Rozdelenie snímačov

Podľa vstupnej veličiny


Základným rozdelením snímačov je ich rozdelenie podľa vstupnej veličiny na:
  • snímače elektrických veličín
    - používajú sa na snímanie elektrického poľa. Ide najmä o snímače napätia, prúdu, odporu kapacity a indukčnosti,
  • snímače magnetických veličín
    - používajú sa na snímanie magnetického poľa, magnetického indukčného toku, magnetických charakteristík látky (permeabilita, susceptibilita) alebo iných fyzikálnych veličín, ktoré sú s magnetickými veličinami spriažené,
  • snímače mechanických veličín
    - predstavujú rozsiahlu časť snímačov pri meraní neelektrických veličín. Ide predovšetkým o nasledujúce snímače: snímače polohy, výchylky (geometrických rozmerov), snímače rýchlosti (uhlovej, priamočiarej), snímače zrýchlenia, snímače vibrácií, snímače sily (hmotnosti), snímače tlaku, snímače vákua, snímače deformácie, snímače krútiaceho momentu, snímače prietoku, snímače hladiny,
  • snímače tepelných veličín
    - sú snímače, ktoré sa používajú na meranie fyzikálnych veličín vzťahujúcich sa k teplote, teplu, tepelnému toku, tepelnej kapacite a podobne,
  • snímače žiarenia
    - sú snímače emisií častíc alebo snímače elektromagnetických lúčov, podľa čoho sa aj rozdeľujú na snímače jadrového žiarenia a snímače elektromagnetického žiarenia,
  • chemické snímače
    - ide najmä o snímače kompozície, koncentrácie, reakčnej rýchlosti, pH, oxido-redukčného potenciálu a pod.,
  • biologické snímače
    - ide o snímače používané v medicíne,ktoré nadobúdajú stále väčší význam. Sú schopné (aspoň čiastočne) nahradiť zmyslové orgány človeka, ako sluch, hmat, čuch, chuť a zrak,
  • optické a akustické snímače


Podľa potreby energie


Snímače sú buď priamo zdrojom elektrickej energie, alebo iba ovplyvňujú hodnotu elektrickej energie dodanej z iného zdroja. Na základe toho je možné rozdeliť ich na:
  • aktívne (generátorové) snímače
    - nepotrebujú zdroj pomocnej energie. Energia výstupného signálu snímača sa získa premenou z energie snímanej veličiny. Príkladom snímačov tejto kategórie sú termoelektrické, piezoelektrické, indukčné snímače a podobne,
  • pasívne (parametrické) snímače
    - potrebujú zdroj energie (napájanie). V pasívnom snímači nevzniká pri snímaní elektrická energia, ale pôsobením meranej veličiny (teploty, sily a pod.) sa mení niektorý parameter snímača (napríklad veľkosť odporu snímača). Zmenu tohto parametra musíme vyhodnotiť v osobitnom obvode, ktorý sa napája z pomocného zdroja energie.


Podľa styku snímača s meraným objektom


Podľa styku snímača s meraným prostredím alebo objektom je možné snímače rozdeliť na:
  • bezdotykové (proximitné) snímače
    - nie sú v priamom kontakte so snímaným objektom,
  • dotykové (kontakné, taktilné) snímače
    - musia byť v priamom (mechanickom, galvanickom...) kontakte so snímaným objektom,
  • vnútrotelové (invazné, intrakorporálne) snímače
    - sú snímače, ktoré sú zvyčajne súčasťou sond a kamier zavádzaných priamo do tela.


Podľa tvaru výstupného signálu


Podľa tvaru výstupného signálu delíme snímače na:
  • analógové (spojité) snímače
    - pri spojitej zmene vstupnej, snímanej veličiny sa aj výstupný signál snímača mení spojito,
  • digitálne (číslicové, diskrétne) snímače
    - výstupnými signálmi sú diskrétne skoky alebo stavy,
  • impulzné snímače
  • periodické (kmitočtové) snímače


Podľa presnosti


Podľa presnosti delíme snímače na:
  • snímače nižšej presnosti
    - sú určené pre všeobecné použitie,
  • snímače vyššej presnosti
    - používajú sa pre vedecké alebo kozmické účely.


Podľa typu realizácie


Podľa typu realizácie delíme snímače na:
  • diskrétne snímače
  • hybridné snímače
  • integrované (monolitické) snímače


Podľa generácie


Snímače je možné rozdeliť do troch generácií:
  • snímače 1. generácie
    - využívajú základné fyzikálne javy,
  • snímače 2. generácie
    - polovodičové,
  • snímače 3. generácie
    - mikroelektronické, inteligentné.


   Prvá generácia snímačov - na konštrukciu snímačov sa využívajú základné fyzikálne javy. Sú to predovšetkým snímače odporové, indukčnostné, kapacitné, ionizačné, indukčné, termoelektrické, piezoelektrické a podobne. Ich vývoj je v podstate ukončený. Výnimočne sa u snímačov tejto generácie stretávame s novými technológiami, použitím nových materiálov a konštrukcií. Úplne výnimočne sa stretávame s použitím nových fyzikálnych javov. O túto generáciu sa opiera predovšetkým súčasná automatizačná technika a robotika.
   Druhá generácia snímačov - typické pre túto skupinu snímačov je využitie polovodičov a fyzikálnych javov s polovodičmi spojených. Ich nástup úzko súvisí s rozvojom polovodičovej techniky. Snímače druhej generácie sa vyznačujú výrazne lepšími parametrami, predovšetkým pokiaľ ide o citlivosť, miniatúrne rozmery, dynamické vlastnosti, presnosť a ďalšie. Hľadajú sa nové fyzikálne javy, nové materiály. Dochádza k čiastočnému alebo úplnému zlúčeniu elektronickej časti snímacieho reťazca so snímačom. Vytvárajú sa snímače hybridné alebo integrované. Vývoj tejto generácie snímačov nie je ukončený.
   Tretia generácia snímačov - u predchádzajúcich dvoch generácií snímačov sa pracuje na výstupe senzora vždy s elektrickým výstupným signálom. Tretia generácia je reprezentovaná snímačmi optoelektrickými alebo svetlovodnými. Na ich výstupe je svetelný tok. Táto generácia snímačov nadväzuje na prenos signálov pomocou svetlovodov a využíva výhody z toho vyplývajúce. Ide predovšetkým o problém rušenia senzorov elektrickými alebo magnetickými poľami, možnosť prenosu signálu na väčšie vzdialenosti, veľká šírka pásma a niektoré ďalšie výhody. Z tejto generácie sú v štádiu výskumu a vývoja. Niektoré typy sa však už sériovo vyrábajú.





LITERATÚRA:


[1] J. Fraden: Handbook of Modern Sensors, Springer, 2004
[2] S. Ďaďo, M. Kreidl: Senzory a měřící obvody, ČVUT, 1996