传感器技术大爆发：被列为十大科技之首，重要性堪比芯片

未来中国最需要发展的科技是什么？

是芯片还是5G技术？

它们可能都有，但是这些重要的技术都离不开一件不起眼的设备：传感器。

传感器有多重要？

日本在上世纪就将它列为十大科技之首，他们的工商界给出评价：谁支配了传感器，谁就能支配了新时代。

中国、美国、德国等世界将传感器列为未来重大科技项目，拼命想要在传感器上实现技术突破，足以说明它的重要性。

很多人可能很好奇传感器到底是什么，为什么一件普通人都很陌生的设备，会被全世界大国如此重视呢。

今天我们简单科普一下传感器技术，以及它是如何改变世界的。【文字版：传感器有多重要】

传感器是何方神圣？

为了方便理解，我先科普一下传感器的概念。

简单来说传感器可以从它的字面意义来理解，就是一种感应和转化的设备，它能检测到温度、声音、光线等信息，然后将它们转化为机器上面的电流、电压（等电信号）等，有了它，人类生产出来的机器才能实现智能化。

我们举个例子：手机有很多功能，它可以拍照、打电话、玩游戏，对吧？

那这些功能是怎么实现呢？其实就是传感器检测到手机外面的一些信息，然后把它们转化成电流，这样我们人类才能操控手机。

比如说拍照的时候，就是镜头捕捉到物体的光线，然后把它传到图像传感器上，传感器检测到对应的光线，然后将它转化成电信号，再经过处理和显示，这就变成我们手机上看到的照片。

所以图像传感器就相当于手机的眼睛，是拍摄的核心部件。

手机上还有不同的传感器，它们可以把声音、压力等信息转化成电信号，就实现了通话、指纹解锁等功能，如果说芯片是手机的大脑，那么传感器和网络就是手机的五官和神经，一个用来转化成电信号，一个用来传输信息。

如果说没有传感器，现在的智能手机连大哥大都不是。

所以，传感器和计算机、通信技术成为现代信息技术的三大基础，而且传感器在未来的地位会逐渐超过其他两个，被专家认为是物联网的核心技术，将改变现在和未来的世界。

这句话是不是夸张呢？它又是如何改变世界的？

中国古代的传感器

这，还要从中国古代说起，大家都知道中国很早就发明了指南针，那时候还叫做司南，它其实就是一种传感器，指针可以感应地球的磁场，然后指明方向，指南针后来传入欧洲，并且促成了欧洲大海航时代，加快了整个世界的融合。

说它改变世界进程，其实并不为过吧？

类似指南针的传感器还有地动仪、日冕仪、温度计等，这些发明也都在某种程度上改变人类的生活，也就是说传感器从很早之前，就是已经在影响世界了。

但这个还不能说明传感器的重要性，因为当时并没有传感器的概念，而是作为整体呈现给大家。

传感器真正独立存在，并且展现出它的作用还要从20世纪中期开始算，而且每一次技术更新迭代，传感器作用就变得越来越重要。

传感器技术迭代

第一代传感器是：结构传感器，诞生于20世纪50年代，是第一次工业批量生产的传感器，比较典型的代表是：电阻式传感器，它90%都用称重上面，大概长这样:。

像体重计就是称重的一种，我们人站上去的时候，指针会发现变化或者显示一个体重。

它的原理也很简单，这中间是金属材料做的，可以导电，我们人站上去，这个金属就会发生形状变化，形状变化又会引起电阻和电流的变化，这样指针或者数字就会发生变化。

基本每个宝宝刚出生都需要先称量体重，可以说是人类第一个接触的电子产品就是这个了，说它影响我们每个人，没毛病吧？

当然这个时期的传感器比较粗糙的，作用也有限，后来有些头脑比较聪明的人就想：这些金属能不能换成其他的东西，比如说对光比较敏感的材料，是不是可以把转化成做成电信号？

答案是当然可以了，我们上面说的图像传感器的核心元件就是光敏传感器，于是在上世纪70年代的时候，物理传感器就诞生了。

那么既然物理传感器可以把碰不到、摸不着的光转化成电信号，那么有温度的热量可以转化成电信号吗？如果热量也可以，那么声音、磁场等其他物理特性可以转化成电信号吗？

答案也是可以的，所以传感器的材料从金属发展到半导体、电介质 、磁性材料等等各种固体材料，，它的结构很简单，主要是敏感元件和转换元件，顾名思义，敏感元件就是用来感应（检测）外界的信息，转化就是将感应到的信息转化成电信号。

第二代传感器就比第一代丰富得多，不仅种类多，而且功能也越来越多，像我们生活中常见的开关，以前只有手动的，现在有声音感应的、感光的，还有触屏的，用的都是不同的传感器，还有军事领域的雷达也是，有红外线传感器、毫米波雷达，红外线雷达等等，也是不同的传感器。

这些传感器又做成了各种各样的检测设备，传感器也开始进入人类各个领域，这个时候产业界已经认为没有传感器检测各种信息，,那么现代科学技术,就不能得到发展。

但是这还没完，人类对科技的追求是无止境的，各种设备的功能不断增加，对传感器的需求也越来越多，一个设备里面可能要求有多种功能，这个时候可能一台设备就需要安装多种传感器。

比较典型的就是屏幕，以前屏幕只要可以触摸或者滑动就可以操控手机等设备，现在屏幕还需要指纹解锁等功能。

但是呢，要满足这么多功能，就遇到了一个致命的问题：体积太小的设备安装不了很多传感器。

为了解决这个问题，人们就想了个办法，能不能把多种传感器重组下来，集成到同一个传感器里面?于是集成传感器就诞生了，人们把很多个传感器组合在一起或者把传感器和其他元件组合在一起。

比较常见的手机指纹传感器，它是由光、压力、温度等等多种传感器集成的。

但是这依旧没完，后来人们就思考，既然传感器可以和传感器组合，那么传感器能不能和其他高科技结合一下，让传感器性能变得更加优秀一点？

答案也是可以的，于是集成传感器芯片也出现了，它将传感器与小型的芯片等元件组合在一起，这样传感器不仅能感应和转化信号，而且还能处理信号，性能得到提升，这就是第三代智能传感器的前身。

可以说集成传感器的出现，把传感器推向了新的高度。

这个时候的传感器到底有多重要，普通人很难看懂，但是举个例子大家就知道了。

一台手机至少有十几个传感器，一辆高档轿车有200多个传感器、一辆飞机有1000多个传感器、而我们常见的高铁的传感器竟然可以达到5000多个。

传感器隐藏在每一个设备里面，没有它，不管是高铁还是飞机，甚至宇宙空间站都得歇菜，

美国著名杂志《福布斯》做过评选，他们列出改变世界和人们生活的10大科技产品，而传感器列排在首位。

这才有了开头的日本商业界那句话：谁支配了传感器、谁就支配了新时代。

但是你以为传感器的辉煌就到此为止了吗？那你就太小看它了。

传感器的逆袭从未停止，集成传感器是硬件性能的巅峰，但是有些专家还不满足，就在思考既然传感器能集成硬件，那么能不能将软件技术也组合进来？进一步提升再次传感器的性能？

答案依旧是可以，这就是第三代传感器：智能传感器，它集合了软硬件的优势，将传感器的性能再提升一个档次。

如果说互联网时代，传感器与芯片的地位并驾齐驱，那么在物联网时代，专家将传感器的地位再次提高，排在芯片的前面。

2018年美国麻省理工大学在评选全球突破性技术时，将“智慧传感城市” 列为十大最具代表性的技术之一，

说起“智慧城市”，你知道未来十年，它将消耗多少个传感器吗？答案是：400亿个，是不是超出大家的想象？

其实传感城市还不是传感器的终极应用，万物互联才是，专家一致将智能传感器看做互联的基石，

想要互联就需要网络的世界与现实世界实现连接，而传感器就是连接的桥梁，这也是我们普通人的一个机会，谁支配了传感器，谁就支配了未来。

好了，我是熊猫，我们下期见。

，

这20种传感器，工控人你都见过吗？没见过的来涨知识了

电子技术正在迅速发展。最让我兴奋的一件事是：我们周围许多的电子设备都是在没有人值班的状态下工作的。

随着科技的发展，我们创造出了很多可以感知周围的事物的传感器。

传感器在监测和检测人类的活动时起着不可或缺的作用，并能够将这些信息提供给其他电子设备作为控制参考。

接下来我们从基础知识开始。

以下是今天我们聊的内容的目录

什么是传感器？

什么是不同类型的传感器？

首先什么是传感器？

通常，传感器基本定义是探测器；传感器是一种电子设备，用于检测各种类别的信号，并将信号传递给其他电气控制设备。

换一种说法，传感器是一种能将能量从一种形式转换到另一种形式的电子装置。所以，它被称为传感器。

传感器主要是通过距离、温度、湿度度等来识别气体的物理量、热量等。

它以电信号的形式向连接的控制系统提供输出。

例如，在自动化系统中，传感器是向可编程逻辑控制器（plc）传递信号，从而参与控制。

在日常生活应用、商业和工业设备、教育工程中，不同类型的传感器都有着特定的作用。

什么是不同类型的传感器？

传感器分为以下四大类：

1、模拟传感器

2、数字传感器

3、有源传感器

4、无源传感器

每个类别又都有如下不同类型的传感器。

一、温度传感器

温度传感器用于检测温度和热能并将其转换为电信号（以电压或电流的形式进行传递)。

我们实际上有以下几种类型的温度传感器使用。

1、温度计

2、热电偶

3、电阻式温度检测器

4、热敏电阻温度传感器

5、半导体温度传感器

6、振弦式温度传感器

温度传感器现在我们常见的就是被应用于计算机、冰箱、汽车、医疗器械、炊具等设备中。

二、压力传感器

压力传感器还可以被称为压力变送器或压力计。

压力传感器检测空气、气体、水的压力，并向控制器提供电信号。

根据不同的用途和更多的特点，它分为不同的类别：

1、真空压力传感器

2、绝对压力传感器

3、表压传感器

4、压差传感器

压力传感器用于许多系统，常见的是气动、液压、真空系统等。

三、触摸传感器

触摸传感器称为触觉传感器。它是一种电子传感器，用于检测和记录人类的触摸。

电容式触摸传感器、电阻式触摸传感器是触摸传感器现在用的最多的。

它在工业中用的多的比如：开关灯、空调（AC）遥控、门开/关操作、电梯、机器人、智能手机等。

实际上有个冷门知识：血氧饱和度计是触摸式传感器检测人体内氧含量的最好例子之一。

这次疫情中，血氧仪的需求量实际上是很大的。它比较容易操作，即使在家里。你可以很容易地能够在网上买到血氧仪。

四、图像传感器

图像传感器是用于检测图像像素并向显示设备提供信息的电子设备。

图像传感器有模拟型和数字型。一般来说，电子图像传感器分为两种主要类型。

1、电荷耦合器件

2、有源像素传感器

对于数码相机、闭路电视（CCTV）、医疗成像设备、热成像设备、雷达、声纳等，都使用图像传感器。

五、运动传感器

运动传感器测量并记录身体活动或运动。它分为以下几种类型。

1、主动式运动传感器

2、被动运动传感器

3、断层运动传感器

4、手势运动传感器

运动传感器应用于家庭安全、自动门操作、微波、机器人、超声波、手势检测等领域。

六、光传感器

光传感器是光电器件，这种传感器检测并将光或光子的亮度或发光转换为电信号。

现在用的多的主要有三种类型的光传感器。

1、光敏电阻或光敏电阻（LDR）

2、光电二极管

3、光电晶体管

它被广泛应用于太阳系汽车、农业部门（自动喷水灭火系统）和电子项目设备如Arduino。

七、振动传感器

振动传感器有可能大家听得不多，实际上振动传感器又被称为压电传感器。

振动传感器能够检测并记录任何运动或活动。它向连接的机器或系统提供数据或信号。

如果存在任何危险活动，该传感器有助于发送确认信息。

在我们的石油天然气、食品饮料、采矿、金属加工、造纸、风力发电、发电等工业领域，都需要振动传感器。

八、湿度传感器

湿度传感器也称为湿度计；

对于检测空气和土壤中的水分，湿度传感器是非常必要的。主要被用于空调系统。

九、接近传感器

接近传感器可以很容易地检测到附近的物体，而无需任何直接接触。它分为不同的类型：

1、电容式接近传感器

2、感应式接近传感器

它广泛应用于智能手机、平板电脑、机器、机器人系统、过山车等。

十、颜色传感器

颜色传感器其实就是光电传感器。

它能有助于感知物体的颜色并识别颜色标记。这种传感器使用RGB（红、绿、蓝）色标。

在我们的彩绘和印刷、化妆品、纺织、医疗诊断、计算机彩色监视器和过程控制中，大量地使用了颜色传感器。

十一、辐射传感器

辐射传感器是一种电子仪器，可以感应和测量诸如α、β、γ、中子、X射线等辐射粒子。

此外，它还可以感应电磁辐射，如波、宇宙辐射（阳光）。

辐射传感器包括三种不同类型。

1、充气辐射传感器

2、闪烁辐射传感器

3、固态辐射传感器

这种传感器用于核能、医学成像模式和环境放射性监测，所以一般我们生活中能直接见到这种传感器的机会并不多，但是实际上却息息相关。

十二、液位传感器

液位传感器的主要作用是测量固体、液体和气体等不同材料的液位或高度。

它分为以下几种：

1、激光液位传感器

2、浮子传感器

3、电容式液位传感器

4、电阻式液位传感器

5、超声波液位传感器

6、静液压液位传感器

7、光学物位传感器

8、电磁液位传感器

液位传感器被广泛应用于船舶，集装箱，水箱燃油箱箱等，用于水位检查。

十三、位置传感器

位置传感器决定位移和位置（如线性和旋转）。

基本上，位置传感器分为以下几种。

1、光学位置传感器

2、线性位置传感器

3、旋转位置传感器

4、感应式位置传感器

5、电容式位置传感器

6、光纤位置传感器

7、超声波位置传感器

例如，电位计包含旋转位置传感器，该传感器可随角度移动而变化，

位置传感器在家庭和工业应用实际上很多，如门关闭/打开、阀门监控、电机控制、用于控制发动机燃料或动力流量的节流阀。

十四、烟雾或气体传感器

气体传感器用于检测不同类型的气体，有毒或爆炸性气体，空气中的烟雾。其中一些传感器还能够测量气体浓度。

气体或烟雾传感器可以分为三大类：

1、光学式烟雾传感器

2、电离式烟雾传感器

3、激光式烟雾传感器

烟雾传感器应用于工厂、工业、建筑、船舶、飞机等。

十五、火焰传感器

火焰传感器可以很容易地检测到火灾或附近材料的火焰。这些检测到的信号被传送到连接的控制设备。

它用于工业区的报警系统、天然气厂、灭火系统和基于Arduino的设计火灾探测器项目。

十六、泄漏传感器

泄漏传感器用于密闭容器或真空室中，用于检测水泄漏、液体泄漏、空气泄漏等。

按工作角色分为两大部分：

1、点泄漏传感器

2、流量泄漏传感器

十七、加速度计

加速度计是测量运动加速度或速度的仪器。

它广泛应用于手势控制的机器人、飞机和导弹导航系统、过程控制系统、车辆加速以及其他旋转电子设备，如涡轮机、滚筒、风扇、压缩机、泵等。

十八、倾斜传感器

倾斜传感器检测基准面的角运动、角坡度、角运动、轴并随其变化。

主要用于手机、平板电脑、手持式游戏机、船只、车辆、飞机等的角度和自动旋转操作的监控。

十九、标记传感器

标记传感器作为光电式传感器工作。它用来感觉物体上的色标。

标记传感器广泛应用于印刷和包装行业。

二十、流量传感器或浮子传感器

流量传感器测量和检测几乎所有的工艺流体。检测到的数据将提供给控制器系统。

用于工业领域、发电仪表、发电厂等。

这次，我介绍了20种不同类型的传感器及其用途。每个传感器都有自己的特点和功能。它们可以用于特定的项目中，像现在越来越火的手持或无线电气电子工程，都使用各种类型的无线传感器。

此外，传感器还用于PLC项目，机器人系统，物联网等项目。

以上就是今天想和大家聊的内容，欢迎大家转发关注和支持，谢谢！

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