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
- prečítané 27769x