cookieOptions = {...}; .物聯網這麼火!這六大傳感器竟是背後的功臣 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2017年5月12日 星期五

Types of Sensors│ Different types of sensors│ Classification of sensor│





來源: 傳感器技術
在萬物互聯的時代,傳感器是其中最關鍵的組件之一。按照一般的劃分,物聯網在結構上分為感知層、網路層和應用層三個部分。其中感知層作為網路層傳輸的數據源頭、應用層計算的數據基礎,更是起到了至關重要的作用。而構成感知層的重要組件,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別。例如按照被測的非電物理量劃分,可以分為壓力傳感器和溫度傳感器等。

按照將非電物理量轉換為電物理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。此外還可以按照製造工藝,分為陶瓷傳感器和集成傳感器等。

我們從各種不同的被測非電物理量入手,盤點那些在物聯網領域常見的傳感器。

距離傳感器
距離傳感器根據測距時,發出的脈衝信號不同,可以分為光學和超音波兩種。二者的原理類似,都是透過向被測物體,發送脈衝信號,接收反射,然後根據時差、角度差和脈衝速度,計算出被測物體的距離。

距離傳感器被廣泛應用於手機和各種智慧燈具中,產品可以根據用戶在使用過程中的不同距離,產生不同的變化。

光傳感器
光傳感器的工作原理就是利用光電效應,通過光敏材料,將環境光線的強弱,轉換為電量信號。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,電子產品的環境光強監測上。數據顯示在一般的電子產品中,顯示器的電量消耗高達總電量消耗的3成以上,因此隨著環境光強的變化改變顯示螢幕的亮度,就成了最關鍵的節能手段。另外也能智慧的,讓顯示效果更加柔和舒適。

溫度傳感器



溫度傳感器從使用的角度,大致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,來透過溫敏元件感知,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,從而計算出溫度的高低。

溫度傳感器的主要應用在,智慧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
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。


前者利用了放射性鎇241元素,在電離狀態下產生的正、負離子在電場作用下,定向運動產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,使電壓和電流產生了相應變化,透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,產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,從而產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。

心律傳感器
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。由於心臟的週期性跳動,引起被測血管中的血液在流速,和容積上的規律性變化,經過信號的降噪和放大處理,計算出當前的心跳次數。


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,從而對測量誤差的影響就越大

目前心律傳感器主要應用在,各種可穿戴設備和智能醫療器械上。

角速度傳感器
角速度傳感器有時也稱陀螺儀,它基於角動量守恆的原理設計。一般的角速度傳感器,由一個位於軸心,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,只能測量單一方向的改變,因此一般的系統要測量 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,因此各種形態的 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游,主要就是透過角速度傳感器的作用,產生汽車左右搖擺的交互模式。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、指紋傳感器,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,即透過光、聲、材料,以及化學原理,將待測量轉化為電學量,只不過大多都根據特定的領域,在一般原理的基礎上,做了特定的升級和擴展。

自從工業時代被發明以來,傳感器就在生產控制和探測計量等領域,發揮著非常重要的作用。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,重要的感知層前端,傳感器未來,將隨著物聯網的普及,迎來一個高速的發展期。




                                                                                                                                                                                                                 

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