一文看懂运动传感器

国家纳米科学中心 昨天

以下文章来源于传感器专家网 ，作者枭枭

传感器专家网
传感器专家网

传感器专家网专注于传感器技术领域，致力于对全球前沿市场动态、技术趋势与产品选型进行专业垂直的服务，是国内领先的传感器产品查询与媒体信息服务平台。基于传感器产品与技术，对广大电子制造从业者与传感器制造者提供精准的匹配与对接。

1950年，塞缪尔·班戈(Samuel Bango)发明了第一个运动传感器，称为防盗警报器。之所以能够防盗，是因为塞缪尔将雷达的基础知识应用到超声波上，超声波是一种注意到火灾或强盗的频率，是人类听不到的频率。
塞缪尔运动传感器基于“多普勒效应”原理。简单来说，“多普勒效应”指由光源的运动引起的波长变化。
当波源向观察者移动时，每个相继的波峰都从比前一个波峰更靠近观察者的位置发射。因此，与前一个波相比，每个波到达观察者所花费的时间略短。因此，减少了连续波峰到达观察者之间的时间，导致频率增加。当它们行进时，连续波前之间的距离会减小，因此波会“聚在一起”。相反，如果波源远离观察者，则波会“散开”。
“多普勒效应”的一个常见示例是，当发出喇叭声的车辆接近观察者并从观察者后退时，听到的音调变化。与发射频率相比，进近过程中的接收频率更高，经过时的接收频率相同，而在衰退期间则较低。
图片
当前，大多数运动传感器都按照塞缪尔·班戈运动传感器的原理工作。运动传感器的应用范围非常广泛，包括消费电子，汽车，医疗设备，楼宇自动化，工业设备等。
什么是运动传感器？

运动传感器是设计用于检测和测量运动的电子设备。运动传感器主要用于家庭和企业安全系统，但也可以在电话，纸巾分配器，游戏机和虚拟现实系统中找到。
图片
运动传感器的类型

市场上有各种各样的运动传感器，但都可归类为这两种：主动运动传感器(有源传感器)和被动运动传感器(无源传感器)。
主动运动传感器也被称为基于雷达的运动传感器。它既有发送器又有接收器，通过测量反射回接收器的声音或辐射量的变化来检测运动。
主动运动传感器会发射无线电波/微波，当对象在运动传感器控制的区域中移动时，传感器会寻找波的多普勒(频率)变化，当该变化的波返回到传感器探测器时，这将表明该波击中了移动的物体。运动传感器能够理解这些变化，并将电信号发送到警报系统，照明灯或与运动传感器连接的其他类型的设备。
主动运动传感器通常用于大型购物中心的自动门等应用中，但也可以在房屋安全警报系统中找到，并用于室内照明系统。
最常见的主动运动传感器是超声波运动传感器。超声波运动传感器发出声波以检测物体的存在。还有微波运动传感器(发出微波辐射)和断层扫描运动传感器(发送和接收无线电波)。
被动式运动传感器与主动式传感器相反，被动运动传感器没有发射器，它们不发出任何东西，而只是检测红外能量。最广泛使用的被动运动传感器类型是被动红外(PIR)传感器。
下面我们一一具体来看看这几种传感器。
①、被动红外(PIR)传感器
一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大。
被动红外传感器应用的就是热辐射的原理。它感测运动的方式是通过感测背景和温暖的身体之间的温度变化。
被动红外传感器包含有热释电薄膜材料，该材料通过发射电能来响应IR辐射。PIR具有两个由对红外线敏感的特殊材料制成的插槽。当传感器感测到两个插槽之间的差异变化时，这将导致一个脉冲，该脉冲被传感器检测为“运动”。
图片
被动红外传感器体积小，易于使用且价格便宜，功耗低可以永久使用，通常用于室内警报器、厕所洗手池自动感应等。
②、超声波传感器
主动超声波运动传感器会产生超声波(声波)脉冲，然后确定这些波在运动物体上的反射。猫，狗，鱼等动物可以听到这种声波，因此主动的超声波警报可能会使它们不安。
另外，超声波运动传感器可以是主动的(有源)，也可以是被动的(无源)。无源的超声波运动传感器需要注意金属、碎玻璃等特殊声音，因为这些传感器非常敏感，容易产生假警报。被动超声波运动传感器通常很昂贵。
③、微波感应器
微波运动传感器通过发出连续的微波辐射来检测运动，这与雷达测速仪的工作原理类似。微波运动传感器发出高射频，并通过感测频移来测量物体反射。如果它确实检测到频移，则将激活运动检测器。
图片
微波传感器是非常敏感的，有时可以看到非金属物体，检测到目标范围外的移动物体。它们比红外传感器覆盖更大的面积，但价格昂贵并且容易受到电干扰——它穿透材料的能力会引起频繁的误报。而且微波传感器消耗功率高，因此经常设计为循环打开和关闭的工作模式。
微波传感器的常见应用之一是电子警犬。
④、断层扫描传感器
断层扫描传感器会产生无线电波，并在这些波受到干扰时进行检测。他们可以透过墙壁和物体进行监测，并且通常以使无线电波网覆盖大面积的方式放置。
断层扫描传感器价格昂贵，因此通常用于仓库，存储单元以及其他需要商业安全级别的情况。
图片
⑤、双重技术运动传感器
除了以上几类运动传感器外，还有一种运动检测器，它把多种运动传感器混合在一起，以减少假警报。只有当两种传感器都感测到运动时，才会激活双传感器。
例如，双微波或PIR传感器将以无源红外传感器设置开始，因为这会消耗较少的能量。当无源红外传感器跳闸时，微波部会开启;然后，如果其余传感器也跳闸，报警器就会产生声音。这种组合型的报警器很适合忽略假报警，但可以消除丢失真实警报的可能性。
图片
请运动传感器的应用

动作检测器具有广泛的用途，可以在日常生活中用于检测家里的任何异常动作。如今，大多数智能设备都带有内置的运动传感器，并且在现代时代已被证明是必不可少的。
下面列出了运动传感器的一些应用：
智能手机和可穿戴设备：运动传感器用于智能手机和可穿戴设备。除运动传感器外，还包括其他一些常见的传感器，例如磁传感器，加速计和陀螺仪。
磁传感器通过利用地球磁场来检测运动，室内定位结果比GPS更准确;加速度计可以感应倾斜，加速度和振动冲击，通常用于所有类型的可穿戴设备和手持式设备中;陀螺仪可测量设备的转速，可用于笔记本电脑，智能手机和数码相机，以提供更高质量的游戏和导航体验。
家庭和个人安全：运动传感器在家庭和个人安全方面也有广泛的应用，没有运动传感器的安全系统是不可能实现的。
包括有：运动探测器灯，即使在繁忙的夜晚，它们也能提供清晰的视野，让房主知道晚上是否有入侵者。它们还节省了成本，例如在房主忘记关闭的情况下自动关闭;移动探测器警报，通常与防盗警报融合在一起，并在检测到入侵者时发出警报。它们被用来吓跑小偷，并确保房屋安全;运动探测器摄像头，就像CCTV摄像机一样，在捕捉小偷时很有用。当观察到未经批准的条目时，它们可用于触发警报或发送通知警报。将这些纤巧而有效的摄像机放置在适当的位置时，它可以提供很大的安全性;运动传感器也是无线门铃的重要组成部分，在客人到达门口时会发出警报。
此外，自动检票口，自动门，有源红外传感器用于指示传送带上是否存在产品，使用超声波传感器的液位控制器...都是运动传感器的一些实际应用。
原标题：一文看懂运动传感器的5种类型

图片