เซ็นเซอร์ | ประเภทของเซ็นเซอร์

ขอพิจารณาระบบการวัด เราสามารถมองเห็นว่ามันประกอบด้วยอุปกรณ์รับสัญญาณที่ตรวจจับสภาพแวดล้อมหรือบริเวณโดยรอบเพื่อสร้างผลลัพธ์ ส่วนบล็อกการประมวลผลสัญญาณจะทำการประมวลผลสัญญาณจากอุปกรณ์รับสัญญาณ และอุปกรณ์แสดงผลซึ่งนำเสนอสัญญาณให้กับผู้ใช้หรือเครื่องจักรในรูปแบบที่สามารถอ่านและใช้งานได้มากขึ้น

ขั้นตอนแรกคืออุปกรณ์รับสัญญาณ ซึ่งเป็นสิ่งที่เราจะกล่าวถึงในบทนี้

เซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์คืออุปกรณ์ที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของปรากฏการณ์ทางกายภาพหรือตัวแปรทางสิ่งแวดล้อม เช่น ความร้อน แรงดัน ความชื้น การเคลื่อนไหว เป็นต้น การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี หรือแม่เหล็กไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ ซึ่งจะถูกประมวลผลต่อไปเป็นรูปแบบที่สามารถใช้งานและอ่านได้มากขึ้น เซ็นเซอร์คือหัวใจของระบบการวัด เป็นองค์ประกอบแรกที่สัมผัสกับตัวแปรทางสิ่งแวดล้อมเพื่อสร้างผลลัพธ์

สัญญาณที่เกิดจากเซ็นเซอร์เทียบเท่ากับปริมาณที่ต้องการวัด เซ็นเซอร์ใช้วัดคุณสมบัติเฉพาะของวัตถุหรืออุปกรณ์ใด ๆ ตัวอย่างเช่น เทอร์โมคัปเปิล เทอร์โมคัปเปิลจะตรวจจับพลังงานความร้อน (อุณหภูมิ) ที่หนึ่งในจุดต่อและสร้างเอาต์พุตเทียบเท่า แรงดันไฟฟ้า ซึ่งสามารถวัดได้โดย โวลต์มิเตอร์.
ทั้งหมด เซ็นเซอร์ ต้องได้รับการสอบเทียบตามค่าอ้างอิงหรือมาตรฐานบางอย่างสำหรับการวัดที่แม่นยำ ด้านล่างนี้คือรูปภาพของเทอร์โมคัปเปิล

โปรดทราบว่า ทรานสดิวเซอร์ และเซ็นเซอร์ไม่เหมือนกัน ในตัวอย่างของเทอร์โมคัปเปิลที่ให้มา เทอร์โมคัปเปิลทำหน้าที่เป็นทรานสดิวเซอร์ แต่วงจรหรือองค์ประกอบเพิ่มเติมที่จำเป็น เช่น โวลต์มิเตอร์ จอแสดงผล ฯลฯ ร่วมกันเป็น เซ็นเซอร์อุณหภูมิ.

ดังนั้น ทรานสดิวเซอร์จะแปลงพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง และการทำงานที่เหลือจะทำโดยวงจรที่เชื่อมต่อเพิ่มเติม ทั้งหมดนี้รวมเป็นเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ และทรานสดิวเซอร์มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกัน

คุณสมบัติของเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์ที่ดีควรมีคุณสมบัติต่อไปนี้

1. ความไวสูง: ความไวแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของเอาต์พุตของอุปกรณ์เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอินพุต (ปริมาณที่ต้องการวัด) ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์อุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 1mV สำหรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 1oC แล้วความไวของเซ็นเซอร์จะถูกกล่าวว่าเป็น 1mV/oC.

2. ความเชิงเส้น: เอาต์พุตควรเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นกับอินพุต

3. ความละเอียดสูง: ความละเอียดคือการเปลี่ยนแปลงเล็กที่สุดของอินพุตที่อุปกรณ์สามารถตรวจจับได้

4. มีเสียงรบกวนและความรบกวนน้อย

5. ใช้พลังงานน้อย

ประเภทของเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์ถูกแบ่งประเภทตามธรรมชาติของปริมาณที่วัด ต่อไปนี้คือ ประเภทของเซ็นเซอร์ พร้อมตัวอย่างบางส่วน

การแบ่งประเภทเซ็นเซอร์

ตามปริมาณที่วัด

• อุณหภูมิ: ตัวตรวจจับอุณหภูมิแบบต้านทาน (RTD), เทอร์มิสเตอร์, เทอร์โมคัปเปิล

• แรงดัน: ท่อเบอร์ดอน, แมนโนมิเตอร์, เมมเบรน, เครื่องวัดแรงดัน

• แรง/ แรงบิด: สายรัด, เซลโหลด

• ความเร็ว/ ตำแหน่ง: ตาชั่งความเร็ว, เอ็นโคเดอร์, LVDT

• แสง: โฟโตไดโอด, ตัวต้านทานที่ขึ้นอยู่กับแสง

และอื่น ๆ
(2) เซ็นเซอร์แบบแอคทีฟและพาสซีฟ: ตามความต้องการพลังงาน เซ็นเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นแบบแอคทีฟและพาสซีฟ เซ็นเซอร์แบบแอคทีฟคืออุปกรณ์ที่ไม่ต้องการแหล่งพลังงานภายนอกในการทำงาน พวกเขาสร้างพลังงานภายในเองเพื่อทำงานและจึงเรียกว่าประเภทที่สร้างพลังงานเอง พลังงานสำหรับการทำงานมาจากปริมาณที่วัด ตัวอย่างเช่น ผลึกพีซิโออิเล็กทริกสร้างเอาต์พุตไฟฟ้า (ประจุ) เมื่อถูกกระทำด้วยการเร่งความเร็ว

เซ็นเซอร์แบบพาสซีฟต้องการแหล่งพลังงานภายนอกในการทำงาน เซ็นเซอร์แบบต้านทาน แบบเหนี่ยวนำ และแบบความจุส่วนใหญ่เป็นแบบพาสซีฟ (เช่น ตัวต้านทาน, ตัวเหนี่ยวนำ และ ตัวเก็บประจุ ถูกเรียกว่าอุปกรณ์พาสซีฟ)

(3) เซ็นเซอร์แบบอนาล็อกและดิจิทัล: เซ็นเซอร์แบบอนาล็อกแปลงปริมาณทางกายภาพที่วัดเป็นรูปแบบอนาล็อก (ต่อเนื่องในเวลา) เทอร์โมคัปเปิล, RTD, สายรัด ถูกเรียกว่าเซ็นเซอร์แบบอนาล็อก เซ็นเซอร์แบบดิจิทัลสร้างเอาต์พุตในรูปแบบพัลส์ เอ็นโคเดอร์เป็นตัวอย่างของเซ็นเซอร์แบบดิจิทัล

(4) เซ็นเซอร์แบบย้อนกลับ: มีเซ็นเซอร์