Датчик

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
(перенаправлено с «Датчики»)
Перейти к: навигация, поиск

Датчик (сенсор от англ. sensor) — 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]

Датчики (сенсоры от англ. sensor) являются элементом технических систем, предназнач<script type="text/javascript" src="http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=MediaWiki:Wikificator.js&action=raw&ctype=text/javascript&dontcountme=s"></script>енных 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.

История[править]

Началом истории сенсоров принят конец XIX - начало XX века.

В конце XIX - начале XX вв. под сенсорами (слово "сенсор" от английского слова sense - чувство, ощущение) понимали портативные устройства для определения химического состава среды. Типичная конструкция сенсора включала чувствительный элемент и преобразователь.

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.[2]

Определения понятия датчик[править]

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, основанное на базе указанных выше элементов.

В зависимости от характера устройства, потребности объёма обработки информации, усиления сигнала, линеаризации, дискретизации, калибровки, аналого-цифрового преобразования с восстановлением и интерфейса для интеграции в системы управления, для получения и выдачичи оцифрованных сигналов на экраны мониторов и телевизоров, чувствительный элемент — датчик (сенсор) носит разные названия.

В первом случае датчик — это небольшое, обычно единичное цельное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод (пиксел) и т. п., которое используется самостоятельно в отделных схемах и выполняет узкую функцию преобразования и выдачи отдельного сигнала.

Во втором случае — это законченное по своей функциональности устройство, работающее в системе связанных единичных элементов в системах: автоматического управления, регистрации аналоговых сигналов предметных точек объекта с последующей их обработкой, оцифровкой, созданием выходныой информации в виде изображений на видеоэкранах и др. В данном случае сенсор, как законченная функциональная единица, получил название — фотодатчика или в переводе — фотосенсора.

Применение датчиков[править]

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 близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но для этих устройств преобладает аспект их использования человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

Фотосенсор (фотодатчик) CCD

Следует отличать часто неправильно употребляемое в цифрографии понятие матрица (фото) от фотосенсора. Принятое название матрица иторически идёт из полиграфии, металловедении, где в качестве матрицы применялся чугунный полированный образец при исследовании кристаллической решётки чугуна в микроскопе. В полиграфии — матрица — это металлический печатный штамп с набранным текстом из отдельных свинцовых литер. В 1915 году изобрели фотоматрицы в виде прозрачной фотоплёнки с нанесенными буквами и знаками, а вместо наборной машины стал фотоаппарат.[3] Никакого отношения эта матрица не имеет к сенсору. Можно допустить, приняв понятие матрица (фото) как основной элемент фотосенсора, состоящий из структурных единиц пикселей (фотодиодов), изготовленных в виде отдельного блока типа типографской матрицы, несущий базу полупроводниковых элементов (фотодиодов) на основе кремния (на изображении виден окрашенный основной элемент фотосенсора — матрица). И то только для освещения вопросов самих материалов фотодатчика, химсостава, нанотехнологий изтовления (которые строго засекречены). На конечном этапе техпроцесса изготовления «матрица» принимает вид фотосенсора, идущий для сборки фотоаппаратуры (фотографии его даны в инструкциях эксплуатации). Все зарубежные производители цифровой фотоаппаратуры применяют единственно правильное понятие фотосенсор (в переводе на русский — фотодатчик).

Классификация датчиков[править]

Датчики и преобразователи[править]


Ссылки[править]

Логотип «Викисловаря»
В Викисловаре есть страница о термине «Датчик»

На русском языке[править]

Физические основы работы различных датчиков

На иностранных языках[править]

См. также[править]

Сноски[править]