انواع سنسور و نحوه عملکرد آنها

سنسورها ابزارهایی هستند که به ما امکان می‌دهند از محیط اطرافمان اطلاعات جمع‌آوری کنیم. این ابزارها می‌توانند مقادیر فیزیکی مختلفی مانند دما، فشار، رطوبت، شدت نور، حرکت و بسیاری موارد دیگر را تشخیص دهند و به اطلاعات قابل استفاده برای سیستم‌های الکترونیکی تبدیل کنند. در این مقاله، به بررسی انواع سنسورها و نحوه عملکرد آن‌ها می‌پردازیم.

انواع سنسورها

امروزه سنسورها نقش مهمی در جاهای مختلف را بر عهده دارد. با توجه به تنوع زیاد انواع سنسورها هر کدام یک ویژگی بخصوص را برعهده دارد که ما در ادامه به بررسی چند نمونه از انواع سنسورها و نحوه عملکرد آنها اعم از سنسور دما، رطوبت، فشار، نور و حرکت می پردازیم.

نحوه عملکرد سنسورها

عملکرد سنسورها بر اساس تبدیل یک نوع انرژی به نوع دیگر (معمولاً به سیگنال‌های الکتریکی) استوار است. برای مثال، یک سنسور دما می‌تواند تغییرات دمایی را به تغییرات مقاومتی تبدیل کند که سپس می‌توان آن را به سیگنال‌های الکتریکی قابل خواندن توسط یک میکروکنترلر تبدیل کرد.

سنسورها می‌توانند به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم‌بندی شوند. سنسورهای آنالوگ سیگنال‌هایی با دامنه متغیر تولید می‌کنند، در حالی که سنسورهای دیجیتال سیگنال‌هایی با مقادیر ثابت (معمولاً 0 و 1) ارائه می‌دهند.

برای درک بهتر نحوه عملکرد سنسورها و انواع آن‌ها، بیایید به طور مفصل‌تری به برخی از انواع سنسورهای رایج و نحوه عملکرد آنها بپردازیم. این اطلاعات به شما کمک می‌کند تا بینش عمیق‌تری نسبت به کاربردها و فناوری‌های مرتبط با سنسورها کسب کنید.

سنسورهای دما

سنسورهای دما در دو دسته کلی قرار می‌گیرند: تماسی و غیرتماسی. سنسورهای دمای تماسی مانند ترمیستورها و ترموکوپل‌ها، مستقیما با محیط تماس دارند تا دما را اندازه‌گیری کنند. ترمیستورها با تغییر دما، مقاومت الکتریکی آنها تغییر می‌کند. ترموکوپل‌ها از اختلاف ولتاژ ناشی از تفاوت دما بین دو فلز مختلف برای اندازه‌گیری دما استفاده می‌کنند.

سنسورهای دمای غیرتماسی، مانند سنسورهای مادون قرمز، دما را از فاصله اندازه‌گیری می‌کنند بدون اینکه نیاز به تماس مستقیم با شیء مورد نظر باشد.

سنسورهای فشار

سنسورهای فشار از اصول مختلفی برای اندازه‌گیری فشار استفاده می‌کنند. برخی از آنها از تغییرات مکانیکی ناشی از فشار استفاده می‌کنند، در حالی که دیگران ممکن است از تغییرات الکتریکی ناشی از فشار استفاده کنند. به عنوان مثال، سنسورهای پیزوالکتریک از خاصیت پیزوالکتریک برخی مواد برای تولید ولتاژ در پاسخ به فشار استفاده می‌کنند.

سنسورهای رطوبت

سنسورهای رطوبت معمولا از دو نوع هستند: سنجش رطوبت نسبی و سنجش نقطه شبنم. سنسورهای رطوبت نسبی، رطوبت هوا را نسبت به حداکثر مقدار رطوبتی که هوا می‌تواند در دمای معین نگه دارد، اندازه‌گیری می‌کنند. این سنسورها معمولا از مواد هیدروفیلیک برای جذب رطوبت و تغییر خواص الکتریکی با تغییر رطوبت استفاده می‌کنند.

سنسورهای نور

سنسورهای نور می‌توانند شدت نور محیط را اندازه‌گیری کنند. فتودیودها و فتوترانزیستورها دو نوع رایج از این سنسورها هستند که با تغییر شدت نور محیط، تغییراتی در جریان الکتریکی ایجاد می‌کنند.

سنسورهای حرکت

سنسورهای حرکت اغلب برای تشخیص حرکت در یک محیط استفاده می‌شوند. این سنسورها می‌توانند از فناوری‌های مختلفی مانند امواج مادون قرمز، امواج رادیویی (رادار)، یا حتی تغییرات اکوستیک (صوتی) برای تشخیص حرکت استفاده کنند.