首先簡單介紹傳感器的定義與分類

傳感器（sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

簡而言之，其主要由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，敏感元件檢測信息，轉(zhuǎn)換元件將其信息轉(zhuǎn)換為傳輸所需要的信號。

傳感器的分類有很多類型，根據(jù)其物理工作原理的不同，可以將其大致分為電阻式、電容式、電感式、光電式、光柵式、熱電式、壓電式、紅外、光纖、超聲波、激光傳感器等。

以超聲波傳感器為例，簡述其測量原理

人耳能聽到的波的頻率為20-20KHZ，高于20KHZ的機(jī)械波我們稱為超聲波。由于聲波的傳輸在各個介質(zhì)中的速度不同，在介面上會產(chǎn)生反射和折射。

超聲波傳感器就是利用檢測聲波的反射，通過發(fā)射聲波和檢測反射回來的聲波，以達(dá)到測量的效果。

如圖a所示，超聲波可以在水下傳輸，可以測量水的深度；如圖b所示，其也可以在空氣中傳輸，碰到水面反射回來，測量與水面的距離。超聲波在各類介質(zhì)中的傳輸速度是已知的，我們便可以計算從發(fā)射到接收的時間，來確定距離s。

市場應(yīng)用

傳感器的種類非常多，在科學(xué)日新月異的今天，各個行業(yè)的需求對傳感器技術(shù)也起到了很大的推動作用。

下圖是各個行業(yè)里面目前主要應(yīng)用的一些傳感器

在智能家居領(lǐng)域，其應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，主要有測光，測距，測溫等。比如我們在白天和晚上看電視的時候，可以通過對環(huán)境光的檢測來調(diào)節(jié)顯示屏的亮度；通過對用戶與設(shè)備距離的檢測來提醒用戶觀看距離的選擇是否科學(xué)。

智能傳感器

在某些場合，傳統(tǒng)的傳感器并不能滿足我們的要求，這時候?qū)鹘y(tǒng)傳感器與微型計算機(jī)技術(shù)結(jié)合到一起，于是傳感器便具有了信息檢測、信號處理、信息記憶、邏輯思維和判斷能力。

舉個實(shí)例說明其應(yīng)用。

那就是我們的微鯨體感遙控器，體驗(yàn)過的用戶評價都很高，可以用它在客廳玩著各類的游戲。其所采用的是重力傳感器（g-sensor），又名加速度傳感器，它能夠感知加速度的大小。

加速計原理如下圖中的模型，一個質(zhì)量塊兩端通過彈簧進(jìn)行固定。在沒有加速度的情況下，彈簧不會發(fā)生形變，質(zhì)量塊靜止。當(dāng)產(chǎn)生加速度時，彈簧發(fā)生形變，質(zhì)量塊的位置會發(fā)生變化。彈簧的形變量隨著加速度的增大而增大。在彈簧的勁度系統(tǒng)k和質(zhì)量塊的質(zhì)量m已知的情況下，只要測量出彈簧的形變量，就可以求出系統(tǒng)的加速度。

G-sensor內(nèi)部有finger sets,用來測量產(chǎn)生加速度讀時質(zhì)量塊的位移。每一個finger set相當(dāng)兩個電容極板，當(dāng)有加速度時質(zhì)量塊會產(chǎn)生相對運(yùn)動，而位移的變化會導(dǎo)致差分電容的變化。

具體的差分電容值的計算以及計算加速度的過程在g-sensor模塊內(nèi)部進(jìn)行，模塊直接輸出轉(zhuǎn)換后的值，G-sensor輸出值也不是直接的加速度值，它的計量單位是通常用g表示，1g代表一個重力加速度，即9.8。1g=1000mg。

在G-sensor的零點(diǎn)位置，G-sensor Z軸垂直向地，靜止放置在水平桌面上，此時G-sensor芯片是靜止的，雖然芯片整體加速度為0g，但是讀取其輸出值，X/Y軸輸出為0g，Z軸輸出為1g。因?yàn)閮?nèi)部質(zhì)量塊在重力加速度的作用下，產(chǎn)生了位移。不過在大部分g-sensor模塊中，這個零點(diǎn)位置的輸出值是可以校準(zhǔn)的，也稱為0g偏移量。

最終，模塊的位移和加速度等參數(shù)通過I2C/SPI等各類協(xié)議接口輸出至中央處理單元。

隨著機(jī)械加工技術(shù)的精進(jìn)以及微計算機(jī)技術(shù)的擴(kuò)充，相信過不了多久，會有更多更好的結(jié)構(gòu)工藝、更多形式多樣化的傳感器層出涌現(xiàn)。未來的智能傳感器市場，必然是一個百花齊放的世界。