傳感器是單片機開發(fā)方案的重要組成部分，它普遍應用于電子產(chǎn)品中。比如，在氣象站預測天氣參數(shù)（例如溫度、壓力、濕度等）場景中，變得越來越重要。

要將任何傳感器連接到微控制器，您必須了解傳感器的功能以及遙感，天氣系統(tǒng)，安全設備，醫(yī)療設備等中使用的不同類型的傳感器。但是，在了解傳感器及其類型之前，您必須了解傳感器的基本定義及其用途。

一、什么是傳感器？其工作原理是怎樣的？

傳感器是一個模塊或芯片，可觀察物理世界中發(fā)生的變化并將反饋發(fā)送到微控制器或微處理器。必須為傳感器提供勵磁（電源）和接地，以使其正常工作。

1、傳感器分類

根據(jù)傳感器的類型，微控制器接受兩種類型的輸入，即模擬或數(shù)字。

模擬傳感器感應外部參數(shù)（風速，太陽輻射，光強度等）并提供模擬電壓作為輸出。輸出電壓可以在0至5V的范圍內(nèi)。邏輯高被視為“ 1”（3.5至5V），邏輯低被視為“0”（0至3.5V）。

與模擬傳感器不同，數(shù)字傳感器產(chǎn)生離散值（0和1）。離散值在數(shù)字通信中通常稱為數(shù)字（二進制）信號。

2、傳感器選擇（模擬或數(shù)字）

要選擇傳感器，重要的是要了解模擬和數(shù)字電路。模擬電路由電阻，電容器，運算放大器，二極管和晶體管等模擬元件組成。

而數(shù)字電路則由邏輯門和微控制器芯片組成。模擬信號受外部噪聲的影響很大，并在輸出信號中產(chǎn)生誤差。但是數(shù)字信號易受嘈雜環(huán)境的影響，因此，數(shù)字傳感器比模擬傳感器更可取。注意：如果您的應用需要更高的精度和吞吐量，請使用數(shù)字傳感器。

數(shù)字傳感器的問題：

數(shù)字傳感器的計算范圍較小。例如，有些數(shù)字溫度傳感器的溫度范圍較低，在選擇時應當注意廠家提供的參數(shù)。

但是模擬溫度傳感器（RTD）具有更高的分辨率（正負溫度）。此功能使模擬傳感器適用于寬溫度范圍和穩(wěn)定性。傳感器的模擬輸出由微控制器的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）處理。

如上所述，如何對傳感器進行分類以及如何選擇傳感器，現(xiàn)在是時候了解自然界中的不同傳感器以及它們在工業(yè)應用中的使用方式了。

二、傳感器類型

1、模擬壓力傳感器

模擬壓力傳感器根據(jù)輸入電壓工作，并與已知壓力值相反。壓力傳感器的輸出為模擬輸出電壓（標準化）。壓力單位為psi（磅每平方英寸）。

2、數(shù)字壓力傳感器

數(shù)字壓力傳感器具有內(nèi)置的信號處理單元，例如ADC，可將模擬輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字壓力輸出。通常，在大多數(shù)數(shù)字傳感器中，基于I2c的數(shù)字信號都被取出。

氣壓傳感器的一些應用包括：

燃氣管道和電纜的泄漏檢測；

測量環(huán)境壓力；
探空儀；
胎壓監(jiān)測；
呼吸分析；
工業(yè)和過程控制；
醫(yī)療設備；
氣流監(jiān)測；
無人駕駛飛機；
吸入器；
水位測量。

3、模擬霍爾效應/磁性傳感器（位置傳感器）

霍爾效應傳感器在磁場上起作用。它可以感應磁場并提供輸出電壓。當磁場為正時，輸出電壓增加到零電壓以上（無磁場和零電流）。

霍爾傳感器的應用包括：

GPS定位；
電流感應；
速度運動檢測；
磁碼解碼器；
金屬探測器；
控制馬達。

4、稱重傳感器（稱重傳感器）

稱重傳感器測量并處理重量。根據(jù)應用程序的使用情況，有不同類型的稱重傳感器。他們之中有一些是：

（1）梁式稱重傳感器（彎曲稱重傳感器）

這些適用于常規(guī)重量測量應用和工業(yè)重量測量。梁式稱重傳感器的應用是填充機械；

罐重；
車載重量；
醫(yī)療器材；
床重；
包裝機械。

（2）單點稱重傳感器

單點稱重傳感器用于輕量化系統(tǒng)。

應用范圍：

基準和零售規(guī)模；
垃圾收集；
包裝和灌裝機械。

（3）壓縮稱重傳感器

這些適用于高重量縮放系統(tǒng)。

應用范圍：

醫(yī)療設備；
測量設備；
泵控制裝置；
鐵路重量檢查儀。

5、溫度傳感器

模擬溫度傳感器根據(jù)變化的電阻來測量當前位置的溫度，電阻值隨溫度變化。RTD傳感器適合穩(wěn)定性、準確性和可靠性要求較高的設備，它們具有較寬的溫度范圍。

應用范圍：

測量水溫；
空氣溫度測量；
空調(diào)；
塑料制品；
食品加工。

6、反射傳感器

一個簡單的反射傳感器具有發(fā)射器和接收器部分。發(fā)射器傳感器發(fā)射光束，當檢測到物體時，接收器捕獲并處理為轉(zhuǎn)換信號。

應用范圍：

監(jiān)控物料流程；
液位測量；
打印和顏色檢測；
組裝檢查；
密封蓋監(jiān)控；
記錄液體量。

7、前叉?zhèn)鞲衅?br/>
叉形傳感器與反射傳感器非常接近，但是可以有效地拾取和檢測微米級（?m）的很小的物體。

應用范圍：

粘接控制；
放置和分類小零件；
電源控制；
間隙監(jiān)控；
識別孔和鉆。

8、風速/風向傳感器

風速/風向傳感器通常稱為風速計，它使用超聲波技術(shù)獲取風速和風向。

應用范圍：

環(huán)境氣象站；
漂流浮標；
海洋和氣象站；
港口和海港；
公路隧道。

9.雷達傳感器

雷達發(fā)送以光速傳播的短微波信號。雷達傳感器用于測量液位。輸出模擬電流（4-20 mA）。通過放置一個電阻器可將該電流轉(zhuǎn)換為電壓，并由微控制器的ADC讀取。

10.太陽輻射傳感器

輻射傳感器（太陽輻射）使用光電二極管測量太陽輻射。

應用范圍：

氣象站；
水文與農(nóng)業(yè)；
能源應用；
灌溉。

11、濕度傳感器

濕度傳感器計算當前位置的濕度。濕度是遵守環(huán)境，消費電子和醫(yī)療診斷的重要參數(shù)。

應用范圍：

濕度變送器；
手持設備；
電冰箱；
空壓機；
氣象站；
工業(yè)孵化器；
醫(yī)療系統(tǒng)；
露水測量。

12、空氣質(zhì)量傳感器（氣體傳感器）

該傳感器監(jiān)控空氣中的氣體數(shù)量，例如CO2（二氧化碳），SO2（二氧化硫），CO（一氧化碳）等。

應用范圍：

氣象機構(gòu)；
衛(wèi)生機構(gòu)；
家庭和醫(yī)院；
工業(yè)應用；
通風系統(tǒng)；
空氣清潔。

13、光傳感器

光傳感器捕獲環(huán)境光（暗/亮）并將其轉(zhuǎn)換為電流。

應用范圍：

在手機和LCD中顯示背光；
PDA（個人數(shù)字助理）；
電視、相機；
玩具；
自動路燈控制；
閉路電視。

14、降雨傳感器

氣象機構(gòu)使用雨量計傳感器來測量特定位置的降雨量。降雨量以毫米為單位。最常用的降雨量測量設備是翻斗式雨量計。

15、土壤水分傳感器

土壤濕度測量土壤中的鹽和水分含量。它還可以測量土壤中的溫度。它基于SDI-12協(xié)議。

16、水位傳感器

水位傳感器計算湖泊，水壩和河流中的水深。有各種基于模擬和數(shù)字的水位傳感器。

應用范圍：

水位監(jiān)控；
環(huán)境應用；
地下水箱；
地表水應用。

傳感器已成為消費電子，工業(yè)電子，機器人技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的PIC單片機的單片機開發(fā)方案可能應用到的傳感器。