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你不得不知,盤點物聯網領域常用的6大傳感器

在萬物互聯的時代,傳感器是其中最關鍵的元件之一。

按照一般的劃分,物聯網在結構上分為感覺層、網絡層和應用層三個部分。其中感覺層作為網絡層傳輸的資料源頭、應用層計算的資料基礎,更是起到了至關重要的作用。而構成感覺層的重要元件就是各種各樣的傳感器。

按照不同的劃分方式,傳感器可以被分為不同的類别。例如按照被測的非電實體量劃分,可以分為壓力傳感器和溫度傳感器等。按照将非電實體量轉換為電實體量時的工作方式劃分,可以分為能量轉換型(工作時不需要額外的能量接入)和能量控制型(工作時需要額外的能量接入)等。此外還可以按照制造技術,分為陶瓷傳感器和內建傳感器等。

距離傳感器根據測距時發出的脈沖信号不同,可以分為光學和超音波兩種。二者的原理類似,都是通過向被測物體發送脈沖信号,接收反射,然後根據時差、角度差和脈沖速度計算出被測物體的距離。

距離傳感器被廣泛應用于手機和各種智能燈具中,産品可以根據使用者在使用過程中的不同距離産生不同的變化。

光傳感器的工作原理就是利用光電效應,通過光敏材料将環境光線的強弱轉換為電量信号。根據不同材質的光敏材料,光傳感器又會有各種不同的劃分和敏感度。

光傳感器主要應用在電子産品的環境光強監測上。資料顯示在一般的電子産品中,顯示器的電量消耗高達總電量消耗的3成以上,是以随着環境光強的變化改變顯示屏的亮度就成了最關鍵的節能手段。另外也能智能的讓顯示效果更加柔和舒适。

溫度傳感器從使用的角度大緻可以分為接觸式和非接觸式兩類,前者是讓溫度傳感器直接與待測物體接觸,來通過溫敏元件感覺被測物體溫度的變化,而後者是使溫度傳感器與待測物體保持一定的距離,檢測從待測物體放射出的紅外線強弱,進而計算出溫度的高低。

溫度傳感器的主要應用在智能保溫和環境溫度檢測等和溫度緊密相關的領域。

煙霧傳感器根據探測原理的不同,常用的有化學探測和光學探測兩種。

前者利用了放射性镅241元素,在電離狀态下産生的正、負離子在電場作用下定向運動産生穩定的電壓和電流。一旦有煙霧進入傳感器,影響了正、負離子的正常運動,使電壓和電流産生了相應變化,通過計算就能判斷煙霧的強弱。

後者通過光敏材料,正常情況下光線能完全照射在光敏材料上,産生穩定的電壓和電流。而一旦有煙霧進入傳感器,則會影響光線的正常照射,進而産生波動的電壓和電流,通過計算也能判斷出煙霧的強弱。

煙霧傳感器主要應用在火情報警和安全探測等領域。

常用的心律傳感器主要利用特定波長的紅外線對血液變化的敏感性原理。由于心髒的周期性跳動,引起被測血管中的血液在流速和容積上的規律性變化,經過信号的降噪和放大處理,計算出目前的心跳次數。

值得一提的是,根據不同人的膚色深淺不同,同一款心律傳感器發出的紅外線穿透皮膚和經皮膚反射的強弱也不同,這造成了測量結果方面一定的誤差。通常情況下一個人的膚色越深,則紅外線就越難從血管反射回來,進而對測量誤差的影響就越大。

目前心律傳感器主要應用在各種可穿戴裝置和智能醫療器械上。

角速度傳感器有時也稱陀螺儀,它基于角動量守恒的原理設計。一般的角速度傳感器由一個位于軸心且可旋轉的轉子構成,通過轉子的旋轉和角動量的改變反應物體的運動方向和相對位置資訊。單軸的角速度傳感器隻能測量單一方向的改變,是以一般的系統要測量 x、y、z 軸三個方向的改變,就需要三個單軸的角速度傳感器。目前通用的一個 3 軸角速度傳感器就能替代三個單軸的,而且還有體積小、重量輕、結構簡單、可靠性好等諸多優點,是以各種形态的 3 軸角速度傳感器是目前主要的發展趨勢。

最常見的角速度傳感器使用場景就是手機,如極品飛車等著名手遊主要就是通過角速度傳感器的作用産生汽車左右搖擺的互動模式。除了手機,角速度傳感器目前還被廣泛應用在導航定位以及 ar/vr等領域。

除了上述提到的傳感器,物聯網中常見的還有氣壓傳感器、加速度傳感器、濕度傳感器以及指紋傳感器等。它們的工作原理雖然各有不同,但最基本的原理都是上述提到的,即通過光波、聲波、特殊材料以及化學原理将待測量轉化為電學量,隻不過大多都根據特定的領域在一般原理的基礎上做了更新和擴充。

自從工業時代被發明以來,傳感器就在生産控制和探測計量等領域發揮着至關重要的作用。正如人的眼睛和耳朵一樣,作為物聯網中一個從外界接收資訊的載體,重要的感覺層前端,傳感器未來将随着物聯網的普及迎來一個高速的發展期。

本文轉自d1net(轉載)

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