細節:換能器轉換傳感器的輸入設備和輸出設備
正如我們在有關輸入/輸出設備的本節中所見,換能器是一種將一種形式的能量轉換為另一種形式的設備。例如,麥克風將聲波轉換為電信號,電機將電能轉換為機械能,或者燈泡將電能轉換為光。無論哪種方式,各種類型的傳感器都可以連接到電氣和電子電路,以監測或控制安裝環境。
有數以千計的換能器可供選擇,適用于任何所需的應用,例如電氣、機械、化學、生物、超聲波等。
傳感器可以細分為稱為“傳感器”的輸入設備和稱為“執行器”的輸出設備。換句話說,傳感器是一種接收或響應輸入信號的設備。執行器是一種驅動或移動某物的裝置。
以下是我們在本節中回顧的傳感器的摘要以及與傳感器和執行器相關的主要功能列表。
輸入設備或傳感器
·傳感器是一種“輸入”設備,可以將一種能量或數量轉換為電模擬信號。
·最常見的傳感器形式是檢測位置、溫度、光線、壓力和速度的傳感器。
·所有輸入設備中最簡單的是開關或按鈕。
·一些稱為“自發電”傳感器的傳感器產生與測量相關的輸出電壓或電流,如熱電偶和光伏太陽能電池,它們的輸出帶寬等于測量的輸出帶寬。
·一些稱為“調制”傳感器的傳感器會改變其物理特性,例如電感或電阻與被測物有關,如電感式傳感器、LDR、電位器,它們需要偏置以提供輸出電壓或電流。
·并非所有傳感器都能產生線性輸出,因此可能需要線性化電路。
·可能還需要信號調節以提供傳感器的低輸出信號與檢測或放大電路之間的兼容性。
·為了產生合適的可測量的電信號,通常需要某種形式的放大。
·儀表型運算放大器非常適用于傳感器輸出信號的信號處理和調整。
輸出設備或執行器
·“輸出”設備通常稱為執行器。最簡單的執行器是LED、燈或指示器。
·繼電器在低壓電控信號和大功率負載電路之間提供了良好的隔離。
·繼電器提供直流和交流電路的分離(即交流通路由直流控制信號切換,反之亦然)。
·固態繼電器響應快,壽命長,無運動部件,無觸點電弧或彈跳,但需要散熱。
·電磁閥是一種電磁裝置,主要用于打開或關閉氣動閥門、安全門和機器人應用。它們是感性負載,因此需要一個續流二極管。
·永磁直流電機比等效的繞線電機更便宜,體積更小,因為它們沒有勵磁繞組。
·晶體管開關可作為簡單的ON/OFF單極控制器使用。通過改變控制信號的占空比可以獲得脈寬速度控制。
·通過晶體管H橋接電機,可實現雙向電機控制。
·可采用晶體管開關技術直接控制步進電機。
·步進電機的速度和位置可以通過脈沖精確控制,因此可以在開環模式下運行。
·傳聲器是一種輸入聲換能器,可以檢測機械振動產生的次聲、可聽聲或超聲波范圍內的聲波。
·揚聲器、蜂鳴器、喇叭和發聲器是用于產生輸出聲音、音符或警報的輸出設備。


