浅谈传感器中的环境传感器

杨桂花 2018-09-24 1754

传感器

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描述

　　传感器

　　传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

　　传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

　　主要作用

　　人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。

　　而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

　　新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

　　在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

　　在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。

　　传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

　　由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。

　　主要特点

　　传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

　　传感器的组成

　　传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。

　　敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。

　　主要功能

　　常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：

　　光敏传感器——视觉

　　声敏传感器——听觉

　　气敏传感器——嗅觉

　　化学传感器——味觉

　　压敏、温敏、

　　流体传感器——触觉

　　敏感元件的分类：

　　物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

　　化学类，基于化学反应的原理。

　　生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

　　通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。

　　本文讲述环境传感器，主要内容有：

　　环境传感器概述

　　环境传感器的回传数据

　　环境传感器

　　环境传感器概述

　　Android平台提供了4个传感器，用于检测不同的外部环境。我们可以使用这些传感器检测周围。例如，可以检测周围空气的湿度、光线、空气的压强和温度。这4个传感器都是基于硬件的传感器。除了光线传感器外，其他3个传感器在普通的Android设备中很少见。所以如果使用环境传感器，最好运行时对当前Android设备所支持的传感器是否检测。

　　环境传感器的返回值

　　大多数动作传感器和位置传感器都返回多个值，而所有的环境传感器都只返回一个值（SensorEvent.values［0］）。例如温度传感器返回摄氏度（°C）、压力传感器返回压强值（hPa）。还有就是环境传感器返回的值很少收到杂音的干扰，而动作和位置传感器经常需要消除杂音的影响。例如，加速度传感器要消除重力对其回传值的影响。

　　环境传感器的返回值（说明）

　　YPE_AMBIENT_TEMPERATURE ：event.values［0］ °C

　　TYPE_LIGHT：event.values［0］ lx

　　TYPE_PRESSURE：event.values［0］ hPa

　　TYPE_RELATIVE_HUMIDITY ：event.values［0］ RH（%）

　　光线传感器回传数据

　　public static final float LIGHT_SUNLIGHT_MAX = 120000.0f;

　　//最强的光线强度（估计只有沙漠地带才能达到这个值）

　　public static final float LIGHT_SUNLIGHT = 110000.0f;

　　//万里无云时阳光直射的强度

　　public static final float LIGHT_SHADE = 20000.0f;

　　//有阳光，但被云彩抵消了部分光线时的强度

　　public static final float LIGHT_OVERCAST = 10000.0f;

　　//多云时的光线强度

　　public static final float LIGHT_SUNRISE = 400.0f;

　　//太阳刚刚升起时（日出）的光线强度

　　public static final float LIGHT_CLOUDY = 100.0f;

　　//在阴雨天，没有太阳时的光线强度

　　public static final float LIGHT_FULLMOON = 0.25f;

　　//夜晚有月亮时的光线强度

　　public static final float LIGHT_NO_MOON = 0.001f;

　　//夜晚没有月亮时的光线强度（当然，也不能有路灯，就是漆黑一片）

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