Сензор | Типове сензори
Разгледайте системата за измерване. Тя се състои от входно устройство, което засича околната среда, за да генерира изход, и блок за обработка на сигнала, който обработва сигнала от входното устройство, както и изходно устройство, което представя сигнала на човек или машинен оператор в по-четим и полезен вид.
Първият етап е входното устройство, което ще разгледаме основно в този раздел.
Сензор
Сензорът е устройство, което реагира на всяка промяна в физически явления или околните условия, като топлина, налягане, влажност, движение и т.н. Тази промяна влияе на физическите, химическите или електромагнитните свойства на сензора, които се обработват до по-полезен и четим вид. Сензорът е сърцето на измервателната система. Той е първият елемент, който се среща с околните фактори, за да генерира изход.
Сигналът, произвеждан от сензора, е равнозначен на количеството, което трябва да бъде измерено. Сензорите се използват за измерване на определена характеристика на всеки обект или устройство. Например термопарата засича енергията (температура) в един от своите контакти и произвежда равнозначен изход напре́жение, което може да бъде измерено с voltmetar.
Всички сензори трябва да бъдат калибрирани спрямо някаква референтна стойност или стандарт за точни измервания. По-долу е показана фигура на термопара.
Забележете, че трансдюсер и сензор не са едно и също. В горния пример с термопара. Термопарата действа като трансдюсер, но допълнителните вериги или компоненти, необходими като voltmetar, дисплей и т.н., заедно формират температурен сензор.
Така трансдюсерът просто преобразува енергията от една форма в друга, а останалата работа се извършва от допълнителните свързани вериги. Цялото устройство формира сензор. Сензорите и трансдюсерите са тясно свързани помежду си.
Характеристики на сензорите
Добър сензор трябва да има следните характеристики
Висока чувствителност: Чувствителността показва както много изходът на устройството се променя при единична промяна в входа (количество, което трябва да бъде измерено). Например напрежението на температурен сензор се променя с 1 мВ за всяка 1оC промяна в температурата, тогава чувствителността на сензора се счита за 1 мВ/оC.
Линейност: Изходът трябва да се променя линейно с входа.
Високо разрешение: Разрешението е най-малката промяна в входа, която устройството може да засече.
Малко шум и разстройство.
Малко потребителско електроенергийно потребление.
Типове сензори
Сензорите се класифицират в зависимост от природата на количеството, което измерват. Ето типовете сензори с няколко примера.
Класификация на сензорите
В зависимост от измерваното количество
Температура: Датчик на съпротивление (RTD), Термистор, Термопара
Налягане: Бурдонова тръба, манометър, диафрагми, указател на налягане
Сила/ момента: Датчик на деформация, нагружващ елемент
Скорост/ положение: Тахометър, кодер, LVDT
Светлина: Фотодиод, Фоточувствителен резистор
И така нататък.
(2) Активни и пасивни сензори: В зависимост от нуждите за енергия, сензорите могат да бъдат класифицирани като активни и пасивни. Активните сензори са тези, които не изискват външен източник на енергия за функционирането си. Те генерират енергия в себе си, за да работят, и затова се наричат самохранящ тип. Енергията за функциониране се извлича от измерваното количество. Например пьезоелектрическият кристал генерира електрически изход (заряд), когато е подложен на ускорение.
Пасивните сензори изискват външен източник на енергия за функционирането си. Повечето резистивни, индуктивни и капацитивни сензори са пасивни (като резистори, индуктори и капацитори се наричат пасивни устройства).
(3) Аналогови и цифрови сензори: Аналоговият сензор преобразува измерваното физическо количество в аналогов вид (непрекъснат във времето). Термопара, RTD, Датчик на деформация се наричат аналогови сензори. Цифровият сензор произвежда изход във формата на импулси. Кодерите са пример за цифрови сензори.
(4) Обратни сензори: Има някои сензори, които са способни да засичат физическо количество, за да го преобразуват в друга форма, и също така да засичат изходния сигнал, за да получат количеството в оригинален вид. Например пьезоелектрическият кристал, когато е подложен на вибрации, генерира напрежение. В същото време, когато пьезокристал е подложен на променливо напрежение, те започват да вибрират. Това свойство ги прави подходящи за използване в микрофони и говорители.
Заявление: Уваж
