سنسور
سنسور یا حسگر چیست؟ انواع سنسورها کدامند؟
سنسورالمانی است که تغییرات محیطی را تشخیص می دهد و بر اساس نوع تغییرات پاسخ مناسبی ارائه میکند.سنسورها پدیده های فیزیکی محیطی را به ولتاژ آنالوگ یا گاها سیگنال دیجیتال قابل اندازه گیری و سنجش تبدیل می کنند به طوری که برای انسان قابل مشاهده است یا برای پردازش ارسال میشوند.سنسورها بر اساس ویژگی های مختلف دسته بندی میشوند.مانند اکتیو یا پسیو بودن، آنالوگ یا دیجیتال بودن و بر اساس عوامل فیزیکی یا محیطی.در ادامه به معرفی انواع دسته بندی های حسگر ها اشاره میشود.
سنسورهای اکتیو و پسیو
دسته بندی سنسورها میتواند بر اساس پارامترهای مختلفی صورت بگیرد.یکی از رویکردهای مرسوم و رایج در دسته بندی انواع سنسور، طبقه بندی آنها به دو نوع اکتیوACTIVE و پسیو PASSIVE است.
سنسور اکتیو سنسوری است که به برای پاسخ دادن به ورودی محیطی و تولید خروجی نیاز به یک منبع تغذیه خارجی دارد.بعنوان مثال سنسورهایی که در ماهواره های هواشناسی مورد استفاده قرار میگیرند اغلب برای تولید اطلاعات هواشناسی درباره اتمسفر زمین نیاز به منبع انرژی دارند.
سنسور پسیو بر خلاف سنسور اکتیو نیازی به منبع انرژی خارجی ندارد زیرا از محیط، انرژی مورد نیاز را تهیه میکند مانند منابع انرژی همچون نور و گرما. یکی از مناسب ترین مثال ها برای سنسور پسیو، دماسنج شیشه ای جیوه ای است که درآن سطح جیوه در پاسخ به تغییر دما بالا یا پایین می رود.درجه های دماسنج هم خروجی قابل مشاهده برای اندازه گیری دما را ارائه می دهند.
بعضی از سنسورها در هر دو دسته بندی اکتیو و پسیو قرار می گیرند، مانند سنسورهای لرزشی و سنسورهای مادون قرمز.
سنسور آنالوگ و دیجیتال
روش دیگر برای دسته بندی سنسورها طبقه بندی بر اساس آنالوگ یا دیجیتال بودن سنسور مورد نظر است.آنالوگ یا دیجیتال بودن سنسور بر اساس نوع خروجی که ارائه میدهند مشخص میشود: سنسورهای آنالوگ خروجی آنالوگ و سنسورهای دیجیتال خروجی دیجیتال .
یک مثال مناسب برای سنسورهای آنالوگ، ترموکوپل مورد استفاده در آبگرمکن های گازی است.شعله پیلوت آبگرمکن به طور پیوسته ترموکوپل را گرم میکند.اگر شعله پیلوت قطع شود ترموکوپل سرد می شود و سیگنال آنالوگ متفاوتی را ارسال میکند و موجب میشود جریان گاز قطع شود.
سنسورهای دیجیتال خروجی های باینری یا دودویی تولید میکنند (0 و 1 ).در همه صنایع و بسیاری از کاربردها سنسورهای دیجیتال جایگزین سنسورهای آنالوگ شده اند. به طور مثال برای اندازه گیری رطوبت، دما، فشار هوا، کیفیت هوا و بسیاری از انواع عوامل محیطی از سنسورهای دیجیتال استفاده میشود.
روش دیگر دسته بندی سنسور ها بر اساس فاکتورها و عوامل محیطی که رصد میکنند است. برخی از آنها به شرح زیر است:
سنسور شتاب
این نوع از سنسورها تغییرات شتاب گرانشی را تشخیص می دهند و میتوانند میزان کجی، لرزش و شتاب را اندازه بگیرند.سنسورهای شتاب در رنج وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا ورزش های حرفه ای، هوافضا و هوانوردی.
سنسورهای شیمیایی یک ماده شیمیایی خاص ( جامد، مایع، گاز) را تشخیص می دهند. این نوع از حسگرها به طور مثال برای تشخیص ماده مغذی خاک در یک مزرعه، دود یا گاز کربن مونواکسید در یک اتاق، اندازه گیری PH، میزان الکل در تنفس افراد مورد استفاده قرار میگیرند.مثلا یک سنسور اکسیژن در سیستم کنترل انتشار یک خودرو، نسبت گازوییل به اکسیژن را از طریق واکنش شیمیایی که منجر به تولید ولتاژ میشود اندازه گیری میکند و خروجی را بر اساس سطح ولتاژ تولید میکند. کامپیوتری که در موتور اتومبیل قرار دارد ولتاژ خروجی را میخواند و اگر نسبت بهینه نباشد آن را دوباره تنظیم میکند.یا یک سنسور تشخیص گاز میتواند انواع گازها و دود را تشخیص داده و موجب قطع گاز یا روشن شدن سیستم هشدار و امنیتی شود.
این نوع سنسور میزان بخار آب در هوا را اندازه گیری میکند.سنسورهای رطوبت اغلب میزان دما را هم اندازه میگیرند زیرا رطوبت هوا به میزان دما بستگی دارد.این نوع سنسور بیشتر در صنایع کشاورزی، مراکز داده، هواشناسی و .... مورد استفاده قرار میگیرند.
سنسور سطح یا LEVEL
این نوع سنسور، سطح یک ماده مانند آب، سوخت، مایع خنک کننده، دانه ها و غلات، کود یا زباله را تشخیص میدهد.موارد استفاده این حسگر در خودروها برای نشان دادن میزان سوخت خودرو، سیستمهای هشدار سونامی و .... است.
آشکارسازها یا حسگرهای حرکت میتوانند حرکات فیزیکی را تشخیص دهند و برای کنترل چراغ ها و سیستم روشنایی ( مثل روشنایی راهروها در آپارتمانها)، کنترل دوربینها، درهای پارکینگ، شیرهای آب، سیستمهای امنیتی، بازکننده های درب های اتوماتیک، و بسیاری سیستم های متعدد دیگر، مورد استفاده قرار می گیرند.نحوه عملکرد سنسورهای حرکت به این صورت است که میزانی از انرژی مانند امواج مایکرویو، امواج اولتراسونیک یا اشعه های نوری ارسال میکنند و زمانی که جریان انرژی قطع می شود این امر را تشخیص می دهند و واکنش نشان میدهند و خروجی مناسب را تولید میکنند.
سنسورهای نوری
این حسگرها میتوانند امواج طیف نوری را تشخیص دهند: فرابنفش، نور مرئی و مادون قرمز. حسگرهای نوری به طور گسترده در تلفن های هوشمند، رباتیک، پخش کننده های بلو-ری Blu-ray players، سیستمهای امنیتی منازل، دستگاه های پزشکی و ... مورد استفاده قرار میگیرند.
سنسورهای فشار
این دسته از حسگرها فشار مایع یا گاز را تشخیص می دهند و کاربرد فراوانی در ماشین آلات، اتومبیلها، هواپیما، سیستمهای HVAC و آب و هوا دارند.
سنسورهای مجاورت یا نزدیکی Proximity
این حسگر میتواند حضور یک شی را حس کند یا فاصله میان اشیا را اندازه بگیرد.این سنسورها در آسانسورها، خطوط تولید، پارکینگ ها، فروشگاه ها،اتوموبیل ها، رباتیک و .... بسیار مورد استفاده هستند.
این دسته دمای موادی مانند مایعات، گازها و هوا را تشخیص میدهند.کاربرد این سنسور در لوازم خانگی، ماشین آلات، هواپیما، اتومبیل ها، کامپیوترها، مزارع کشاورزی، ترموستات ها و .... است.
سنسور تماس
حسگرهای تماسی ، هرگونه تماس فیزیکی روی یک سطح تشخیص میدهند.یکی از کاربردهای مشهود حسگرهای تماسی در نمایشگرهای لمسی یا تاچ اسکرین هاست.این نوع همچنین در رباتیک ، آسانسورها و ....... کاربرد دارند.
مواردی که در بالا نام برده شد فقط تعدادی از گستره وسیع سنسورهاست.انواع بسیاری از سنسورها وجود دارند مانند :
سنسورهای تشخیص رنگ
سنسورهای کشش
سنسورهای صدا
سنسورهای وزن
سنسورهای جریان
سنسورهای ولتاژ
سنسورهای جی پی اس GPS یا سنسور مکان
و بسیاری از موارد متنوع دیگر.
دسته بندی هر سنسور به این معنی نیست که در موارد دیگر کاربرد نداشته باشد به طور مثال یک نوع سنسور سطح ممکن است به عنوان حسگر نور یا فشار هم مورد استفاده قرار بگیرد.
