一文详尽了解物联网下6大传感器的原理

 

------   【导读】   ------

现实世界就是一个模拟信号的世界，人通过视觉、触觉等方式来感知世界。在物联网时代，传感器肩负起了"五官"的使命感知万物，万物互联赋予人类生活无边的想象。

 

可以说，当前传感器发展处于多领域全面开花状态。其细分产品之多，之繁杂，就连全部罗列出来都不是件容易的事。今天就来说说，在消费领域常用的6款传感器。

 

1.温度传感器

 

 

温度传感器使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段，分别是传统的分立式、模拟集成及新型的智能温度传感器。新型温度传感器正向智能化及网络化的方向发展。

 

温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。

 

传统温度计原理

 

接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这时的示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。

非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。常用的是辐射热交换原理。 此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。

 

旧苹果加装温度传感器

 

凡是需要对温度进行持续监控、达到一定要求的地方都需要温度传感器。在消费领域，温度传感器常用于探测室内温度变化。它能感受温度并转换成可用输出信号。当温度高时，空调开端制冷，当温度低时，空调开端制热。

 

好基友：实际使用过程中，使用到温度传感器的地方也经常会使用到湿度传感器，同时装2个很不方便也很占地方，所以两者经常集成在一起，形成温湿度传感器。

 

2.脉搏传感器

 

脉搏传感器，指的是用来检测类似心率的机器，一般常见的类型主要是以光电为主，有分立式和一体式两种，发射部份有采用可见光和红外光。

 

常用的脉搏传感器主要利用特定波长的红外线对血液变化的敏感性原理。由于心脏的周期性跳动，引起被测血管中的血液在流速和容积上的规律性变化，经过信号的降噪和放大处理，计算出当前的心跳次数。

 

 

 

值得一提的是，根据不同人的肤色深浅不同，同一款心律传感器发出的红外线穿透皮肤和经皮肤反射的强弱也不同，这造成了测量结果方面一定的误差。通常情况下一个人的肤色越深，则红外线就越难从血管反射回来，从而对测量误差的影响就越大。

 

所以大多数手环和手表测出的心率基本都不是完全准确的，但基本能正确地反映出心率变化趋势，对于普通人的运动心率监测来说已经够用。

 

脉搏传感器主要应用在各种可穿戴设备和智能医疗器械上。典型应用是iWatch。

 

 

3.烟雾传感器

 

烟雾传感器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的，是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被成熟运用到各种消防报警系统中。

 

 

烟雾传感器根据探测原理的不同，常用的有化学探测和光学探测两种。前者利用了放射性镅241元素，在电离状态下产生的正、负离子在电场作用下定向运动产生稳定的电压和电流。一旦有烟雾进入传感器，影响了正、负离子的正常运动，使电压和电流产生了相应变化，通过计算就能判断烟雾的强弱。

 

后者通过光敏材料，正常情况下光线能完全照射在光敏材料上，产生稳定的电压和电流。而一旦有烟雾进入传感器，则会影响光线的正常照射，从而产生波动的电压和电流，通过计算也能判断出烟雾的强弱。

 

光电烟雾传感器原理

 

烟雾传感器广泛应用在火情报警和安全探测等领域。主要与弱电控制系统配合使用，也是智能家居和安防主机的最佳配备产品。比如小米推出的烟雾传感器就是一个单品。

 

4.角速度传感器

 

对于角速度传感器，很多人可能会比较陌生，不过，如果提到它的另一个名字——陀螺仪，相信有不少人知道。

 

 

陀螺仪，是一种用来感测与维持方向的装置，基于角动量不灭的理论设计出来的。陀螺仪一旦开始旋转，由于轮子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。