انواع سنسور آنالوگ که باید قبل از خرید بشناسید

انواع سنسور آنالوگ، جزوه پرکاربردترین ابزارهای اندازه گیری در صنایع مختلف می شوند. بطوری که از کنترل دما و فشار گرفته تا موقعیت سنجش، جریان و نور، این سنسورها نقش کلیدی در عملکرد صحیح از تجهیزات صنعتی ایفا می‌کنند. اگر قصد خرید سنسور آنالوگ را دارید، می‌خواهید انواع آن را دقیق بدانید، تفاوت‌های عملکردی و کاربرد هرکدام، به شما کمک می‌کند تا انتخاب هوشمندانه، دقیق و مناسب با نیاز به پروژه باشید.

سنسور آنالوگ چیست؟

سنسور آنالوگ (Analog Sensor) نوعی حسگر یا مبدل است که یک کمیت فیزیکی (مانند دما، فشار، رطوبت، نور، حرکت، گاز و…) را دریافت کرده و آن را به یک سیگنال الکتریکی پیوسته (Continuous Electrical Signal) تبدیل می‌کند. این سیگنال معمولاً به‌صورت ولتاژ (مثلاً ۰ تا ۵ ولت) یا جریان (مثلاً ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر) است و به‌صورت خطی یا غیرخطی متناسب با مقدار کمیت فیزیکی تغییر می‌کند.

خواندن این مقاله را از دست ندهید:مولتی متر چیست و انواع آن کدامند؟|انواع آنالوگ و دیجیتال

نحوه عملکرد سنسورهای آنالوگ:

عملکرد سنسور آنالوگ به‌طور کلی شامل سه مرحله اصلی است: حس کردن کمیت فیزیکی، تبدیل آن به سیگنال الکتریکی، و ارسال سیگنال به سیستم‌های پردازشی. در اینجا، هر کدام از این مراحل را به‌طور دقیق‌تر بررسی خواهیم کرد.

1. حس کردن کمیت فیزیکی (Physical Sensing)

اولین مرحله در عملکرد هر سنسور آنالوگ، حس کردن یک کمیت فیزیکی است. این کمیت‌ها می‌توانند شامل مواردی مانند دما، فشار، جریان، رطوبت، نور، یا موقعیت باشند. به‌طور مثال:

• در یک سنسور دما (RTD یا ترموکوپل)، کمیت فیزیکی مورد نظر دما است.جهت آشنایی با سنسور دما مقاومتی RTDکلیک کنید.
• در یک سنسور فشار، کمیت فیزیکی مورد نظر، فشار گاز یا مایع است.

سنسور آنالوگ از مادی خاص که درون خود دارد (مثل سیم‌های خاص در ترموکوپل‌ها یا مواد مقاومتی در RTD‌ها)، برای حس کردن تغییرات در محیط استفاده می‌کند. این ماده به‌طور مستقیم تحت تأثیر پارامترهای فیزیکی قرار می‌گیرد و واکنش نشان می‌دهد.

2. تبدیل کمیت فیزیکی به سیگنال الکتریکی (Signal Conversion)

پس از حس کردن کمیت فیزیکی، سنسور آنالوگ این کمیت را به سیگنال الکتریکی پیوسته تبدیل می‌کند. بسته به نوع سنسور، این سیگنال می‌تواند به صورت ولتاژ یا جریان باشد.

• در سنسورهای ترموکوپل، تغییر دما باعث تغییر ولتاژ در نقطه اتصال دو فلز مختلف می‌شود. این ولتاژ بسیار کم است و باید به کمک تقویت‌کننده‌ها تقویت شود.
• در سنسورهای RTD (Resistance Temperature Detectors)، تغییرات دما موجب تغییر مقاومت ماده می‌شود و این تغییرات مقاومت به سیگنال ولتاژ یا جریان تبدیل می‌شود.
• در سنسورهای پتانسیومتر، تغییرات مکانیکی یا زاویه‌ای موجب تغییر مقاومت می‌شود که منجر به تغییر ولتاژ خروجی می‌شود.

در تمامی این حالت‌ها، خروجی سنسور به‌طور پیوسته و متناسب با تغییرات کمیت فیزیکی (مانند دما یا فشار) تغییر می‌کند.

ما در این مقاله در رابطه با ترموکوپل چیست و انواع ترموکوپل در ابزاردقیق صحبت کرده ایم.

3. پردازش و ارسال سیگنال به سیستم‌های کنترلی (Signal Processing & Output)

پس از تبدیل کمیت فیزیکی به سیگنال الکتریکی، این سیگنال معمولاً به یک سیستم کنترلی یا پردازشی (مثل یک PLC یا کنترلر دما) ارسال می‌شود. سیگنال الکتریکی آنالوگ معمولاً به صورت ولتاژ (مثلاً ۰ تا ۵ ولت یا ۰ تا ۱۰ ولت) یا جریان (مثلاً ۴ تا ۲۰ میلی‌آمپر) به سیستم‌های کنترلی ارسال می‌شود.

سیستم کنترلی سپس از این سیگنال برای انجام عملیات مختلف مانند کنترل دما، تنظیم فشار، یا نمایش میزان رطوبت استفاده می‌کند. در برخی موارد، برای اعمال پردازش‌های بیشتر یا تبدیل این سیگنال به داده‌های دیجیتال، از دستگاه‌های تبدیل آنالوگ به دیجیتال (ADC) استفاده می‌شود.

انواع سنسور آنالوگ

1. سنسور دما (Temperature Sensors)

سنسورهای دما یکی از انواع سنسور آنالوگ است که برای اندازه‌گیری دمای محیط یا مواد مختلف طراحی می‌شوند و در بسیاری از سیستم‌های کنترل صنعتی، پزشکی و محیط‌های آزمایشگاهی استفاده می‌شوند. این سنسورها معمولا سیگنال آنالوگ تولید می‌کنند که تغییرات دما را به‌طور پیوسته نمایش می‌دهد. سنسورهای دما آنالوگ معمولاً به‌صورت مستقیم به سیستم‌های نظارتی و کنترل متصل می‌شوند تا داده‌های دقیق‌تری در مورد دما فراهم کنند.

سنسورهای دما بر اساس اصول مختلفی از جمله مقاومت، اثر ترموالکتریک یا تغییرات فیزیکی مواد به‌کار می‌روند. این سنسورها می‌توانند مقادیر دما را در محدوده‌های مختلف اندازه‌گیری کنند، از دماهای پایین مانند دمای انجماد تا دماهای بالا در فرآیندهای صنعتی انواع سنسورهای دما:

2. سنسور فشار (Pressure Sensors)

سنسور فشار برای اندازه‌گیری فشار گازها یا مایعات در سیستم‌ها و فرآیندهای مختلف استفاده می‌شود. این سنسورها معمولاً به‌صورت آنالوگ خروجی می‌دهند که به سیگنال‌های ولتاژ یا جریان تبدیل می‌شود. به‌طور کلی، سنسورهای فشار می‌توانند تغییرات فشار را به سیگنال‌های آنالوگ تبدیل کنند که سپس توسط سیستم‌های کنترلی پردازش می‌شوند.

سنسورهای فشار معمولاً از مواد خاصی مانند سیلیکون، فلزات پیزوالکتریک یا مواد مقاومتی برای تبدیل تغییرات فشار به سیگنال الکتریکی استفاده می‌کنند. تغییرات در فشار می‌تواند بر اساس نوع سنسور به‌صورت تغییر در مقاومت، ظرفیت یا سیگنال الکتریکی نهایی ثبت شود.

ما در این مقاله به بررسی سنسور فشار چیست و انواع سنسور فشار کدامند پرداخته ایم.

انواع سنسورهای فشار:

• سنسور فشار مقاومتی: این سنسورها از یک عنصر مقاومتی استفاده می‌کنند که تغییرات فشار باعث تغییر در مقاومت می‌شود. این تغییرات مقاومت به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شود.
• سنسور فشار خازنی: این نوع سنسورها تغییرات فشار را از طریق تغییرات در ظرفیت خازن اندازه‌گیری می‌کنند. تغییرات در فشار موجب تغییرات در فاصله یا مواد داخل خازن می‌شود که به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شود.
• سنسور فشار پیزوالکتریک: در این سنسورها از اثر پیزوالکتریک برای اندازه‌گیری تغییرات فشار استفاده می‌شود. فشار وارد شده به مواد پیزوالکتریک باعث تولید بار الکتریکی می‌شود که به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شود.

3. سنسور رطوبت (Humidity Sensors)

سنسور رطوبت یکی دیگر از انواع سنسور آنالوگ است که برای اندازه‌گیری میزان رطوبت نسبی یا رطوبت مطلق در هوا طراحی شده‌اند. این سنسورها معمولاً برای کنترل دما و رطوبت در اتاق‌ها، انبارها، و حتی سیستم‌های کشاورزی و کنترل فرآیندهای صنعتی به‌کار می‌روند. سنسورهای رطوبت آنالوگ به‌طور معمول به‌صورت ولتاژی یا جریان آنالوگ خروجی می‌دهند که می‌تواند برای کنترل سیستم‌های تهویه و تنظیم شرایط محیطی استفاده شود.

سنسورهای رطوبت از مواد خاصی ساخته می‌شوند که مقاومت یا ظرفیت آن‌ها بسته به میزان رطوبت تغییر می‌کند. این تغییرات به سیگنال‌های آنالوگ تبدیل شده و برای تحلیل و کنترل استفاده می‌شوند.

انواع سنسورهای رطوبت:

• سنسور مقاومتی: در این نوع سنسورها، تغییرات رطوبت باعث تغییر مقاومت یک ماده خاص می‌شود. این تغییرات مقاومت به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شود.
• سنسور خازنی: این سنسورها ظرفیت خازن را با توجه به میزان رطوبت اندازه‌گیری می‌کنند. این تغییرات در ظرفیت خازن به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شود.
• سنسور نوری: برخی سنسورهای رطوبت از فناوری نوری برای اندازه‌گیری رطوبت استفاده می‌کنند. این سنسورها معمولاً در محیط‌های خاص مانند اتاق‌های تمیز یا آزمایشگاه‌ها کاربرد دارند.

جهت مطالعه ی سنسور خازنی چیست؟ وانواع سنسورهای خازنی کدامند؟ کلیک کنید.

4. سنسور نور (Light Sensors)

سنسورهای نور برای اندازه‌گیری شدت نور در محیط‌های مختلف به‌کار می‌روند. این سنسورها به‌طور معمول نور محیط را به سیگنال آنالوگ ولتاژ یا جریان تبدیل می‌کنند که می‌تواند برای کنترل سیستم‌های روشنایی، امنیت، و دیگر تجهیزات استفاده شود.

سنسورهای نور معمولاً از مواد فتوولتائیک یا فتوکنتر استفاده می‌کنند که وقتی نور به آن‌ها می‌تابد، تولید بار الکتریکی می‌کنند و این بار به‌صورت آنالوگ قابل اندازه‌گیری می‌شود.

انواع سنسورهای نور:

• فتوسل (Photocell): فتوسل‌ها معمولاً برای کنترل روشنایی استفاده می‌شوند و به‌طور خودکار نور محیط را اندازه‌گیری کرده و در پاسخ به تغییرات شدت نور، سیگنال آنالوگ تولید می‌کنند.
• فوتودیتکتور (Photodetector): این سنسورها حساس به تغییرات نوری هستند و برای اندازه‌گیری شدت نور استفاده می‌شوند. فوتودیتکتورها می‌توانند انواع مختلفی از نور را تشخیص دهند و آن‌ها را به سیگنال آنالوگ تبدیل کنند.

5. سنسور جریان (Current Sensors)

سنسور جریان برای اندازه‌گیری مقدار جریان الکتریکی که از یک مدار عبور می‌کند طراحی شده است. این سنسورها به طور معمول سیگنال‌های آنالوگ می‌دهند که به راحتی می‌توانند به سیستم‌های کنترل یا دستگاه‌های اندازه‌گیری منتقل شوند. عملکرد این سنسورها بر اساس تبدیل جریان به سیگنال الکتریکی است که می‌تواند به راحتی توسط دستگاه‌های پردازشگر، نمایشگرها یا سیستم‌های کنترل آنالیز شود.

سنسورهای جریان معمولاً از اصول فیزیکی مختلفی برای اندازه‌گیری جریان استفاده می‌کنند، از جمله اثر هال، مقاومت شنت، یا ترانسفورماتورهای جریان. این سنسورها می‌توانند جریان مستقیم (DC) یا جریان متناوب (AC) را اندازه‌گیری کنند.

انواع سنسورهای جریان:

• سنسور جریان اثر هال (Hall Effect Current Sensors): این سنسورها بر اساس اثر هال کار می‌کنند که از آن برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی حاصل از جریان الکتریکی استفاده می‌شود. در این سنسورها، جریان عبوری از یک رسانا، میدان مغناطیسی تولید می‌کند که می‌تواند توسط سنسور اثر هال اندازه‌گیری شود و به سیگنال آنالوگ تبدیل گردد.
• سنسورهای جریان شنت (Shunt Resistor Current Sensors): در این نوع سنسورها، یک مقاومت بسیار کم (شنت) در مسیر جریان قرار داده می‌شود. با عبور جریان از مقاومت، افت ولتاژ متناسب با شدت جریان تولید می‌شود که این افت ولتاژ به راحتی به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شود.
• سنسورهای جریان ترانسفورماتوری (Transformative Current Sensors): این سنسورها به‌طور ویژه برای اندازه‌گیری جریان‌های متناوب (AC) طراحی شده‌اند و معمولاً از ترانسفورماتورهای جریان برای تولید سیگنال آنالوگ استفاده می‌کنند.

6. سنسور سرعت (Speed Sensors)

سنسور سرعت برای اندازه‌گیری سرعت یک جسم متحرک یا نرخ تغییرات موقعیت آن طراحی شده است. این سنسورها معمولاً برای اندازه‌گیری سرعت چرخش، حرکت خطی، یا سرعت دیگر اجسام در سیستم‌های صنعتی، خودرو، یا ماشین‌آلات استفاده می‌شوند. سنسورهای سرعت به‌طور معمول خروجی آنالوگ دارند که متناسب با تغییرات سرعت جسم تولید می‌شود.

عملکرد این سنسورها معمولاً بر اساس تبدیل تغییرات موقعیت یا زاویه به سیگنال آنالوگ است. این سیگنال می‌تواند به سرعت پردازش و کنترل شود تا سیستم‌هایی مانند موتورهای الکتریکی، ربات‌ها یا خودروها بتوانند به‌طور دقیق و موثر کنترل شوند.

انواع سنسورهای سرعت:

• سنسورهای مغناطیسی (Magnetic Speed Sensors): این سنسورها از میدان‌های مغناطیسی برای اندازه‌گیری سرعت استفاده می‌کنند. این سنسورها معمولاً شامل یک مغناطیس و یک حسگر مغناطیسی هستند که تغییرات در موقعیت یا سرعت جسم را اندازه‌گیری کرده و به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌کنند.
• سنسورهای نوری (Optical Speed Sensors): این سنسورها از پرتوهای نوری برای اندازه‌گیری سرعت استفاده می‌کنند. تغییرات در سرعت جسم موجب تغییر در الگوهای نوری می‌شود که به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شود. این نوع سنسورها معمولاً برای سرعت‌های بالا و در محیط‌های دقیق کاربرد دارند.
• سنسورهای القایی (Inductive Speed Sensors): سنسورهای القایی با استفاده از اثر القای الکترومغناطیسی برای اندازه‌گیری سرعت چرخش یا حرکت استفاده می‌کنند. در این سنسورها، تغییرات سرعت باعث تغییر در میدان مغناطیسی می‌شود که به سیگنال آنالوگ تبدیل می‌شود.

مشاوره قبل از خرید

برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با خرید محصولات می‌توانید با شماره تلفن‌های زیر تماس بگیرید: