什么是傳感器？

傳感器是一種檢測裝置，能夠感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器能夠感受諸如力、溫度、光、聲化學(xué)成分等物理量，并能把其按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電壓、電流等電學(xué)量或轉(zhuǎn)換為電路的通斷。

傳感器的工作原理是通過敏感元件及轉(zhuǎn)換元件把特定的被測信號，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號并輸出。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。

傳感器的應(yīng)用非常廣泛，包括但不限于以下領(lǐng)域：

1. 工業(yè)生產(chǎn)：傳感器在生產(chǎn)過程中檢測溫度、壓力、流量、物位等參數(shù)，有助于企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
2. 環(huán)境保護：傳感器可以檢測空氣、水質(zhì)和土壤等環(huán)境參數(shù)，有助于監(jiān)測環(huán)境污染和改善環(huán)境質(zhì)量。
3. 醫(yī)療衛(wèi)生：傳感器在醫(yī)療領(lǐng)域中用于監(jiān)測患者的生理參數(shù)，如血壓、心率、血糖等，有助于實現(xiàn)遠程醫(yī)療和智能化醫(yī)療。
4. 交通運輸：傳感器在交通領(lǐng)域中用于檢測車輛和道路狀態(tài)，有助于提高道路安全和交通效率。
5. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化：傳感器在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中用于監(jiān)測土壤和氣象參數(shù)，有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。
6. 智能家居：傳感器在家居領(lǐng)域中用于智能家電、智能照明和智能安防等，提高居住安全和生活便利性。
7. 機器人技術(shù)：傳感器在機器人技術(shù)中用于感知環(huán)境和工作對象，實現(xiàn)自主導(dǎo)航和智能化操作。
8. 軍事應(yīng)用：傳感器在軍事領(lǐng)域中用于偵察、探測和定位等應(yīng)用，有助于提高作戰(zhàn)效率和戰(zhàn)斗力。

總之，傳感器是一種非常重要的檢測裝置，其應(yīng)用場景非常廣泛。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，傳感器的性能和功能將不斷提升和完善，未來將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。

下面小編分享一些典型傳感器電路圖，以及簡單分析它們的工作原理。

典型傳感器電路圖分享

1、簡單且低成本的露水傳感器電路圖

這是一種簡單且低成本的露水傳感器電路，可用于在濕度過高的情況下自動關(guān)閉任何設(shè)備。露水（凝結(jié)的濕氣）會對敏感電子設(shè)備的正常性能產(chǎn)生不利影響。

該電路的主要部分是低成本露水傳感器元件（電阻式）。雖然露水傳感器元件廣泛用于盒式磁帶播放機和錄音機，但這些在本地市場可能不容易買到。然而，同樣可以從知名公司的授權(quán)服務(wù)中心購買。作者在他的原型機中使用了 FUNAI VCP 型號 VIP 3000A（零件號：6808-08-04，參考號 336）的露水傳感器。在實踐中，據(jù)觀察，所有可用于視頻應(yīng)用的露水傳感器都具有相同的電氣特性，無論其物理形狀/尺寸如何，因此可以互換并可用于該項目。

這種簡單且低成本的露水傳感器電路基本上是一個開關(guān)型電路，借助流行的雙運算放大器 IC LM358N 制成，此處配置為比較器。 （請注意，這里僅使用了 IC 的一半。）在正常情況下，露水傳感器的電阻較低（1 Kohm 左右），因此其同相端（引腳 3）處的電壓相對較低。在其反相輸入（引腳2）端子。比較器的相應(yīng)輸出（引腳 1）相應(yīng)地較低，因此電路中沒有任何反應(yīng)。

當(dāng)濕度超過80%時，傳感器電阻迅速增大。結(jié)果，同相引腳變得比反相引腳更正。這會將IC1的輸出推至高電平。結(jié)果，光耦合器內(nèi)的 LED 被通電。同時 LED1 提供視覺指示。光耦合器可用于任何電子設(shè)備以實現(xiàn)開關(guān)目的。

該電路采用低電壓、低電流電源裝置。二極管 D1、電阻器 R8 和 R6 以及電容器 C1 完成這項工作。這種簡單的電源模塊不需要笨重且昂貴的降壓變壓器。

2、紅外接近傳感器電路圖

紅外接近傳感器通常用于在沒有任何物理接觸的情況下檢測一定范圍內(nèi)或接近范圍內(nèi)的物體或任何障礙物。它在防盜報警、自動燈等家庭安全應(yīng)用中發(fā)揮著巨大作用。除此之外，它們還可以用作非接觸式開關(guān)來打開和關(guān)閉任何設(shè)備。

一般來說，紅外傳感器主要由用于產(chǎn)生紅外光束的紅外二極管和用于檢測紅外光束的光電二極管或光電晶體管組成。紅外二極管發(fā)射紅外光，該紅外光在紅外光束路徑中從物體表面反射。反射光束將被光電二極管或光電晶體管捕獲。通過這種方式，傳感器感測其范圍內(nèi)是否存在任何物體。此外，紅外光對人眼來說是不可見的，這使得它更適合此類應(yīng)用。

您可以使用運算放大器作為比較器以及由紅外發(fā)射器和接收器制成的紅外傳感器來制作自己的紅外接近傳感器。在此電路中，我們使用了名為 QRE1113 的紅外傳感器模塊。它采用封閉式包裝，使其更加準(zhǔn)確。我們還將使用 LM358 運算放大器（Op-Amp）作為比較器。

它從 QRE1113 模塊中的紅外二極管發(fā)射紅外光束開始，然后到達運算放大器比較器。在此電位器 VR1 連接到比較器的反相輸入端。該電位計為比較器提供電壓參考。而運算放大器的同相端連接到光電晶體管的發(fā)射極。

當(dāng)任何物體進入紅外光束的路徑時，它都會被反射。反射的紅外光束將擊中光電晶體管的底部。來自撞擊光束的光子激活晶體管，電流從集電極流過光電晶體管的基極并流向發(fā)射極。現(xiàn)在比較器的同相輸入將高于反相輸入。因此運算放大器的輸出變高，并觸發(fā)我們案例 LED 中的警報。當(dāng)沒有物體存在時，同相輸入變低，因此輸出也變低。我們還可以通過電位器VR1改變參考電壓來調(diào)整比較器的靈敏度。

3、振動傳感器電路圖

振動傳感器可用于感測作用在物體上的振動或力。在這里您將看到一個簡單的振動傳感器報警電路，當(dāng)檢測到任何振動或力時，它會發(fā)出警報并激活 LED 作為用戶的指示器。該設(shè)計使用壓電元件來監(jiān)測振動，因為它具有將機械能轉(zhuǎn)化為電能的特性。轉(zhuǎn)換規(guī)格取決于壓電元件的材料和類型。

壓電元件 (PZ) 在沒有施加能量的情況下會產(chǎn)生低電壓。這里我們使用具有高輸入阻抗的運算放大器，因為 PZ 產(chǎn)生的電壓可能達到數(shù)百伏。我們將壓電元件的電壓輸入連接到運算放大器的反相輸入。對于同相輸入，我們連接分壓器。或者，您也可以使用 1M 電位器，因為這將允許您調(diào)整運算放大器需要激活的振動強度級別。這對于激活連接到運算放大器輸出的 LED 和蜂鳴器（在電路圖中使用電位計符號代替蜂鳴器）是必需的。

基本上壓電元件是靜止的或沒有經(jīng)歷任何振動或干擾。向右調(diào)節(jié)電位器直至 LED 和蜂鳴器熄滅。 LED 和蜂鳴器關(guān)閉后，我們可以通過移動或敲擊壓電元件使其產(chǎn)生振動，從而產(chǎn)生信號。這將使運算放大器輸入之間的電壓接近零或更低。這迫使運算放大器的輸出進入低邏輯狀態(tài)。因此，該邏輯低狀態(tài)將激活 LED 和蜂鳴器。

該電路還可以用作振動開關(guān)，當(dāng)傳感器檢測到任何振動時激活任何設(shè)備或繼電器。您所要做的就是在運算放大器的輸出級添加一個 PNP 晶體管開關(guān)，并使用它激活任何負載或繼電器。

4、超聲波傳感器電路圖

這是超聲波傳感器開關(guān)的電路圖。無線切換的方法有很多，例如利用紅外線、AM/FM信號、藍牙等。這是另一種利用超聲波傳感器的無線切換。開關(guān)距離應(yīng)大于10米。該電路產(chǎn)生并傳輸頻率在 40 至 50 kHz 之間的超聲波。與其他遙控系統(tǒng)類似，該電路由微型發(fā)射器和接收器電路組成。發(fā)射器產(chǎn)生超聲波，接收器感測來自發(fā)射器的超聲波并打開繼電器。

超聲波發(fā)射機采用555型非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。它以 40-50 kHz 的頻率振蕩。這里使用超聲波發(fā)射換能器來非常有效地傳輸超聲波。發(fā)射器由 9 伏 PP3 單節(jié)電池供電。超聲波接收電路采用超聲波接收換能器來感測超聲波信號。它還使用兩級放大器、整流級和反相模式的運算放大器。運算放大器的輸出通過互補的繼電器驅(qū)動級連接到繼電器。如果需要，接收器電路可使用 9 伏電池消除器。

當(dāng)按下發(fā)射器的開關(guān)S1時，會產(chǎn)生超聲波。聲音由超聲波接收換能器接收。它將其轉(zhuǎn)換為相同頻率的電變化。這些信號由晶體管 T3 和 T4 放大。然后對放大的信號進行整流和濾波。濾波后的直流電壓提供給運算放大器 IC2 的反相引腳。 IC2的同相引腳通過預(yù)設(shè)VR2連接到可變直流電壓，VR2確定接收器接收到的超聲波信號的閾值以操作繼電器RL1。 IC2 的反相輸出用于偏置晶體管 T5。當(dāng)晶體管T5導(dǎo)通時，它向晶體管T6提供基極偏置。

當(dāng)晶體管 T6 導(dǎo)通時，它啟動繼電器。繼電器可用于控制任何電氣或電子設(shè)備。IC2的同相引腳通過預(yù)設(shè)VR2連接到可變直流電壓，VR2確定接收器接收到的超聲波信號的閾值以操作繼電器RL1。 IC2 的反相輸出用于偏置晶體管 T5。當(dāng)晶體管T5導(dǎo)通時，它向晶體管T6提供基極偏置。當(dāng)晶體管 T6 導(dǎo)通時，它啟動繼電器。繼電器可用于控制任何電氣或電子設(shè)備。IC2的同相引腳通過預(yù)設(shè)VR2連接到可變直流電壓，VR2確定接收器接收到的超聲波信號的閾值以操作繼電器RL1。 IC2 的反相輸出用于偏置晶體管 T5。當(dāng)晶體管T5導(dǎo)通時，它向晶體管T6提供基極偏置。當(dāng)晶體管 T6 導(dǎo)通時，它啟動繼電器。繼電器可用于控制任何電氣或電子設(shè)備。