Senzor je uređaj za otkrivanje koji može osjetiti izmjerenu informaciju i može transformirati osjetilu informaciju u električni signal ili drugi traženi oblik informacijskog izlaza u skladu s određenim zakonom kako bi se zadovoljili zahtjevi prijenosa informacija, obrade, pohrane, prikaza, snimanja i kontrolirati.
Postojanje i razvoj senzora, tako da predmet ima osjetilo dodira, okusa i mirisa, tako da predmet postaje živ, senzor je produžetak ljudskih osobina.
Senzor ima karakteristike minijaturizacije, digitalizacije, inteligencije, multi-funkcije, sistematizacije, umrežavanja, itd. To je primarna veza za postizanje automatske detekcije i automatske kontrole.
Novi senzor aluminijeva nitrida može raditi na visokim temperaturama do 900 stupnjeva C.
Nacionalni standard GB7665-87 definira senzor kao: "Uređaj ili uređaj koji može osjetiti specificirano mjerenje i pretvoriti ga u upotrebljiv signal prema određenom zakonu (pravilo matematičke funkcije), koji se obično sastoji od osjetljivog elementa i element konverzije."
China Internet of Things school-Enterprise Alliance vjeruje da postojanje i razvoj senzora omogućuje objektima osjetila poput dodira, okusa i mirisa te čini da objekti polako oživljavaju."
"Senzor" se definira kao "primanje energije od jednog sustava, obično u drugom obliku, do uređaja u drugom sustavu".
Glavna klasifikacija
Po namjeni
Senzori tlaka i sile, senzori položaja, senzori razine tekućine, senzori potrošnje energije, senzori brzine, senzori ubrzanja, senzori zračenja, toplinski senzori.
U principu
Senzor vibracija, senzor vlažnosti, magnetski senzor, senzor plina, senzor vakuuma, biološki senzor itd.
Po izlazu
Digitalni senzor: Pretvara izmjerenu neelektričnu veličinu u digitalni izlazni signal (uključujući izravnu i neizravnu pretvorbu).
Pseudo digitalni senzor: Izlaz izmjerenog semafora u frekvencijski signal ili kratkoperiodični signal (uključujući izravnu ili neizravnu konverziju).
Prebacite senzor: Kada izmjereni signal dosegne određeni prag, senzor prema tome emitira postavljeni signal niske ili visoke razine.
Prema procesu izrade
Integrirani senzori proizvode se standardnim procesnim tehnikama za proizvodnju poluvodičkih integriranih sklopova na bazi silicija. Tipično, dio kruga koji se koristi za početnu obradu signala koji se testira također je integriran na istom čipu.
Tankoslojni senzori nastaju taloženjem tankog filma odgovarajućeg osjetljivog materijala na dielektričnu podlogu (supstrat). Kada se koristi hibridni postupak, dio strujnog kruga također se može proizvesti na ovoj podlozi.
Senzor debelog filma izrađen je od smjese odgovarajućeg materijala presvučene na keramičku podlogu, koja je obično izrađena od Al2O3, a potom toplinski obrađena da se formira debeli film.
Keramički senzori proizvode se standardnim keramičkim procesima ili nekom njihovom varijantom (sol, gel i sl.).
Nakon što je završena odgovarajuća pripremna operacija, oblikovane komponente se sinteriraju na visokim temperaturama. Postoje mnoge zajedničke karakteristike između dva procesa debelog filma i keramičkog senzora, au nekim se aspektima postupak debelog filma može smatrati varijantom keramičkog postupka.
Svaka procesna tehnologija ima svoje prednosti i nedostatke. Zbog niske kapitalne investicije potrebne za istraživanje, razvoj i proizvodnju, kao i zbog visoke stabilnosti parametara senzora, uporaba keramičkih i debeloslojnih senzora je razumnija.
Po mjeri
Fizički senzori izrađeni su korištenjem značajnih promjena određenih fizičkih svojstava tvari koja se mjeri.
Kemijski senzori izrađeni su od osjetljivih elemenata koji mogu pretvoriti kemijske veličine kao što su sastav i koncentracija kemijskih tvari u električne veličine.
Biosenzori su senzori koji koriste karakteristike različitih organizama ili bioloških tvari za otkrivanje i prepoznavanje kemijskih komponenti u organizmima.
U svom sastavu
Osnovni senzor: To je najosnovniji pojedinačni uređaj za pretvorbu.
Kombinirani senzor: To je senzor sastavljen od različitih pojedinačnih uređaja za pretvorbu.
Aplikacijski senzor: To je senzor sastavljen od osnovnog senzora ili kombiniranog senzora i drugih mehanizama.
U akcijskom obliku
Prema obliku djelovanja senzore možemo podijeliti na aktivne i pasivne.
Aktivni senzor ima tip akcije i tip reakcije, koji može emitirati određeni signal detekcije testiranom objektu, i može detektirati promjenu signala detekcije u testiranom objektu, ili je signal formiran signalom detekcije u testiranom objektu. objekt. Način detekcije promjene detekcijskog signala naziva se tip akcije, a način detekcije odziva i formiranje signala naziva se tip reakcije. Radarski i detektori radiofrekvencijskog raspona primjeri su djelovanja, a uređaji za analizu fotoakustičkog učinka i laserski analizatori primjeri reakcije.
Pasivni senzori primaju samo signale koje generira sam mjereni objekt, kao što su termometri infracrvenog zračenja i uređaji infracrvene kamere.
Glavne karakteristike
Statika senzora
1. Linearnost: odnosi se na stupanj do kojeg stvarna krivulja odnosa između izlaza i ulaza senzora odstupa od postavljene ravne linije. Definira se kao omjer najvećeg odstupanja između stvarne karakteristične krivulje i prilagođene linije u punom rasponu skale i izlazne vrijednosti pune skale.
2. Osjetljivost: Osjetljivost je važan pokazatelj statičkih karakteristika senzora. Definira se kao omjer prirasta izlazne veličine prema odgovarajućem prirastu ulazne veličine koja uzrokuje prirast. Osjetljivost je označena sa S.
3. Histereza: Kada se ulazni volumen senzora promijeni iz malog u veliki (pozitivni hod) i ulazni volumen se promijeni iz velikog u mali (obrnuti hod), fenomen nepoklapanja ulazne i izlazne karakteristične krivulje postaje histereza. Za istu veličinu ulaznog signala, izlazni signal pozitivnog i negativnog hoda senzora nije jednak, a ta se razlika naziva vrijednost histereze.
4. Ponovljivost: Ponovljivost se odnosi na stupanj nekonzistentnosti karakteristične krivulje dobiven kada se ulazna veličina senzora kontinuirano mijenja u punom rasponu u istom smjeru.
5. Drift: Drift senzora znači da se izlaz senzora mijenja s vremenom kada je ulaz nepromijenjen, što se naziva drift. Dva su razloga za pomak: jedan su strukturni parametri samog senzora; Drugo je okolno okruženje (kao što su temperatura, vlažnost itd.).
6. Rezolucija: Kada se ulaz senzora polako povećava od vrijednosti različite od nule, izlaz se mijenja nakon prekoračenja određenog inkrementa, ulazni inkrement naziva se rezolucija senzora, to jest, minimalni ulazni inkrement.
7. Vrijednost praga: Kada se ulaz senzora polako povećava od nule, izlaz se mijenja nakon postizanja određene vrijednosti, koja se naziva napon praga senzora.
Dinamika senzora
Takozvane dinamičke karakteristike odnose se na karakteristike izlaza senzora kada se ulaz mijenja. U praksi se dinamičke karakteristike senzora često izražavaju njegovim odgovorom na neke standardne ulazne signale. To je zato što se odgovor senzora na standardni ulazni signal lako može dobiti eksperimentalnim metodama i postoji određeni odnos između njegovog odgovora na standardni ulazni signal i njegovog odgovora na bilo koji ulazni signal, često znajući da prvi može zaključiti ovo drugo. Standardni ulazni signali koji se najčešće koriste su koračni signali i sinusoidni signali, tako da se dinamičke karakteristike senzora također obično izražavaju koračnim odzivom i frekvencijskim odzivom.
linearnost
Pod normalnim okolnostima, stvarna statička karakteristika izlaza senzora je krivulja, a ne ravna linija. U praktičnom radu, kako bi instrument imao ujednačeno očitavanje skale, linija za prilagodbu se obično koristi za aproksimaciju stvarne karakteristične krivulje, linearnost (nelinearna pogreška) je indeks izvedbe ove aproksimacije.
Postoji mnogo načina za odabir pristajajuće linije. Na primjer, teorijska crta koja povezuje nultu ulaznu i punu izlaznu točku koristi se kao linija prilagodbe; Ili se teorijska linija s najmanjim odstupanjem zbroja kvadrata od svake točke na karakterističnoj krivulji uzima kao linija prilagodbe, koja se naziva linija prilagodbe najmanjeg kvadrata.
Osjetljivost
Osjetljivost se odnosi na omjer promjene izlaza △y i promjene ulaza △x u stabilnom stanju rada senzora.
To je nagib izlazno-ulazne karakteristične krivulje. Ako postoji linearni odnos između izlaza i ulaza senzora, tada je osjetljivost S konstanta. Inače će se promijeniti s količinom unosa.
Dimenzija osjetljivosti je omjer dimenzija izlazne i ulazne veličine. Na primjer, kod senzora pomaka, kada se pomak promijeni za 1 mm, izlazni napon se promijeni za 200 mV, tada se njegova osjetljivost treba izraziti kao 200 mV/mm.
Kada su izlazne i ulazne dimenzije senzora iste, osjetljivost se može shvatiti kao povećanje.
Veća točnost mjerenja može se postići povećanjem osjetljivosti. Međutim, što je veća osjetljivost, to je uži raspon mjerenja i lošija stabilnost.
Rezolucija
Rezolucija se odnosi na sposobnost senzora da osjeti i najmanje promjene koje se mjere. To jest, ako se količina unosa polako mijenja od neke vrijednosti različite od nule. Kada ulazna vrijednost promjene ne premaši određenu vrijednost, izlaz senzora se neće promijeniti, odnosno senzor ne može razlikovati promjenu ulazne količine. Izlaz se mijenja samo kada se ulazna glasnoća promijeni više od rezolucije.
Općenito, razlučivost svake točke u punom rasponu ljestvice senzora nije ista, tako da se maksimalna vrijednost promjene ulaza koja može dovesti do promjene izlaznog koraka u punoj ljestvici često koristi kao indikator za mjerenje razlučivosti. Ako je gornji pokazatelj izražen kao postotak pune ljestvice, naziva se rezolucija. Razlučivost je u negativnoj korelaciji sa stabilnošću senzora.