人靠五官感知世界,机器靠传感器感知世界。从工厂产线的毫伏级信号,到人形机器人的指尖力觉——传感器的应用边界,就是智能时代的想象力边界。
如果把智能系统比作“人”,传感器就是“人”的感觉器官——不同类型的传感器感知周围环境并把数据传递给系统进行计算,对情况进行实时分析、判断和应对。这是科普中国在《传感器:智能时代的“慧眼”》一文中给出的经典比喻,也道出了传感器应用的本质:人靠五官感知,机器靠传感器感知。眼睛对应摄像头与光电传感器,皮肤对应触觉与温度传感器,耳朵对应麦克风与声学传感器,鼻子对应气体传感器,内耳的前庭则对应陀螺仪与加速度计。
出处:科普中国《传感器:智能时代的“慧眼”》(https://kpzg.people.com.cn/n1/2023/1128/c404214-40126933.html),人民网科普频道传感器应用的第一个特征,是密度惊人。同一篇科普中国文章指出:一部智能手机里有上百个传感器,用于摄像、通话、导航、计步与屏幕自适应等方方面面;在汽车、工厂与医院里,传感器的数量与种类更是持续攀升,智能手机、汽车早已成为名副其实的“传感器阵列平台”。
传感器应用的第二个特征,是市场高速扩张。据赛迪顾问发布的《2025智能传感器行业高质量发展报告》,2024年中国传感器市场规模已达4061.2亿元,随着物联网渗透需求持续提升;行业预测2030年中国传感器行业规模将突破1万亿元,市场增速(约16%)显著高于全球平均水平。
出处:赛迪顾问《2025智能传感器行业高质量发展报告》相关报道(https://baike.baidu.com/item/2025智能传感器行业高质量发展报告/67041762;https://www.sgpjbg.com/labels/zhinengchuanganqishichangguimo/2/6920206.html)核心认知:传感器应用的底层逻辑只有一句话——“把物理世界翻译成数据”。温度、压力、光线、位置、气味、姿态……一切物理量先被传感器“翻译”成电信号,再被芯片“理解”成决策。传感器应用的成熟度,决定了智能系统感知世界的分辨率。
要理解传感器为何能在如此多领域扎根,可先理清其分类体系——完整分类见 传感器分类 专题,各类型工作原理详见 工作原理 页面。下面按应用领域逐一展开。
工业自动化是传感器应用最成熟的“主战场”,其核心是测量—控制闭环:传感器负责测量,PLC/DCS负责决策,执行器负责动作。工业现场最常见的信号制式是4-20mA两线制电流环与0-10V电压信号——变送器把温度、压力、流量等物理量转换为标准电流信号后,经屏蔽电缆送入PLC/DCS的模拟量输入模块,再经ADC数字化参与控制运算。4-20mA方案抗干扰能力强,且能通过断线检测(电流小于4mA)判断线路故障,因此成为流程工业的事实标准。
工业传感器应用可按任务分为五大类:
以注塑机温控为例:模腔温度经热电偶采集(毫伏级信号)→ 变送器转换为4-20mA → PLC执行PID运算 → 调节加热棒占空比,闭环响应在秒级以内——这正是工业传感应用的微观写照。
出处:4-20mA两线制电流环为工业仪表行业通用规范,参见变送器与PLC/DCS信号接入的通用技术资料;振动监测用于预测性维护为工业设备健康管理通行做法,相关表述可参考中国传感器与物联网产业联盟常务副理事长郭源生“细说传感器”专栏(https://so.html5.qq.com/page/real/search_news?docid=70000021_81569392e3776652)工业场景给传感器提出的要求往往是“三高”:高温、高压、高可靠。一套产线传感器要连续运行数万小时,这意味着工业传感器应用拼的不是参数表上的极限值,而是长期稳定性与抗恶劣环境能力。
现代汽车早已不是单纯的机械产品,而是“轮子上的数据中心”。据百度爱采购百科《汽车相关传感器》词条,现代汽车搭载约60-100个传感器,构成车辆的神经网络系统;在发动机舱这样的高温振动环境中,传感器必须保持毫秒级的响应速度和极低的故障率。若再叠加智能驾驶感知系统,高端车型的传感器总数可达数百个。从全球产业看,国际汽车制造商协会(OICA)数据显示2024年全球汽车产量达9495万辆,其中新能源汽车产量占比19.7%,电气化与智能化正让单车传感器用量持续攀升。
出处:百度爱采购百科《汽车相关传感器》(https://b2bwiki.baidu.com/encyclopedic/automotive-sensors);湖北日报《传感器技术如何赋能汽车?》引OICA数据(https://news.hubeidaily.net/pc/c_4909767.html)汽车传感器应用可以按“动力—底盘—车身—智驾”四层拆解:
曲轴位置传感器(磁电式/霍尔式)提供点火与喷油正时基准;爆震传感器(压电式)检测缸体爆震并反馈点火提前角;氧传感器检测排气中氧浓度,供ECU闭环修正空燃比;进气温度压力、水温、油压等传感器共同保证发动机运行在最佳工况。新能源车的动力电池则依赖电压、电流、温度传感器实现BMS电池管理,防止过充过放与热失控。
ABS/ESP依赖四个车轮的轮速传感器(霍尔式/磁电式)测量轮速并判断抱死趋势;安全气囊系统用加速度计(碰撞传感器)检测减速度超过阈值瞬间点爆;胎压监测系统TPMS则是典型的“事前主动型”安全配置——据美国汽车工程师协会(SAE)数据,美国因轮胎故障引发的交通事故每年多达26万余次,爆胎在高速公路事故中的占比高达70%。中国已于2020年1月1日起对所有在产乘用车强制安装TPMS。
出处:轮胎压力监测系统TPMS词条(https://baike.baidu.com/item/TPMS)含SAE数据与结构原理;人民网《明年1月起乘用车将强制装胎压监测系统》(https://auto.people.com.cn/n1/2019/1206/c1005-31493315.html)雨量传感器(光学式,利用雨滴对光线的散射/反射)自动开启雨刮;光线传感器联动自动大灯;车门、车窗、座椅调节中大量使用霍尔传感器检测位置与到位;空调系统靠车内温度、阳光辐射与湿度传感器实现自动温控。
高阶辅助驾驶的感知层由摄像头(视觉)、毫米波雷达(测距测速)、激光雷达(三维点云)、超声波雷达(近距泊车)与IMU惯性测量单元共同构成。科普中国在《自动驾驶的汽车,是怎么“看见”路上的行人和障碍物的?》中形象说明:摄像头只能看到二维的平面画面,而激光雷达能看到三维的立体世界,能精准知道前方物体有多远、多大、是什么形状;毫米波雷达则不受光线影响,白天黑夜都能正常工作、抗干扰能力极强。三者在算法层做多源融合,才能补足各自的物理盲区。
出处:科普中国《自动驾驶的汽车,是怎么“看见”路上的行人和障碍物的?》(https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?ar_id=686465&business_type=100&classify=0);科普中国《智能交通的“超级眼”》(https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?ar_id=726956&business_type=100&classify=0)轮速、车门等位置类检测常采用 霍尔传感器——无触点、寿命长、耐振动,是汽车电子里用量最大的传感类型之一。
消费电子是传感器“飞入寻常百姓家”的最大推手。科普中国(人民网转载)《传感器:智能时代的“慧眼”》明确指出:一部智能手机里有上百个传感器。它们虽不显眼,却撑起了手机几乎所有的智能体验。
出处:科普中国《传感器:智能时代的“慧眼”》(https://kpzg.people.com.cn/n1/2023/1128/c404214-40126933.html);人民日报客户端《智能手机有哪些传感器?它们是如何工作的?》(https://www.peopleapp.com/rmharticle/30024619530)手机传感器全家桶大致可分为五组:
可穿戴设备是消费电子传感的下一个增长极。以血氧测量为例,其原理是PPG光电容积描记法(Photoplethysmogram):设备发出一束光,用光电探测器捕捉经皮肤组织反射或透射的光,由于微血管随心脏搏动周期性充盈,血红蛋白对光的吸收呈现脉动变化,从中即可提取心率;对比红光与红外光的吸收差异则可推算血氧饱和度——因为氧合血红蛋白对红外光吸收更强,而还原血红蛋白对红光吸收更强。
出处:科普中国《手指检测脉搏的原理》(https://www.kepuchina.cn/sx/kxyl/202006/t20200618_1626061.shtml);澎湃新闻《卖断货的血氧仪原理居然挺简单?》(https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_21348036)游戏体感同样是经典场景:Nintendo Switch的Joy-Con手柄内置加速度计与陀螺仪,把挥动、倾斜、旋转映射为游戏动作——这是MEMS运动传感器在人机交互中的代表性应用。
医疗是传感器应用中精度要求最高的领域之一,趋势是从医院大型设备走向居家可穿戴、从有创走向无创。盘点其中的传感器应用,可串起一条完整的“生命体征感知链”:
值得强调的是,可穿戴健康监测的价值不在替代医院诊断,而在长期趋势捕捉:24小时连续PPG心率、睡眠呼吸监测等数据,为慢病管理和运动健康提供了医院单次测量无法获得的“时间分辨率”。
出处:PPG原理见科普中国《手指检测脉搏的原理》(https://www.kepuchina.cn/sx/kxyl/202006/t20200618_1626061.shtml);血氧仪测量链路的通俗解析见澎湃新闻(https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_21348036);示波法血压测量、电化学血糖传感等为医疗器械通用技术,表述参照百度百科“电子血压计”“血糖仪”词条智能家居是传感器应用离普通人最近、最容易感知的落点。其典型闭环是:传感器采集环境与行为数据 → 网关/云端分析 → 设备自动执行。常见场景包括:
放眼更大的物联网版图,传感器是感知层的绝对主角。物联网架构自下而上分为感知层、网络层与应用层:感知层的传感器与执行器负责采集数据,网络层(5G/NB-IoT/Wi-Fi/蓝牙)负责传输,应用层负责分析决策。据工业和信息化部发布的2025年通信业统计公报解读,截至2025年底我国移动物联网终端用户数达28.88亿户,同比增长8.7%,占移动终端连接数比重达61.3%,“物超人”格局持续巩固——这28.88亿户背后,正是海量传感器的联网化。
出处:工业和信息化部《2025年通信业统计公报解读》(https://www.miit.gov.cn/gxsj/tjfx/txy/art/2026/art_da754fe24a9347dc89bef9bf9c28528e.html);央视网《突破35亿!我国物联网建设持续提速》(https://news.cctv.com/2025/11/29/ARTIgJ8TRYWLwoGLXKetI6xF251129.shtml)物联网的终极形态是“数字孪生”:物理世界里每一台设备、每一度电、每一立方米空气都有传感器代言,现实与数字互为镜像。传感器就是这个镜像世界的“像素”。
机器人是传感器应用密度最高的机电系统之一,不同代际的机器人对应不同的传感需求:
六轴工业机器人的每个关节内部署高分辨率编码器(光电式/磁性式)实时反馈关节角度,配合伺服驱动实现重复定位精度±0.02mm量级;协作机器人额外在每个关节加入力矩传感器(或电流环力估计),当碰撞力超过阈值即急停,实现“人机协作”的安全交互。
人形机器人堪称传感器应用的“集大成者”。行业研究机构在剖析人形机器人产业链时普遍指出,感知系统是机器人的核心组成:关节内置编码器与力矩传感器感知位置与发力;六维力/力矩传感器安装在手腕、脚踝或足底,能够在三维空间完整捕捉力的全部信息——三个方向的力分量(Fx、Fy、Fz)与三个方向的力矩分量(Mx、My、Mz),手腕处的六维力传感器帮助机器人感知抓取物体的受力、重量与重心,从而完成精密装配、插拔、打磨等任务;足底的六维力传感器测量地面反作用力,为动态平衡控制提供输入。2026年3月,中国科学技术大学研究团队还研制出可嵌入机器人指尖的“OriCube”六维力/力矩传感器,为机器人“像人一样用手指触摸与操作”提供关键感知能力。
出处:中新社《中国学者研制出指尖传感器 助机器人像人一样用手指触摸与操作》(https://new.qq.com/rain/a/20260310A064VL00?refer=cp_1009);行业研报《传感器,机器人感知核心,未来的星辰大海》(https://www.cnenergynews.cn/article/4OAdfpYu78C)除了力觉,触觉传感器正从单点走向阵列化:压阻式、电容式触觉阵列覆盖机械手“指尖”,让机器人能感知物体的硬度、粗糙度与滑动趋势;部分前沿方案用柔性电子皮肤实现大面积压力分布成像,目标是让机器人“摸到什么就知道是什么”。
扫地机器人、配送机器人靠激光雷达(LiDAR)+IMU+轮式编码器做SLAM同步定位与建图,用超声传感器与红外ToF做近距离避障,头部相机做人脸/手势识别。具身智能(Embodied AI)时代,大模型负责“思考”,传感器负责让机器人“脚踏实地”——感知质量直接决定智能体在物理世界中行动的可靠性。
当传感器的尺度从“毫米”放大到“城市”,它就变成了基础设施的一部分。智慧城市中的传感器应用主要集中在四大方向:
空气质量国控站的PM2.5监测采用重量法、β射线吸收法与微量振荡天平法三种主流方法:先把PM2.5与较大颗粒物分离截留到滤膜上再测定质量,其中β射线法依据“滤膜附着颗粒物越多、β射线衰减越大”的原理实现自动连续测量。水质监测站则部署pH、溶解氧、浊度、氨氮等电化学与光学传感器,充当河流湖泊的“电子巡河员”;噪声传感器网络实时绘制城市声环境地图。
出处:《空气中PM2.5》20问(兰州市科学技术局,http://kjj.lanzhou.gov.cn/art/2014/12/22/art_3868_184850.html);南方+《他们给PM2.5称重!》(https://static.nfapp.southcn.com/content/201701/04/c238530.html)大型桥梁在长期交变应力作用下会逐渐产生微观裂纹,需在关键部位埋设/粘贴传感器阵列:光纤光栅(FBG)应变传感器利用布拉格波长随应变与温度漂移的特性测应变,抗电磁干扰、耐腐蚀,多个FBG可串成传感网络实现准分布式检测;振动加速度计监测模态频率漂移以预警刚度退化;另有地震、车辆荷载与腐蚀传感器。科普中国专栏指出,我国早期建设的公路桥梁已步入“服役中后期”,据交通运输部数据,2024年全国在册公路桥梁中需定期监测的三类、四类桥梁占比约12%,结构健康监测已成为大型桥梁运维的必备技术。
出处:科普中国《光纤光栅传感器》(https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&ar_id=276573);科普中国《跨越千里的超级听诊器》(https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?ar_id=679550&business_type=100&classify=0);郭源生“细说传感器”专栏(https://news.qq.com/rain/a/20260522A030CB00)田间部署的土壤温湿度、土壤EC值(电导率)、空气温湿度、二氧化碳浓度与光照强度传感器,24小时采集墒情与气象数据,联动智能水肥一体化系统按需灌溉、精准配肥。据中国农业农村信息网报道,在甘肃临泽等地,“新农人”依托传感器阵列与智能管控平台实时捕捉环境参数,联动温控、湿控、光照调控设备为种苗生长营造最优环境,实现从“靠天吃饭”到“靠数种田”的转变。
出处:中国农业农村信息网《临泽:新农人的“数字春耕”》(https://www.agri.cn/zx/xxlb/gs/202603/t20260305_8816574.htm)发电、输电、变电、配电各环节部署电流/电压互感器、变压器油温与局放监测传感器、输电线路微风振动与覆冰传感器,配合智能电表的海量计量数据,支撑电网的实时调度、故障定位与“源网荷储”协同,是双碳背景下新能源消纳的基础设施保障。
航空航天代表了传感器应用的技术天花板——要在高温、低温、真空、强振动与强辐射环境下保持数年稳定工作,且体积重量受到苛刻限制。其典型应用包括:
有趣的是,航天传感器技术常“下放”民用:为太空探测研制的MEMS惯性器件今天量产于手机与汽车中,红外探测器从导弹导引头走进红外测温枪与夜视辅助驾驶——传感器应用的每次跨越,几乎都始于对极限工况的追求。
面对具体应用场景,工程师最常问的是“该选什么传感器”。下表按应用场景→推荐传感器类型→关键考量因素给出速查对照:
| 应用场景 | 推荐传感器类型 | 关键考量因素 |
|---|---|---|
| 传送带物体检测/计数(有无、到位) | 光电传感器(对射/漫反射)、电感式接近传感器 | 检测距离、目标材质(金属/非金属)、响应时间、粉尘油污环境 |
| 炉窑/冷链/芯片测温 | 热电偶(高温)、PT100(高精度)、NTC(低成本)、红外(非接触) | 测温范围、精度等级、响应速度、是否需要接触被测物 |
| 液压/气压/胎压测量 | 压阻式、电容式压力传感器 | 量程与过载、介质兼容性(腐蚀/黏稠)、温漂、长期稳定性 |
| 电机/泵/风机健康监测 | 压电式振动加速度计 | 频响范围、量程g值、安装方式(磁吸/胶粘/螺装) |
| 智能驾驶环境感知 | 摄像头+毫米波雷达+激光雷达+超声波雷达 | 成本预算、探测距离、天气适应性、算力融合方案 |
| 可穿戴心率/血氧监测 | PPG光电传感器(LED+光电二极管) | 双波长(红光/红外)、功耗、运动伪影抑制算法 |
| 人体存在/安防布防 | PIR热释电红外传感器、门磁(干簧管/霍尔) | 探测角度与距离、误报率、供电方式(电池寿命) |
| 无人机/机器人姿态控制 | IMU(加速度计+陀螺仪+磁力计) | 零偏稳定性、噪声密度、与GPS/视觉的融合频率 |
| 机器人关节力控/装配 | 编码器+力矩传感器/六维力传感器 | 分辨率、刚度、带宽、是否耐冲击过载 |
选型提醒:没有“万能传感器”,只有“最合适的传感器”。温度类请对照 温度传感器 的四大流派对比,压力类参考 压力传感器 的压阻/电容/压电/应变选型逻辑,光检测类查阅 光电传感器 的五大结构形态,磁性检测类见 霍尔传感器 的开关型/线性型差异;传感器的基础定义与关键参数请回到 传感器 总览页。
TPMS(Tire Pressure Monitoring System,轮胎压力监测系统)是最能体现“传感器+通信+算法”协同的汽车安全应用。其工作链路为:轮胎内压力传感器测量胎压与胎温 → 信号调理 → 无线射频发射(433MHz/315MHz)→ 车载接收器解码 → 仪表显示并报警。按实现原理分为两类:直接式(PSB,Pressure-Sensor Based)在每个轮胎内安装带压力传感器的气门嘴,实时把实际气压发给接收器,属“主动型”监测,能精确定位是哪个轮胎异常;间接式(WSB,Wheel-Speed Based)借用ABS轮速传感器比较四轮转速差——当某轮胎气压降低时滚动半径变小、转速变快,据此推断漏气,成本低但精度有限。
为什么TPMS被强制化?数据最有说服力:据SAE统计,美国因轮胎故障引发的交通事故每年多达26万余次,爆胎在高速公路事故中的占比约70%,而每年约75%的轮胎故障源于自然渗漏或充气不足。TPMS能在事故前发出预警,属于“事前主动型”安全系统。法规层面,美国要求2007年后所有新售车辆标配TPMS;中国则于2017年发布强制性国家标准,自2020年1月1日起所有在产乘用车强制安装。正是这一纸法规,把胎压传感器送进了每一辆新车的轮辋。
出处:百度百科“轮胎压力监测系统”词条(https://baike.baidu.com/item/TPMS);人民网《明年1月起乘用车将强制装胎压监测系统》(https://auto.people.com.cn/n1/2019/1206/c1005-31493315.html)你几乎不会注意它,但它每天工作数千次——这就是手机的环境光传感器(Ambient Light Sensor,ALS)。其原理朴素:ALS内置光电二极管,把入射光强转换为光电流,量化后得到环境照度(单位勒克斯,lux)。系统依据照度值与屏幕内容,用调光算法决定背光PWM占空比:正午户外阳光可达数万到十万勒克斯,屏幕自动拉满亮度保证可读性;室内只有几百勒克斯,亮度回落以省电护眼;夜间自动压到最低并配合色温调节。
这个案例的价值在于揭示传感器应用的“隐形化”规律:越是优秀的传感器应用,越让用户无感。用户只感觉到“屏幕一直看得清、电量很耐用”,却不知道背后是一个微型光电传感器在以几十赫兹的频率持续采样与反馈。从单点ALS到屏下环境光+色温传感器、再到与前置摄像头亮度统计融合,手机自动亮度正是传感器应用持续演进的代表。
出处:环境光传感器调节屏幕亮度机制见人民日报客户端《智能手机有哪些传感器?它们是如何工作的?》(https://www.peopleapp.com/rmharticle/30024619530)及人民网科技报道(http://tc.people.com.cn/n/2014/0708/c183175-25250783.html);照度量级为光度量学常识自动驾驶的环境感知面临一个残酷事实:任何一种单一传感器都有物理盲区。摄像头色彩信息丰富,但怕逆光、暗夜与雨雾;激光雷达生成厘米级三维点云、不受光照影响,但雨雾天气点云质量会下降且成本高;毫米波雷达全天候测距测速,却难以分辨物体轮廓与类型。因此行业主流路线是多传感器融合:摄像头负责语义理解(这是红灯、这是行人),激光雷达负责精确几何(它离我2.3米、高度1.7米),毫米波雷达负责稳健测速(它以每小时15公里接近),超声波雷达负责最后两米的泊车盲区。
融合的收益是“冗余×互补”:互补让每种传感器的强项被放大、盲区被覆盖;冗余让某一传感器失效时系统仍能降级运行。科普中国把这种多源融合感知系统形象称为智能交通的“超级眼”。从L2级辅助驾驶到L4级Robotaxi、从纯视觉方案到“激光雷达+摄像头+毫米波”融合方案,争论的本质不是谁取代谁,而是在何种成本与算力约束下获得足够的感知置信度——这正是传感器应用工程学的核心命题。
出处:科普中国《自动驾驶的汽车,是怎么“看见”路上的行人和障碍物的?》(https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?ar_id=686465&business_type=100&classify=0);科普中国《智能交通的“超级眼”》(https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?ar_id=726956&business_type=100&classify=0)很多人把传感器比作机器的“眼睛”,但更准确的比喻是“翻译器”:眼睛负责成像,翻译器负责把物理世界的“外语”(温度、压力、光线)译成电子系统听得懂的“母语”(电信号)。这带来一个重要推论——决定智能系统感知上限的,不是算法多聪明,而是翻译质量多高。同样的场景,高采样率、高分辨率的振动传感器与低端传感器,会让同一个故障诊断算法得出完全不同的结论。芯片算力再强,也无法“脑补”传感器没采到的信息——传感器应用每提升一个数量级的采样率与信噪比,就等于给人工智能换了一副更清晰的“隐形眼镜”。
回顾TPMS、自动驾驶与工业设备监测会发现一个共同规律:真正可靠的系统从不押注单一传感器。摄像头的黑夜、激光雷达的雨雾、GPS的遮挡、氧传感器的老化——每种传感器都有“失效模式”,而应用工程师的职责不是消灭失效,而是用异构传感器的冗余与融合把它兜住。这也解释了为什么自动驾驶要“全家桶”、人形机器人要“感知全家桶”、高端工业设备要“振动+温度+电流”多参数联合诊断。
给读者的实用建议:当你为一个应用场景选传感器时,先别急着比“谁精度最高”,先问三个问题——这个传感器会怎么失效?失效时系统能否感知?有没有第二种物理原理的传感器可以交叉验证?想清楚这三点,你的传感器应用就已经赢了一半。
智能手机的传感器通常有十几类、上百个:加速度计、陀螺仪、磁力计(电子罗盘)、气压计、环境光传感器、接近/距离传感器、指纹传感器、摄像头CMOS图像传感器与MEMS麦克风等。科普中国文章指出,一部智能手机里有上百个传感器,它们支撑起屏幕自动亮度、自动旋转、导航、计步、人脸识别与拍照等体验。
现代普通乘用车通常搭载约60-100个传感器(百度爱采购百科口径),覆盖发动机电控、底盘安全与车身舒适等系统;随着智能驾驶普及,还需额外配备摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达与IMU等感知传感器,高端智能车型全车传感器总数可达两百个以上。
物联网架构自下而上分为感知层、网络层与应用层,传感器是感知层的核心,负责把温湿度、光照、气体浓度、位置、运动等物理量采集为电信号并数字化,再经网络层上传云端分析决策。工信部统计显示,截至2025年底我国移动物联网终端用户数已达28.88亿户,支撑起智能家居、智慧城市等海量应用。
TPMS分直接式与间接式两类。直接式(PSB)在每个轮胎内安装压力传感器,实时测量胎压与胎温并通过无线射频发送到车载接收器,属主动监测;间接式(WSB)借用ABS轮速传感器比较四轮转速差,轮胎气压降低时滚动半径变小、转速变快,据此推断漏气。我国自2020年1月1日起对所有在产乘用车强制安装TPMS。
原理是PPG光电容积描记法:手环发出一束红光与红外光照射皮肤,用光电探测器捕捉经组织反射或透射的光。氧合血红蛋白对红外光吸收更强、还原血红蛋白对红光吸收更强,对比两种光的吸收差异即可推算血氧饱和度,同时从血管容积脉动波形中提取心率。科普中国“手指检测脉搏的原理”一文对此有通俗讲解。
主要靠三类互补的感知传感器:摄像头识别车道线、交通标志与行人(二维视觉,成本较低);激光雷达发射激光束测量往返时间生成三维点云,不受光照影响;毫米波雷达利用电磁波测距测速,白天黑夜与雨雾天气都能工作。另有超声波雷达负责近距离泊车,系统通过多传感器融合输出可靠的环境模型。
几乎无处不在:温湿度传感器联动空调、新风与加湿器;光照传感器自动调节灯光亮度与色温;烟雾与燃气传感器实时报警;PIR热释电红外传感器检测人体移动实现人来灯亮;门窗磁控开关(霍尔或干簧管)用于安防布防;智能门锁通过指纹、人脸识别传感器完成无钥匙开锁。
人形机器人依赖一整套感知系统:关节内置编码器与力矩传感器感知位置与发力;手腕与脚踝安装六维力/力矩传感器,测量三个方向的力与力矩分量;指尖与皮肤覆盖触觉传感器、电子皮肤;头部用视觉相机,躯干用IMU惯性测量单元维持平衡,多传感器协同才能实现稳定行走与精细操作。
本专题站围绕“传感器”核心关键词,从七个角度深度展开。本页主讲传感器应用,其余维度可对照阅读,形成完整知识矩阵: