Sensor | Tipus de sensor

Considerem un sistema de mesura. Està compost per un dispositiu d'entrada que detecta l'entorn o el voltant per generar una sortida, i un bloc de processament de senyals que tracta el senyal del dispositiu d'entrada i un dispositiu de sortida que presenta el senyal a l'operador humà o màquina en una forma més llegible i utilitzable.

La fase inicial és el dispositiu d'entrada, que és el que anem a discutir en aquest capítol.

Sensor

Un sensor és un dispositiu que respon a qualsevol canvi en fenòmens físics o variables ambientals com el calor, la pressió, l'humitat, el moviment, etc. Aquest canvi afecta les propietats físiques, químiques o electromagnètiques dels sensors, que es processen posteriorment en una forma més utilitzable i llegible. El sensor és el cor d'un sistema de mesura. És el primer element que entra en contacte amb les variables ambientals per generar una sortida.

El senyal produït pel sensor és equivalent a la quantitat a mesurar. Els sensors s'utilitzen per mesurar una característica específica de qualsevol objecte o dispositiu. Per exemple, un termopar, un termopar detectarà l'energia tèrmica (temperatura) en una de les seves juntes i produeix una sortida equivalent de voltatge que es pot mesurar amb un voltímetre. Tots els sensors necessiten ser calibrats respecte a algun valor de referència o estàndard per a una mesura precisa. A continuació, es mostra la figura d'un termopar.

Cal notar que un transductor i un sensor no són la mateixa cosa. En l'exemple anterior del termopar, el termopar actua com un transductor, però els circuits o components addicionals necessaris, com el voltímetre, un display, etc., formen un sensor de temperatura.

Per tant, el transductor només convertirà l'energia d'una forma a una altra i tot el treball restant es farà pels circuits connectats addicionalment. Aquest dispositiu complet forma un sensor. Sensors i transductors estan molt relacionats entre si.

Característiques dels sensors

Un bon sensor hauria de tenir les següents característiques:

1. Alta sensibilitat: La sensibilitat indica quant canvia la sortida del dispositiu amb un canvi unitari a l'entrada (quantitat a mesurar). Per exemple, el voltatge d'un sensor de temperatura canvia 1mV per cada 1oC de canvi en la temperatura, llavors la sensibilitat del sensor es diu que és de 1mV/oC.

2. Linealitat: La sortida hauria de canviar linealment amb l'entrada.

3. Alta resolució: La resolució és el menor canvi a l'entrada que el dispositiu pot detectar.

4. Menys soroll i pertorbacions.

5. Menor consum d'energia.

Tipus de sensors

Els sensors es classifiquen basant-se en la naturalesa de la quantitat que mesuren. Segueixen els tipus de sensors amb alguns exemples.

Classificació dels sensors

Basat en la quantitat que es mesura:

• Temperatura: Detector de temperatura de resistència (DTR), Termistor, Termopar

• Pressió: Tub Bourdon, manòmetre, diafragmes, indicador de pressió

• Força/ torque: Gauge de deformació, cel·la de càrrega

• Velocitat/ posició: Tacòmetre, codificador, LVDT

• Llum: Fotodiod, Resistor dependent de la llum

I així successivament.
(2) Sensors actius i passius: Basant-se en la necessitat d'energia, els sensors es poden classificar com a actius i passius. Els sensors actius són aquells que no requereixen una font d'energia externa per a la seva funcionalitat. Generen energia dins d'ells mateixos per operar i, per tant, es denominen de tipus autogenerador. L'energia per a la funcionalitat es deriva de la quantitat que es mesura. Per exemple, un cristall piezelèctric genera una sortida elèctrica (càrrega) quan està subjecte a acceleració.

Els sensors passius requereixen una font d'energia externa per a la seva funcionalitat. La majoria dels sensors resistius, inductius i capacitius són passius (igual que els resistors, inductors i capacitors són dispositius passius).

(3) Sensors analògics i digitals: Un sensor analògic converteix la quantitat física que es mesura en forma analògica (continua en el temps). El termopar, el DTR, Gauge de deformació són exemples de sensors analògics. Un sensor digital produeix una sortida en forma de puls. Els codificadors són exemples de sensors digitals.

(4) Sensors inverses: Hi ha alguns sensors que són capaços de detectar una quantitat física per convertir-la en una altra forma i també detectar la forma de senyal de sortida per tornar a obtenir la quantitat en la forma original. Per exemple, un cristall piezelèctric quan està subjecte a vibració genera un voltatge. Alhora, quan un cristall piezelèctric està subjecte a un voltatge variable, comença a vibrar. Aquesta propietat els fa adequats per utilitzar-los en microfons i altaveus.

Declaració: Respecta l'original, els bons articles valen la pena compartir, si hi ha infracció, contacta per suprimir.