模拟传感器和数字传感器 Arduino教程┃数字传感器和模拟传感器的区别

发布时间：2024-10-07 06:10:23

Arduino教程┃数字传感器和模拟传感器的区别

传感器是学习Arduino必备的工具，它是Arduino的五官，甚至比人类意义上的五官更为优秀，那经常有人说的数字传感器、模拟传感器是什么呢？它们二者的区别是什么呢？

一、什么是数字传感器、模拟传感器？

简单的来说输出数字量的传感器就是数字传感器，输出模拟量的传感器就是模拟传感器。那什么是数字量，什么又是模拟量呢？

灯泡的亮/灭两种状态

例如：当我们描述一个灯泡是否通电，我们一般会说，灯亮或者灯灭，像这样，只能返回两种状态的量，我们称为数字量。而如果有人说，这个灯好暗，你可以调亮一点吗？那这个时候，我们所描述的就是一个区间的变化量，这就是模拟量。像这样的案例在生活中还有很多，例如你去乡村游玩，看到一口池塘，你远远的看着的时候，可能会想，那个池塘有没有水呢？这个时候，你需要的就是一个数字传感器，帮助你判断有或者无水即可，而等你到了池塘旁边，你可能会想，这个池塘水有多深？水有多少呢？这个时候你就需要一个模拟传感器来帮助你测量水深以及水量。

也就是说，如果一个传感器只能告诉你有或者无，在程序当中，“有”用1、true表示，“无”用0、false表示，那么我们就说这个传感器就是数字传感器；而如果一个传感器能告诉你一个连续变化的量，在程序当中原始返回值是0-1023，那么我们就说这个传感器是模拟传感器。我们也可以说数字传感器是特殊的模拟传感器，它只能返回两个值：0或1，如果用逻辑表达式表示就是false或true。

二、为什么要区分数字传感器、模拟传感器？

为什么要分清楚数字传感器、模拟传感器呢？因为如下图的Arduino UNO主板所示：

Arduino UNO主板介绍(来源:百度图片)

上方标明了digital，管脚上的标识是0-13，这就是数字传感器要连接的区域；下方标明了analog，管脚上的标识是A0-A5，有的只有数字0-5，那就是模拟传感器连接的区域，如果你接错了区域，就不会获取到正确的返回值。

三、如何分辨数字传感器、模拟传感器？

那如何来辨识是数字传感器还是模拟传感器呢？一个最简单的办法就是看传感器的管脚标识，如果是除了VCC和GND管脚之外，剩下的是“AO”，那就是模拟传感器，如果是“DO”，那就是数字传感器，当然由于生产标准不统一，有的厂家生产出来的就是标明是”IO”、“IN”、“OUT”、“S”等标识，这就需要我们去测试了，当然你也可以观看初始化工作室制作的认识各种传感器的视频了解。

常见的数字传感器有：震动传感器、按钮传感器、碰撞传感器、触摸传感器、超声波传感器，常见的模拟传感器有：声音传感器、颜色传感器、雨滴传感器、水位传感器等，你可能奇怪，为什么把超声波传感器放到数字传感器里，它不是返回的是一个变化的距离值吗？这个就要请你阅读我的另一篇文章有关于超声波的原理讲述，你要知道的就是这个距离值不是超声波传感器直接返回的，而是通过数字量返回值计算出来的。当然，还有一些传感器即可以输出数字量，也可以输出模拟量，这个请你要注意，例如初始化工作室曾经分享过的声音、雨滴等传感器都是这样的。为避免广告之嫌，我就不上图了，请到某宝搜索相关传感器的名称即可找到，后面请加上“Arduino”关键词，例如“超声波传感器 Arduino”，要不然搜索到的很多就是工业用传感器了。

四、数字传感器、模拟传感器程序编写有什么区别？

数字传感器与模拟传感器在程序编写上有什么不一样呢？我们来看Arduino IDE中的代码：

数字传感器输入：digitalRead(0)

模拟传感器输入：analogRead(A0)

数字传感器输出：digitalWrite(0,HIGH)

模拟传感器输出：analogWrite(3,0)

识记这些命令很简单，digital是数字，analog是模拟，Read是读取，Write是写入。如下图所示就是Mixly当中的模块与命令的对应图，你可以使用这个软件由模块编程过渡到代码编程，当程序复杂到一定程度的时候，代码的可读性远远超过了模块的可读性，所以真正的大神还是要去敲代码的。

模块与代码对应图

以上就是初始化工作室理解的“什么是数字传感器、模拟传感器”，以及“为什么要分清数字传感器、模拟传感器”、“如何识别数字传感器、模拟传感器”、“常见的数字传感器、模拟传感器有哪些”、“数字传感器、模拟传感器的编程命令有什么区别”，如果有不正确的地方，请各位大神在评论区留言指教。我专注于乐高与Arduino的学习与创意 ，如果需要更多相关课程，请点击“关注 ”按钮关注我，谢谢。

数字式传感器与模拟式传感器的区别

数字式传感器的性能区别于模拟式传感器，主要有以下几点：

(1)解决模拟式传感器信号差的问题

模拟式传感器的输出信号最大大约只有几十毫伏，最低时只达百万分之几毫伏。在电缆传输弱信号过程中，很容易受到干扰，致使系统工作不稳定或计量性能降低。而数字式传感器的输出信号均在3～4V左右，抗干扰能力也远大于模拟信号的百万倍。

(2)解决射频干扰问题

模拟式传感器的低电压信号极易受到电子干扰及其它天线电信号的干扰，而数字式传感器在设计时已考虑到这些抗干扰能力，它们能够在高干扰区域，并保证计量性能。

(3)解决防潮、防腐问题

数字式传感器采用100%不锈钢焊接壳体。SENST激光测距传感器密封、防水、防潮湿、防腐蚀，恶劣工作环境下也能照常工作，计量性能也不会受影响，防护等级达到IP68。

(4)解决防雷击问题

数字式传感器具有防雷击和大电流放电能力，在室外安装使用时，这一点尤其重要。

(5)解决偏载/温度影响问题

数字式称重传感器能自动补偿和调整因偏载和温度变化而产生影响。

(6)解决时间效应—蠕变问题

当负荷时间加在传感器上时，其输出常有较大变化，数字式传感器通过内部微处理器里的软件，自动补偿了蠕变。

(7)数字式传感器精度、可靠性和稳定性更高，减少模拟式传感器经常引起的误差

由于经校正后的数据是以数字形式存储在每个传感器内部的，能减少了模拟信号引起的积累误差。这些误差通常都是由于模拟信号在传输过程中由接头、接线排 (端子)、电位器、开关及长电缆等因素造成的。数字式称重传感器的补偿/修正参数存储在传感器内部的永久性存储器中，因此，省掉了开关/电位器等元器件。

(8)具有自诊断功能

数字式传感器具有自诊断功能。SENST激光测距传感器不断对内部工作状况进行检测，当检测到出现故障时，会发出错误代码，这就大大降低了漏检故障的可能性，这也是模拟式传感器无法做到的。