传感器
（英文名称：transducer/sensor）是能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求的检测装置。
传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体变得活了起来，传感器是人类五官的延长。传感器具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化等特点，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。新型氮化铝传感器，可以在高达900℃的高温下工作。
定义
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。
中国物联网校企联盟认为，传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。”
“传感器”在新韦式大词典中定义为：“从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。
传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，如图 所示。
主要功能
常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：
光敏传感器——视觉
声敏传感器——听觉
气敏传感器——嗅觉
化学传感器——味觉
压敏、温敏、流体传感器——触觉
敏感元件的分类：
物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。
化学类，基于化学反应的原理。
生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。
通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46类）。
敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。通过以下几个示例来具体展开学习,了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用:
示例一、集成温度传感器(DS1820)温度特性
一、基本原理：
1、美国DALLAS公司生产的单总线数字温度传感器DS1820，可把温度信号转换成串行数字信号供微机处理。
每片DS1820含有唯一的串行序列号，在一条总线上可挂接任意多个DS1820芯片。读写及温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS1820供电，而无需额外电源。
2、DS1820的特性
1、单线接口：仅需一根口线与MCU连接；
2、无需外围元件；
3、由总线提供电源；
4、测温范围为-55℃～125℃，精度为0.5℃；
5、九位温度读数；
6、A/D变换时间为200ms；
7、用户可以任意设置温度上、下限报警值，且能够识别具体报警传感器。
3 、DS1820的工作原理
图为DS1820的内部框图，它主要包括寄生电源、温度传感器、64位激光ROM单线接口、存放中间数据的高速暂存器（内含便笺式RAM），用于存储用户设定的温度上下限值的TH和TL触发器存储与控制逻辑、8位循环冗余校验码（CRC）发生器等七部分。
(1 ) 寄生电源
寄生电源由两个二极管和寄生电容组成。
电源检测电路用于判定供电方式。
寄生电源供电时,电源端接地，器件从总线上获取电源。在I/O线呈低电平时，改由寄生电容上的电压继续向器件供电。
寄生电源两个优点：
检测远程温度时无需本地电源；
缺少正常电源时也能读ROM。若采用外部电源,则通过二极管向器件供电。
DS1820一般情况下的温度值应为9位（符号点1位），但因符号位扩展成高8位，故以16位补码形式读出。
DS1820温度与数字量对应关系表
(2) 温度测量原理
DS1820存贮控制命令
二、电路设计及仿真：
1、温度监控系统的体系结构
2、AT89C51 最小系统
3、LCD1602显示模块
4、直流电动机驱动模块
5、温度监控系统的硬件电路
6、C语言源程序：
LCD显示部分
DS18B20读取
/系统显示子函数/
void covert1() //温度转化程序
{
uchar x=0x00; //变量初始化
if(t[1]>0x07) //判断正负温度
{
TempBuffer1[0]=0x2d; //0x2d为"-“的ASCII码
t[1]=~t[1]; //负数的补码
t[0]=~t[0]; //换算成绝对值
x=t[0]+1; //加1
t[0]=x; //把x的值送入t[0]
if(x>255) //如果x大于255
t[1]++; //t[1]加1
}
else
TempBuffer1[0]=0x2b; //0xfe为变”+"的ASCII码
t[1]<<=4; //将高字节左移4位
t[1]=t[1]&0x70; //取出高字节的3个有效数字位
x=t[0]; //将t[0]暂存到X,因为取小数部分还要用到它
x>>=4; //右移4位
x=x&0x0f; //和前面两句就是取出t[0]的高四位
t[1]=t[1]|x; //将高低字节的有效值的整数部分拼成一个字节
temperature=t[1];
TempBuffer1[1]=t[1]/100+0x30;//加0x30 为变 0~9 ASCII码
if(TempBuffer1[1]==0x30) //如果百位为0
TempBuffer1[1]=0xfe; //百位数消隐
TempBuffer1[2]=(t[1]%100)/10+0x30;//分离出十位
TempBuffer1[3]=(t[1]%100)%10+0x30;//分离出个位
}
电机驱动
三、实验步骤：
1、打开实验的软件仿真环境，加载实验项目。
2、了解各组件硬件电路连接原理，并试运行。
3、打开源程序文件，了解各组件的初始化及数据处理流程。
4、设置电压探针和示波器，运行模拟环境，调整输入参数，做好数据记录。
5、记录电机正转、反转时的驱动波形和相位关系。
四、数据记录及及分析：
1、 AD590温度特性实验数据
2、根据记录数据，找出温度传感器输出值得转换过程，总结相应的算法。
当传感器输出的是正值的时候，采用二进制转换十进制。
当传感器输出的是负值的时候，采用的是补码计算。
3、用示波器查看电动机的驱动波形，分析PWM的原理。
当温度在26℃时，电机正转；温度41℃时，电机高速正转；温度0℃时，电机停止；温度-21℃时，电机反转。
