سنسور وسیله‌ای است که ورودی‌هایی از نوع حسگرهای مختلف را از محیط فیزیکی دریافت و به آنها پاسخ می‌دهد. این ورودی‌ها می‌توانند نور، گرما، حرکت، رطوبت، فشار و یا هر پدیده محیطی دیگری باشند. خروجی سنسورها به طور کلی سیگنالی است که به صورت قابل خواندن برای انسان در محل سنسور نمایش داده می‌شود یا به صورت الکترونیکی از طریق شبکه برای خواندن یا پردازش بیشتر انتقال می‌یابد.
سنسورها نقش حیاتی در اینترنت اشیاء (IoT) ایفا می‌کنند. آنها امکان ایجاد سیستمی برای جمع‌آوری و پردازش داده‌های مربوط به یک محیط خاص را فراهم می‌کنند تا بتوان آن را به آسانی و کارآمدتر نظارت، مدیریت و کنترل کرد. سنسورهای IoT در خانه‌ها، مزارع، اتومبیل‌ها، هواپیماها، محیط‌های صنعتی و سایر مکان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. سنسورها پلی بین دنیای فیزیکی و دنیای منطقی هستند و به عنوان چشم و گوش زیرساخت‌های کامپیوتری عمل می‌کنند که داده‌های جمع‌آوری شده از سنسورها را تحلیل و براساس آن اقدام می‌کنند.
انواع سنسورها را چگونه دسته‌بندی می‌کنند؟
یکی از روش‌های رایج برای دسته‌بندی سنسورها، تقسیم آنها به فعال و غیرفعال است. سنسور فعال به منبع خارجی انرژی نیاز دارد تا بتواند محرک‌های محیطی را دریافت و خروجی تولید کند. مثلاً سنسورهای به کار رفته در ماهواره‌های هواشناسی معمولاً به نوعی منبع انرژی نیاز دارند تا بتوانند داده‌های هواشناسی جو زمین را ارائه دهند.
اما سنسور غیرفعال نیازی به منبع خارجی انرژی برای دریافت محرک‌های محیطی ندارد. این نوع سنسور از خود محیط تغذیه می‌کند و از منابعی مثل نور یا انرژی حرارتی استفاده می‌کند. یک نمونه خوب، دماسنج جیوه‌ای است. جیوه داخل دماسنج در پاسخ به تغییرات دما منقبض یا منبسط می‌شود و سطح جیوه در لوله شیشه‌ای بالا یا پایین می‌رود. علائم روی لوله یک معیار قابل خواندن برای انسان برای مشاهده دما ارائه می‌دهد.
برخی از سنسورها مانند سنسورهای لرزه‌ای و نور مادون قرمز، هم به صورت فعال و هم به صورت غیرفعال وجود دارند. معمولاً محیطی که سنسور در آن نصب می‌شود، نوع مناسب برای آن کاربرد را تعیین می‌کند.
روش دیگر برای دسته‌بندی سنسورها بر اساس نوع سیگنالی است که تولید می‌کنند و به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می‌شوند. سنسورهای آنالوگ ورودی‌های محیطی را به سیگنال‌های خروجی آنالوگ تبدیل می‌کنند که پیوسته و متغیر هستند. ترموکوپل‌هایی که در آبگرمکن‌های گازی استفاده می‌شوند، نمونه خوبی از سنسورهای آنالوگ هستند. شعله پیلوت آبگرمکن دائماً ترموکوپل را گرم می‌کند. اگر شعله خاموش شود، ترموکوپل سرد می‌شود و سیگنال آنالوگ متفاوتی ارسال می‌کند که نشان می‌دهد باید گاز را قطع کرد.
برخلاف سنسورهای آنالوگ، سنسورهای دیجیتال ورودی‌های محیطی را به سیگنال‌های دیجیتال گسسته تبدیل می‌کنند که به صورت باینری (1ها و 0ها) ارسال می‌شوند. سنسورهای دیجیتال در همه صنایع رایج شده‌اند و در بسیاری موارد جایگزین سنسورهای آنالوگ شده‌اند. برای مثال، سنسورهای دیجیتال اکنون برای اندازه‌گیری رطوبت، دما، فشار جو، کیفیت هوا و بسیاری از پدیده‌های محیطی دیگر استفاده می‌شوند.
مانند سنسورهای فعال و غیرفعال، برخی از سنسورها مانند سنسورهای حرارتی یا فشار، هم به صورت آنالوگ و هم به صورت دیجیتال وجود دارند. در این مورد نیز، محیطی که سنسور در آن کار می‌کند معمولاً بهترین گزینه را تعیین می‌کند.
معرفی انواع سنسور
سنسورها همچنین به طور معمول بر اساس نوع عوامل محیطی که آنها را رصد می‌کنند دسته بندی می‌شوند. در ادامه برخی از نمونه‌های رایج آورده شده است:
شتاب‌سنج: این نوع سنسور تغییرات در شتاب گرانشی را تشخیص می‌دهد و امکان اندازه‌گیری شیب، ارتعاش و البته شتاب را فراهم می‌کند. سنسورهای شتاب‌سنج در طیف گسترده‌ای از صنایع، از لوازم الکترونیکی مصرفی تا ورزش‌های حرفه‌ای تا هوافضا و هوانوردی استفاده می‌شوند.
شیمیایی: سنسورهای شیمیایی ماده شیمیایی خاصی را در یک محیط (گاز، مایع یا جامد) تشخیص می‌دهند. یک سنسور شیمیایی می‌تواند برای تشخیص سطح مواد مغذی خاک در یک مزرعه، دود یا مونوکسید کربن در یک اتاق، سطح pH در یک بدنه آب، میزان الکل روی نفس یا در هر سناریوی دیگری استفاده شود. به عنوان مثال، یک سنسور اکسیژن در سیستم کنترل آلاینده‌های خودرو، نسبت بنزین به اکسیژن را معمولاً از طریق یک واکنش شیمیایی که ولتاژ تولید می‌کند، رصد می‌کند.
سطح: سنسورهای سطح می‌توانند سطح یک ماده فیزیکی مانند آب، سوخت، مایع خنک‌کننده، غلات، کود یا ضایعات را تعیین کنند. به عنوان مثال، رانندگان برای اطمینان از اینکه در کنار جاده نمی‌مانند، به سنسورهای سطح بنزین خود اعتماد می‌کنند. از سنسورهای سطح همچنین در سیستم‌های هشدار سونامی استفاده می‌شود.
حرکت: حسگرهای حرکتی می‌توانند حرکت فیزیکی را در یک فضای مشخص (میدان تشخیص) حس کنند و برای کنترل چراغ‌ها، دوربین‌ها، درهای پارکینگ، شیرهای آب، سیستم‌های امنیتی، درب‌های اتوماتیک و بسیاری از سیستم‌های دیگر استفاده شوند. این سنسورها معمولاً نوعی انرژی مانند امواج مایکروویو، امواج فراصوت یا پرتوهای نور را ارسال می‌کنند و می‌توانند تشخیص دهند که جریان انرژی زمانی که چیزی وارد مسیر آن می‌شود، قطع می‌شود.
نوری: سنسورهای نوری که به سنسورهای فوتونی نیز معروف هستند، می‌توانند امواج نور را در نقاط مختلف طیف نور، از جمله نور فرابنفش، نور مرئی و نور مادون قرمز، تشخیص دهند. از سنسورهای نوری به طور گسترده در تلفن‌های هوشمند، رباتیک، پخش‌کننده‌های بلوری، سیستم‌های امنیتی خانگی، تجهیزات پزشکی و طیف گسترده‌ای از سیستم‌های دیگر استفاده می‌شود.
فشار: این سنسورها فشار مایع یا گاز را تشخیص می‌دهند و به طور گسترده در ماشین‌آلات، خودروها، هواپیماها، سیستم‌های HVAC و سایر محیط‌ها استفاده می‌شوند. آنها همچنین با اندازه‌گیری فشار جو، نقش مهمی در هواشناسی ایفا می‌کنند. علاوه بر این، از سنسورهای فشار می‌توان برای کنترل جریان گازها یا مایعات استفاده کرد، به طوری که اغلب بتوان جریان را تنظیم کرد.
نزدیکی: سنسورهای مجاورت، حضور یک شی را تشخیص می‌دهند یا فاصله بین اشیاء را تعیین می‌کنند. از آشکارسازهای مجاورت در آسانسورها، خطوط مونتاژ، پارکینگ‌ها، فروشگاه‌های خرده فروشی، خودروها، رباتیک و بسیاری از محیط‌های دیگر استفاده می‌شود.
دما: این سنسورها می‌توانند دمای یک محیط هدف، خواه گاز، مایع یا هوا، را تشخیص دهند. از سنسورهای دما در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها و محیط‌ها، مانند لوازم خانگی، ماشین‌آلات، هواپیماها، خودروها، رایانه‌ها، گلخانه‌ها، مزارع، ترموستات‌ها و بسیاری از دستگاه‌های دیگر استفاده می‌شود.
لمس: دستگاه‌های حسگر لمسی، تماس فیزیکی با یک سطح تحت نظارت را تشخیص می‌دهند. از سنسورهای لمسی به طور گسترده در دستگاه‌های الکترونیکی برای پشتیبانی از فناوری‌های ترک‌پد و صفحه‌نمایش لمسی استفاده می‌شود. آنها همچنین در بسیاری از سیستم‌های دیگر مانند آسانسورها، رباتیک و dispensers استفاده می‌شوند.
موارد بالا تنها چند نمونه از انواع مختلف سنسورهایی است که در محیط های مختلف و درون دستگاه ها استفاده می شود. با این حال، هیچ یک از این دسته بندی ها کاملاً سیاه و سفید نیستند. برای مثال، یک سنسور سطح که سطح یک ماده را ردیابی می کند، ممکن است یک سنسور نوری یا فشار نیز تلقی شود. انواع بسیار دیگری از سنسورها نیز وجود دارند، مانند سنسورهایی که می توانند بار، فشار، رنگ، صدا و انواع دیگر شرایط را تشخیص دهند. در واقع، سنسورها آنقدر رایج شده اند که اغلب استفاده از آنها به سختی قابل توجه است.
جمع بندی
در این مقاله، انواع مختلف سنسورها و نحوه دسته بندی آنها بر اساس نحوه عملکرد، نوع سیگنالی که تولید می کنند و نوع عوامل محیطی که آنها را رصد می کنند، مورد بحث قرار گرفت.
سنسورها دستگاه هایی هستند که به محیط فیزیکی پاسخ می دهند و ورودی ها را به سیگنال های قابل اندازه گیری تبدیل می کنند. آنها در طیف گسترده ای از کاربردها استفاده می شوند، از جمله اتومبیل ها، لوازم الکترونیکی مصرفی، تجهیزات صنعتی و سیستم های نظارت بر محیط زیست.
سنسورها را می توان بر اساس نحوه عملکرد آنها به دو دسته فعال و غیرفعال تقسیم کرد. سنسورهای فعال برای کار به منبع انرژی خارجی نیاز دارند، در حالی که سنسورهای غیرفعال از انرژی محیط برای کار استفاده می کنند.
سنسورها را همچنین می توان بر اساس نوع سیگنالی که تولید می کنند به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم کرد. سنسورهای آنالوگ سیگنال های پیوسته تولید می کنند، در حالی که سنسورهای دیجیتال سیگنال های گسسته تولید می کنند.
سنسورها را همچنین می توان بر اساس نوع عوامل محیطی که آنها را رصد می کنند دسته بندی کرد. برخی از انواع رایج سنسورها عبارتند از:
- سنسورهای سطح: سطح یک ماده را اندازه گیری می کنند.
- سنسورهای حرکت: حرکت را تشخیص می دهند.
- سنسورهای نوری: نور را تشخیص می دهند.
- سنسورهای فشار: فشار را تشخیص می دهند.
- سنسورهای دما: دما را اندازه گیری می کنند.
- سنسورهای لمسی: تماس فیزیکی را تشخیص می دهند.
سنسورها نقش مهمی در زندگی مدرن ایفا می کنند. آنها به ما کمک می کنند تا محیط اطراف خود را بهتر درک کنیم و سیستم ها و فرآیندها را به طور کارآمدتر کنترل کنیم.
منبع : techtarget
انتهای مطلب
