傳感器在日常生活中的運用之研究

近年來，隨著電子技術領域相關技術的不斷發(fā)展，傳感器技術的應用范圍也日益擴大。當前技術條件支持下，傳感器設備及其技術類型呈現(xiàn)出了多元化、多樣化的發(fā)展趨勢，并在人類日常生活中應用廣泛，滲透到了與日常生活息息相關的各個方面，促進了大眾各種感官與直覺的延伸，幫助人們獲取各個方面的信息。本文即基于對傳感器的基本概述，重點研究傳感器在日常生活中的運用，望能夠促進傳感器技術以及相關裝置與日常生活各個領域的進一步融合，更好的發(fā)揮傳感器的功能優(yōu)勢。

【關鍵詞】傳感器 類型 運用

傳感器技術與計算機技術、自動控制技術以及通信技術共同成為了支撐當前信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支柱技術。同時，作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭與起點，傳感器技術是整個信息社會賴以生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎與技術保障。隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展與完善，傳感器正逐步向著工藝集成化、多變量復合化、智能化、以及網(wǎng)絡化方向發(fā)展，各種不同類型的傳感器裝置開始越來越多的出現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷嬷?，給我們的日常使用帶來極大的便利。

1 傳感器概述

目前學界對傳感器的基本定義是：傳感器是一類將各種非電學物理量（包括質(zhì)量信號、壓力信號、溫度信號、濕度信號、速度信號、高度信號、聲音信號、以及光照信號等在內(nèi)）利用對上述各類物理量有高度敏感性的元件（通常有光敏電阻元件、熱敏電阻元件、磁敏元件、味敏元件、力敏元件等），轉換為更加方便利用的常規(guī)電信號（包括電壓信號、電流信號以及電阻信號等在內(nèi)）的特殊元器件。在傳感器裝置的實際應用中，該器件可以通過感知被測量非電學物理量指標變化或接收輸入物理、化學變量信息的方式，按照一定規(guī)律與要求轉換為的所需的電信號輸出，滿足對信息進行傳輸、顯示、處理、記錄、存儲以及控制等在內(nèi)的一系列功能要求。作為現(xiàn)代信息技術領域中非常重要的感知性器官，傳感器實質(zhì)上是人類感官在電子領域的延伸，對自動檢測以及自動控制功能的實現(xiàn)有著非常重要的意義與價值。

傳感器的主要構成要素包括四個部分，其一是敏感元件，其二是轉換元件，其三是變換電路，其四是輔助電源。其中，敏感元件負責直接感受被測量指標，并輸出與被測量有明確關系的對應物理量信號；轉換元件則將敏感元件所輸出物理量信號經(jīng)轉換處理后形成電信號；變換電路負責接收轉換元件輸出電信號并對該信號進行放大調(diào)制處理；輔助電源則面向轉換元件以及變換電路提供電能支持。

2 傳感器類型

當前，隨著電子技術的不斷發(fā)展與完善，市面上常見的傳感器類型眾多，不同類型傳感器裝置的工作原理有所不同，分類標準也存在一定差異。如可以根據(jù)使用用途進行分類，包括速度傳感器、加速度傳感器、液位傳感器、位置傳感器、壓力敏傳感器、熱敏傳感器等多種類型；根據(jù)工作原理進行分類，包括生物傳感器、振動傳感器、磁敏傳感器、真空度傳感器以及氣敏傳感器等多種類型；根據(jù)輸出信號進行分類，包括開關傳感器、數(shù)字傳感器以及模擬傳感器等多種類型；也可根據(jù)測量目的進行分類，包括物理性傳感器、化學性傳感器以及生物性傳感器等多種類型。

3 傳感器運用

3.1 傳感器在手機中的運用

在日常生活中廣泛使用的手機中，傳感器設備及其相關技術的應用可以說是非常普遍的。例如，多數(shù)智能手機均在聽筒位置設置了距離傳感器裝置，在用戶接聽或者撥打電話的過程中，當距離傳感器裝置檢測到用戶頭部與手機距離縮小至一定范圍內(nèi)后，手機屏幕自動熄滅，以免用戶在接聽或撥打電話的過程中出現(xiàn)誤操作問題；又比如光線傳感器裝置可設置于手機屏幕上方，當傳感器檢測到外部光線強度較大的情況下，手機屏幕可自動增加亮度，以方便用戶瀏覽手機界面，反之，當傳感器檢測到外部光線強度較小的情況下，手機屏幕可自動降低亮度，在節(jié)約電量的同時保護用戶眼睛；又比如，手機屏幕上方所裝配的攝像系統(tǒng)中也實現(xiàn)了對傳感器技術的應用，通過應用光學傳感器的方式進行圖像捕捉，以獲得具有高度清晰性的成像效果。除此以外，當前一些高端智能手機中還配備有重力傳感器、位移傳感器以及三軸陀螺儀等智能化傳感器裝置，為用戶提供了非常豐富的功能支持。

3.2 傳感器在家用電器中的運用

在居民日常生活所使用的各種家用電器中也涉及到了傳感器設備及其技術的廣泛應用。如家用電飯煲中內(nèi)置有專門的溫度傳感器裝置，在溫度達到預設閾值后自動執(zhí)行斷電或跳閘操作，以免因家用電器內(nèi)部元件持續(xù)工作導致溫度升高，進而誘發(fā)火災事故。家用空調(diào)中系統(tǒng)中同樣應用了專門的溫度傳感器以及濕度傳感器裝置，在空調(diào)設備出廠前給傳感器裝置設定理想的溫度以及濕度控制區(qū)域，在實際應用中當傳感器檢測到環(huán)境中實際溫度、濕度高于或低于設定溫度、濕度時，自動觸發(fā)空調(diào)系統(tǒng)加溫/降溫或加濕/干燥功能，以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣溫度與濕度的目的。除此以外，家用全自動消毒洗碗機中也應用了先進的智能電子傳感器裝置，在洗碗機實際工作狀態(tài)下，通過溫度傳感器裝置對水溫進行控制，并經(jīng)由水位傳感器對水量進行控制，完成清洗工作后在溫度傳感器裝置的監(jiān)測下進行自動烘干處理。

3.3 傳感器在車輛中的運用

汽車是滿足大眾出行需求的重要交通工具之一。近年來，我國城鎮(zhèn)居民對汽車的應用日益頻繁，車輛系統(tǒng)中對傳感器設備及其技術的應用也更加廣泛。如，目前市面上大部分車輛均設置有安全氣囊系統(tǒng)，在車輛安全氣囊系統(tǒng)中綜合了對壓力傳感器、加速度傳感器以及氣體發(fā)生器等相關設備的應用。一旦汽車在運行過程中遭受撞擊，則安全氣囊系統(tǒng)自動觸發(fā)，系統(tǒng)可通過內(nèi)設傳感器設備的方式，將所感受到的加速度、壓力等重要參數(shù)精處理轉換為電信號并傳輸至汽車機械控制分區(qū)中，由控制區(qū)針對車輛所遭受撞擊情況進行快速處理與分析，當分析結果達到預先設定閾值時自動觸發(fā)安全氣囊裝置，以起到保護行車人員人身安全的目的。

除此以外，車用傳感器裝置同樣是車輛電子設備系統(tǒng)中非常關鍵的構成部分之一，負責信息收集的工作任務。作為車輛電噴發(fā)動機系統(tǒng)以及自動空調(diào)系統(tǒng)中關鍵性的參數(shù)之一，溫度的測量與控制是非常重要的。車輛內(nèi)部需要通過設置溫度傳感器裝置的方式對發(fā)動機熱狀態(tài)、氣體以及液體溫度進行準確測量。車輛常用溫度傳感器裝置包括三種類型，分別為熱敏電阻式傳感器、熱偶電阻式傳感器以及線繞電阻式傳感器。其中，熱敏電阻式傳感器優(yōu)勢是靈敏度高，響應速度快，但缺點是適宜溫度偏低，線性條件差；熱偶電阻式傳感器優(yōu)勢是準確度快，測量溫度區(qū)間大，但缺點是單獨使用性能不佳，需與冷端以及放大器相配合使用；線繞電阻式傳感器的優(yōu)勢是準確度高，但缺點是響應速度比較緩慢。在實際應用中需要根據(jù)實際情況，靈活選用，以最大限度的確保傳感器裝置功能的發(fā)揮。

3.4 傳感器在生產(chǎn)中的運用

隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化水平的不斷提升以及現(xiàn)代信息技術的快速發(fā)展，各方人員對生產(chǎn)過程安全性水平的要求不斷提高。產(chǎn)的要求越來越高，對在生產(chǎn)過程中各種量的檢測和控制的自動化水平也越來越強，傳感器在鋼鐵、造紙、石化、醫(yī)藥、食品等企業(yè)中得到了廣泛的應用如差壓傳感器在醫(yī)藥方面的應用，光纖傳感器在智能復合材料中和熱加工生產(chǎn)中的應用，紅外傳感器在皮帶運輸機安全警示系統(tǒng)中應用，電渦流傳感器在印刷品厚度檢測中的應用距離傳感器在判斷車輛運動速度方面的應用等。以紡織印染生產(chǎn)工藝為例，此類生產(chǎn)作業(yè)對環(huán)境溫度的控制要求較高，為實現(xiàn)對溫度的精確控制，可引入濕度傳感器裝置，依托于傳感器內(nèi)部濕敏元件將空氣中水蒸汽信號轉換為電信號后輸出，以支持對溫度的自動控制。此過程中所選用的溫度傳感器裝置不但測量準確并且反應速度快，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了較為廣泛的應用，對提高生產(chǎn)質(zhì)量也起到了積極的作用與效果。

4 結束語

綜上所述，傳感器技術以及相關傳感器相關裝置在日常生活各個領域、各個細節(jié)中的應用均是非常廣泛的。兩者的融合對經(jīng)濟發(fā)展以及社會進步的推動作用同樣非常明顯。人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官，而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況，就需要傳感器積極與日常生活密切融合。本文上述分析中對傳感器的基本原理以及結構進行了簡要探索，在此基礎之上詳細分析了傳感器在手機、家用電器、車輛以及生產(chǎn)等日常生活相關領域中的應用要點與價值，望能夠促進傳感器技術的進一步發(fā)展與完善，以期其能夠在日常生活中發(fā)揮更為確切的應用價值。

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作者簡介

尚小晶（1987-），女，吉林省長春市人。碩士學位。講師。

作者單位

吉林建筑大學城建學院 吉林省長春市 130111