傳感器是單片機開發方案的重要組成部分，它普遍應用于電子產品中。比如，在氣象站預測天氣參數（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，安全設備，醫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生的變化并將反饋發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

根據傳感器的類型，微控制器接受兩種類型的輸入，即模擬或數字。

模擬傳感器感應外部參數（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。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，數字傳感器產生離散值（0和1）。離散值在數字通信中通常稱為數字（二進制）信號。

2、傳感器選擇（模擬或數字）

要選擇傳感器，重要的是要了解模擬和數字電路。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，并在輸出信號中產生誤差。但是數字信號易受嘈雜環境的影響，因此，數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，請使用數字傳感器。

數字傳感器的問題：

數字傳感器的計算范圍較小。例如，有些數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。

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定性。傳感器的模擬輸出由微控制器的ADC（模數轉換器）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，現在是時候了解自然界中的不同傳感器以及它們在工業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、數字壓力傳感器

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

氣壓傳感器的一些應用包括：

燃氣管道和電纜的泄漏檢測；

測量環境壓力；
探空儀；
胎壓監測；
呼吸分析；
工業和過程控制；
醫療設備；
氣流監測；
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）

這些適用于常規重量測量應用和工業重量測量。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。

應用范圍：

基準和零售規模；
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。

應用范圍：

醫療設備；
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；
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射器和接收器部分。發射器傳感器發射光束，當檢測到物體時，接收器捕獲并處理為轉換信號。

應用范圍：

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

7、前叉傳感器

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，它使用超聲波技術獲取風速和風向。

應用范圍：

環境氣象站；
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；
水文與農業；
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。濕度是遵守環境，消費電子和醫療診斷的重要參數。

應用范圍：

濕度變送器；
手持設備；
電冰箱；
空壓機；
氣象站；
工業孵化器；
醫療系統；
露水測量。

12、空氣質量傳感器（氣體傳感器）

該傳感器監控空氣中的氣體數量，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；
衛生機構；
家庭和醫院；
工業應用；
通風系統；
空氣清潔。

13、光傳感器

光傳感器捕獲環境光（暗/亮）并將其轉換為電流。

應用范圍：

在手機和LCD中顯示背光；
PDA（個人數字助理）；
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字的水位傳感器。

應用范圍：

水位監控；
環境應用；
地下水箱；
地表水應用。

傳感器已成為消費電子，工業電子，機器人技術和物聯網的重要組成部分。以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的PIC單片機的單片機開發方案可能應用到的傳感器。