Обсуждение:Датчик

Фотодиод

Датчик (англ. sensor—датчик) — термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. ^[1]

В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Общие сведения[править код]

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. Специальный случай представляет использование датчиков в автоматических системах регистрации параметров, например, в системах научных исследований.

В последнее время датчики на основе кремния со встроенными фотодиодами способны фиксировать оптические изображения благодаря возможности преобразовывать фотоны (кванты) световых лучей в виде заряда электроннов соответствующей энергии излучаемой каждой предметной точкой фотографируемого объекта. Такие датчики (сенсоры) в цифровой фотографии называются фотодиодами или пикселами (отдельные элементы), фотодатчиками (в сборе) или в переводе — фотосенсорами. В России исторически фотодатчики называли фотоматрицами (в полиграфии), которые пошли от матриц. Можно принять, что основным элементом фотосенсора является матрица (фото), которая получается с применением сложнейших процессов на малекулярном уровне при производстве фотодатчиков с размерами пикселей в микроны. Однако, фотосенсоры, дополнително могут содержать целый ряд вспомогаиельных элементов, которые в окончательном виде применяются в фото и видео аппаратуре. Откуда и пошло, основной светочувствителный элемент цифрового фотоаппарата называется — фотосенсором. (Матрица (фото) как элемент фотосенсора можно рассматриват с точки зрения применения полупроводниковых материалов, структуры, формы пикселей, технологий изготовления и т.д.).

Определения понятия датчик[править код]

Широко встречаются два основных значения:

чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.

Эти значения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в фотосенсорах и др.

Применение датчиков[править код]

Фотосенсор

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем все чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определенная тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации в настоящее время можно отнести к понятиям измерительный инструмент, измерительный прибор, фотоматериалы. Для этих устройств преобладает аспект их использования человеком и как правило, используются в разных режимах (автаматический, измерительный прибор, фотоматериалы (матрица (фото), фотосенсорах) и др.