【導讀】在我們生活的這個(gè)現代和神奇的時(shí)代，我們被各種傳感器所包圍?？紤]到后期模型汽車(chē)中的許多傳感器：發(fā)動(dòng)機艙有曲軸和凸輪軸角度傳感器，座椅有壓力傳感器（以確定是否有孩子）或者一個(gè)成年人占用座椅）和安全帶傳感器，當然還有救生碰撞傳感器用于在發(fā)生碰撞時(shí)給安全氣囊充氣。據估計，目前的模型車(chē)每輛車(chē)有60到100個(gè)傳感器，而更新（更智能）的車(chē)將有近200個(gè)傳感器。
有沒(méi)有想過(guò)你的智能手機如何知道何時(shí)旋轉它的屏幕 - 從橫向到縱向 - 取決于它的方向？你可以感謝加速度計的魔術(shù)。這些相同的加速度計可以讓您在手機上玩游戲需要移動(dòng)手機本身。雖然加速度計是實(shí)際的重力傳感器，但磁力計和陀螺儀都可以通過(guò)消除加速度計數據的線(xiàn)性加速度來(lái)發(fā)揮作用。
PIR
PIR或被動(dòng)紅外探測器通常用于入侵報警系統。PIR類(lèi)似于熱傳感器。這些紅外傳感器/探測器是運動(dòng)傳感器安全燈內部的秘密調料，當有人靠近時(shí)會(huì )照亮車(chē)道。紅外線(xiàn)在我們眼睛的光探測能力之外（參見(jiàn)下面的圖1）。
圖1.可見(jiàn)光和紅外光譜。圖片由 加州大學(xué)伯克利分校的Digital Earth Watch提供
PIR是熱電裝置 - 即，它們在加熱或冷卻時(shí)可以產(chǎn)生電壓 - 通過(guò)感測周?chē)矬w發(fā)出的輻射熱（也稱(chēng)為紅外線(xiàn)）的變化來(lái)檢測運動(dòng)。
PIR傳感器通常包括視場(chǎng)和/或線(xiàn)性距離規格，并且大多數都帶有塑料透鏡。下面的圖2是PIR傳感器的示例。
圖2. PIR傳感器。圖片來(lái)自Parallax Inc的555-28027數據表。
加速度計
如前所述，加速度計位于智能手機（和平板電腦）內部，這使得加速度計成本低廉，并且隨著(zhù)智能手機的超大規模生產(chǎn)而變得容易獲得。
許多加速度計設備使用MEMS（微機電系統）作為感應加速的關(guān)鍵技術(shù)。意法半導體的加速度計采用專(zhuān)有工藝，允許懸浮的硅結構在感應加速度的方向上自由移動(dòng)。根據意法半導體的說(shuō)法，“當傳感器加速時(shí)，檢測質(zhì)量從其標稱(chēng)位置移位，導致電容半橋不平衡。這種不平衡是通過(guò)電荷積分來(lái)測量的，以響應施加在電容器上的電壓脈沖” （LIS2DH數據表，第18頁(yè)）。見(jiàn)圖3。
圖3. STMicroelectronics MEMS 3軸加速度計。圖片取自 LIS2DH數據表。
傾斜傳感器
傾斜傳感器與加速度計有些相似，但設計復雜得多。傾斜傳感器，也稱(chēng)為運動(dòng)檢測器或傾斜開(kāi)關(guān)，就像它聽(tīng)起來(lái)一樣：它是一個(gè)檢測傾斜的傳感器，特別是從地平線(xiàn)傾斜。有多種傾斜傳感設計類(lèi)型，但常見(jiàn)的一種稱(chēng)為滾球傳感器開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖4）。滾球傳感器開(kāi)關(guān)借助于滾球工作，當滾動(dòng)球傾斜到臨界點(diǎn)時(shí)，滾動(dòng)球與兩個(gè)或更多個(gè)導電銷(xiāo)接觸或斷開(kāi)。
傾斜傳感器的規格通常包括傳感器角度，以度為單位給出。
雖然今天不常用，但如果你看起來(lái)足夠堅硬，仍然可以找到原始類(lèi)型的傾斜開(kāi)關(guān) - 水銀傾斜開(kāi)關(guān)。如果您發(fā)現符合RoHS標準的傾斜開(kāi)關(guān)，請放心，它不含汞。
圖4.滾球傳感器開(kāi)關(guān)。圖片取自C＆K的 數據表（部件號：RB-220-07 R）。
振動(dòng)傳感器
有許多不同的方法和傳感器用于測量和檢測振動(dòng)。一種這樣的傳感器是上述加速度計。許多數字加速度計具有用戶(hù)可選擇的靈敏度設置，允許設備檢測從非常大到非常小的加速度。
壓電傳感器（見(jiàn)圖5）是振動(dòng)傳感技術(shù)的理想選擇。壓電傳感器使用壓電效應通過(guò)將物理變化轉換為電氣變化來(lái)測量加速度，應變或力的變化。除了檢測振動(dòng)之外，這些相同類(lèi)型的傳感器還用于檢測機械沖擊。
圖5.壓電振動(dòng)傳感器。圖片由SparkFun提供
旋轉傳感器
也許最簡(jiǎn)單的旋轉傳感器是使用電位計作為分壓器，其中電壓與旋轉角度成比例。
通常用于測量旋轉位置的正交編碼器每轉提供特定數量的等間隔脈沖。正交編碼器是一種增量編碼器。增量編碼器通過(guò)生成與電機軸的旋轉成比例的二進(jìn)制脈沖流來(lái)提供相對位置反饋（并且還可以提供速度和方向）。正交編碼器具有兩個(gè)彼此異相90度的通道。見(jiàn)圖6。
圖6.正交編碼器的二進(jìn)制脈沖。圖片由EmbeddedRelated.com提供
其他旋轉傳感器包括基于霍爾效應的旋轉傳感器IC和旋轉位置傳感器。
力傳感器
有許多類(lèi)型的力傳感器可供選擇，其中兩種是應變儀和稱(chēng)重傳感器。
稱(chēng)重傳感器將使用應變儀測量的材料的變形轉換為電信號。一種類(lèi)型的稱(chēng)重傳感器使用彎曲梁。我們假設應變計安裝在梁上。當力施加到梁上時(shí)，梁開(kāi)始略微彎曲，導致應變儀彎曲，導致其電輸出信號的變化。有關(guān)稱(chēng)重傳感器的示例，請參見(jiàn)圖7。
圖7.稱(chēng)重傳感器描述。圖片改編自 Tekscan
壓力傳感器
有許多不同類(lèi)型的壓力傳感器和用于制造壓力傳感器的技術(shù)。
壓力傳感器的類(lèi)型：
● 絕對壓力傳感器：該傳感器測量相對于完美真空的壓力。
● 表壓傳感器：這種壓力傳感器測量相對于大氣壓的壓力。
● 密封壓力傳感器：該傳感器測量相對于其他已知和固定壓力的壓力。
● 差壓傳感器：該壓力傳感器測量?jì)蓚€(gè)壓力之間的差異。傳感器同時(shí)“看到”兩個(gè)壓力中的每一個(gè)。見(jiàn)下面的圖8。
圖8.差壓傳感器。注意這兩個(gè)端口。圖片由Modern Device提供
壓力傳感器中使用的技術(shù)：
● 壓阻式應變計技術(shù)用于檢測施加壓力的力或張力。
● 電容式壓力傳感器使用隔膜和壓力腔來(lái)產(chǎn)生可變電容器。
● 壓電傳感器使用壓電效應來(lái)測量由施加的壓力產(chǎn)生的應變。
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