传感器总结

传感器是将一种能量转换为另一种能量的装置，例如将电能转换为光或声，或产生与某些物理参数相对应的电输出

在本节关于输入/输出设备的讨论中，我们已经了解到传感器是实现能量形式转换的装置。例如，麦克风将声波转换为电信号，电动机将电能转化为机械能，灯泡将电能转化为光。无论哪种形式，各类传感器都可以与电气和电子电路接口，用于监测或控制其所在环境。

电动机属于传感器

根据应用需求（电气、机械、化学、生物、超声等），有成千上万种传感器可供选择。

传感器可进一步细分为输入型"传感器"和输出型"执行器"。即：

- 传感器是接收或响应输入信号的装置

- 执行器是驱动或移动物体的装置

以下是本节涉及的传感器总结，并列出了传感器和执行器的主要特性：

作为输入设备（传感器）

传感器是将能量或物理量转换为模拟电信号的"输入"装置

最常见的传感器类型包括：位置、温度、光强、压力和速度传感器

最简单的输入设备是开关或按钮

自发电型传感器（如热电偶和光伏电池）能直接产生与被测量量相关的电压/电流，其输出带宽与被测量量一致

调制型传感器（如电感传感器、光敏电阻和电位器）通过改变电感/电阻等物理特性来反映被测量量，需要偏置电路才能输出电压/电流

并非所有传感器都具有线性输出，可能需配备线性化电路

通常需要信号调理电路来匹配传感器低输出信号与检测/放大电路

一般需要某种形式的放大才能产生可测量的合适电信号

仪表级运算放大器是处理传感器输出信号的理想选择

作为输出设备（执行器）

输出设备通常称为执行器，最简单的执行器包括LED、灯具和指示灯

继电器能有效隔离低压控制信号与大功率负载电路

实现交直流电路隔离（通过直流控制交流通路，或反之）

固态继电器响应快、寿命长、无活动部件和触点电弧，但需散热

电磁阀主要用于控制气动阀门、安全门和机器人应用，作为感性负载需配备续流二极管

永磁直流电机比绕线式电机更经济小巧（无需励磁绕组）

晶体管开关可用作简单单极开关控制器，通过调节占空比实现脉宽调速

H桥电路可实现双向电机控制

晶体管开关技术可直接控制步进电机

步进电机可通过脉冲实现精确速度和位置控制（开环模式）

声音传感器

麦克风是输入型声学传感器，可检测机械振动产生的次声波、可听声波或超声波

扬声器、蜂鸣器、号角和音效器属于输出设备，用于产生声音、音调或警报

通过本次对传感器、输入设备和执行器的总结，我们希望您已经掌握了主要类型及其区别。