传感器和换能器
由于IoT(物联网)需求的出现传感器和换能器急剧增长。传感器用于整个垂直行业，包括农业、电力部门、医疗保健、汽车、电信、仪器仪表等。在此基础上开发了各种传感器组成的产品。举几个传感器的例子，在我们的身体里，在飞机里，在移动电话里，在收音机里，在化工厂和工业工厂里等等。让我们来了解一下传感器和换能器的区别。
一般来说，传感器基本上是一种检测物理参数变化并将其转换为可以记录或测量的信号的设备。例如，热敏电阻感应温度变化并将其转换为电阻变化。
的传感器是一种将初级形式的能量转换成不同形式的相应能量信号的装置。能量的主要形式包括机械能、电磁能、热能、化学能、光能等等。如图1所示，换能器由传感器和执行器组成。如图所示，麦克风是一种传感器，它将声波信号转换成电流形式，电流形式被放大并馈送到扬声器，扬声器将电信号转换回声波。这里的扬声器是一个产生信号或刺激的驱动器。传感器主要检测或测量信号或刺激。
正如我们所知，世界正在朝着所有行业自动化的方向发展，包括我们的家庭。由于基于WiFi的无线标准兼容设备的蓬勃发展，Zigbee和蓝牙家庭自动化已经成为现实。家庭自动化严重依赖于各种传感器，如接近传感器或运动传感器、液位传感器、烟雾传感器、磁传感器、温度传感器、光传感器等。
传感器和传感器的类型
有两种类型的换能器，即被动换能器和自生换能器。无源式需要外部电源。例如，图1中提到的电容式麦克风是无源型的。被动换能器的输出是测量诸如电容和电阻等参数的变化。
自产生换能器不需要外部电源来工作。由于某种物理形式的能量的刺激，它们会产生电流或电压。热电偶是一种自生型换能器。
传感器类型根据材料和功能进行分类。传感器要么是有机的，要么是无机的。橙色传感器由绝缘体、液体、气体或等离子体等材料制成。无机传感器由导体、半导体或生物物质制成。根据传感器中使用的检测机制，它们有各种类型。这些传感器包括生物传感器、化学传感器、物理传感器、温度传感器、电或磁传感器、光传感器、放射性传感器等。
物理传感器会有以下转换现象:
•热电
•光电
•光磁
•磁电
•电磁
•热弹性
•弹性
•热磁
•Thermooptic
•光弹性
化学传感器会有化学转化、物理转化、电化学过程、光谱学等转化现象。同样，生物传感器将具有生化转化、物理转化、对测试生物的影响、光谱学等。
下表根据待测数量总结了传感器类型。表中列出了所使用的传感器和执行器以及要测量的数量。
| 待测数量 | 输入设备(传感器) | 输出设备(执行机构) |
|---|---|---|
| 光级 | 光敏二极管，光电晶体管，太阳能电池 | LED及显示器，光纤，灯，灯 |
| 温度 | 热电偶，热态，热敏电阻，RTD | 加热器、风扇 |
| 力或压力 | 应变计，测压元件，压力开关 | 升降机和千斤顶，振动，电磁 |
| 位置 | 电位器，编码器，LVDT，反射或开槽光开关 | 电机，螺线管，面板仪表 |
| 速度 | 转速发生器，反射或开槽光耦合器，多普勒效应传感器 | 交流和直流电机，步进电机，制动器 |
| 声音 | 碳素麦克风，压电晶体 | 铃声，蜂鸣器，扩音器 |
传感器或换能器制造商
以下是在购买前需要考虑的典型传感器规格:
•敏感性
•刺激范围(跨度)
•稳定性(短期和长期)
•解决方案
•精度
•选择性
•反应速度
•环境条件
•过载特性
•线性
•滞后
•死区
•使用寿命
•输出格式
•成本
•尺寸
•重量
传感器和传感器的知名制造商有Silicon Labs, Analog Devices等。请参考物联网传感器和物联网的组件物联网兼容传感器和各种物联网组件和制造商的页面。
Arduino与传感器接口
使用arduino的直线跟随机器人Arduino接口与心跳传感器ESP32接口与气体传感器Arduino接口与LDR传感器Arduino与GPS传感器接口Arduino接口与颜色传感器Arduino接口pH传感器Arduino接口与陀螺传感器