Snímač

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Snímač alebo senzor alebo receptor je fyzikálny systém, technické zariadenie alebo v širšom zmysle aj biologický orgán, reagujúci na zmeny meranej veličiny (fyzikálnej, chemickej) okamžite, alebo reaguje na časový priebeh zmeny.

Najbežnejšie snímače sú elektrické, transformujúce informáciu o meranej veličine do inej fyzikálnej oblasti, najčastejšie na elektrický signál alebo na elektrický parameter. Umožňujú transformáciu neelektrickej veličiny na elektrické signály.


Použitie[upraviť | upraviť zdroj]

V súčasnosti sa snímače používajú prakticky vo všetkých druhoch priemyselných výrobkov a systémov, ako aj v procesnej automatizácii, v meraní a regulácii. Niekoľko príkladov: medicína a lekárske prístroje, priemysel a priemyselná výroba, robotika, spotrebná elektronika, výrobky pre domácnosť, dopravné prostriedky, automobily, spracovateľský priemysel, poľnohospodárstvo a potravinárstvo.


Základné vlastnosti snímačov[upraviť | upraviť zdroj]

  • jednoznačnosť - každej hodnote meranej veličiny zodpovedá práve jedna hodnota výstupnej veličiny
  • jednoznačná závislosť výstupnej veličiny od vstupnej (lineárna, logaritmická)
  • citlivosť - hodnota zmeny meranej veličiny pri ktorej ešte vzniká zaznamenateľná zmena výstupnej veličiny
  • zotrvačnosť - časové oneskorenie výstupného signálu po zmene vstupnej veličiny
  • stálosť - údaj snímača sa nemení, ak sa nemení vstupná veličina
  • prevádzková spoľahlivosť, presnosť, jednoduchá údržba.
  • nelinearita a hysteréza
  • rozlíšenie
  • dovolená chyba
  • posunutie nuly a drift,
  • šum,
  • doba odozvy,
  • frekvenčná charakteristika.

Prehľad[upraviť | upraviť zdroj]

Väčšina snímačov sú elektrické alebo elektronické, i keď existujú aj iné typy. Snímače sú druhom prevodníkov. Snímače buď aj priamo zobrazujú hodnoty (napr. ortuťové teplomery) alebo sú spojené s indikátorom (môžu byť aj nepriamo napr. cez analógový alebo číslicový kovertor, alebo počítač a displej), aby boli pre človeka čitateľné. Technické postupy umožňujú vyrobiť viac a viac snímačov MEMS technológou. Vo väčšine prípadov sa takto zväčšuje možnosť zvyšovania citlivosti.

Vývoj[upraviť | upraviť zdroj]

Svetový trh so snímačmi dynamicky narastá. V Európe je na trhu viac ako stotisíc rôznych typov snímačov. Toto číslo ilustruje široké využitie snímačov, ako aj fakt, že výber snímača na konkrétne využitie nie je jednoduchou úlohou. Určitým dôvodom na zvýšenie záujmu o snímače je aj miniaturizácia týchto zariadení. Za tento trend zodpovedá neustály postup v rozvoji technológií kompatibilných s informačnými technológiami. V súčasnosti sú dostupné snímače založené na kremíkovej alebo podobnej technológii pre takmer každú veličinu a na vývoj v tejto oblasti stále existuje ďalší priestor.

Rozdelenie[upraviť | upraviť zdroj]

Keďže podstatná zmena zahŕňa výmenu energií, môžeme snímače rozdeľovať podľa toho aký druh energie prevádzajú alebo detekujú. Podľa vstupnej meranej veličiny reozdeľujeme snímače mechanických, tepelných, akustických, magnetických, svetelných, elektrických veličín, jadrového žiarenia a pod. a tomu zodpovedajú snímače:

  • vzdialenosti - meria dĺžku priamky medzi dvoma definovanými bodmi
  • polohy - meria súradnice špecifikovaného bodu objektu v špecifikovanom vzťažnom

systéme

  • posunutia - meria zmenu polohy vo vzťahu k referenčnému bodu,
  • proximitný - zisťuje znamienko (kladné alebo záporné) lineárnej vzdialenosti medzi

bodom objektu a pevným referenčným bodom,

  • hladinomer - meria vzdialenosť vrchu hladiny kvapaliny alebo sypkej látky v zásobníku

vzhľadom k určenej vodorovnej referenčnej ploche,

  • uhlomer - meria uhol natočenia vzhľadom k referenčnej polohe,
  • sklonomer - meria uhol vzhľadom ku kolmici na zem,
  • tachometer - meria obvodovú rýchlosť,
  • snímač vibrácií - meria pohyb vibrujúceho objektu, vyjadrený ako posunutie, rýchlosť alebo

zrýchlenie,

  • akcelerometer - meria zrýchlenie.

Medzi snímače sily a podobných veličín patria:

  • snímač tlaku - meria rozdiel tlaku vzhľadom k vákuu alebo k referenčnému tlaku (pretlak alebo podtlak),
  • snímač sily - meria normálovú alebo šmykovú silu
  • snímač krútiaceho momentu - meria krútiaci moment,
  • tenzometer - meria lineárne pomerné predĺženie
  • taktilný snímač meria účinok dotyku,
  • maticový taktilný - meria rozloženie normálových alebo šmykových síl


Podľa elektrického výstupného signálu delíme snímače na :

  • aktívne - pri pôsobení vstupnej veličiny sa správajú ako zdroj elektrickej energie: indukčné, termoelektrické, fotoelektrické, piezoelektrické snímače
  • pasívne - parametrické - pôsobením vstupnej veličiny sa mení niektorý z parametrov snímača: odporové, indukčnostné, kapacitné

Podľa použitého fyzikálneho princípu:

  • dilatačné
  • deformačné
  • piezoelektrické
  • termoelektrické
  • fotoelektrické
  • Hallove

Definícia pojmov[upraviť | upraviť zdroj]

Pri používaní výrazov snímač alebo prevodník existuje veľké množstvo nedorozumení. Tieto pojmy a označenia totiž nie sú normalizované. Zariadenia, ktoré prevádzajú informácie z jednej fyzikálnej oblasti do druhej, zvyčajne do elektrickej oblasti, sa označujú ako prevodník, snímač, vysielač alebo meradlo. V anglickej literatúre je ich označenie trošku viac jasné; sensor je snímač, transducer je prevodník alebo vysielač, transmitter je prevodník a gauge je meradlo. Niektorí odborníci a autori publikácií robia jasný rozdiel medzi úplným zariadením a tou časťou zariadenia, v ktorej sa vykonáva prevod z jednej oblasti do druhej. Pokračujúca integrácia rôznych prvkov do jedného meracieho systému vyžaduje opätovné prehodnotenie používanej terminológie. Odborníci z praxe už roky nerozlišujú snímače od prevodníkov a vysielačov a preto z praktických dôvodov sa uspokojíme s tým, že výrazy snímač, prevodník a vysielač budeme považovať za rovnocenné. V prípade, že chceme zvýrazniť senzorickú časť, čiže snímaciu časť zariadenia, používame výraz senzor.

Externé odkazy[upraviť | upraviť zdroj]

Fyzikálne princípy elektrických snímačov (zdroj, z ktorého pôvodne čerpal tento článok)
Snímače a prevodníky – definícia pojmov (zdroj, z ktorého pôvodne čerpal tento článok)
Senzory - základy, charakteristiky