سنسور یک اصطلاح کلی برای دستگاهها یا دستگاههایی است که میتوان آنها را طبق قوانین خاصی اندازهگیری کرد و به سیگنالهای خروجی قابل استفاده تبدیل کرد که معمولاً از اجزای حساس و اجزای تبدیل تشکیل شدهاند. هنگامی که خروجی سنسور یک سیگنال استاندارد مشخص باشد، به آن فرستنده می گویند.
مفهوم فرستنده ابزاری است که سیگنال های الکتریکی غیر استاندارد را به سیگنال های الکتریکی استاندارد تبدیل می کند و سنسور وسیله ای است که سیگنال های فیزیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند. در گذشته از سیگنال های فیزیکی استفاده می شد، اما اکنون سیگنال های دیگری در دسترس هستند. ابزار اولیه به ابزار اندازه گیری در محل یا متر کنترل پایه اشاره دارد و ابزار ثانویه به ابزاری اشاره دارد که از سیگنال متر اولیه برای تکمیل سایر عملکردها استفاده می کند: مانند کنترل، نمایشگر و سایر عملکردها.
سنسورها و فرستنده ها مفاهیم ابزارهای حرارتی هستند. سنسور کمیت های فیزیکی غیر الکتریکی مانند دما، فشار، سطح مایع، مشخصات مواد، گاز و غیره را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند یا مستقیماً کمیت های فیزیکی مانند فشار، سطح مایع و غیره را به فرستنده ارسال می کند.
فرستنده منبع سیگنالی است که سیگنال الکتریکی ضعیف جمعآوری شده توسط سنسور را برای ارسال یا راهاندازی قطعه کنترل تقویت میکند یا ورودی غیر الکتریکی سنسور را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند و آن را برای اندازهگیری و کنترل از راه دور تقویت میکند. مقدار آنالوگ همچنین می تواند در صورت نیاز به کمیت دیجیتال تبدیل شود. سنسور و فرستنده با هم یک منبع سیگنال نظارت خودکار را تشکیل می دهند. کمیت های فیزیکی مختلف به حسگرهای متفاوت و فرستنده های مربوطه نیاز دارند. همچنین فرستنده ای وجود دارد که مقادیر فیزیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل نمی کند، مانند "فرستنده فشار دیفرانسیل" سطح گیج آب دیگ. در دو طرف دم فرستنده، فشار دیفرانسیل در دو طرف دم، دستگاه تقویت کننده مکانیکی را برای نشان دادن سطح آب با یک اشاره گر به حرکت در می آورد. البته مواردی نیز وجود دارند که کمیت های آنالوگ الکتریکی را به کمیت های دیجیتال تبدیل می کنند که می توان آنها را فرستنده نیز نامید. موارد فوق فقط یک تصویر مفهومی از تفاوت بین سنسور و فرستنده است.
ویژگی های سنسورهای مختلف
اول، تعریف سنسور
استاندارد ملی GB7665-87 حسگر را اینگونه تعریف میکند: "دستگاه یا وسیلهای که میتواند اندازهگیریشده مشخص شده را حس کند و طبق قانون خاصی آن را به سیگنال قابل استفاده تبدیل کند، که معمولاً از اجزای حساس و اجزای تبدیل تشکیل شده است." حسگر یک دستگاه تشخیص است که می تواند اطلاعات اندازه گیری شده را حس کند و می تواند اطلاعات حس شده را به سیگنال های الکتریکی یا سایر اشکال مورد نیاز خروجی اطلاعات بر اساس قوانین خاصی تبدیل کند تا نیازهای انتقال اطلاعات، پردازش، ذخیره سازی، نمایش، الزامات ثبت و کنترل این اولین پیوندی است که تشخیص خودکار و کنترل خودکار را انجام می دهد.
دوم، طبقه بندی سنسورها
در حال حاضر، هیچ روش طبقهبندی واحدی برای سنسورها وجود ندارد، اما معمولاً از سه روش زیر استفاده میشود:
1. با توجه به کمیت فیزیکی سنسور، می توان آن را به جابجایی، نیرو، سرعت، دما، جریان، ترکیب گاز و سنسورهای دیگر تقسیم کرد.
2. با توجه به اصل کار سنسور، می توان آن را به مقاومت، خازن، اندوکتانس، ولتاژ، هال، فوتوالکتریک، گریتینگ، ترموکوپل و سنسورهای دیگر تقسیم کرد.
3. با توجه به ماهیت سیگنال خروجی سنسور، می توان آن را به موارد زیر تقسیم کرد: سنسور نوع سوئیچ که خروجی آن مقدار سوئیچ است ("1" و "{3}}" یا "روشن" و "خاموش"). خروجی سنسور آنالوگ است. خروجی سنسور دیجیتال پالسی یا کد است.
سوم، ویژگی های استاتیک سنسور
مشخصه استاتیک سنسور به رابطه بین خروجی سنسور و ورودی سیگنال ورودی استاتیک اشاره دارد. از آنجایی که ورودی و خروجی در این زمان مستقل از زمان هستند، رابطه بین آنها، یعنی ویژگی های استاتیکی سنسور، می تواند یک معادله جبری بدون متغیرهای زمانی باشد یا ورودی به عنوان آبسیسا و خروجی مربوطه استفاده شود. است منحنی مشخصه ترسیم شده توسط مختصات شرح داده شده است. پارامترهای اصلی که ویژگی های استاتیکی سنسور را مشخص می کنند عبارتند از: خطی بودن، حساسیت، وضوح و پسماند.
چهارم، ویژگی های دینامیکی سنسور
به اصطلاح مشخصه های دینامیکی به ویژگی های خروجی سنسور در هنگام تغییر ورودی اشاره دارد. در کار عملی، ویژگی های دینامیکی سنسور اغلب با پاسخ آن به برخی از سیگنال های ورودی استاندارد نشان داده می شود. این به این دلیل است که پاسخ سنسور به سیگنال ورودی استاندارد به راحتی به دست می آید و بین پاسخ آن به سیگنال ورودی استاندارد و پاسخ آن به هر سیگنال ورودی رابطه مشخصی وجود دارد و این مورد دوم را اغلب با دانستن می توان استنباط کرد. سابق رایجترین سیگنالهای ورودی استاندارد، سیگنال پلهای و سیگنال سینوسی هستند، بنابراین ویژگیهای دینامیکی سنسور معمولاً با پاسخ پله و پاسخ فرکانسی نیز بیان میشوند.
5. خطی بودن سنسور
به طور معمول، خروجی مشخصه استاتیک واقعی سنسور یک منحنی است تا یک خط مستقیم. در کار عملی، برای اینکه متر دارای مقیاس یکنواخت باشد، اغلب از یک خط مستقیم مناسب برای نمایش تقریباً منحنی مشخصه واقعی استفاده می شود و خطی بودن (خطای غیر خطی) نشانگر عملکرد این تقریب است.
راه های زیادی برای انتخاب خط اتصال وجود دارد. به عنوان مثال، خط مستقیم نظری را که ورودی صفر و نقطه خروجی در مقیاس کامل را به هم متصل می کند، به عنوان خط مستقیم مناسب در نظر بگیرید. یا خط مستقیم نظری را که مجموع مربعات انحرافات آن از هر نقطه روی منحنی مشخصه کوچکترین باشد به عنوان خط مستقیم برازنده در نظر بگیرید و این خط مستقیم برازش را برازش حداقل مربعات می نامند. به صف شدن.
6. حساسیت سنسور
حساسیت به نسبت تغییر خروجی △y به تغییر ورودی △x در شرایط کار حالت پایدار سنسور اشاره دارد.
این شیب منحنی مشخصه خروجی- ورودی است. اگر یک رابطه خطی بین خروجی سنسور و ورودی وجود داشته باشد، حساسیت S ثابت است. در غیر این صورت با مقدار ورودی متفاوت خواهد بود.
بعد حساسیت نسبت ابعاد خروجی و ورودی است. به عنوان مثال، برای یک سنسور جابجایی، زمانی که جابجایی 1 میلی متر تغییر می کند، ولتاژ خروجی 200 میلی ولت تغییر می کند، سپس حساسیت آن باید 200 میلی ولت بر میلی متر بیان شود.
هنگامی که ابعاد خروجی و ورودی سنسور یکسان است، حساسیت را می توان به عنوان بزرگنمایی درک کرد.
حساسیت را بهبود بخشید، می توانید دقت اندازه گیری بالاتری دریافت کنید. با این حال، هر چه حساسیت بیشتر باشد، محدوده اندازه گیری باریک تر و پایداری بدتر است.
هفت، وضوح سنسور
7. وضوح به توانایی یک حسگر برای درک کوچکترین تغییر در اندازه گیری اشاره دارد. یعنی اگر کمیت ورودی به آرامی از مقداری غیرصفر تغییر کند. زمانی که مقدار تغییر ورودی از مقدار مشخصی تجاوز نکند، خروجی سنسور تغییر نخواهد کرد، یعنی سنسور نمی تواند تغییر کمیت ورودی را تشخیص دهد. خروجی تنها زمانی تغییر می کند که کمیت ورودی فراتر از وضوح تغییر کند.
معمولاً وضوح هر نقطه در محدوده تمام مقیاس سنسور یکسان نیست، بنابراین حداکثر مقدار تغییر در کمیت ورودی که می تواند یک تغییر پله ای در کمیت خروجی در محدوده مقیاس کامل ایجاد کند اغلب به عنوان شاخصی برای اندازه گیری وضوح اگر شاخص های فوق به صورت درصدی از مقیاس کامل بیان شود به آن وضوح می گویند.
