常用傳感器分類及其應用

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空間/位置(Position)

定位

全球定位系統 (GPS)

目標檢測（object presence）- 只是檢測到目標在一定范圍內出現，不關心距離

有源

Reed開關

霍爾器件

線性霍爾傳感器：

開關型霍爾傳感器：轉速的測量和位置的檢測

霍爾電流傳感器：測量電流參量，在電力電子、交流變頻調速、逆變裝置、開關電源中使用

原理：利用半導體磁電效應中的霍爾效應，將被測物理量轉換為霍爾電勢，集成霍爾傳感器是利用硅集成電偶工藝將霍爾元件與測量電路集成在一起，實現了材料、元件、電路三位一體

分類

發射式（做在一起的光開關）

反射式

光（optical）

磁

無源

被動紅外傳感器（PIR- passive infrared sensor）- 防盜，熱物體的運動，它只檢查“變化”，需要先適應環境，需要先知道室內的熱模式，需要30秒

測距：

接近式傳感器（proximity sensor）- 測量距離最常規的兩種方式是通過“回聲”和“光反射”

超聲波（ultrasonic sound）- 可以測距、探測障礙物、區分被測物體的大小

HC-SR04：2cm-5m

HC-05：

LM1812：TI的超聲波收發器

主動紅外距離傳感器（active infrared distance sensor）- 使用調制過的紅外光去除環境光的影響和其它干擾。

紅外遙控

紅外通信

障礙物檢測

自動水龍頭、自動干手機

ST178 - 反射式紅外光電傳感器，檢測距離4-10m

ST120 - 直射式光電傳感器，可以分辨很小的間隙

GP2Y0A60SZLF 10cm - 150cm，Sharp

Si1145/46/47，Silicon Labs

VCNL4040， Vishy

HSDL-9100，Avago

紅外復合眼（IR Compound Eye）- 能夠感知20cm范圍內的移動

典型器件：

應用：

激光測距（laser beam）- 比較昂貴

線性位置傳感器（linear position sensor）

線性電位計

磁線性編碼器

光線性編碼器

旋轉位置傳感器（rotary position sensor）

光/磁

絕對旋轉編碼/相對旋轉編碼

單圈電位計

多圈電位計

磁性旋轉位置傳感器

旋轉編碼器

方向

傾斜傳感器/角度傳感器（tilt sensor）

單軸、單輸出 - AHF22

雙軸、雙輸出，互相垂直 - RPI-1035， Rohm

雙軸、單輸出

角速度（Angular Velocity）/陀螺儀（gyroscope）- 角速度，角度的變化、旋轉

L3G420D， ST公司的3軸數字輸出陀螺儀， SPI或I2C接口

MX2125：2軸加速度傳感器

FXAS21002C， NXP（原Freescale）的三軸陀螺儀

FXMS3110: NXP（原Freescale）的三軸磁力傳感器

HMC5883：霍尼韋爾的三軸數字羅盤，12bits ADC

加速度（Acceleration）- 速度的變化，加速還是剎車？

HMC5883L: 3軸加速度傳感器

MMA7260：NXP（原Freescale）的3軸加速度計：±1.5g - 6g

ADXL330：ADI的3軸MEMS加速度計

ADXL345：ADI的3軸，±2 G/±4 G/±8 G/±16G數字加速度計

ADXL362: ADI的微功耗、3軸、±2 g/±4 g/±8 g數字輸出MEMS加速度計

慣性測量單元（IMU）

MPU6050：3軸陀螺儀 + 3軸加速度

MPU9250: InvenSense的高度復雜IMU - 3軸陀螺儀+3軸磁力+3軸加速度

Wii Nunchuk

游戲桿（joystick） code (analog 2-axis thumb joystick)

Xbox controller

機械

震動檢測，數字振動傳感器（digital vibration sensor）- 使用中斷模式進行檢測壓電激光術力（force、pressure - Flexiforce) - 機械臂抓力，稱量，手指的壓力、有人坐椅使用惠斯通電橋塑料膜力傳感器

典型器件

BMP180: Bosch的力傳感器，用于ABS

BMP280: Bosch的數字力傳感器

MPL3115A2：NXP（原Freescale）的應變式壓力傳感器

人輸入 - touch pad

單觸摸傳感 touch pad

觸摸輪

觸摸帶

觸摸屏

觸摸（Touch）

按鍵（button）- 需要安裝上拉電阻

微動開關（microswitch）

電位計（potentiometer）- 可變電阻

單觸摸傳感器 touch pad

電容式觸摸傳感器（capactive touch sensor）- QT113，可以通過物體（比如木頭）仍然被感知

觸摸輪、觸摸帶

觸摸屏（touch screen）

流動物體檢測

液體（Liquid）

液位傳感器（liquid level sensor）

液體流量傳感器（liquid flow rate sensor）

煙霧和氣體（smoke & gas）將被測氣體的濃度轉換為與其成一定關系的電量輸出的裝置或器件監測的內容

MQ-2- Flammable gas & smoke

MQ - 3，MQ-303A， ALcohol（ethanol）

MQ - 4: Methane（CH4）

MQ-7：Carbon monoxide

MQ-8: Hydrogen

MQ-9: Carbon monoxide，methane， LPG（propane or butane）

類別

大氣壓（Atmospheric pressure）

GY65

模擬氣體傳感器（analog gas sensor）

氣體/液體壓力傳感器（gas/liquid pressure sensor）

氣體濃度傳感器（gas concentration sensor）

氣體流量傳感器（gas flow rate sensor）

典型器件

TGS813

TGS803

MQ211

輻射

光（Light）

火焰傳感器（flame sensor）- KY-026

光敏電阻（photoresisitor, LDR：light - depedent resistor）：電阻值隨光強發生變化，使用時兩端可以施加交流電壓，也可以施加直流電壓，靈敏度很高，光譜特性很好，光譜反應從紫外區一直到紅外區

光電二極管（photodiode）：PN結直接接收光照射，使用時結成反向偏置狀態

光電晶體管（phototransistor）：將光信號轉換為電信號并進行放大，靈敏度較高

光電管/光電倍增管

線跟蹤傳感器（line tracking sensor）

顏色傳感器（color sensor）

視覺傳感器

OV7620：OmniVision的單芯片CMOS VGA彩色數碼相機

OV7670：OmniVision的1/6英寸VGA攝像頭芯片,用于超薄相機模塊

MT9P031：Micron的1/2.5-Inch 5-Mp 數字圖像傳感器，2592(H) × 1944(V) 像素, 53fps, 1.30-1.82V

MT9P031：

CCD攝像頭

CMOS攝像頭

熱量/溫度（Temperature）

熱敏電阻（thermistor）- 將溫度轉化為電阻的變化，純金屬材料，在工業中常用的是鉑熱電阻和銅熱電阻

NTC熱敏電阻（NTC thermistor） - 負溫度系數，用于自動控制、熱補償等

PTC熱敏電阻（PTC thermistor）- 正溫度系數，用于彩電消磁、過熱保護、限流等

CTR熱敏電阻 （CTR thermistor）- 用于溫度開關

RTD (resistance temperature detector)

熱電偶（thermocouple）- 將溫度轉化為電勢的變化，熱電效應，測量精度較高，直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響，測量范圍廣，構造簡單，使用方便

半導體溫度傳感器（semiconductor temperature sensor），內部集成了溫度敏感器件、調理電路，線性度好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便

DS18B20：美信的器件，可分辨率可編程設置的1-Wire數字溫度計, 通過最少的連線實現高精度溫度測量，理想用于多傳感器測量系統

LM35：TI的器件，輸出電壓同攝氏溫度成線性關系，無需外接校準和微調, 具有模擬輸出的 ±0.5°C溫度傳感器，支持30V電源電壓

LM335：TI的器件，高精度溫度傳感器, 模擬輸出，軍用級，采用氣密性TO-92封裝

AD590：ADI的器件，單片集成雙端感溫電流輸出溫度傳感器

SHT11：Sensirion的數字溫度連續傳感器

電壓輸出

電流輸出

集成了A/D的，可以直接輸出數字量

分類

典型器件

紅外溫度傳感器（infrared temperature sensor）

溫、濕度傳感器 - DHT11：廣州奧松電子有限公司的數字溫、濕度傳感器

土壤濕度傳感器（Soil sensor）

聲音（Sound）- 聽到聲音，測量音量

麥克風（Micphone），隨著智能語音交互技術的發展，麥克風陣列越來越重要

聲音信號處理 - 會用到FFT的技術

電磁（Electricity & Magnetism）

電流傳感器（current sensor）

ACS712: Allegro的霍爾效應電流傳感器，線性磁場

電壓傳感器（voltage sensor）

霍爾效應（Halleffect）- 檢測磁場，有的還能夠檢測到強度，自行車測速

SS441: 霍爾效應磁阻傳感器, -14-14mT, 矩形的, 表面貼裝

電子羅盤 （Electronic compass）

Compass-accelerometer：傾斜的時候也能夠正確指引方向

推薦器件 - LSM303，STM的三軸磁力傳感器+3軸加速度傳感器

霍爾開關（Hall switch）- 檢測附近是否有磁場，用于檢查輪子的轉動，在GPS之前，常用于自行車的速度表

身份 （Identity）

鍵盤（keypad）

指紋（fingerprint）- GT-511C3

RFID

人臉識別（Face recognation）

傳感器輸出（sensor output）

模擬

電壓

電流

數字

SPI

I2C

單線

PWM

傳感器相關的詞匯

數字阻抗（digital resistance）

模擬阻抗（analog resistance）

脈沖長度（pulse length）

串口（serial port）

I2C

SPI

bit-banging

審核編輯：湯梓紅