传感器如何监视和测量我们的身体以及周围的世界

传感器无处不在。它们在自动门，收银机，医生办公室和医院中。它们用于体内和外部。

传感器检测物理世界的各个方面(物质，能量，力)，类似于人或动物的感官。但是传感器没有将信息转换为神经冲动，而是将其转换为电信号。信号可以存储，在计算机上处​​理或在屏幕上显示。它们可以是恒定或随时间变化的电流或电压。

传感器回答了许多重要问题，例如汽车轮胎的充气程度，飞机机翼上是否积冰，空气中是否存在一氧化碳以及血液中是否含有氧气。

作为一名电气工程师，我一直与传感器一起工作，以监控生物和环境指标，例如葡萄糖，心率和功能，温度和pH值。

在过去的几十年中，传感器已经从相对较大，体积较大的仪器转移到了小型，廉价的设备，这些设备易于随身携带，内置在电话之内，散布在环境中或放置在某人身上或内部。

传感器如何工作

要感知的“事物”可以是您可以想到的物理环境中的任何事物。它可以是光，温度，湿度，辐射，化学物质(例如过氧化氢或铅)，生物化学物质(例如葡萄糖或DNA)或无线电波。

光传感器使用一种称为光电二极管的设备将光转换成电流。某些材料和分子与其他物质或颗粒相互作用时会发光。例如，不可见辐射被称为闪烁体的材料吸收以产生可见光，然后由光传感器检测到可见光。这就是今天的医学成像中使用X射线的方式。

化学反应可产生电流，该电流可用于制造传感器，以检测反应中涉及的一种或多种化学物质。材料形状或振动的变化也会产生电流或电压，可用于感应压力或加速度。

什么是好的传感器

一个好的传感器必须能够例如在测量一种强度的光与另一种强度的光时分辨出电压差。一个好的传感器还需要确保振动，温度变化和极端以及其他环境因素不会影响其输出。

传感器的输出必须增加与被检测物体的浓度增加相同的量。也就是说，例如，如果我将葡萄糖浓度加倍，我的传感器输出是否总是加倍?最后，对于相同的输入，传感器的输出必须一遍又一遍地给出相同的值，并且具有快速的响应时间。

成本也是一个问题，因为如果传感器很昂贵，只有少数人或公司可以使用它。如果传感器成本低廉，那么它就可以提供给所有人。

因此，传感器就是可以检测物理环境某个方面并将其转化为有用信息的任何东西。这些信息可以使您的日常生活更轻松，也可以解决当今一些最紧迫的健康问题。