所有材料都是由稱為原子的微小顆粒組成的。原子由甚至更小的粒子組成，這些粒子稱為質(zhì)子，中子和電子。原子中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)子帶正電，電子帶負(fù)電。這些電荷彼此平衡，使原子整體具有中性電荷。

電流

電流可以表現(xiàn)為電子或電荷的流動。電子或電荷的流動稱為電流。

電路將在其整個(gè)路徑上保持松散的電子。當(dāng)電路中提供電能時(shí)，就會建立一個(gè)電場，使電路中的這些電子像流過管道或軟管的水一樣立即全部流動。

電路圖

人工傳感器基于電路。電路由特定的電氣組件，電源和連接線組成，它們可以切換或改變電流。電路中的電荷流由所用材料的電導(dǎo)率，電路的組件和設(shè)計(jì)控制�？梢詫㈦娐吩O(shè)計(jì)為允許不同數(shù)量的電荷在電路的不同部分中流動，因此電路的各個(gè)部分可以具有不同但相互作用的工作。

電路由具有不同電導(dǎo)率并包含大量開關(guān)的材料制成。這控制了通過電路不同部分的電流。

電子技術(shù)是在電路中使用諸如半導(dǎo)體器件之類的小型組件來控制電荷流或執(zhí)行功能。這可以通過增加或減少電流或完全停止流動來完成。大多數(shù)電氣設(shè)備都使用電子設(shè)備-從簡單的開關(guān)（變暗時(shí)打開燈）到復(fù)雜的電路（需要完成很多工作），例如洗衣機(jī)或機(jī)器人內(nèi)部的電路。

當(dāng)電荷流過某物時(shí)，我們稱這種導(dǎo)電。電荷流過的物質(zhì)稱為導(dǎo)體。

不同的材料具有不同的電導(dǎo)率。這是電流通過材料的難易程度的一種度量。導(dǎo)電性的反面是電阻率- 電荷穿過材料的運(yùn)動難度。

銅是一種非常好的電導(dǎo)體金屬。它具有在材料內(nèi)自由移動的電子。

一些材料（例如金屬）在其原子結(jié)構(gòu)中擁有松散的電子，這些電子使電荷易于流動，因此非常有用，可以用作連接電路中各種組件的導(dǎo)線。銅 金屬是良好導(dǎo)體的一個(gè)例子，通常用作連接線。

不允許電荷流動的物質(zhì)稱為絕緣子。例如，橡膠，塑料和空氣是不良導(dǎo)體，因此可用作阻止電荷流動的絕緣體。

具有良好導(dǎo)體和絕緣體之間導(dǎo)電性能的其他材料（例如硅）稱為半導(dǎo)體。它們的電導(dǎo)率可以通過用于摻雜雜質(zhì)的原子類型來改變。半導(dǎo)體組件（例如二極管和晶體管）可以根據(jù)某些條件（例如電壓）改變其傳導(dǎo)電荷的能力。這使得半導(dǎo)體可用作響應(yīng)物理?xiàng)l件變化的傳感器和開關(guān)。

例如，熱叫的熱敏電阻傳感器改變其允許電荷的流動通過它響應(yīng)于能力溫度。通過在電路中放置一個(gè)熱敏電阻，可以在電路的另一部分打開或關(guān)閉電流，例如，如果空氣太熱，則關(guān)閉加熱器。就像人類皮膚中的傳感器向大腦發(fā)送脈沖信息以分析信息一樣，我們感到冷酷時(shí)，在機(jī)器中，電子設(shè)備也被用來分析通過電流變化而感測到的身體狀況。

傳感器如何工作？

傳感器通過改變其電氣特性對變化的物理?xiàng)l件做出反應(yīng)。因此，大多數(shù)人造傳感器都依靠電子系統(tǒng)來捕獲，分析和中繼有關(guān)環(huán)境的信息。這些電子系統(tǒng)依靠與電路相同的原理來工作，因此控制，電能流動的能力非常重要。

簡而言之，傳感器將熱，光，聲音和運(yùn)動等刺激轉(zhuǎn)換為電信號。這些信號通過一個(gè)接口傳遞，該接口將它們轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼，然后將其傳遞給要處理的計(jì)算機(jī)。

許多傳感器充當(dāng)開關(guān)，控制電荷通過電路的流動。開關(guān)是電子設(shè)備的重要組成部分，因?yàn)樗鼈儠�改變電路狀態(tài)。諸如集成電路（芯片），晶體管和二極管之類的傳感器組件均包含半導(dǎo)體材料，并包含在傳感器電路中，因此它們可以充當(dāng)開關(guān)。例如，晶體管通過在電路的一部分中使用小電流以在電路的另一部分中接通大電流來工作。

主動和被動傳感器

大多數(shù)傳感器使用諸如光或激光的輻射，紅外無線電波或諸如超聲波的其他波來檢測物體及其周圍環(huán)境的變化。他們可以通過在內(nèi)部使用能源使它們向目標(biāo)物體發(fā)射輻射來做到這一點(diǎn)。該輻射被物體反射回去并被傳感器檢測到–例如，在使用雷達(dá)時(shí)，這稱為有源傳感器。

機(jī)器人傳感器

機(jī)器人需要與環(huán)境互動。戴爾·卡內(nèi)基（Dale Carnegie）教授解釋了眾多傳感器中的一些，以及這些傳感器如何使機(jī)器人進(jìn)行操作。

無源傳感器不會發(fā)出自己的輻射或波，它們會檢測目標(biāo)物體發(fā)出的輻射，例如熱量或熱紅外輻射，或者檢測來自諸如太陽之類的某些外部源的輻射，這些輻射會被物體反射。一個(gè)例子是用于電子測量溫度的熱敏電阻。

使用傳感器的價(jià)值在于它們是非侵入性的，并且能夠在遠(yuǎn)處進(jìn)行感應(yīng)。有源和無源傳感器都可以安裝在繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星上，以捕獲有關(guān)我們環(huán)境的信息。傳感器檢測到的輻射或波或其他物理現(xiàn)象被轉(zhuǎn)換為電信號并由計(jì)算機(jī)處理。

MARVIN機(jī)器人配備有主動傳感器，例如紅外傳感器，超聲傳感器和激光傳感器。決定MARVIN行駛距離的反傳感器是無源傳感器。