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一文读懂传感器的原理、作用及特点

2021-04-05 17:02:05

传感器在我们生活中的应用范围很广,种类也繁多,大到一辆汽车,小到一个智能手环,它们之中所含的传感器,无不是人类智慧的结晶的体现。但本文并不谈论这些产品,我们就只单纯的谈谈传感器的那些事儿。

如果你问,是谁改变了这个世界,是苹果?是三星?是乔布斯?都不是。我说,是传感器改变了这个世界。

什么,传感器?传感器不是老早之前就有的东西吗,为什么现在才说它改变了这个世界呢?

没错,传感器不是新玩意儿。早在N年前,逻辑元件、记忆元件与感测元件就已经并列是电子系统的三大元件。从压力测量到机械测量,到电气测量的发展经历很多的变革,在到如今的传感器时代,那是一个电子元件的历史蜕变。 随著云端概念普及,逐渐不被重视的同时,传感器元件却以黑马之姿,打出一片属于自己的天下。

那什么是传感器?

传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

他们是如何定义传感器的?

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。

中国物联网校企联盟认为,传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。”

传感器在新韦式大词典中定义为:“从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。

传感器的作用

人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况,就需要传感器。因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。

新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。

由此可见,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来,传感器技术将会出现一个飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。

传感器的组成

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成,如图1 所示。

敏感元件直接感受被测量,并输出与被测量有确定关系的物理量信号;转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号;变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制;转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。