Senzori

INTRODUCERE

Senzorul este definit ca fiind “un dispozitiv care detectează sau măsoară unele condiţii sau proprietăţi şi înregistrează, indică sau uneori răspunde la informaţia primită”. Astfel, senzorii au funcţia de a converti un stimul într-un semnal măsurabil, cuprinzând atât traductorul, care transformă mărimea de intrare în semnal electric util, cât şi circuite pentru adaptarea şi conversia semnalelor, şi eventual pentru prelucrarea şi evaluarea informaţiilor. Stimulii pot fi mecanici, termici, electromagnetici, acustici sau chimici la origine, în timp ce semnalul măsurabil este tipic de natură electrică, deşi pot fi folosite semnale pneumatice, hidraulice, optice sau bioelectrici.

În gestionarea proceselor industriale, deosebit de importante sunt sistemele inteligente de conducere, sisteme ce sunt bazate pe sisteme de calcul integrat sau nu.

Senzorii şi traductoarele elemente esenţiale ale sistemelor de automatizare a dispozitivelor civile şi industriale şi se bazează pe un domeniu larg de principii fizice de operare. De asemenea sunt utilizaţi şi în cazul cercetării, analizelor de laborator - senzorii şi traductoarele fiind incluse în lanţuri de măsurare complexe, care sunt conduse automat.

Exista foarte multe clasificări ale senzorilor si traductoarelor: cu sau fără contact, absoluţi sau incrementali (in functie de mărimea de intrare), analogici sau digitali (în funcţie de mărimea de ieşire) etc.

Alegerea senzorilor si traductoarelor trebuie făcută ţinând cont de proprietatea de monitorizat, de domeniul în care variază aceasta, de dimensiunile ce trebuie respectate sau de geometria sistemului, de condiţii speciale de mediu sau de lucru, de tipul mărimii de ieşire şi nu în ultimul rând de cost.

Astfel pot fi identificaţi senzori de proximitate, traductoare de tip Hall, traductoare de deplasare si viteză, senzori şi traductoare de forţă, senzori de temperatură, senzori de umiditate, senzori pentru gaze, senzori de curent, switch-uri optice, senzori de presiune, cititoare de coduri de bare etc

Prin senzori se înţeleg ansambluri de dispozitive sensibile care permit determinarea unui câmp de valori pentru o mãrime fizicã într-o manierã similarã cu organele de simţ umane.

Senzorii permit obţinerea de imagini sau hãrţi ale unei scene prin cãi similare/analoge omului. Aceastã afirmaţie trebuie înţeleasã în sensul definiţiei introduse, adicã câmpul de valori obţinut cu ajutorul senzorilor trebuie prelucrat în vederea redãrii cât mai corecte a imaginii achiziţionate, deci aceasta sã aibã o reprezentare similarã celei formate în modul de gândire umanã.

Prin prisma definiţiei, un senzor realizeazã aceeaşi funcţie ca şi un traductor, adicã percepe starea unei mãrimi fizice pe care o converteşte în semnal electric; structura funcţionalã a unui senzor respectã aceeaşi schemă ca a traductorului. Aceasta explicã de ce cele douã noţiuni sunt folosite frecvent în explicarea principiilor funcţionale pentru diferite structuri constructive.

Totuşi, senzorilor le sunt specifice cel puţin trei caracteristici:

- miniaturizarea, care permite realizarea de mãsurãri (determinãri) “punctuale”ale mãrimilor investigate;

- multiplicarea funcţionalã, adicã existenţa în structura unui senzor a unui numãr mare de dispozitive sensibile care îndeplinesc aceeaşi funcţie, dispuse liniar sau matricial;

- fusiunea senzorială, care presupune reuniunea mai multor senzori într-o configuraţie unică, pentru a asigura o funcţionalitate dorită.

Aceste caracteristici, împreunã cu proprietatea de “imitare” a simţurilor umane, fac ca senzorii sã se diferenţieze de traductoare. Exemplificare: fenomenul de piezoelectricitate folosit atât în construcţia traductoarelor de forţã cât şi a senzorilor tactili.

C A P I T O L U L l

SENZORI DE LUMINĂ, TEMPERATURĂ ŞI APĂ

1.1. CONSIDERAŢII GENERALE

1.1.1. Caracteristici generale ale senzorilor şi traductoarelor

Cuvântul “senzor” este derivat din cuvântul latin sentire care înseamnã “a percepe”, în timp ce “traductor” din transducere care înseamnã “a traversa”. O definiţie de dicţionar atribuie cuvântului “senzor” semnificaţia de “dispozitiv care detecteazã o schimbare într-un stimul fizic şi o transformã într-un semnal care poate fi mãsurat sau înregistrat”, în timp ce pentru cuvântul “traductor” definiţia este de “dispozitiv care transferã putere de la un sistem la altul în aceeaşi formã sau în una diferitã”.

Delimitare sensibilã între cele douã noţiuni: se poate folosi cuvântul “senzor” pentru elementul sensibil însuşi, iar cuvântul “traductor” pentru elementul sensibil şi circuitele asociate.

Senzorul este legat de modalitatea de percepţie a mãrimilor mãsurate, sugerând o similitudine cu comportamentul uman în maniera de a obţine informaţie despre cantitãţile fizice.

Senzorii sunt dispozitive de mãrimi reduse (miniaturi), care permit determinãri “punctuale” ale mãsurandului, ceea ce conduce la extensia definiţiei cãtre “arie” / “matrice” de senzori.

Prin senzorii sunt ansambluri de dispozitive sensibile care permit determinarea unui câmp de valori pentru o mãrime fizicã într-o manierã similarã cu organele de simţ umane.

Un senzor realizeazã aceeaşi funcţie ca şi un traductor, adicã percepe starea unei mãrimi fizice pe care o converteşte în semnal electric.

Structura funcţionalã a unui senzor respectã aceeaşi schemă ca a traductorului. Aceasta explicã de ce cele douã noţiuni sunt folosite frecvent în explicarea principiilor funcţionale pentru diferite structuri constructive.