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一文看懂運動感測器的5種類型

1950年,塞繆爾·班戈(Samuel Bango)發明了第一個運動感測器,稱為防盜警報器。之所以能夠防盜,是因為塞繆爾將雷達的基礎知識應用到超聲波上,超聲波是一種注意到火災或強盜的頻率,是人類聽不到的頻率。

塞繆爾運動感測器基於“多普勒效應”原理。

簡單來說,“多普勒效應”指由光源的運動引起的波長變化。

當波源向觀察者移動時,每個相繼的波峰都從比前一個波峰更靠近觀察者的位置發射。因此,與前一個波相比,每個波到達觀察者所花費的時間略短。因此,減少了連續波峰到達觀察者之間的時間,導致頻率增加。當它們行進時,連續波前之間的距離會減小,因此波會“聚在一起”。相反,如果波源遠離觀察者,則波會“散開”。

“多普勒效應”的一個常見示例是,當發出喇叭聲的車輛接近觀察者並從觀察者後退時,聽到的音調變化。與發射頻率相比,進近過程中的接收頻率更高,經過時的接收頻率相同,而在衰退期間則較低。

一文看懂運動感測器的5種類型

當前,大多數運動感測器都按照塞繆爾·班戈運動感測器的原理工作。運動感測器的應用範圍非常廣泛,包括消費電子,汽車,醫療裝置,樓宇自動化,工業裝置等。

什麼是運動感測器?

運動感測器是設計用於檢測和測量運動的電子裝置。

運動感測器主要用於家庭和企業安全系統,但也可以在電話,紙巾分配器,遊戲機和虛擬現實系統中找到。

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運動感測器的型別

市場上有各種各樣的運動感測器,但都可歸類為這兩種:

主動運動感測器(有源感測器)和被動運動感測器(無源感測器)。

主動運動感測器也被稱為基於雷達的運動感測器。它既有傳送器又有接收器,透過測量反射回接收器的聲音或輻射量的變化來檢測運動。

主動運動感測器會發射無線電波/微波,當物件在運動感測器控制的區域中移動時,感測器會尋找波的多普勒(頻率)變化,當該變化的波返回到感測器探測器時,這將表明該波擊中了移動的物體。運動感測器能夠理解這些變化,並將電訊號傳送到警報系統,照明燈或與運動感測器連線的其他型別的裝置。

主動運動感測器通常用於大型購物中心的自動門等應用中,但也可以在房屋安全警報系統中找到,並用於室內照明系統。

最常見的主動運動感測器是

超聲波運動感測器

。超聲波運動感測器發出聲波以檢測物體的存在。還有

微波運動感測器

(發出微波輻射)和

斷層掃描運動感測器

(傳送和接收無線電波)。

被動式運動感測器與主動式感測器相反,被動運動感測器沒有發射器,它們不發出任何東西,而只是檢測紅外能量。

最廣泛使用的被動運動感測器型別是被

動紅外(PIR)感測器

下面我們一一具體來看看這幾種感測器。

、被動紅外(PIR)感測器

一切溫度高於絕對零度的物體都能產生熱輻射,溫度愈高,輻射出的總能量就愈大。

被動紅外感測器應用的就是熱輻射的原理。它感測運動的方式是透過感測背景和溫暖的身體之間的溫度變化。

被動紅外感測器包含有熱釋電薄膜材料,該材料透過發射電能來響應IR輻射。PIR具有兩個由對紅外線敏感的特殊材料製成的插槽。當感測器感測到兩個插槽之間的差異變化時,這將導致一個脈衝,該脈衝被感測器檢測為“運動”。

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被動紅外感測器體積小,易於使用且價格便宜,功耗低可以永久使用,通常用於室內警報器、廁所洗手池自動感應等。

、超聲波感測器

主動超聲波運動感測器會產生超聲波(聲波)脈衝,然後確定這些波在運動物體上的反射。貓,狗,魚等動物可以聽到這種聲波,因此主動的超聲波警報可能會使它們不安。

另外,超聲波運動感測器可以是主動的(有源),也可以是被動的(無源)。無源的超聲波運動感測器需要注意金屬、碎玻璃等特殊聲音,因為這些感測器非常敏感,容易產生假警報。被動超聲波運動感測器通常很昂貴。

、微波感應器

微波運動感測器透過發出連續的微波輻射來檢測運動,這與雷達測速儀的工作原理類似。微波運動感測器發出高射頻,並透過感測頻移來測量物體反射。如果它確實檢測到頻移,則將啟用運動檢測器。

一文看懂運動感測器的5種類型

微波感測器是非常敏感的,有時可以看到非金屬物體,檢測到目標範圍外的移動物體。它們比紅外感測器覆蓋更大的面積,但價格昂貴並且容易受到電干擾——它穿透材料的能力會引起頻繁的誤報。而且微波感測器消耗功率高,因此經常設計為迴圈開啟和關閉的工作模式。

微波感測器的常見應用之一是電子警犬。

、斷層掃描感測器

斷層掃描感測器會產生無線電波,並在這些波受到干擾時進行檢測。他們可以透過牆壁和物體進行監測,並且通常以使無線電波網覆蓋大面積的方式放置。

斷層掃描感測器價格昂貴,因此通常用於倉庫,儲存單元以及其他需要商業安全級別的情況。

一文看懂運動感測器的5種類型

、雙重技術運動感測器

除了以上幾類運動感測器外,還有一種運動檢測器,它把多種運動感測器混合在一起,以減少假警報。只有當兩種感測器都感測到運動時,才會啟用雙感測器。

例如,雙微波或PIR感測器將以無源紅外感測器設定開始,因為這會消耗較少的能量。當無源紅外感測器跳閘時,微波部會開啟;然後,如果其餘感測器也跳閘,報警器就會產生聲音。這種組合型的報警器很適合忽略假報警,但可以消除丟失真實警報的可能性。

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請運動感測器的應用

動作檢測器具有廣泛的用途,可以在日常生活中用於檢測家裡的任何異常動作。如今,大多數智慧裝置都帶有內建的運動感測器,並且在現代時代已被證明是必不可少的。

下面列出了運動感測器的一些應用:

智慧手機和可穿戴裝置:運動感測器用於智慧手機和可穿戴裝置。除運動感測器外,還包括其他一些常見的感測器,例如磁感測器,加速計和陀螺儀。

磁感測器

透過利用地球磁場來檢測運動,室內定位結果比GPS更準確;

加速度計

可以感應傾斜,加速度和振動衝擊,通常用於所有型別的可穿戴裝置和手持式裝置中;

陀螺儀

可測量裝置的轉速,可用於膝上型電腦,智慧手機和數碼相機,以提供更高質量的遊戲和導航體驗。

家庭和個人安全:運動感測器在家庭和個人安全方面也有廣泛的應用,沒有運動感測器的安全系統是不可能實現的。

包括有:

運動探測器燈

,即使在繁忙的夜晚,它們也能提供清晰的視野,讓房主知道晚上是否有入侵者。它們還節省了成本,例如在房主忘記關閉的情況下自動關閉;

移動探測器警報

,通常與防盜警報融合在一起,並在檢測到入侵者時發出警報。它們被用來嚇跑小偷,並確保房屋安全;

運動探測器攝像頭

,就像CCTV攝像機一樣,在捕捉小偷時很有用。當觀察到未經批准的條目時,它們可用於觸發警報或傳送通知警報。將這些纖巧而有效的攝像機放置在適當的位置時,它可以提供很大的安全性;運動感測器也是

無線門鈴

的重要組成部分,在客人到達門口時會發出警報。

此外,

自動檢票口,自動門,有源紅外感測器用於指示傳送帶上是否存在產品,使用超聲波感測器的液位控制器

。。。都是運動感測器的一些實際應用。

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:本文內容系作者個人觀點,不代表感測器專家網觀點或立場。更多觀點,歡迎大家留言評論。