温度。这些传感器在广泛的行业和环境中使用,包括农业、制造业、数据中心、气象学以及供暖、通风和空调(HVAC)系统、液位传感器。液位传感器可以确定诸如水、燃料、冷却液、谷物、肥料或废物等物理物质的液位。例如,驾车者依靠他们的油位传感器来确保他们不会被困在路边。液位传感器也用于海啸预警系统运动传感器。运动探测器可以检测特定空间(检测区域)中的物理运动,并可用于控制灯光、摄像头、停车场闸门、水龙头、安全系统、自动门开启器和许多其他系统。传感器通常发出某种类型的能量 一如微波、超声波或光束 -- 并且可以检测当能量流被进入其路径的物体中断时的情况。光学传感器。光学传感器,也称为光电传感器,可以检测光谱中不同点的光波,包括紫外线、可见光和红外线。光学传感器广泛应用于智能手机、机器人、蓝光播放器、家庭安全系统、医疗设备和广泛的其他系统中。

压力传感器。这些传感器检测液体或气体的压力,并广泛应用于机械、汽车、飞机、HVAC 系统和其他环境中。它们在气象学中也通过测量大气压力发挥重要作用。此外,压力传感器可用于监测气体或液体的流量,通常是为了调节流量。

接近传感器。接近传感器检测物体的存在或确定物体之间的距离。接近监视器用于电梯、装配线、停车场、零售店、汽车、机器人和许多其他环境中。温度传感器。这些传感器可以识别目标介质(无论是气体、液体还是空气)的温度。温度传感器在广泛的设备和环境中使用,如电器、机械、飞机、汽车、计算机、温室、农场、恒温器和许多其他设备触摸传感器。触摸感应设备检测受监控表面上的物理接触。触摸传感器广泛应用于电子设备中以支持触摸板和触摸屏技术。它们也用于许多其他系统,如电梯、机器人和肥皂分配器。以上只是在各种环境和设备中使用的各种类型传感器中的一部分。然而,这些类别都不是绝对的非黑即白:例如,跟踪材料液位的液位传感器也可能被认为是光学传感器或压力传感器。还有很多其他类型的传感器,例如可以检测负载、应变、颜色、声音和各种其他条件的传感器。事实上,传感器已经变得如此普遍,以至于它们的使用常常几乎不被注意到。

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