1

1.GENERALITISenzorii sunt dispozitive care sesizeaz variaia unui parametru din sistem prin emiterea de semnal corespunztor, corelat cu mrimea (intensitatea) parametrului respectiv.

Schema bloc a unui senzor

Se mai numesc traductoare si cele care au o construcie mai complex (care include i alte elemente auxiliare). Senzorii (traductoarele) au rolul de a

transforma anumii parametri ai sistemului n mrimi de alt natur.

Parametrul de transformat formeaz semnalul de intrare al traductorului, iar cel transformat semnalul de ieire.

Intr-un sistem mecatronic, senzorii si traductorii permit modulului de procesare obtinerea de informatii despre proces si mediu. Fara aceste dispozitive, sistemul nu poate functiona. De multe ori, calitatea sistemului mecatronic este in cea mai mare parte dependenta de calitatea sistemului de senzori si traductoare.2.CLASIFICAREA SENZORILORExist astzi senzori pentru mai mult de 100 de mrimi fizice, iar dac se iau n

considerare i senzorii pentru diferite substane chimice, numrul lor este de ordinul sutelor. Se pot pune n eviden circa 2000 de tipuri distincte de senzori, oferite n 100.000 de variante.

Datorit marii diversiti a principiilor de conversie a mrimilor fizice n mrimi electrice, precum i a soluiilor de implementare a acestor principii, exist i o multitudine de criterii de clasificare a senzorilor, dintre care vor fi enumerate cteva dintre cele mai importante:

Senzorii pot fi clasificai n funcie de tehnologiile utilizate pentru realizarea lor:

Tehnologii ale materialelor feromagnetice;

Tehnologii ale materialelor piezo-ceramice;

Tehnologii ale microeelectronicii i microsistemelor;

Tehnologii ale staturilor subiri;

Tehnologii ale staturilor groase;

Tehnologii pentru materiale sinterizate;

Tehnologii ale foliilor etc.

n funcie de tipul mrimii fizice de intrare senzorii pot fi clasificai n:

absolui, cnd semnalul electric de ieire poate reprezenta toate valorile posibile alemrimii fizice de intrare, raportate la o origine (referin) aleas;

incrementali, cnd nu poate fi stabilit o origine pentru toate punctele din cadrul domeniului de msurare, ci fiecare valoare msurat reprezint originea pentru cea urmtoare.

Foarte important este clasificarea n funcie de tipul mrimii de ieire, n:

senzori analogici, pentru care semnalul de ieire este n permanen proporional cu mrimea fizic de intrare;

senzori numerici (digitali), la care semnalul de ieire poate lua numai un numr limitat de valori discrete, care permit cuantificarea semnalului fizic de intrare.

Privind problema semnalului de ieire din punctul de vedere al numrului de valori posibile, pot fi puse n eviden alte dou clase distincte:

senzori binari, care prezint la ieire numai dou valori distincte;

senzori cu un numr mare de valori, pentru msurarea unei mrimi ntr-o anumit plaj; pot fi analogici sau numerici.

Un alt criteriu de clasificare ine cont de numrul elementelor traductoare i de numrul de dimensiuni atribuite valorilor msurate i clasific senzorii n scalari (un traductor, o dimensiune), vectoriali (msurri dup trei direcii ortogonale) i matriciali (un anumit numr de traductoare dispuse dup o matrice mono-, bi- sau tridimensionalDin punct de vedere energetic putem avea dispozitive: - active: realizarea conversiei marimii fizice de intrare in semnal electric se face fara aport de energie auxiliara (termocupluri, dispozitive fotoelectrice etc.); - pasive: realizarea conversiei marimii fizice de intrare in semnal electric se face cu aport de energie auxiliara (termorezistente, traductoare tensometrice etc.).

Dup acest principiu senzorii se mpart n:

1. senzori electrochimici

2. senzori optici

3. biosenzori

4.alte tipuri1. Senzori electrochimici

Mrimea de intrare este, n general, o specie de natura chimic, iar mrimea de ieire este o mrime de natur electric.

Funcie de natura mrimii electrice, senzorii electrochimici se mpart n:

- senzori poteniometrici la care mrimea de ieire este un potenial;

- senzori amperometrici la care mrimea de ieire este un curent;

- senzori conductometrici la care mrimea de ieire este conductana, impedana sau rezistena electrica, implicit conductivitatea sau conductibilitatea specifica.

2. Senzori optici

Sunt acei senzori care se bazeaz pe un fenomen optic i la care mrimea de ieire este o mrime de natur optic: intensitatea luminoas, absorbana, transmitana, difuzia.

Astfel, spre exemplu, putem mentiona traductoare (senzori), care folosesc ca elemente fotosensibile: celule fotoelectrice,semiconductori fotosensibili (exemplu: fotodioda,fotorezistorul, etc.)

3. Biosenzori

Sunt senzori care au o interfata de natur biologic sau biochimic, care este foarte selectiva la prezenta in mediul de analizat a unui compus specific, ce poate fi determinat prin detecia (electrochimica, optica etc.) a semnalului obinut prin interaciunea dintre acest compus si biointerfata respectiva.

La rndul lor, biosenzorii se pot clasifica dupa mai multe criterii care vor fi prezentate in cele ce urmeaza:

Alte tipuri de senzori

a) senzori piezoelectrici si acustici

b) senzori electronici:

1) de tip semiconductori: integrai, pe baza

tehnologiei MOS-FET;

2) de tip oxizi-semiconductori

3) senzori rezistivi: chemorezistori si termorezistori.

c) senzori bazai pe proprieti magnetice;

d) senzori bazai pe radiaia ionizant.3.CARACTERISTICILE SENZORILORPrincipalele caracteristici statice sunt: - liniaritatea: se defineste ca masura in care legatura intre marimea fizica de intrare si semnalul electric de iesire poate fi exprimata printr-o functie liniara; - precizia: se defineste ca toleranta cu care o marime poate fi repetata (adica abilitatea dispozitivului de a da aceeasi valoare de iesire pentru aceeasi valoare de intrare); - rezolutia: se defineste ca minimul variatiei semnalului de iesire, produs ca urmare a variatiei continue a unui semnal fizic de intrare.

1. Funcia de transfer - este caracteristica cea mai important a unui senzor. Reprezint expresia relaiei dintre semnalul de intrare (de exemplu, concentraia unei anumite specii de determinat,temperatura, presiunea, etc.) i semnalul de ieire al senzorului.

2. Sensibilitatea (limita de detecie) - este definit drept concentraia cea mai sczut n specia urmrit, care conduce la apariia unui semnal care poate fi distins de semnalul obinut prin msurtori paralele n probele martor.

3. Selectivitatea unui traductor se refer la efectul interferenelor cauzate de ioni sau molecule, altele dect specia urmrit.

ntruct la marea majoritate a traductoarelor nu se poate asigura un procent de 100 % a selectivitii, este important sa se cunoasc limitele de

selectivitate ntr-o soluie test dat.

4. Stabilitatea semnalului n timp: aceast caracteristic primar se refer, n general, la modificarea performanelor traductoarelor (T) n timp din cauza unor diveri factori.

Cunoaterea stabilitii senzorului (traductorului) n timp permite stabilirea frecvenei de verificare i recalibrare.

5. Timpul de rspuns: decalajul n timp dintre variaia semnalului de intrare i variaia corespunztoare semnalului de ieire a traductorului respectiv.

6. Gradul de participare al senzorului - gradul de participare al senzorului la interaciunea cu sistemul studiat trebuie s fie redus datorit eliminrii perturbaiilor cauzate de prezena senzorului n sistem (exemplu: consum de materii).

7. Sigurana n exploatare - presupune asigurarea unui grad de fiabilitate a sistemului de msur, care este garantat de productor pentru o anumita durat de funcionare a traductorului si este de dorit s fie ct mai mare.

Fiabilitatea sistemului de msur este definita ca numrul maxim de defeciuni a sistemului intr-un anumit interval de timp. In aceste condiii, traductorul trebuie s realizeze msurarea mrimilor dorite

n conformitate cu caracteristicile stabilite de productor.

8. Economicitatea este o caracteristica a unui senzor (traductor), care se poate realiza pornind de la productor i ajungnd pn la utilizator. La productor, economicitatea se poate realiza fie prin ntrebuinarea unor materiale cu pre de cost redus, fie prin introducerea robotizrii in procesul de fabricaie de serie, folosind tehnologii de tip hightech (de exemplu: fabricarea senzorilor de tip micro-chip).

Caracteristicile secundare ale senzorilor

Caracteristicile secundare ale unui senzor sunt definite ca efecte indirecte ale funcionrii senzorului in condiii diferite ambientale, asupra rspunsului generat de sistemul de analiza realizat pe baza senzorului.

Caracteristicile secundare ale senzorilor sunt necesare pentru asigurarea unor modaliti tehnice de compensare sau autocompensare a influentei condiiilor de analiz asupra validitii rezultatelor msurtorilor.

Dac in cadrul unor msurtori a calitii apelor de suprafaa, o serie de parametri pot fi meninui constani (cum ar fi: viteza de agitare la suprafaa membranei senzorului de tip electrod ion selectiv, presiunea apei n celulele de msurare a gazelor dizolvate, folosind membrane gaz permeabile), influenta altor parametri (cum ar fi: temperatura, tria ionic etc.) asupra rspunsului

generat de senzori este relativ greu de cuantificat.

Din aceasta cauza se impune compensaia rspunsului senzorilor la influenta unor mrimi caracteristici secundare.Clasificarea caracteristicilor senzorilor

4.SENZORI ELECTROCHIMICI

In procesele de monitorizare a mediului destinaia unui senzor electrochimic este s furnizeze informaii n timp real despre compoziia chimic a mediului

nconjurtor. Ideal un astfel de dispozitiv este capabil s rspund n mod continuu i reversibil fr a perturba proba.

Astfel de dispozitive constau ntr-un element traductor n contact cu un element sensibil care realizeaz recunoaterea speciilor chimice, furniznd informaia analitic sub forma unui semnal electric n urma interaciunii cu specia de analizat.

n funcie de natura analizei i a speciei analizate se pot utiliza diverse tipuri de dispozitive electrochimice, care pot fi clasificate, n funcie de natura semnalului electric, n:

senzori poteniometrici;

senzori amperometrici;

senzori conductometrici.Senzori poteniometriciPrin senzor potentiometric se nelege acel senzor care transform concentraia unei specii de determinat ntr-o diferen de potenial, n condiii de curent net egal cu zero.

Schema de principiu a unui traductor poteniometric este prezentat n figura 1 i este, de fapt, o celul electrochimic n care se introduce soluia de analizat i un sistem de electrozi format dintr-un electrod de referin i un electrod indicator (senzor poteniometric) care i modific potenialul n funcie de specia electroactiv din soluia de analizat.

Fig.1. Schema unei celule poteniometrice

Cel mai frecvent, senzorul potentiometric se prezint sub forma unei membrane, o faz care intercalat ntre alte dou faze, previne transportul haotic de mas ntre acestea, permind trecerea cu anumite grade de libertate a uneia sau a mai multor specii chimice.

Exist senzori poteniometrici i fr membrane, cum a fi electrozii metalici, care pot fi de mai multe tipuri:

a) un element metalic de spea I este format dintr-un metal n contact cu o soluie n care se afl ionii si;

b)electrodul de platin: pentru determinri poteniometrice de oxido-reducere;

c) electrodul de stibiu, chinhidron: pentru determinri de pH.Electrodul de sticl

Fig.2. Schema constructiv a electrodului de sticl

Este constituit dintr-un corp confecionat din sticl (1) terminat la partea inferioar cu o membran din sticl (2) cu o grosime de ordinul micronilor. Membrana se realizeaz dintr-o sticl special obinut prin modificare n

structura sticlei obinuite sau adugare de sruri de Ca, Mg, Li, etc.

Soluia intern (faza 3) (3) care scald partea inferioar a membranei este constituit dintr-o soluie tampon (buffer) cu o valoare constant a pH-ului ales n dependen de domeniul de pH n care se va utiliza electrodul. Electrodul de referin intern (4) este un electrod de tipul Ag/ AgCl realizat dintr-o srm de Ag pe care este depus un precipitat de AgCl. Soluia intern este saturat

cu AgCl.

Exist sisteme de electrozi combinai formai dintr-un electrod de sticl i un electrod de referin amplasai n acelai corp.

Fig.3. Schema constructiv a unui electrod de sticl pH sensibil combinat:

1 membran de sticl; 2 corp de sticl; 3 ecranare; 4 soluie intern; 5

element interior de referin; 6 capac; 7 cablu coaxial

Este un electrod combinat care include att electrodul de sticl ct i electrod de referin intern i extern.

1. membran de sticl sensibil la pH ;

2. electrod de referin intern ;

3. frit (jonciune realizat din sticl poroas; aceasta nu permite curgerea lichidului de umplere B n exterior dar permite schimbul ionilor, deci realizeaz

contactul electric cu soluia extern al crui pH ne propunem s-l msurm) ;

4. electrod de referin extern ;

5. corpul electrodului combinat ;

6. tu care permite umplerea, respectiv schimbarea soluiei de electrolit pentru electrodul de referin.Senzori amperometriciSemnalul util (mrimea de ieire) a unui senzor amperometric este obinut sub form de curent a crui intensitate depinde de mrimea de intrare (concentraie, temperatur, etc). Construcia, performanele de aplicare ale senzorilor amperometrici destinai

determinrii speciilor chimice depind de natura semnalului de excitare i de condiiile n care se realizeaz transportul speciei analizate spre electrod. Dac soluia adiacent electrodului nu este agitat intervine problema dependenei de timp a semnalului msurat. Pentru diminuarea acestui inconvenient se recomand o serie de soluii:

1. utilizarea de electrozi n regim hidrodinamic;

2. interpunerea ntre prob i electrod a unei membrane care

s delimiteze stratul de difuzie;

3. pulsarea potenialului electrodului de la o valoare iniial corespunztoare zonei de inactivitate electrochimic la o valoare final din zona de activitate electrochimic controlat de transportul de mas;

4. utilizarea de micro-electrozi.5.SENZORI OPTICI

Senzorii optici n controlul calitii mediului servesc n general la msurri turbidimetrice sau la determinri de absorbie (culoarea apei, analize colorimetrice).

Tehnici nefelometrice

Metoda cel mai des utilizat n determinarea concentraiei n suspensii se bazeaz pe msurarea transmisiei i respectiv difuziei a unei radiaii luminoase la una sau mai multe lungimi de und.

Senzorii optici au rspuns senzor de mai puin de 50 de micro- secunde, de asemenea, procesele de mare vitez sunt uor de abordat. Prin utilizarea senzorilor optici i a dispozitivelor de msurare, obiectele pot fi detectate i msurate cu uurin

Distantele sunt msurate cu o precizie de o zecime de milimetru i, de asemenea, culorile pot fi recunoscute i distinse..6.BIOSENZORIBiosenzorii sunt detectori ce se bazeaza pe molecule selective ce intra in componenta plantelor si animalelor.

Biosenzorii moderni au evoluat din combinarea a doua discipline separate: tehnologia informationala, (microcircuite si fibre optice, procesare numerica a datelor, teoria generala a sistemelor cu comportare neliniara) si biologia

moleculara. Prima furnizeaza electrozi miniaturali sau senzori optici, tehnica de preluare si procesare a informatiei iar a doua, pune la dispozitie biomolecule care recunosc o substanta tinta.

Definiie: un biosenzor poate fi definit ca un dispozitiv, de obicei electronic, care folosete moleculele de interes biologic pentru a detecta molecule specifice.

Biosenzorul const dintr-un element biologic imobilizat pe un senzor fizico-chimic clasic care transform informaia chimic ntr-un semnal electric.

O clasificare a biosenzorilor se poate realiza dup mai multe criterii:

dupa tipul traductorului folosit n prelucrarea informaiilor preluate de la elementul biologic:

- biosenzori realizai pe baza senzorilor electrochimici(poteniometrici,amperometrici,conductometrici);

- biosenzori realizai pe baza unor senzori termici;

- biosenzori optici;

- biosenzori piezoelectrici;

- biosenzori manometrici

dupa tipul de agent biologic folosit

biocatalitic (enzime, celule, tesuturi)

anticorp (imunosenzor)

antigen (fragment de ARN).

dupa analitii sau reactiile pe care le monitorizeaza

monitorizare directa

monitorizare indirectaElemente constructive ale biosenzorilor Elementul biologic sensibil (material biologic -tesut, microorganism, celule, enzime, anticorpi,acizi nucleici sau material obtinut prin intermediul stiintelor inginersesti);

Traductorul sau detectorul (optic, piezoelectric, electrochimic) care transforma semnalul rezultat din interactiunea analitului cu elemental biologic

intr-o marime fizica usor de masurat si cuantificat;

Sistemul de masurare si prelucrare a semnalelor senzoriale, astfel ca rezultatele obtinute sa poata fi exprimate intr-un mod simplu si cunoscut.

Principii de functionare (detectie)

Biosenzorii optici pot fi exemplificati prin folosirea unei radiatii laser corespunzatoare fenomenul surface plasmon resonance. Astfel un strat subtire de aur depus pe o suprafata de sticla cu indice ridicat de refractie poate

absorbi lumina laser si produce unde de tipul surface plasmons pe stratul de metal. Daca un analit intra in contact cu un receptor imobilizat pe suprafata peliculei de aur, se produce un semnal masurabil.

Biosenzorii electrochimici au la baza cataliza enzimatica

a unei reactii de reducere sau de oxidare.

Biosenzorii piezoelectrici utilizeaza cristale de quartz care se deformeaza si produc oscilatii, cand li se aplica un potential electric.Biosenzori electrochimiciBiosenzorii au ocupat o poziie important printre modalitile actuale de analiza i prezinta perspective promitatoare n domeniul monitorizrii mediului nconjurtor. Astfel de dispozitive constau n dou componente: o entitate biologic care recunoate compusul inta analizat (analit) i un electrod traductor care converteste concentratia analitului n semnal electric utilizabil.

Fig 8. Biosenzor electrochimic: biorecunoatere i semnal de traductorBiosenzori pentru detectia pesticidelorBiosensorii pentru detectia pesticidelor, se bazeaza pe inhibarea activitatii enzimatice a unor enzime de tipul colinesteraselor imobilizate, utilizand detectori de tip electrochimic, si respectivi detectori optici.

Acestia, au o sensibilitate destul de ridicata, dar prezinta anumite dezavantaje: selectivitate relativ scazuta, determinare indirecta ce necesita mai multe etape, intermediare in procesul de analiza, inhibitie ireversibila in cazul multor compusi interferenti.

Aceste dezavantaje, pot fi inlaturate, prin utilizarea diferitelor tipuri de traductoare, cum ar fi spre exemplu cele capacitive, realizat pe siliciu macroporos.Biosenzor clasic pentru determinarea D-glucozei

Fig.9 Dispozitivul consta dintr-un receptor conectat la un canal ionic implantat intr-o membrana modificata chimic. Biosenzorii integrati in microcircuite electronice prezinta marele avantaj al posibilitatii de realizare a unor instrumente analitice ieftine, reproductibile, care pot fi produse in serie larga.

Timpul de raspuns scazut al biosenzorilor, conduce la variante de analiza mai economice, datorat utilizrii unei singure enzime n cantiti foarte mici.

Realizarea senzorului este extrem de simpla.

Deosebit de importante din punct de vedere practic sunt etapele care privesc calibrarea si modalitatea de furnizare a unor rezultate (cu grad de incertitudine

determinat si admisibil), care sa permita stabilirea domeniul de concentratii, pentru care sa se obtina rezultate cat mai apropiate de standard, la masuratori pe

probe cu matrice complexa, asa cum sunt cele reale.7.DETECIA I CONTROLUL RADIOACTIVITAII

Prin radiatie ionizanta se intelege radiata emisa de sursele radioactive

(care pot fi de origine naturala sau artificiala). Astfel suntem permanent expusi

la un nivel sczut de radiaie ionizant din surse naturale care poate proveni

din:

1.radiaia cosmic

2.radiaia terestr

3.radon

4.radiaia natural din interiorul organismelor noastre

Radiaia ionizant provenind din aceste surse constituie ceea ce

numim radiaie de fond. In plus, suntem expusi i la o radiaie artificial,

provenind din:

- expunere medical din radiografdfiile medicale i dentare cu raze

X, i din tratamentele de iradiere cu cobalt sau cu iod radioactiv.

- diverse alte surse producerea de energie electric att n instalaii

clasice ct i n cele nucleare, transportul i depozitarea substanelor nucleare,

programele de testare a armamentului nuclear, ct i din alte activiti umane,

cum ar fi fumatul, arderea gazului pentru nclzire i gtit, utilizarea fosfailor ca

fertilizatori i privitul la televizor color.8.SENZORI DESTINAI MONITORIZRII INDICATORILOR METEOROLOGICI AI AERULUI ATMOSFERIC

Senzori de umiditate

Umiditatea se refer la vaporii de ap coninui n aer. Msurtorile

pentru umiditate pot fi condiionate de o serie de termeni sau uniti. Cei trei

termeni folosii de obicei sunt: umiditatea absolut, punctul de rou i

umiditatea relativ (RH).

Punctul de rou

Punctul de rou este exprimat in C sau F, este temperatura i presiunea la care gazul incepe s condenseze intr-un lichid.

Umiditatea relativ

Este prescurtat RH, umiditatea relativ se refer la raportul (exprimat in procente) a coninutului n umiditate din aer n comparaie cu umiditatea

saturat la aceeai temperatur i presiune.Senzori capacitivi de umiditate

Umiditatea relativ senzorii capacitivi de umiditate relativ

(RH) (a se vedea figura) sunt folosii foarte mult n aplicaii industriale,

comerciale i telemsurarea parametrilor meteorologici.

Fig.10 .Senzori capacitivi RH sunt produi ntr-o mare varietate de

dimensiuni i forme, cu diferite caracteristici,

prin incapsulare in circuite electronice integrate9.SENZORI DE POZIIE I DEPLASARE NUMERICISenzorii numerici (fotoelectrici, inductivi, pneumatici), care utilizeaz metoda de msurare relativ, au ca principiu de lucru transformarea pailor (cuantelor) de deplasare a elementului mobil n impulsuri electrice, care sunt nsumate ntr-un numrtor electronic.

Cea mai mare utilizare n mecatronic o au senzorii incrementali fotoelectrici

Principiul de lucru al senzorului incremental

Simplificnd, ntr-o prim faz lucrurile, principiul de funcionare a unui astfel de senzor poate fi explicat cu ajutorul figurii de mai sus.

O rigl sau un disc (4), confecionate din sticl special, pe care au fost trasate linii opace echidistante, rezultnd astfel o reea format dintr-o alternan de zone opace i transparente, se deplaseaz, solidar cu elementul mobil, prin faa unui cap de citire. Acesta este constituit din sursa de lumin 1 (bec sau LED), lentila condensoare 2 i fotodetectorul 3 (fotodiod, fototranzistor etc.).Distana dintre dou zone opace, respectiv dintre dou zone transparente, se

numete pas (p).

10.SENZORI UTILIZAI N TEHNICA MODERN

Exist sisteme automate de activare a luminilor vehiculului in functie de iluminatul exterior.Un senzor de lumina transmite informatii referitoare la iluminatul exterior si sistemul VALEO 632030 adapteaza luminile vehiculului la conditiile existente astfel incat vizibilitatea este maxima.Este foarte util in parcari subterane, tuneluri timp noros sau lasarea serii.

Exist 2 tipuri de senzori de micare: activi (HF, radar) i pasivi (PIR, senzori cu infrarou). Tehnologia folosit pentru a detecta micarea este diferit:

Senzori de micare

Senzori HF tehnologie nou, senzor radar de nalt frecven, detecteaz orice micare;

Senzori PIR tehnologie standard, infrarou, detecteaz surse de cldur n micare;

Senzorii HF (High Frecvency), care mai sunt numiti i senzori radar sau senzori activi emit unde ultrasonice de frecvene nalte i recepioneaz ecoul acestora. i mai putei ntlni sub denumirea de senzori de prezen pentru c surprind orice micare, ct de mic, aprinznd lumina instantaneu.

Pentru exterior se utilizeaz n prezent doar senzori PIR, deoarece un senzor HF ar declana aprinderea lmpii la cea mai mic micare a frunzelor sau ierbii, nu doar a persoanelor. Pentru interior, dei se pot utiliza ambele tehnologii, cele mai eficiente sunt lmpile cu senzor de micare activ.Senzorul pasiv in infra-rosu (PIR)

Senzorul pasiv in IR este un dispozitiv destinat detectiei deplasarii cu minim 10-15cm/s a unui corp cu diferenta de temperatura fata de mediu de minim 3-50C.Senzorul PIR utilizeaza un dispozitiv sensibil la radiatia infrarosie din spectrul termic(8-14m) numit piroelement. Pentru concentratrarea radiatiei infrarosii se utilizeaza un ansamblu special de lentile Fresnell.Modul de amplasare si dimensiunile acestora determina caracteristica de detectie a senzorului.Exista senzori volumetrici,senzori cortina,senzori cu spot lung,senzori de tavan.

O alta modalitate de concentrare a radiatiei este data de utilizarea unei oglinzi concentratoare de forma parabolica, piroelementul situandu-se in focarul parabolei. PIR-urile cu oglinda sunt senzori volumetrici in adevaratul inteles al cuvantului.

Senzorul PIR prezinta doua avantaje:

1.Elementele de delimitare a spatiilor (pereti,geamuri,usi) sunt opace la radiatia IR, astfel incat senzorul nu detecteaza

miscare in exteriorul spatiului protejat.

2.Datorita flexibilitatii in constructia lentilelor Fresnell exista tipuri constructive pentru o varietate larga de aplicatii

Detectoarele obisnuite se instaleaza in general la 2-2,3 m de la podeaua incaperii si au un unghi de detectie de 90-1050. Se instaleaza de regula in colturile incaperii pentru a asigura o protectie completa. Raza de detectie pe spoturile centrale este in general de 12m, ceea ce face suficienta instalarea unui singur sensor intr-o incapere obisnuita.

Dezvoltarea tipurilor constructive de piroelemente (dual element,quad element) au permis fabricarea de senzori PIR imuni la corpuri de dimensiune redusa (pet imune) precum si la senzori cu procesare digitala avansata pentru cresterea imunitatii la alarme false.

Senzorul PIR este un sensor mascabil - el functioneaza numai in raza de vizibilitate. Vopselurile, hartia, sticla obisnuita sunt opace la radiatia IR, ceea ce face ca senzorul sa fie relative usor sabotabil in cazul in care potentialul infractor are acces la senzor atunci cand sistemul de securitate nu este activat. Pentru evitarea alarmelor false sunt necesare anumite masuri de prevenire a miscarii accidentale a corpurilor din incaperi (ex. hartia termica de fax) precum si a curentilor de aer calzi sau reci (ferestre deschise, amplasare necorespunzatoare a senzorilor fata de instalatiile de climatizare sau convectoare de caldura ). Cu toate aceste limitari, senzorul PIR este cel mai popular element utilizat in sistemele de securitate datorita flexibilitatii ridicate si a costului scazut al dispoziivului.

Prin utilizarea tehnologiei radar (senzor de prezen High Frequency) detecia este mult mbuntit, surprinznd i cele mai mici micri chiar i prin sticl sau prin ua de lemn de la intrare. n momentul n care este sesizat micare la ua casei, se aprinde lumina n interiorul casei.

Iluminatul bazat pe senzori de micare poate completa, eficient, cu costuri reduse, zonele controlate de camerele de supraveghere, ntruct asigur lumina necesar pentru nregistrarea de imagini video foarte clare.Avioane fr pilot

UAV-ul (avion fr pilot) a efectuat primele zboruri pentru colectare de date n beneficiul unui proiect de cercetare academic. Informaiile livrate cu ajutorul senzorilor optici montai pe Hirrus vor fi folosite pentru evaluarea potenialului de inundaii dintr-un bazin hidrologic.

Senzori seismici

avertizarea persoanelor : senzorul seismic va anunta cu 25 45 de secunde inainte de sosirea undei de soc seismic, ceea ca va asigura un timp total de 1minut si 20 secunde ... 1 minut si 40 de secunde inainte de eventuala prabusire a unor parti ale cladirii protectia patrimoniului : sistemul automat de protectie antiseismicainchide automat gazul sau/si curentul din exteriorul cladirii, evitand astfel incendiile si exploziileSenzorul activ cu microunde

Detectoarele cu microunde sunt senzori activi care genereaza un camp eletromagnetic in spatiul protejat. Orice miscare a unui corp care reflecta radiatia eletromagnetica este sesizata si genereaza alarma. Principiul de detectie se bazeaza pe efectul Doppler. Senzorii transmit semnale de banda X de regula (10,5 Ghz) dar exista si produse fabricate in benzile S (2,54 Ghz) sau K (24 Ghz) generate de o dioda Gunn care nu are efecte nocive asupra oamenilor sau echipamentelor sensibile (pacemakere etc).

Puterea semnalului este de asemenea extrem de redusa, semnalul avand o bataie de maximum 100m in linie dreapta. Deviatia de frecventa datorita efectului Doppler este de ordinul herzilor (20-100Hz). Aceasta gama este corelata cu miscarea unui corp uman, orice alte frecvente fiind excluse.

Emitatorul si receptorul sunt amplasate in acceasi carcasa. Aria de acoperire este reglabila in functie de sensibilitatea receptorului.

Acest reglaj este deosebit de important intrucat microundele trec de regula prin pereti, chiar si cei din beton armat.

CUPRINSARGUMENT1.GENERALITI

2.CLASIFICAREA SENZORILOR

3.CARACTERISTICILE SENZORILOR4. SENZORI ELECTROCHIMICI

5. SENZORI OPTICI

6. BIOSENZORI

7.DETECIA I CONTROLUL RADIOACTIVITAII8.SENZORI DESTINAI MONITORIZRII INDICATORILOR METEOROLOGICI AI AERULUI ATMOSFERIC9.SENZORI DE POZIIE I DEPLASARE NUMERICI

10. SENZORI UTILIZAI N TEHNICA MODERNBIBLIOGRAFIEARGUMENTSenzorii sunt dispozitive care sesizeaz variaia unui parametru din sistem prin emiterea de semnal corespunztor, corelat cu mrimea (intensitatea) parametrului respectiv. Se mai numesc traductoare si cele care au o construcie mai complex (care include i alte elemente auxiliare). Senzorii (traductoarele) au rolul de a

transforma anumii parametri ai sistemului n mrimi de alt natur.

Parametrul de transformat formeaz semnalul de intrare al traductorului, iar cel transformat semnalul de ieire.

Intr-un sistem mecatronic, senzorii si traductorii permit modulului de procesare obtinerea de informatii despre proces si mediu. Fara aceste dispozitive, sistemul nu poate functiona. De multe ori, calitatea sistemului mecatronic este in cea mai mare parte dependenta de calitatea sistemului de senzori si traductoare.Exist astzi senzori pentru mai mult de 100 de mrimi fizice, iar dac se iau n considerare i senzorii pentru diferite substane chimice, numrul lor este de ordinul sutelor. Se pot pune n eviden circa 2000 de tipuri distincte de senzori, oferite n 100.000 de variante.

Datorit marii diversiti a principiilor de conversie a mrimilor fizice n mrimi electrice, precum i a soluiilor de implementare a acestor principii, exist i o multitudine de criterii de clasificare a senzorilor.

Aplicaiile senzorilor cuprind toate domeniile de activitate ale oamenilor.