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--- whatissensor [2023/05/23 16:32]
meiling 创建
+++ whatissensor [2023/05/24 13:36] (当前版本)
meiling
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-## 传感器
+====== 何谓传感器？ ======
+https://www.rohm.com.cn/electronics-basics/sensors
+## 一、传感器
 ### 何谓传感器（Sensor）？
 传感器（Sensor）是指将收集到的信息转换成设备能处理的信号的元件或装置。
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 GE（Generel Electric Company）为中心提倡的工业IoT战略。
-## 地磁传感器
+## 二、地磁传感器
 ### 何谓地磁传感器？
 地球被磁场磁力所包围，这被称为地磁。
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 它的灵敏度比霍尔传感器高出10,000倍以上，并且可以高精度地测量地磁的微小变化。
 可以应用于超低消耗电流的方位检测（电子罗盘），还可应用于室内定位、金属异物检测等高灵敏度特性的应用。
+## 三、脉搏传感器
+脉搏波是心脏发送血液时产生的血管的体积变化波形，监测该体积变化的检测器称为脉搏传感器。
+首先，测量心率有四种方法，心电图、光电脉波法、血压测量法、心音描记法等。
+其中的光电脉波法是使用脉搏传感器进行测量的方法。
+{{ ::img_what3_01.jpg |}}
+由于测量方法的不同，光电脉波法的脉搏传感器有透过型和反射型。
+透过型通过向体表照射红外线或红光，测量随着心脏的脉动而变化的血流量的变化，作为透过身体的光的变化量来测量脉搏波。
+该方法限于测量易于穿透的部分，例如指尖和耳垂。
+罗姆正在开发一种反射型脉搏传感器。
+下面将说明反射型脉搏传感器。
+----
+=== 反射型脉搏传感器 ===
+反射型脉搏传感器是向生物体照射红外线、红光、550nm左右波长的绿光，利用光电二极管或光电晶体管测量生物体反射的光。含氧血红蛋白存在于动脉血液中，具有吸收入射光的特性，因此通过检测随时间序列并随心脏搏动而变化的血流量（血管容积的变化），测量脉搏信号。
+另外，由于是反射光的测量，因此不必像透过型那样限制测量部位。
+**[反射型脉搏传感器的原理]**
+{{ ::img_what3_02.jpg |}}
+当使用红外线或红光测量脉搏波时，受到室外阳光中包含的红外线的影响，不能进行稳定的脉搏波测量。因此，建议仅将其用于室内或半室内应用。
+在运动腕表等户外用途，血液中的血红蛋白的吸收率高，由于绿色光源较少受环境光的影响，罗姆将绿色LED作为照射光使用。
+----
+=== 脉搏传感器的应用 ===
+通常，通过观察以下两点可以测量动脉血氧饱和度（SpO2）。通过脉搏传感器获得的波形的变动周期，观察心率（脉率）；通过使用红外线和红光两个波长，来观察脉动（变化量）。
+此外，作为脉搏传感器的应用，期望通过高速采样和高精度测量来获取诸如HRV分析（压力水平）、血管年龄等各种生命体征。
+{{ ::img_what3_03.jpg |}}
+##  四、气压传感器
+气压传感器是检测大气压力的传感器。
+根据要测量的压力值，压力传感器具有如下所示的各种材料和方法的传感器。
+在这些压力传感器中，检测大气压力（用于气压检测）的传感器通常被称为气压传感器。
+**[使用的材料 - 按方式分类的压力传感器]**
+{{ ::img_what4_01.jpg |}}
+气压传感器的典型示例是使用硅（Si）半导体的压阻式。
+罗姆提供的气压传感器也是压阻式气压传感器。
+=== 压阻式气压传感器 ===
+压阻式气压传感器使用Si单晶板作为隔膜（压力接收元件），通过在其表面上扩散杂质形成电阻桥电路，将施加压力时产生的变形作为电阻值变化，来计算压力（气压）。
+**[压阻式气压传感器]**
+{{ ::img_what4_02.jpg |}}
+电阻率（电导率）因施加在该电阻上的压力而变化的现象称为压阻效应。罗姆的气压传感器IC将使用压阻式压力接收元件（隔膜结构和压阻集成在一起※MEMS），以及温度校正处理、控制电路等的集成电路（※ASIC）集成在一个封装里，可以轻松获得高精度的气压信息。
+※MEMS：Micro Electro Mechanical System（微机电系统）
+在一个电路板上集成机械构成部件、传感器、执行机构（驱动部件）等的装置。
+※ASIC：Application Specific Integrated Circuit（专用集成电路）
+它是一种集成电路，将多个电路功能组合成一个特定应用。
+## 五、加速度传感器
+加速度是指单位时间内产生的速度，测量加速度的IC就叫加速度传感器。
+通过测量加速度，可以测得物体的倾斜、振动等信息。
+加速度单位为m/s2（※国际单位制SI）。
+另外，单位G是以※标准重力（1 G = 9.806 65m/s2）为基准的加速度值。
+还有用于检测地震震动的加速度的单位※Gal（CGS单位制）。
+※国际单位制SI（法语：Système international d'unités）
+由长度m、重量kg、时间s （MKS单位）组合而成的国际单位。
+※标准重力
+物体在重力作用下产生的加速度。物体在自由落体时，物体每单位时间内增加的速度值（9.806 65m/s2）。
+※Gal
+CGS（长度cm、重量g、时间s为基准）单位制的加速度单位。被定义为SI单位制的1/100（1Gal=0.01 m/s2 ）。
+加速度传感器一般分为低G加速度传感器和高G加速度传感器，如下图所示。
+{{ ::img_what5_01.jpg |}}
+=== 电容式加速度传感器 ===
+罗姆集团加速度传感器是采用MEMS技术的电容式加速度传感器。
+传感器元件由Si制成的固定电极、可动电极和弹簧构成。未施加加速度的状态下，固定电极和可动电极间的距离相同。施加加速度，则可动电极移位。由此与固定电极的位置关系发生变化，电极间容量发生变化。容量的变化通过※ASIC转化为电压，算出加速度。
+{{ ::img_what5_02.jpg |}}
+<WRAP centeralign>
+【电容式原理】
+</WRAP>
+※ASIC
+Application Specific Integrated Circuit（专用集成电路）
+指将特定用途的多个电路功能集成到一起的集成电路。
+## 六、电流传感器
+何谓电流传感器？
+电流传感器是指检测电路中流动的电流值的传感器。
+----
+=== 电流的检测方法 ===
+如下图所示，检测流动电流的方法大致可分为电阻检测型和磁场检测型。
+{{ ::sensor_what6_01.jpg |}}
+<WRAP centeralign>
+**【电流检测方法和特点】**
+</WRAP>
+**电阻检测型**
+将分流电阻引发的电压降转换为电流。安装简单而且价廉物美，操作简单，但缺点是电阻上的功率损耗会产生较大的发热量。
+**磁场检测型**
+＜有铁芯＞
+根据电流线中流动的电流测量铁芯中产生磁场的大小，以此来测量电流值。这种方法无需接触，功率损耗较小，但铁芯较大，存在贴装面积大的课题。
+＜无铁芯＞
+利用霍尔效应将流动电流周围产生的磁场转换为电压（霍尔电压）进行测量，以此来测量电流值。因为霍尔效应产生的电压较小，所以IC由霍尔元件和放大电路构成。因为需要将电流引入IC内，所以会产生功率损耗。
+----
+=== M1电流传感器 ===
+为了消除上述磁场检测型在安装难度（有铁芯）和功率损耗（无铁芯）方面的缺点，ROHM开发出了使用MI（Magneto Impedance）元件的磁场检测型非接触型电流传感器。
+MI传感器作为使用特殊非晶丝，利用其磁阻抗效应的新一代传感器，其特点是具备超高灵敏度的磁性检测能力。
+灵敏度远超霍尔元件，可高精度检测磁性的微小变化。因此，无需将电流引入封装内，也能以高精度进行非接触式电流检测（磁性检测）。
+{{ ::sensor_what6_02.jpg |}}
+<WRAP centeralign>
+**【电流传感器的结构比较（罗姆调查）】**
+</WRAP>
+综上所述，MI电流传感器可进行非接触式电流测量，功率损耗少，还能进一步缩小贴装面积。
+## 七、颜色传感器
+何谓颜色传感器？
+感光传感器（光传感器）中，检测R（红色）、G（绿色）、B（蓝色）3原色的叫作颜色传感器。
+颜色传感器通过光电二极管接收周围光线，检测RGB值。
+----
+=== 颜色传感器的原理 ===
+向物体照射具有RGB成分的光，反射光的颜色成分会随物体的颜色发生改变。
+例如，红色物体的反射光成分为红，黄色物体为红和绿、白色则包含红、绿、蓝全部成分。
+{{ ::sensor_what7_01.jpg |}}
+<WRAP centeralign>
+**【物体反射光颜色示意图】**
+</WRAP>
+由此可知，物体的颜色由物体反射的光色（R、G、B）成分的比例决定。
+人眼是通过获取反射光成分来识别物体的颜色。
+在漆黑的场所什么都看不见吧！这是因为没有照射光，反射光自然也不存在，所以看上去是漆黑一片。
+与人眼一样，颜色传感器是使用光电二极管接收光线，通过计算接收到的R、G、B量的比例来识别颜色。
+----
+=== 颜色传感器IC的结构 ===
+下图是颜色传感器IC的结构。内部搭载了彩色滤光片（Color filter）和红外截止滤光片（Ir cut filter）。
+{{ ::sensor_what7_02.jpg |}}
+<WRAP centeralign>
+**【罗姆的代表性颜色传感器的简要结构】**
+</WRAP>
+下面比较了传感器在有无这些滤光片时的分光特性。
+{{ ::sensor_what7_03.jpg |}}
+<WRAP centeralign>
+**【RGB分光特性示意图】**
+</WRAP>
+颜色传感器IC通过为内部传感器配备R、G、B各种颜色的滤光片，具备了较高的RGB分光特性，而且通过配备红外截止滤光片，具备了红外线去除特性，能高精度识别颜色。