可以使简单的独立电子电路重复闪光或播放音符。但是,为了使电子电路或系统执行任何有用的任务或功能,它需要能够与“真实世界”通信,无论是通过从“开/关”开关读取输入信号还是通过激活某种形式输出设备照亮单个灯。
换句话说,电子系统或电路必须能够或能够“做”某些事情,传感器和转换传感器是完成此任务的完美组件。
“传感器”一词是两个传感器的总称,可用于感应各种不同的能量形式,如运动,电信号,辐射能,热能或磁能等,以及可用于切换的执行器电压或电流。
有许多不同类型的传感器和传感器,包括模拟和数字以及输入和输出可供选择。所使用的输入或输出传感器的类型实际上取决于“感应”或“受控”的信号或过程的类型,但我们可以将传感器和传感器定义为将一个物理量转换为另一个物理量的设备。
执行“输入”功能的设备通常被称为传感器,因为它们“感知”某些特性的物理变化,该特性响应于某些激励而变化,例如热或力并且转换成电信号。执行“输出”功能的设备通常称为执行器,用于控制某些外部设备,例如移动或声音。
电传感器用于将一种能量转换为另一种能量,因此例如,麦克风(输入设备)将声波转换为电信号以供放大器放大(处理),并且扬声器(输出设备)转换这些电信号回到声波中,下面给出了这种简单输入/输出(I / O)系统的一个例子。
使用声音传感器的简单输入/输出系统
市场上有许多不同类型的传感器和传感器,选择使用哪种传感器和传感器实际上取决于被测量或控制的数量,下表给出了更常见的类型:
常用传感器和传感器
正在 测量的数量 |
输入设备 (传感器) |
输出设备 (执行器) |
光线水平 |
光依赖电阻器(LDR) 光电二极管光电 晶体管 太阳能电池 |
灯和灯 LED和显示器 光纤 |
温度 |
热电偶 热敏电阻 温控器 电阻温度检测器 |
加热器 风扇 |
力/压力 |
应变计 压力开关 称重传感器 |
电梯和千斤顶 电磁铁 振动 |
位置 |
电位计 编码器 反射/开槽光电开关 LVDT |
电机 电磁阀 面板仪表 |
速度 |
转速计发生器 反射/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 |
碳麦克风 压电晶体 |
贝尔 蜂鸣器 扬声器 |
输入型传感器或传感器产生电压或信号输出响应,该响应与它们测量的量(刺激)的变化成比例。输出信号的类型或数量取决于所使用的传感器的类型。但一般来说,所有类型的传感器都可分为两类,无源传感器或有源传感器。
通常,有源传感器需要外部电源来操作,称为激励信号,传感器使用该激励信号来产生输出信号。有源传感器是自发电设备,因为它们自身的特性响应于外部效应而改变,例如产生1到10v DC的输出电压或诸如4到20mA DC的输出电流。有源传感器也可以产生信号放大。
有源传感器的一个很好的例子是LVDT传感器或应变计。应变计是压力敏感的电阻桥网络,其是外部偏置的(激励信号),以便产生与施加到传感器的力和/或应变的量成比例的输出电压。
与有源传感器不同,无源传感器不需要任何额外的电源或激励电压。相反,无源传感器响应一些外部刺激产生输出信号。例如,热电偶在暴露于热量时产生其自身的电压输出。然后,无源传感器是直接传感器,可以改变其物理特性,如电阻,电容或电感等。
但是除了模拟传感器之外,数字传感器还产生表示二进制数或数字的离散输出,例如逻辑电平“0”或逻辑电平“1”。