Um sensor é um dispositivo que transforma o estado de uma quantidade física observada em uma quantidade utilizável, como uma voltagem elétrica , uma altura de mercúrio, uma intensidade ou o desvio de uma agulha. É frequente (erroneamente) confusão entre sensor e transdutor : o sensor é pelo menos constituído por um transdutor .
O sensor difere do instrumento de medição por ser apenas uma interface simples entre um processo físico e informações manipuláveis. Em contraste, o instrumento de medição é um dispositivo autônomo que é autossuficiente, com um display ou um sistema de armazenamento de dados. O sensor não tem.
Os sensores são os blocos de construção básicos dos sistemas de aquisição de dados . Sua implementação está no campo da instrumentação .
Eles precisam, na maioria dos casos de energia externa para funcionar ( por exemplo. Termistor , fotoresistor , potenciómetro , calibre de extensometria conhecido como medidor de tensão ). Esses são sensores que podem ser modelados por uma impedância . Uma variação do fenômeno físico estudado (medido) gera uma variação da impedância. A tensão deve ser aplicada a eles para obter um sinal de saída.
Sensores ativosFalamos de um sensor ativo quando o fenômeno físico que é usado para a determinação do mensurando afeta diretamente a transformação em uma grandeza elétrica. É a própria lei física que liga a medição e a quantidade elétrica de saída.
Um sensor ativo freqüentemente funciona como um motor elétrico e, neste caso, a grandeza de saída é uma diferença de potencial.
O número de leis físicas que permitem tal transformação é obviamente limitado, pode-se identificar facilmente os sensores ativos (cujo número é finito). No entanto, os campos de aplicação são muito amplos.
Os sensores e seus condicionadores também podem ser classificados por tipo de saída:
Sensores analógicosA saída é uma grandeza elétrica cujo valor é função da grandeza física medida pelo sensor. A saída pode assumir uma infinidade de valores contínuos . O sinal dos sensores analógicos pode ser do seguinte tipo:
Alguns sensores analógicos típicos:
A saída é uma sequência de estados lógicos que, um após o outro, formam um número. A saída pode assumir um grande número de valores discretos . O sinal dos sensores digitais pode ser do seguinte tipo:
Alguns sensores digitais típicos:
Ou sensores digitais . A saída é um estado lógico denotado por 1 ou 0. A saída pode assumir esses dois valores. Existem, em particular, 4 tipos de sensores lógicos:
Alguns sensores lógicos típicos:
Um sensor é caracterizado de acordo com vários critérios , os mais comuns dos quais são:
Para usar um sensor nas melhores condições possíveis, geralmente é útil realizar uma calibração e conhecer as incertezas de medição relacionadas a ele.
Na robótica móvel, é importante distinguir entre sensores proprioceptivos , que realizam suas medições em relação ao que percebem localmente do movimento do robô, ou exteroceptivos , que se baseiam em medições feitas em relação ao seu ambiente global (benchmark absoluto). Por exemplo, sensores que medem os deslocamentos angulares das rodas de um robô serão capazes de reconstituir sua trajetória desde que as rodas não deslizem (derrapagem, derrapagem). Eles são sensores proprioceptivos. Por outro lado, a localização por uma torre de laser de balizas ópticas fixadas no ambiente de movimento do robô permite uma medição absoluta. Isso é chamado de sensor exteroceptivo.
Os últimos anos do XX ° século surgiu o conceito de sensores inteligentes.
Além de sua capacidade de medir uma quantidade física, eles têm outras características, aqui está uma lista não exaustiva:
A tradução digital direta do ângulo de um eixo rotativo é uma grande vantagem em sistemas que trabalham com sinais digitalizados. Isso economiza tempo (porque não há condicionamento do sinal analógico e salva uma conversão analógica para digital) e principalmente precisão. O codificador rotativo é um sensor de posição angular ligado mecanicamente ao eixo de rotação do sistema no qual estamos trabalhando.
Princípio da Operação:
Essas partes determinam os dois níveis lógicos, a luz emitida por diodos eletroluminescentes ou diodos laser é focada através de cada trilha em um fototransistor voltado para ela.
Existem dois tipos principais de codificadores de posição rotativa:
O sensor de campo magnético (ou sensor magnético) é o elemento básico (elemento sensível) do magnetômetro . Existem muitos tipos:
Consulte Sensor de deslocamento .
Consulte Transdutor de força .
Consulte Sonda de pressão .
Suas características são indicadas pela norma NF EN 60751.
Suas características são indicadas pelas normas NF EN 60584-1 e NF EN 61515.
Durante as operações de transferência, carga, descarga ou armazenamento em tanques, balastros ou porões de um navio, é importante conhecer o estado do seu enchimento. Essas informações podem ser comunicadas continuamente ou por detecção de limites (níveis: baixo, alto, muito alto).
Medição contínuaUm sensor de nível é colocado no tanque cujo enchimento queremos saber. Ele fornece um sinal cuja amplitude ou frequência é função direta do nível do reservatório. Portanto, é possível saber a qualquer momento o nível de enchimento do tanque ou o volume ainda disponível.
Detecção de limiarVários sensores são colocados no tanque a ser medido. Esses sensores fornecem informações binárias que indicam se o nível foi atingido ou não. Esta detecção pode ser usada para parar ou iniciar uma bomba. Um nível alto evita que o tanque transborde e um nível baixo garante uma reserva mínima.
Diferentes tipos de sensores são usados dependendo da natureza do produto. Usamos as propriedades físicas e químicas, viscosidade, se quisermos um limite ou medição contínua.
Método hidrostáticoO sensor fornece informações contínuas diretamente em função da altura do fluido no reservatório.
Método elétricoAs propriedades de condutividade do fluido são usadas. É necessário estar atento à corrosão e à polarização das sondas, pois são atravessadas por uma corrente elétrica. Este método às vezes pode ser usado para sólidos.