有沒有想過你的智能手機如何知道何時旋轉它的屏幕 - 從橫向到縱向 - 取(qu)決(jue)於(yu)它(ta)的(de)方(fang)向(xiang)？你(ni)可(ke)以(yi)感(gan)謝(xie)加(jia)速(su)度(du)計(ji)的(de)魔(mo)術(shu)。這(zhe)些(xie)相(xiang)同(tong)的(de)加(jia)速(su)度(du)計(ji)可(ke)以(yi)讓(rang)您(nin)在(zai)手(shou)機(ji)上(shang)玩(wan)遊(you)戲(xi)需(xu)要(yao)移(yi)動(dong)手(shou)機(ji)本(ben)身(shen)。雖(sui)然(ran)加(jia)速(su)度(du)計(ji)是(shi)實(shi)際(ji)的(de)重(zhong)力(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)
，但(dan)磁(ci)力(li)計(ji)和(he)陀(tuo)螺(luo)儀(yi)都(dou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)消(xiao)除(chu)加(jia)速(su)度(du)計(ji)數(shu)據(ju)的(de)線(xian)性(xing)加(jia)速(su)度(du)來(lai)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)。

 

PIR

 

PIR或被動紅外探測器通常用於入侵報警係統。PIR類似於熱傳感器。這些紅外傳感器/探測器是運動傳感器安全燈內部的秘密調料，當有人靠近時會照亮車道。紅外線在我們眼睛的光探測能力之外（參見下麵的圖1）。

 

圖1.可見光和紅外光譜。圖片由 加州大學伯克利分校的Digital Earth Watch提供

 

PIR是熱電裝置 - 即，它們在加熱或冷卻時可以產生電壓 - 通過感測周圍物體發出的輻射熱（也稱為紅外線）的變化來檢測運動。

PIR傳感器通常包括視場和/或線性距離規格，並且大多數都帶有塑料透鏡。下麵的圖2是PIR傳感器的示例。

 

圖2. PIR傳感器。圖片來自Parallax Inc的555-28027數據表。 

 

加速度計

 

如前所述，加速度計位於智能手機（和平板電腦）內部，這使得加速度計成本低廉
，並且隨著智能手機的超大規模生產而變得容易獲得。

 

許多加速度計設備使用MEMS（微機電係統）作(zuo)為(wei)感(gan)應(ying)加(jia)速(su)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)。意(yi)法(fa)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)加(jia)速(su)度(du)計(ji)采(cai)用(yong)專(zhuan)有(you)工(gong)藝(yi)，允(yun)許(xu)懸(xuan)浮(fu)的(de)矽(gui)結(jie)構(gou)在(zai)感(gan)應(ying)加(jia)速(su)度(du)的(de)方(fang)向(xiang)上(shang)自(zi)由(you)移(yi)動(dong)。根(gen)據(ju)意(yi)法(fa)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)說(shuo)法(fa)
，“當(dang)傳(chuan)感(gan)器(qi)加(jia)速(su)時(shi)，檢(jian)測(ce)質(zhi)量(liang)從(cong)其(qi)標(biao)稱(cheng)位(wei)置(zhi)移(yi)位(wei)
，導(dao)致(zhi)電(dian)容(rong)半(ban)橋(qiao)不(bu)平(ping)衡(heng)。這(zhe)種(zhong)不(bu)平(ping)衡(heng)是(shi)通(tong)過(guo)電(dian)荷(he)積(ji)分(fen)來(lai)測(ce)量(liang)的(de)
，以(yi)響(xiang)應(ying)施(shi)加(jia)在(zai)電(dian)容(rong)器(qi)上(shang)的(de)電(dian)壓(ya)脈(mai)衝(chong)” （LIS2DH數據表，第18頁）。見圖3。

 

圖3. STMicroelectronics MEMS 3軸加速度計。圖片取自  LIS2DH數據表。

 

傾斜傳感器

 

傾斜傳感器與加速度計有些相似
，但設計複雜得多。傾斜傳感器

，也稱為運動檢測器或傾斜開關，就像它聽起來一樣：它是一個檢測傾斜的傳感器
，特別是從地平線傾斜。有多種傾斜傳感設計類型
，但常見的一種稱為滾球傳感器開關（見圖4）。滾球傳感器開關借助於滾球工作，當滾動球傾斜到臨界點時，滾動球與兩個或更多個導電銷接觸或斷開。

 

傾斜傳感器的規格通常包括傳感器角度，以度為單位給出。

 

雖然今天不常用
，但如果你看起來足夠堅硬，仍然可以找到原始類型的傾斜開關 - 水銀傾斜開關。如果您發現符合RoHS標準的傾斜開關
，請放心，它不含汞。

 

圖4.滾球傳感器開關。圖片取自C＆K的  數據表（部件號：RB-220-07 R）。

 

振動傳感器

 

有(you)許(xu)多(duo)不(bu)同(tong)的(de)方(fang)法(fa)和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)和(he)檢(jian)測(ce)振(zhen)動(dong)。一(yi)種(zhong)這(zhe)樣(yang)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)上(shang)述(shu)加(jia)速(su)度(du)計(ji)。許(xu)多(duo)數(shu)字(zi)加(jia)速(su)度(du)計(ji)具(ju)有(you)用(yong)戶(hu)可(ke)選(xuan)擇(ze)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)設(she)置(zhi)，允(yun)許(xu)設(she)備(bei)檢(jian)測(ce)從(cong)非(fei)常(chang)大(da)到(dao)非(fei)常(chang)小(xiao)的(de)加(jia)速(su)度(du)。

 

壓電傳感器（見圖5）shizhendongchuanganjishudelixiangxuanze。yadianchuanganqishiyongyadianxiaoyingtongguojiangwulibianhuazhuanhuanweidianqibianhualaiceliangjiasudu
，yingbianhuolidebianhua。chulejiancezhendongzhiwai，zhexiexiangtongleixingdechuanganqihaiyongyujiancejixiechongji。

 

圖5.壓電振動傳感器。圖片由SparkFun提供

 

旋轉傳感器

 

也許最簡單的旋轉傳感器是使用電位計作為分壓器

，其中電壓與旋轉角度成比例。

 

通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)測(ce)量(liang)旋(xuan)轉(zhuan)位(wei)置(zhi)的(de)正(zheng)交(jiao)編(bian)碼(ma)器(qi)每(mei)轉(zhuan)提(ti)供(gong)特(te)定(ding)數(shu)量(liang)的(de)等(deng)間(jian)隔(ge)脈(mai)衝(chong)。正(zheng)交(jiao)編(bian)碼(ma)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)增(zeng)量(liang)編(bian)碼(ma)器(qi)。增(zeng)量(liang)編(bian)碼(ma)器(qi)通(tong)過(guo)生(sheng)成(cheng)與(yu)電(dian)機(ji)軸(zhou)的(de)旋(xuan)轉(zhuan)成(cheng)比(bi)例(li)的(de)二(er)進(jin)製(zhi)脈(mai)衝(chong)流(liu)來(lai)提(ti)供(gong)相(xiang)對(dui)位(wei)置(zhi)反(fan)饋(kui)（並且還可以提供速度和方向）。正交編碼器具有兩個彼此異相90度的通道。見圖6。

 

圖6.正交編碼器的二進製脈衝。圖片由EmbeddedRelated.com提供

 

其他旋轉傳感器包括基於霍爾效應的旋轉傳感器IC和旋轉位置傳感器。

 

力傳感器

 

有許多類型的力傳感器可供選擇，其中兩種是應變儀和稱重傳感器。

 

稱cheng重zhong傳chuan感gan器qi將jiang使shi用yong應ying變bian儀yi測ce量liang的de材cai料liao的de變bian形xing轉zhuan換huan為wei電dian信xin號hao。一yi種zhong類lei型xing的de稱cheng重zhong傳chuan感gan器qi使shi用yong彎wan曲qu梁liang。我wo們men假jia設she應ying變bian計ji安an裝zhuang在zai梁liang上shang。當dang力li施shi加jia到dao梁liang上shang時shi，梁liang開kai始shi略lve微wei彎wan曲qu
，導dao致zhi應ying變bian儀yi彎wan曲qu
，導dao致zhi其qi電dian輸shu出chu信xin號hao的de變bian化hua。有you關guan稱cheng重zhong傳chuan感gan器qi的de示shi例li
，請qing參can見jian圖tu7。

 

圖7.稱重傳感器描述。圖片改編自  Tekscan

 

壓力傳感器

 

有許多不同類型的壓力傳感器和用於製造壓力傳感器的技術。

 

壓力傳感器的類型：

 

● 絕對壓力傳感器：該傳感器測量相對於完美真空的壓力。

● 表壓傳感器：這種壓力傳感器測量相對於大氣壓的壓力。

● 密封壓力傳感器：該傳感器測量相對於其他已知和固定壓力的壓力。

● 差壓傳感器：該壓力傳感器測量兩個壓力之間的差異。傳感器同時“看到”兩個壓力中的每一個。見下麵的圖8。

 

圖8.差壓傳感器。注意這兩個端口。圖片由Modern Device提供

 

壓力傳感器中使用的技術：

 

● 壓阻式應變計技術用於檢測施加壓力的力或張力。

● 電容式壓力傳感器使用隔膜和壓力腔來產生可變電容器。

● 壓電傳感器使用壓電效應來測量由施加的壓力產生的應變。

 

 

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