érzékelő

Szonda vagy érzékelő vagy receptor egy fizikai rendszer, technikai eszköz vagy szélesebb értelemben biológiai szerv, ami reagál a mérési mennyiség változására (fizikai, kémiai) azonnal vagy a változás időbeli lefolyására.

A leggyakoribb érzékelők elektromosak, amelyek az információt a mérési mennyiségről egy másik fizikai területre, leggyakrabban elektromos jelre vagy elektromos paraméterre alakítják át. Lehetővé teszik a nem elektromos mennyiség átalakítását elektromos jelekre.

Felhasználás

Jelenleg az érzékelők szinte minden ipari termékben és rendszerben, folyamatos automatizálásban, mérésben és szabályozásban használják. Néhány példa: orvostudomány és orvosi eszközök, ipar és ipari gyártás, robotika, fogyasztói elektronika, háztartási termékek, közlekedési eszközök, autók, feldolgozóipar, mezőgazdaság és élelmiszeripar.

Az érzékelők alapvető tulajdonságai

• egyértelműség - minden mérési mennyiség értékéhez pontosan egy kimeneti mennyiség érték tartozik
• egyértelmű kapcsolat a kimeneti mennyiség és a bemeneti mennyiség között (lineáris, logaritmikus)
• érzékenység - a mérési mennyiség értékének változása, amely még a kimeneti mennyiség észlelhető változását okozza
• tehetetlenség - a kimeneti jel késleltetése a bemeneti mennyiség változása után
• állandóság - az érzékelő adat nem változik, ha a bemeneti mennyiség nem változik
• működési megbízhatóság, pontosság, egyszerű karbantartás.
• nemlinearitás és hiszterézis
• felbontás
• megengedett hiba
• nulla eltolás és drift,
• zaj,
• válaszidő,
• frekvenciajellemző.

Áttekintés

A legtöbb érzékelő elektromos vagy elektronikus, bár vannak más típusok is. Az érzékelők egy fajta átalakító. Az érzékelők vagy közvetlenül is megjelenítik az értékeket (pl. higanyos hőmérők) vagy csatlakoznak egy jelzéshez (ezek lehetnek közvetlenül is, például analóg vagy digitális átalakító, vagy számítógép és kijelző), hogy ember számára olvashatóak legyenek. A technológiai eljárások lehetővé teszik egyre több és több érzékelő gyártását MEMS technológiával. A legtöbb esetben ez növeli az érzékenység növelésének lehetőségét.

Fejlődés

A globális érzékelő-piac dinamikusan növekszik. Európában több mint százezer különböző típusú érzékelő van a piacon. Ez a szám az érzékelők széles körű felhasználását is szemlélteti, valamint azt, hogy az adott felhasználásra való érzékelő kiválasztása nem egyszerű feladat. Egy bizonyos ok az érzékelők iránti érdeklődés növekedésének az ezeknek az eszközöknek a miniaturizálása. Ezt a trendet az információs technológiákkal kompatibilis technológiák fejlődése okozza. Jelenleg elérhetők kiszerkezetű vagy hasonló technológiára épülő érzékelők majdnem minden mennyiségre, és ezen a területen továbbra is létezik fejlesztési lehetőség.

Osztályozás

Mivel a lényeges változás energiák cseréjét foglalja magában, az érzékelőket az általuk átalakított vagy észlelt energiafajták szerint oszthatjuk fel. A bemeneti mérési mennyiség szerint az érzékelőket mechanikai, hőmérsékleti, akusztikus, mágneses, fényes, elektromos, atomfizikai sugárzás és más mennyiségekhez tartozó érzékelőkre osztjuk, és ezekhez az érzékelők:

• távolság - méri a két meghatározott pont közötti egyenes hosszát
• pozíció - méri a megadott objektum pontjának koordinátáit a megadott vonatkoztatási rendszerben

rendszerben

• elmozdulás - méri a pozíció változását egy referencia pont viszonylatában,
• proximitás - megállapítja a (pozitív vagy negatív) lineáris távolság előjelét egy objektum pontja és egy rögzített referencia pont között,

objektum és egy rögzített referencia pont között,

• szintmérő - méri a folyadék vagy szemcsés anyag tartályban lévő szint magasságát egy meghatározott vízszintes referencia felülethez viszonyítva

viszonylatban,

• sugármérő - méri a referencia pozícióhoz viszonyított elfordulási szöget,
• dőlésmérő - méri a földre merőlegeshez viszonyított szöget,
• fordulatszám-mérő - méri a kerületi sebességet,
• rezgésérzékelő - méri a rezgő objektum mozgását, kifejezve elmozdulásként, sebességként vagy

gyorsulásként,

• gyorsulásmérő - méri a gyorsulást.

Az erő és hasonló mennyiségek érzékelői közé tartoznak:

• nyomásérzékelő - méri a vákuumhoz vagy referencia nyomáshoz viszonyított nyomáskülönbséget (túlnyomás vagy alulnyomás),
• erőérzékelő - méri a normális vagy csúszó erőt
• nyomatékérzékelő - méri a nyomatékot,
• tenzométer - méri a lineáris relatív hosszváltozást
• érzékeny érzékelő méri a tapadás hatását,
• mátrix érzékeny - méri a normális vagy csúszó erők eloszlását

Egy adott elektromos kimeneti jel alapján az érzékelők:

• aktív - a bemeneti mennyiség hatására elektromos energiaforrásként viselkednek: induktív, termoelektromos, fotóelektromos, piezoelektromos érzékelők
• passzív - paraméteres - a bemeneti mennyiség hatására az érzékelő egyik paramétere változik: ellenállásos, induktív, kapacitív

Egy adott fizikai elv alapján:

• dilatációs
• deformációs
• piezoelektromos
• termoelektromos
• fotóelektromos
• hall-hatásos