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传感器为啥手握物联网“半条命”?

2019/5/31    来源:物联网智库    作者:佚名      
关键字:传感器  物联网  
物联网世界是一个感知的世界,主要包括感知层、传输层、平台层和应用层。俗话说,好的开始是成功了一半,而感知作为物联网的“排头兵”,其作用自然不必质疑,特别是在智能化、物联网的今天,传感器赋予物体“生命”。

声敏传感器——听觉

    声敏传感器是一种用于流量检测的传感器,该传感器接线时可带电设定,在高/低灵敏度的量程模式下操作。高灵敏度量程适用于在40db波动的高频信号。低灵敏度量程应用于在28db到68db波动的高频信号,基本从低声絮语到喧嚣嘈杂它都可以发挥作用。

    声敏传感器一般分为四种:

    1.电阻变换型声敏传感器

    原理:音频振动——电阻值变化。

    按其功能我们将其再次分类为:接触阻抗性和阻抗变换性。前者是接触式测量声波且通过阻值变化来检测(典型代表为碳粒式送话器)。后者是由电阻丝应变片或半导体应变片粘贴在膜片上构成。声压作用于膜片上,膜片变形使应变片的阻抗发生作用,检测电路再将电压信号完成,由此达到声-电转换。

碳粒式送话器

图4 碳粒式送话器

    2.压电声敏传感器

    原理:压电效应

    当声压作用于膜片上,膜片振动带动压电晶体产生机械振动,压电晶体在机械应力的作用下产生随声压变化而变化的电压,由此完成声-电转换。

    3.电容式声敏传感器

    原理:音频振动——膜片变形——电容量变化

    膜片振动下,膜片与固定电极间的距离会发生变化,以此可以引起电容量的变化。

    4.动圈式话筒

    动圈式话筒,是利用电磁感应原理做成的,利用线圈在磁场中,切割磁感线,将声音信号转化为电信号。

    在应用领域中,除了用于传声器、话筒之外,声敏传感器还在军事方面(停止脑袋里,在CS中听脚步声辩人的无耻想法)、医疗(核磁共振)、安防等领域皆有重大的应用。

气敏传感器——嗅觉

    气敏传感器是用来检测气体浓度和成分的传感器,它在环境保护和安全监督方面起着极为重要的作用。气敏传感器是暴露在各种成分的气体中使用的,由于检测现场温度、湿度的变化很大,又存在大量粉尘和油雾等,所以其工作条件较恶劣,而且气体对传感元件的材料会产生化学反应物,附着在元件表面,往往会使其性能变差。

    气敏电阻的工作原理:半导体材料表面的电导减小使器件处于高阻状态,当元件与被测气体发生接触时,与之产生化学反应,氧气中的电子被释放出来,敏感膜表面的电导增加,元件电阻会随之减小,以此来检测反应气体的浓度。

    正如上述定义所述,这种传感器因为具有高度的气体和成分敏感性,所以它的工作环境当然也可以预见。前段时间闹得沸沸扬扬的自如甲醛案,这家伙正好就派上用场了。

化学传感器——味觉

    化学传感器(Chemical Sensor)是对各种化学物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。类比于人的感觉器官,化学传感器大体对应于人的嗅觉和味觉器官。

    按照化学传感器的种类及工作原理可分为四类:

    1.电化学式化学传感器

    2.光学式化学传感器

    3.热学式化学传感器

    4.质量式化学传感器

    尽管它与气敏传感器在某些领域做着相同的事情,但其实两者之间还是有相当大的差别。它以化学中的反应和物理中的现象,甚至还有生物中的理论为基础,来达到检测气体和液体中的化学成分,并将其转化为可检知的电流和电压信号。

    压敏、温敏、流体传感器——触觉

    说完眼耳口鼻,就要说到触觉。触觉传感器是在机器人中用于模仿触觉功能的传感器。用近年最火热的仿生机器人来说明,要做到仿生,自然除了样子相似之外,还要有感觉。畅想一下,在未来医疗环境下,因为事故、灾害及其他原因造成身体上不可弥补的伤害,这时只需要安装一个仿生肢体,通过触觉传感器又可以像正常人一样生活,岂不是美哉?

传感世界

    物联网世界是一个感知的世界,主要包括感知层、传输层、平台层和应用层。俗话说,好的开始是成功了一半,而感知作为物联网的“排头兵”,其作用自然不必质疑,特别是在智能化、物联网的今天,传感器赋予物体“生命”。智慧城市、智慧医疗、智慧交通、智慧物流、智慧安防、智慧农业、智慧水利……这些无不需要传感器来赋能才能得以实现。

    物联网概念的产生由来已久,但在大连接背后的物理层上,源头传感器的部署还有待提升。物联网的未来已来,传感器的爆发期也将到来。

责任编辑:程玥
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