智能传感技术专业(智能检测与传感技术)

 

随着物联网的出现，制造业的数字化（我们称之为工业4.0），以及我们经济和社会各个领域不断增加的数字化转型努力，随着智能传感器在各行各业的利用，传感器市场的发展速度更快。

事实上，在某种程度上，智能传感器是真正的物联网的基础。在物联网部署的这个阶段，许多人仍然关注用这些物联网设备来定义的物联网。物联网通常被视为一些连接的物联网设备网络，根据定义，其中包括智能传感器。好吧，这些设备是传感设备。

因此，它们包含传感器和其他技术，可以测量某些东西并将测量的内容转换为数据，然后以不同的方式使用。应用程序的目的和上下文（例如，使用哪种连接技术）决定了需要哪些传感器以及所需的功能。

什么是传感器？

传感器是一种检测并响应来自物理环境的某种类型输入的设备。输入可以是光，热，运动，潮湿，压力或任何其他环境现象。输出通常是在传感器位置转换为人类可读显示器的信号，或通过网络以电子方式传输以进行读取或进一步处理。

传感器在物联网 （IoT） 中发挥着关键作用。它们使得创建一个生态系统来收集和处理有关特定环境的数据成为可能，以便可以更轻松，更有效地对其进行监视，管理和控制。物联网传感器用于家庭，现场，汽车，飞机，工业环境和其他环境。传感器弥合了物理世界和逻辑世界之间的鸿沟，充当计算基础设施的眼睛和耳朵，该基础设施分析并从传感器收集的数据。

传感器有哪些类型？

传感器可以分为多种方式。一种常见的方法是将它们分类为主动或被动。有源传感器是需要外部电源才能响应环境输入并产生输出的传感器。例如，气象卫星中使用的传感器通常需要一些能量来源来提供有关地球大气层的气象数据。

另一方面，无源传感器不需要外部电源来检测环境输入。它依靠环境本身来获得动力，使用光或热能等来源。一个很好的例子是水银基玻璃温度计。汞会随着温度的波动而膨胀和收缩，导致玻璃管中的汞含量更高或更低。外部标记提供了一个人类可读的仪表，用于查看温度。

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某些类型的传感器，如地震和红外光传感器，有主动和被动两种形式。部署传感器的环境通常决定了哪种类型最适合应用。

对传感器进行分类的另一种方法是根据传感器产生的输出类型，根据它们是模拟的还是数字的。模拟传感器将环境输入转换为输出模拟信号，这些信号是连续且不断变化的。燃气热水器中使用的热电偶提供了模拟传感器的一个很好的例子。热水器的指示灯持续加热热电偶。如果指示灯熄灭，热电偶将冷却，发送不同的模拟信号，指示气体应关闭。

与模拟传感器相比，数字传感器将环境输入转换为以二进制格式（1s和0s）传输的离散数字信号。数字传感器在所有行业中都变得相当普遍，在许多情况下取代了模拟传感器。例如，数字传感器现在用于测量湿度，温度，大气压力，空气质量和许多其他类型的环境现象。

与有源和无源传感器一样，某些类型的传感器（如热传感器或压力传感器）有模拟和数字两种形式。在这种情况下，传感器运行的环境通常也决定了哪个是最佳选择。

传感器通常也按其监测的环境因素类型进行分类。以下是一些常见示例：

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加速度计。这种类型的传感器可以检测重力加速度的变化，从而可以测量倾斜，振动，当然还有加速度。加速度计传感器广泛应用于各行各业，从消费电子到专业体育，再到航空航天。化学的。化学传感器检测介质（气体、液体或固体）中的特定化学物质。化学传感器可用于检测农田中的土壤养分水平，房间中的烟雾或一氧化碳，水体中的pH值，某人呼吸中的酒精含量或任何其他情况下。例如，汽车排放控制系统中的氧传感器将监测汽油与氧气的比例，通常通过产生电压的化学反应。发动机舱内的计算机读取电压，如果混合物不是最佳的，则重新调整比率。湿度。这些传感器可以检测空气中水蒸气的水平，以确定相对湿度。湿度传感器通常包括温度读数，因为相对湿度取决于空气温度。这些传感器广泛用于各种行业和设置，包括农业、制造业、数据中心、气象学以及供暖、通风和空调 （HVAC）。水平。液位传感器可以确定物理物质的液位，如水、燃料、冷却剂、谷物、肥料或废物。例如，驾驶者依靠他们的气体水平传感器来确保他们不会最终被困在路边。液位传感器也用于海啸预警系统。运动。运动探测器可以感知特定空间（检测领域）内的物理运动，并可用于控制灯光、摄像头、停车门、水龙头、安全系统、自动开门器和许多其他系统。传感器通常发出某种类型的能量 - 例如微波，超声波或光束 - 并且可以检测能量流何时被进入其路径的物体中断。光学的。光学传感器，也称为光电传感器，可以检测光谱中不同点的光波，包括紫外光，可见光和红外光。光学传感器广泛用于智能手机、机器人、蓝光播放器、家庭安全系统、医疗设备和各种其他系统。压力。这些传感器检测液体或气体的压力，广泛用于机械、汽车、飞机、HVAC系统和其他环境。它们还通过测量大气压力在气象学中发挥重要作用。此外，压力传感器可用于监测气体或液体的流量，通常可以调节流量。接近。接近传感器检测物体的存在或确定物体之间的距离。接近监视器用于电梯、装配线、停车场、零售店、汽车、机器人和许多其他环境。温度。这些传感器可以识别目标介质的温度，无论是气体、液体还是空气。温度传感器用于各种设备和环境，如电器、机械、飞机、汽车、计算机、温室、农场、恒温器和许多其他设备。触摸。触摸传感设备检测受监控表面上的物理接触。触摸传感器广泛用于电子设备中，以支持触控板和触摸屏技术。它们还用于许多其他系统，如电梯、机器人和皂液器。

以上只是跨环境和设备内部使用的各种类型的传感器中的一部分。但是，这些类别都不是严格的黑白分明的。例如，跟踪材料液位的液位传感器也可以被视为光学或压力传感器。还有很多其他类型的传感器，例如那些可以检测负载，应变，颜色，声音和各种其他条件的传感器。事实上，传感器已经变得如此普遍，以至于它们的使用往往很少被注意到。

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