一、传感器概述
传感器是指能感受并响应被测物理量，并按照一定的规律将其转换成为可供测量的输出信号的器件或装置。五官通过五种感觉（视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉）接受来自外界的信号，并将这些信号传递给大脑，大脑对这些信号进行分析处理，然后将指令传给肌体，这是我们常见的一种传感器。
通俗地说，传感器是将非电物理量转化输出为电物理量的装置，一般由敏感元件（热敏元件、磁敏元件、光敏元件等）和变换元件两部分组成，如图7-42所示。敏感元件是指能直接感受或响应被测量的部分；变换元件指将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。传感器的输出信号一般都很微弱，需要用信号调整与转换电路对其进行放大、运算等。有的调整与转换电路与敏感元件集成在同一芯片上。此外，传感器工作必须有辅助的电源。
图7-42 传感器的结构
传感器主要朝着固体化、集成化、多功能化、智能化以及组网的无线化方向发展。目前传感器的种类繁多，常采用的分类方法按照输入量或测量原理进行分类。
1.按测量原理分类
该分类方法主要是基于电磁原理和固体物理学理论。根据变电阻的原理，有相应的应变式传感器；根据变磁阻原理，有相应的电感式、电涡流式传感器；根据半导体有关理论，有相应的半导体力敏传感器、气敏传感器等。
2.按输入量分类
输入量可以是温度、湿度、压力、位移、速度、气体、光线、气压等非电量，则相应的传感器是温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器等。常见的传感器有温度传感器、光敏传感器、磁敏传感器、压力和振动传感器、气敏传感器、湿敏传感器、声波传感器等。
温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多，按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。
光敏传感器是把光信号转化成电信号的传感器件，广泛应用于自动控制、产品计数、检测、安全报警等电路中。检测的光源为可见光和不可见光（紫外、近红外等）。其主要类型有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、集成光敏传感器、CCD、光纤传感器、太阳能电池等。
磁敏传感器是利用导体、半导体的磁电效应制成的，能把磁场信号转换成电信号的传感器。磁敏传感器主要的作用是检测磁场信号，最大优点是非接触检测。磁敏传感器根据材料不同主要有磁敏电阻、磁敏晶体管、霍尔传感器、干簧管等，广泛应用于自动控制（速度、位移、转速等）、电磁测量（高斯计、电流检测等）、生物医学等领域。
压力和振动传感器就是利用压电效应制造的，在气压、液压监测、加速度、电子称重、报警等方面有着广泛应用。某些电介质（石英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅），当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复到不带电状态。这种现象称压电效应。
气敏传感器分为电阻式半导体和非电阻式半导体两种类型。电阻式半导体气敏元件是利用半导体接触到气体时其阻值的改变来检测气体的浓度；非电阻式半导体气敏元件则是根据气体的吸附和反应，使电流或电压发生变化，来对气体进行直接或间接的检测。
金属氧化物陶瓷构成的湿敏传感器有离子型和电子型两类。离子型湿敏元件是由绝缘材料制成的多孔陶瓷元件，由于水分子在微孔中的物理吸附作用（毛细凝聚作用），在潮湿气氛中呈现出H+离子，使元件的电导率增加。电子型湿敏元件是利用分子在氧化物表面上的化学吸附导致元件电导率改变的原理制成的。
声波传感器是将声波信号转换成电信号的装置。机械振动在弹性介质内的传播称为波动，简称为波。人能听见声音的频率为20 Hz～20k Hz，即为声波，超出此频率范围的声音，即20Hz以下的声音称为次声波，20k Hz以上的声音称为超声波，一般说话的频率范围为100Hz～8k Hz。声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强。
以下简单介绍温度传感器DS18B20及其与单片机的接口。