传感器类型及其电路图
一般来说，我们使用传统的壁式插座配电盘来打开工业电器或家用电器，例如风扇、冷却器、工业电机等。但是，很难定期操作这些开关。因此，开发了家庭自动化和工业自动化系统以方便控制所有必需的电气和电子负载。可以使用各种类型的传感器和传感器电路来设计电力系统中的这种自动化。因此，本文将全面概述什么是传感器、不同类型、原理以及电路图。
什么是传感器？
通过检测数量或事件的变化来提供输出的设备可以定义为传感器。一般而言，传感器被称为产生对应于输入电平变化的电信号或光输出信号的设备。有不同类型的传感器，例如，可以将热电偶视为根据输入温度变化产生输出电压的温度传感器。
人们可以观察到用于各种应用的许多领域中的多种传感器。让我们考虑几种传感器类型 .
电子产品中不同类型的传感器
在日常生活中，我们习惯于在电力系统中频繁使用不同类型的传感器，例如电气和电子设备、负载控制系统、家庭自动化或工业自动化等。
所有类型的传感器基本上可以分为模拟传感器和数字传感器。但是，有几种类型的传感器，例如温度传感器、IR 传感器、超声波传感器、压力传感器、接近传感器和触摸传感器，在大多数电子应用中经常使用。
- 温度传感器
- 红外传感器
- 超声波传感器
- 触摸传感器
- 接近传感器
- 压力传感器
- 液位传感器
- 烟雾和气体传感器
温度传感器
由于不同的原因，温度是最常测量的环境量之一。有多种类型的温度传感器可以测量温度，例如热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器、电阻温度检测器 (RTD) 等。根据需求，不同类型的传感器用于测量不同应用中的温度。
温度传感器电路
带有电路的简单温度传感器可用于在温度传感器（此处使用热敏电阻）检测到的特定温度下打开或关闭负载。该电路由电池、热敏电阻、晶体管和继电器组成，如图所示。
温度传感器通过检测所需温度来激活继电器。因此，继电器接通与其相连的负载（负载可以是交流或直流）。我们可以使用该电路根据温度自动控制风扇。
温度传感器的实际应用
首先考虑温度传感器，这些传感器又分为不同类型的传感器，如热敏电阻、数字温度传感器等。
可编程数字温度控制器是它设计的一个实用的基于嵌入式系统的电子项目，用于根据工业应用的要求控制任何设备的温度。数字温度传感器电路套件如下图所示。
项目电路框图可以用如图所示的不同块表示如下。
电源块由交流230V电源、降压变压器、将交流电压整流为直流的整流器、保持恒定输出的稳压器组成给工程电路输入的直流电压。
LCD 显示器与 8051 微控制器接口，用于显示范围内的温度读数-55°C 至 +125°C。数字温度传感器 IC DS1621 用于向微控制器提供 9 位温度读数。
EEPROM 非易失性存储器用于通过一组连接到 8051 微控制器的开关来存储用户定义的（最大和最小）温度设置。继电器连接到可以使用晶体管驱动器驱动的微控制器。负载可以用这个继电器来驱动（这里负载用灯来表示是为了演示）
红外传感器
带有光电管的小型光电芯片用于发射和检测红外光，称为红外传感器。红外传感器通常用于设计遥控技术。红外传感器可用于检测机器人车辆的障碍物，从而控制机器人车辆的方向。有多种类型的传感器可用于检测红外光。
红外传感器电路
一个简单的红外传感器电路在我们的日常生活中用作电视遥控器。它由红外发射电路和红外接收电路组成，可以如图所示进行设计。
控制器作为遥控器使用的红外发射电路，用于发射红外光。这种红外光被发送或传输到红外接收器电路，该电路与电视或红外遥控机器人等设备接口。根据收到的命令控制电视或机器人。
红外传感器的实际应用
红外传感器经常用于设计电视遥控器。这是一个简单的基于红外传感器的电子项目，用于使用通用电视遥控器或红外遥控器远程控制机器人车辆。红外传感器控制的机器人车辆工程电路如图所示。
红外控制机器人车辆的框图由不同的块组成，例如与 8051 微控制器接口的电机和电机驱动器、电源电池、红外接收器块和电视遥控器或红外遥控器如图所示。
在这里，基于红外传感器的电视遥控器用于由用户远程向机器人车辆发送命令。基于 IR 接收器接收到的命令，连接到接收器端的微控制器。微控制器产生适当的信号来驱动电机，从而控制机器人车辆向前或向后或向左或向右的方向。
超声波传感器
工作原理类似于声纳或雷达并通过解释来估计目标属性的换能器称为超声波传感器或收发器。根据传感器的工作原理，可以将传感器分为有源和无源超声波传感器。
有源超声波传感器产生的高频声波被超声波传感器接收回来，用于评估回波。因此，发送和接收回波所花费的时间间隔用于确定到物体的距离。但是，无源超声波传感器只是用于检测特定条件下存在的超声波噪声。
上图所示的超声波模块由超声波发射器、接收器和控制电路组成。带有该电路的超声波传感器的实际应用可以作为超声波距离传感器电路，如下图所示。
每当给电路供电时，就会产生超声波并从传感器发射并从障碍物或前方物体反射回来。然后，接收器接收它，发送和接收所花费的总时间用于计算物体与传感器之间的距离。微控制器用于使用编程技术处理和控制整个操作。 LCD显示器与电路接口，用于显示距离（一般以cm为单位）。
超声波传感器的实际应用
带电路的超声波传感器可用于测量物体的距离。这种方法适用于无法实现常规方法测量的高温、高压区等难以接近的区域。基于超声波传感器的测距工程电路套件如图所示。
超声波传感器测距工程电路框图如下图所示。它由不同的模块组成，例如电源模块、LCD 显示器、超声波模块、需要测量距离的对象和 8051 微控制器。
本项目中使用的超声波换能器由超声波发射器和接收器组成。从超声波发射器发射的波从物体反射回超声波接收器。用声速计算这些波的发送和接收所用的时间。
触摸传感器
触摸传感器可以定义为通过触摸激活的开关。触摸传感器的类型根据触摸的类型进行分类，例如电容式触摸开关、电阻式触摸开关和压电式触摸开关。
触摸传感器电路
该电路代表了触摸传感器的一个简单应用，该传感器由一个在单稳态模式下运行的 555 定时器、触摸传感器或板、LED、电池和基本电子元件组成。 
电路如上图连接。在正常状态下，当触摸板未被触摸时，LED 保持关闭状态。如果触摸板一旦被触摸，就会向 555 定时器发出信号。通过感应从触摸板接收到的信号，555 定时器激活 LED，因此 LED 发光，表示对触摸传感器或触摸板进行了触摸。
触摸传感器的实际应用
触控负载设计用于控制负载。触控式负载开关工程电路套件如图所示。
基于触摸传感器原理的触摸控制负载开关由电源块、555定时器、触摸传感器板或触摸板、继电器、负载等不同模块组成，如图触摸控制负荷开关框图。
电路中使用的555个定时器以单稳态方式连接，用于驱动继电器以固定时间接通负载。 555定时器的触发销连接到触摸板上，因此可以通过触摸触发555定时器。每当通过触摸触发 555 个定时器（电压随着人体触摸而产生）时，它都会在固定的时间间隔内提供逻辑高电平。这个固定的时间间隔可以通过改变定时器的 RC 时间常数连接来改变。这样，555定时器的输出通过继电器驱动负载，负载在一定时间后自动关断。
同样，我们可以使用更先进的传感器（例如基于 PIR 传感器的自动开门系统）开发简单而创新的电气和电子项目。基于压力传感器的发电可以通过将压电板（这是一种压力传感器）放置在高速公路上的速度断路器下来实现，为高速公路路灯发电。基于接近传感器的接近检测电路。
现在，让我们继续了解基于每个领域的传感器类型，例如物联网、机器人、建筑和许多行业。
物联网中的传感器
物联网是一个平台，它最近成为所有技术相关事物的中心范围。物联网的功能是通过实施各种传感器来传递多种类型的信息和智能。这些传感器用于收集信息、对其运行并在多个连接的设备之间共享。通过收集到的所有信息，传感器可以实现自动功能并使技术更加智能。以下是物联网中的传感器类型 域。
接近传感器
这是一种物联网传感器，它可以识别周围物体的存在或不存在，或者找到物体的属性。然后它将检测到的信号转换为用户可以清楚理解的形式，或者可能是一个与他们没有接触的简单电子设备。
接近传感器的应用主要是在零售领域，他们可以发现产品和消费者之间存在的运动和关联。有了这个，用户可以收到有关折扣更新和有趣产品独家优惠的快速通知。另一个领域是汽车。
比如倒车时，如果发现障碍物就会发出声音，这里就实现了接近传感器的操作。
还有许多其他类型的接近传感器，它们是：
- 电容式传感器
- 电感式传感器
- 光电传感器
化学传感器
这些传感器应用于各个行业。这些传感器的主要目的是表示液体中的任何类型的变化或检测任何空气化学变化。这些措施在较大的城镇实施至关重要，因为寻找变化并为人们提供安全非常重要。
化学传感器的基本实现可以在商业大气观测和过程管理中看到，这些过程管理可能是有意或无意演变的化学品、危险或放射性暴露、空间站、制药行业和许多其他领域的可重复使用的操作。
最常用的化学传感器是
- 电化学气体类型
- 化学场效应管
- 化学电阻
- 非色散红外
- pH 玻璃电极类型
- 氧化锌纳米棒
- 荧光氯化物型
气体传感器
它们几乎与化学传感器相同，但专门用于观察空气质量的变化并找出不同类型气体的存在。与化学传感器类似，它们被用于农业、健康、制造等多个领域，并用于空气质量观察、有毒或易燃气体识别、煤炭工业中的危险气体监测、石油和天然气业务、化学实验室调查、工程 – 油漆、塑料、橡胶、医药石化等。
一些最常用的气体传感器是
- 氢型
- 臭氧监测类型
- 湿度计
- 二氧化碳传感器
- 电化学气态
- 催化珠类型
- 空气污染类型
- 一氧化碳检测类型
- 气体检测类型
这是关于气体和化学传感器 以及它们的类型。
湿度传感器
湿度这个术语被指定为存在于大气或其他气态物质中的蒸汽量。湿度传感器通常坚持使用温度传感器，因为大多数制造操作需要精确的操作条件。通过湿度测量，可以确保整个过程顺利进行，当发生突然变化时，他们会立即采取行动，因为这些传感器可以更快地识别变化。
许多领域（例如住宅、商业）都将这些湿度传感器用于加热、通风和冷却目的。甚至这些传感器也可以在许多其他领域被观察到，例如绘画、医院、制药、气象、汽车、温室和涂料行业。
这些是物联网中主要使用的传感器类型 域。
机器人中的传感器
传感器在机器人行业中更重要，因为它们可以让机器人了解周围的环境，从而促进其进行必要的操作。如果没有这些传感器的实现，机器人只能进行一些限制机器人能力的单调活动。
凭借所有这些能力，机器人可以执行许多高级操作。让我们更清楚地讨论机器人技术中的各种传感器 .
加速度传感器
这种类型的传感器用于计算角和加速度值。加速度计主要用于加速度的计算。有两种力可以显示对加速度计的影响，它们是：
静力 – 这是任何两个物体之间存在的摩擦力。通过重力的计算，可以知道机器人的倾斜值。此计算有助于机器人平衡，或了解机器人在上坡或平坦边缘上的驱动运动。
动力 – 这是测量物体运动所需的加速度量。通过加速度计计算的动态力定义了机器人运动的速度或速率。
这些加速度计传感器有多种配置。选择的类型取决于行业的要求。在正确选择传感器之前需要检查的一些参数是带宽、数字或模拟输出类型、轴总数和灵敏度。
下图为加速度传感器示意图。
声音传感器
这些传感器通常是麦克风设备，用于了解声音并根据检测到的声级提供相应级别的电压。随着声音传感器的实施，可以制造出一个小型机器人，根据接收到的声音水平进行导航。
与光传感器相比，声音传感器的设计过程有些复杂。这是因为声音传感器提供的电压差非常小，必须将其放大以提供可测量的电压变化。声敏开关电路如下图所示：
光传感器
光传感器是一种用于识别光并产生与光传感器下的光强相同的电压变化的换能器装置。
机器人行业中主要存在两种类型的传感器，即光敏电阻和光伏。甚至还有其他类型的光传感器，如光电晶体管和光电管等实现得并不多。
光敏电阻
这是一种主要用于光检测目的的电阻器。在这种情况下，电阻值会根据光的强度水平而变化。落在光敏电阻上的光线与光敏电阻的电阻值成反比。在大多数情况下，光敏电阻甚至被称为 LDR，即光敏电阻。光敏电阻的电路图如下所示：
光伏电池
光伏电池是用于将太阳辐射转换为电能形式的能量转换装置。这些主要用于太阳能机器人的制造过程。单独考虑光伏电池作为能源器件，是电容器和晶体管融合的应用，它们可以将其转化为传感器器件。
触觉传感器
这是一种传感器，用于说明传感器和物体之间的接触。触觉传感器可能在日常场景中实现，例如通过触摸底座和升降按钮调暗或增强亮度的灯。此外，触觉传感器还有许多广泛的应用，人们并不完全了解。触觉传感器的主要类型有
触摸传感器
这是具有感知和识别物体和传感器接触的能力的传感器。使用触摸传感器的一些设备是限位开关、微动开关等。当任何连接器与任何实体部分接触时，该设备将更方便，这会停止机器人运动。此外，它具有用于元件尺寸测量的探针，用于检查目的。
力传感器
这用于测量多个操作的力值，例如机器卸载和装载、材料搬运以及由机器人操作的其他操作。该传感器还广泛用于组装方法来分析问题。有多种方法在该传感器中实现，例如联合传感、触觉阵列传感。
除此之外，在许多行业中还有许多类型的传感器。让我们快速概览一下：
建筑中使用的传感器类型
建筑行业主要使用的传感器有：
- 温度传感器
- 运动检测传感器
- 电压和电流传感器
- 烟雾和火灾探测传感器
- 摄像头传感器
- 气体传感器
遥感中的传感器类型
遥感传感器主要有主动式和被动式两种。
有源传感器
这些产生能量来扫描物体和位置，然后传感器识别并计算来自目标物体的反向散射或反射辐射量。主动传感器的例子是雷达和激光雷达，它们通过确定面积、速度和物体方向来计算发射过程和返回过程之间的时间差。
无源传感器
这些传感器收集由周围位置或物体辐射或反射的辐射。无源传感器最重要的例子是反射的阳光。其他例子还有辐射计、电荷耦合物体、红外线和胶片相机工作。
遥感中传感器的分类是
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