详解五种类型的运动传感器

运动传感器，顾名思义，是指检测物体或人类运动的装置，包括重力、线性加速度、旋转矢量、振动频率等。运动传感器可用于监控设备的运动，如倾斜、摇晃、旋转或摆动。

其中，旋转矢量传感器和重力传感器是运动检测和监测中最常用的传感器。旋转矢量传感器特别灵活，可用于检测手势、监测角度变化、监测相对方向变化等各种运动相关任务。

例如，如果您正在开发游戏、增强实际应用程序、二维或三维罗盘或相机稳定应用程序，旋转矢量传感器是理想的。在大多数情况下，使用这些传感器比使用加速度计、地磁场传感器或方向传感器要好。

运动传感器使用不同的技术，有些使用红外辐射，有些使用声波脉冲，有些基于振动的波动。今天，我们将了解各种类型的运动传感器，包括加速度计、倾斜传感器、振动传感器，PIR(被动红外)传感器和旋转传感器。

1.被动红外传感器(PIR)

PIR(PassiveInfrared)，被动红外探测器或身体传感器。

在自然界中，所有的物体都会辐射红外线，所以使用探测器来确定目标本身和背景之间的红外差异，并获得不同的红外图像。被动红外传感器可以检测运动人或动物发出的红外线，输出开关信号，可以应用于各种需要检测运动人体的场合。

PIR它是一种热释电设备，其工作原理是传感器在加热或冷却过程中产生电压，即通过感应周围物体辐射热（即红外线）的变化来检测运动。

被动红外探测器主要由光学系统、热传感器（或红外传感器）和报警控制器组成。其核心部件是红外探测器，通过光学系统的协调，可以检测到三维防范空间中热辐射的变化。红外传感器的检测波长范围为8~14μm，红外辐射的峰值波长约为10μm，就在范围内。

可见光谱和红外光谱：红外线不在我们眼睛的光检测能力范围内

PIR传感器通常包括视场和/或线性距离规格，大多数都有塑料透镜。通常用于入侵者报警系统。例如，它可以安装在汽车安全灯内。当有人靠近时，灯会照亮车道。

PIR传感器

2、加速度计

加速度计是测量载体线加速度的仪器。与远程传感设备相比，它测量自己的运动。可用于智能手机（和平板电脑）。因此，鉴于智能手机的大规模生产，加速度计价格低廉，使用方便。

加速计的应用之一是测量重力，特别是在重量测定法的加速计中，称为重力计。

和许多其他科学和工程系统一样，加速计和陀螺仪用于惯性导向系统。例如，最常用于现代汽车安全气囊系统，以检测碰撞时车辆的突然减速。

许多加速度计设备都使用MEMS(微机电系统)作为感应加速度的关键技术。加速计可能是最简单的MEMS设备有时只由悬臂和重锤组成，用挠度和电路测量加速度。MEMS单轴、二轴、三轴都可以测量数千个G的加速规范。

ST MicroelectronicsMEMS3轴加速度计

三、倾斜传感器

倾斜传感器与加速度计有些相似，但设计复杂度要低得多。倾斜传感器，也称为运动检测器或倾斜开关，是一种检测倾斜的传感器，尤其是从地平线倾斜的传感器。

倾斜感知设计有很多种，但一种常见的类型被称为滚动球传感器开关。滚动球传感器开关通过滚动球工作。当滚动球倾斜到临界点时，滚动球与两个或两个以上的导电脚接触或断开。

滚球传感器开关

倾斜传感器作为一种检测工具，已成为桥梁架设、铁路铺设、土木工程、石油钻井、航空航海、工业自动化、智能平台、机械加工等领域不可或缺的重要测量工具。

4.振动传感器

测量和检测振动的方法和传感器有很多种。

一种这样的传感器是前述的加速度计。许多数字加速度计具有用户可选的灵敏度设置，使设备可以检测从非常大到非常小的加速度。

压电传感器是振动传感器技术的理想选择。压电传感器通过将物理变化转化为电变化来测量加速度、应变或力的变化。这些相同类型的传感器除了检测振动外，还用于检测机械冲击。

压电振动传感器

5.旋转传感器

也许最简单的旋转传感器是使用电位计作为分压器，其中电压与旋转角度成正比。

通常用于测量旋转位置的正交编码器提供特定数量的等距脉冲。正交编码器是一种增量编码器。增量编码器提供相对位置反馈（速度和方向），生成与电机轴旋转成比例的二进制脉冲流。正交编码器有两个通道，两个通道的相位相差90电角。

正交编码器的二进制脉冲

其他旋转传感器包括基于霍尔效应的旋转传感器IC旋转位置传感器。旋转位置传感器是一种霍尔效应装置，其输出电压取决于传感器的角位置。它们是非接触式的，并提供多角度范围和安装配置，以满足大多数应用程序的需要。