سنسورها قطعاتی هستند که محرکهای فیزیکی را به سیگنالهای الکترونیکی تبدیل میکنند. درنهایت این سیگنالها کلید قطع و وصل را به کار میاندازند یا برای عملکردهای وسیعتر توسط رایانه پردازش میشوند. سنسورها براساس نوع عملکرد یا نوع محرکی که اندازهگیری میکنند؛ به انواع مختلف تقسیم میشوند.
این قطعات در بسیاری از صنایع برای آنالیز وضعیت و عملکرد هوشمند یا عملکرد سریعتر به کار میروند. در ادامه این مطلب از بایا کنترل به بررسی سنسور چیست و چگونه عمل میکند خواهیم پرداخت.
سنسور یا حسگر چیست؟
سنسورهای درواقع یک قطعه الکترونیکی هستند که کاربردشان اندازهگیری پارامترهای مختلف مانند دما، رطوبت، فشار و… است. سنسورها درواقع حسگرهای حساسی هستند که قدرتمند و با دقت بالا ساخته میشوند. این قطعات در انواع مختلف در بازار وجود دارد. سنسورها بسته به اینکه برای اندازهگیری کدام پارامتر فیزیکی طراحی شدهاند، با هم متفاوت هستند.
سنسور چگونه کار میکند؟
به دنبال تغییر متغیر فیزیکی، سنسورها تغییراتی در خواص الکترونیکی خودشان نشان میدهند. دیده شدهاست که حسگرهای مصنوعی معمولا برای آنالیز و انتقال اطلاعات به سیستمهای الکترونیکی وابسته هستند. درواقع حسگرها محرکهایی مانند صدا، حرکت یا گرما و نور را به سیگنالهای الکترونیکی تبدیل میکنند.
این سیگنالها به واسطه یک رابط انتقال یافته و معمولا به یک کد باینری تبدیل میشوند و سپس این کد توسط رایانه پردازش میشود. درنهایت سنسورها معمولا مانند یک کلید خاموش و روشن عمل میکنند که کارشان کنترل جریان بارهای الکتریکی عبوری از مدار است.
معرفی انواع سنسورها
سنسورها را میتوان براساس متغیر قابل اندازهگیری و یا نوع عملکردی که دارند، با هم مقایسه کنید. انواع سنسورها براساس نوع عملکرد عبارتاند از:
- سنسور جریانی
- سنسور ولتاژی
- سنسور حرارتی
- سنسور نوری و لیزری
- سنسور مقاومتی
- سنسور شیمیایی
- سنسور مغناطیسی
- سنسور خازنی
- سنسور القایی
همچنین انواع سنسورها براساس پارامتر اندازهگیری عبارتاند از:
- سنسور دما
- سنسور مجاورتی
- سنسور فشار
- سنسور لمسی
- سنسور صدا
- سنسور روشنایی
- سنسور موقعیت
- سنسور دود، گز، الکل
- سنسور اولتراسونیک
- سنسور رطوبت
- سنسور دور
- سنسور مغناطیسی
- سنسور مادونقرمز
- سنسور جریان و سطح
- سنسور PIR
- سنسور رنگ
سنسور دما
سنسور دما در واقع همان ترموکوبل است که برای اندازهگیری دما استفاده میشود. سنسور دما با اندازهگیری دمای محیط آن را به واحد عددی تبدیل کرده و نمایش میدهد.
از سنسور دما برای اندازهگیری دما و حفاظت از تجهیزات (در دماهای بالا یا پایین) استفاده میشود. این سنسورها در انواع مختلفی (ترموکوبلها، RTD و سنسور دمای دیجیتال) وجود دارند.
سنسور مجاورتی
سنسورهای مجاورتی از یک میدان مغناطیسی برای تشخیص وجود یا عدم وجود یک شیء استفاده می کنند. این سنسورها معمولاً برای تشخیص فلزات استفاده می شوند.
معمولا دو نوع سنسور مجاورتی القایی و سنسور مجاورتی خازنی از پرکاربردتینها هستند.
از سنسور مجاورتی برای کنترل فرآیند، تجهیزات امنیتی و دستگاه های خودکار استفاده میشود. تفاوت اصلی بین سنسورهای مجاورتی القایی و خازنی در فرآیندی است که برای تشخیص وجود یا عدم وجود فلزات استفاده می کنند.
سنسور مادونقرمز
این سنسورها حساس به نور هستند و در موارد متعدد مانند تشخیص فاصله اشیا کاربرد دارند. این حسگرها عموما در انواع گوشی موبایل استفاده میشوند. سنسورهای مادونقرمز خود به دو نوع انتقالی و انعکاسی تقسیم میشوند و معمولا از دسته سنسور حرارتی هستند. در سنسورهای انتقالی فرستنده و آشکارساز مقابل هم قرار میگیرند و به محض اینکه یک جسم از محدوده بین این دو قطعه عبور کند؛ حسگر حضور شی را تشخیص میدهد.
در سنسور انعکاسی، فرستنده و آشکارساز در کنار هم و در مقابل جسم جایگذاری میشوند. بهاینترتیب زمانی که یک جسم مقابل حسگر قرار بگیرد؛ نور مادونقرمز از فرستنده ساطع میشود و گیرنده نور را تشخیص میدهد. بهاینترتیب سنسور متوجه حضور شی میشود. این نوع سنسورها در گوشیهای موبایل، ربات، مونتاژ صنعتی و خودروها کاربرد دارند.
سنسور اولتراسونیک
اولتراسونیک یک سنسور غیرتماسی است که برای تشخیص فاصله و سرعت جسم کاربرد دارد. این سنسور به کمک امواج صوتی که فراتر از محدوده شنوایی انسان هستند کار میکنند. سنسور اولتراسونیک با اندازهگیری زمان پرواز موج صوتی، فاصله جسم را تشخیص میدهد. برای اندازهگیری سرعت نیز از اثر دوپلر موج صوتی استفاده میشود.
سنسور گاز و دود
از مهمترین سنسورها در عرصه ایمنی، سنسور گاز و دود است. این سنسورها برای تشخیص آتشسوزی و به کار انداختن زنگ هشدار استفاده میشوند. سنسورهای گاز معمولا در صنایع بزرگ، آزمایشگاهها و آشپزخانهها استفاده میشوند. حسگرهای دود هم به عنوان یک اقدام ایمنی در بیشتر خانهها نصب میشوند.
حسگر تاچ
این حسگرها عموما لمس قلم یا انگشت را تشخیص میدهند. معمولا بیشتر سنسورهای لمسی از دو نوع مقاومتی و خازنی تشکیل شدهاند. تقریبا همه سنسورهای لمسی مدرن خازنی هستند؛ چرا که دقت بیشتری دارند. حسگرهای لمسی در تمام دستگاههایی که صفحه لمسی دارند ماند موبایل، تبلت، لپتاپ و… به کار میروند.
سنسور رطوبت
سنسورهای نظارت بر آبوهوا معمولا اطلاعات مربوط به دما و رطوبت را اندازهگیری میکنند. با توجه به اینکه اندازهگیری رطوبت به اندازهگیری دما هم نیاز دارد؛ معمولا همه سنسورهای رطوبت، حسگر دما هم دارند و این دو سنسور با هم ارائه میشوند. سنسور رطوبت به سه دسته خازنی، مقاومتی و رسانای حرارتی تقسیم میشود.
حسگر شیب
از سادهترین و ارزانترین حسگرهای موجود در بازار، حسگر شیب است. این حسگر متغیر شیب را به نسبت شیب جیوه، اندازهگیری میکند.
مزایا و کاربردهای استفاده از سنسورها
سنسورها از اولین سازههای صنعت برق هستند و همواره در این صنعت حضور داشتهاند. سنسورها در پروژههای الکترونیک، رباتیک و صنعت نقش مهمی دارند. همچنین این قطعات در حوزههای اتوماسیون، کامپیوترها، ماشینهای هوشمند، ماهوارهها، نیروگاههای انرژی، خانههای هوشمند و ارتباطات نقش دارند. عموما هر دستگاه الکترونیکی که تولید میشود، یک یا چند سنسور هم در خود دارد.
در همین راستا یکی از مهمترین مزایای سنسور القایی، سرعت و طول عمر بالایی دارد و همچنین قابل استفاده برای هر محیطی هستند.
استفاده از سنسورها مزایای زیادی دارند که برخی از آنها عبارتاند از:
- سرعت قطع و وصل این قطعات نسبت به کلیدهای مکانیکی بیشتر است.
- دارای طول عمر بالا به واسطه ضد آب بودن، ضد گردوغبار بودن و غیره
- عملکرد مناسب سنسورها در شرایط سخت از جمله فشار بالا، دمای بالا و…
- سنسورها برخلاف قطعات فیزیکی نیازی به فشار ندارند و نهایتا با نزدیک شدن و کم شدن فاصله متغیر، کار میکنند.
- سنسورها در هنگام قطع و وصل و کلیدزنی نویز ندارند.
جمع بندی
سنسورها قطعات الکترونیکی هستند که تغییرات یک متغیر را تشخیص میدهند. این قطعات در انواع مختلف و کاربردهای متعدد ساخته میشوند و در بسیاری از صنایع و سازهها کاربرد دارند. سنسورها متغیرهایی مانند دما، شیب، رطوبت، نور، صدا، لمس، گاز و دود و… را اندازهگیری میکنند.
تغییرات متغیر فیزیکی درنهایت به سیگنالهای الکترونیکی تبدیل میشود. در ادامه دستگاه متوجه این تغییرات شده و به نسبت آن عملکرد موردنظر را انجام میدهد. با خرید سنسور باکیفیت از مجموعه بایا کنترل و استفاده از آنها همواره به هوشمندتر شدن سازه و عملکرد پویا آن کمک شایانی خواهید کرد.
سوالات متداول
- آیا سنسورها قابلیت تعمیر دارند؟
بسته به نوع خرابی، برخی از سنسورها قابل تعمیر هستند و میتوان آنها را تعمیر کرد. اما برخی از سنسورها در صورت خرابی بهتر است تعویض شوند.
- ویژگی یک سنسور خوب چیست؟
یک سنسور باکیفیت دارای سیگنالهای خروجی بدون نویز، دقت اندازهگیری بسیار بالا است. برای تهیه و خرید سنسور بادوام به مجموعهای معتبر و قابل اطمینان از جمله بایا کنترل مراجعه کنید.