čidlo

Snímač nebo senzor nebo receptor je fyzikální systém, technické zařízení nebo v širším smyslu i biologický orgán, reagující na změny měřené veličiny (fyzikální, chemické) okamžitě, nebo reaguje na časový průběh změny.

Nejběžnější snímače jsou elektrické, transformující informaci o měřené veličině do jiné fyzikální oblasti, nejčastěji na elektrický signál nebo na elektrický parametr. Umožňují transformaci neelektrické veličiny na elektrické signály.

Použití

V současnosti se snímače používají prakticky ve všech druzích průmyslových výrobků a systémů, jako i v procesní automatizaci, v měření a regulaci. Několik příkladů: medicína a lékařské přístroje, průmysl a průmyslová výroba, robotika, spotřební elektronika, výrobky pro domácnost, dopravní prostředky, automobily, zpracovatelský průmysl, zemědělství a potravinářství.

Základní vlastnosti snímačů

• jednoznačnost - každé hodnotě měřené veličiny odpovídá právě jedna hodnota výstupní veličiny
• jednoznačná závislost výstupní veličiny od vstupní (lineární, logaritmická)
• citlivost - hodnota změny měřené veličiny při které ještě vzniká zaznamenatelná změna výstupní veličiny
• ztrvačnost - časové zpoždění výstupního signálu po změně vstupní veličiny
• stálost - údaj snímače se nemění, pokud se nemění vstupní veličina
• prováděcí spolehlivost, přesnost, jednoduchá údržba.
• nelinearita a hystereze
• rozlišení
• dovolená chyba
• posunutí nuly a drift,
• šum,
• doba odezvy,
• frekvenční charakteristika.

Přehled

Většina snímačů jsou elektrické nebo elektronické, i když existují i jiné typy. Snímače jsou druhem převodníků. Snímače buď i přímo zobrazují hodnoty (např. rtuťové teploměry) nebo jsou spojené s indikátorem (mohou být i nepřímo např. přes analogový nebo číslicový konvertor, nebo počítač a displej), aby byly pro člověka čitelné. Technické postupy umožňují vyrobit více a více snímačů MEMS technologií. Ve většině případů se takto zvyšuje možnost zvyšování citlivosti.

Vývoj

Mezinárodní trh se snímači dynamicky roste. V Evropě je na trhu více než sto tisíc různých typů snímačů. Toto číslo ilustruje široké využití snímačů, jako i skutečnost, že výběr snímače pro konkrétní využití není jednoduchou úlohou. Určitým důvodem pro zvýšení zájmu o snímače je i miniaturizace těchto zařízení. Za tento trend odpovídá neustálý postup ve vývoji technologií kompatibilních s informačními technologiemi. V současnosti jsou dostupné snímače založené na křemíkové nebo podobné technologii pro téměř každou veličinu a na vývoj v této oblasti stále existuje další prostor.

Rozdělení

Když základní změna zahrnuje výměnu energií, můžeme snímače rozdělovat podle toho, jaký druh energie provozují nebo detekují. Podle vstupní měřené veličiny rozdělujeme snímače mechanických, tepelných, akustických, magnetických, světelných, elektrických veličin, jaderného záření a pod. a tomu odpovídají snímače:

• vzdálenosti - měří délku přímky mezi dvěma definovanými body
• polohy - měří souřadnice specifikovaného bodu objektu v specifikovaném vztažném

systému

• posunutí - měří změnu polohy vzhledem k referenčnímu bodu,
• proximitní - zjišťuje znaménko (kladné nebo záporné) lineární vzdálenosti mezi

bodem objektu a pevným referenčním bodem,

• hladinomer - měří vzdálenost vrchu hladiny kapaliny nebo sypké látky v zásobníku

vzhledem k určené vodorovné referenční ploše,

• uhlomer - měří úhel natočení vzhledem k referenční poloze,
• sklonomer - měří úhel vzhledem k kolmici na zemi,
• tachometr - měří obvodovou rychlost,
• snímač vibrací - měří pohyb vibrujícího objektu, vyjádřený jako posunutí, rychlost nebo

zrychlení,

• akcelerometr - měří zrychlení.

Mezi snímače síly a podobných veličin patří:

• snímač tlaku - měří rozdíl tlaku vzhledem k vakuu nebo k referenčnímu tlaku (přetlak nebo podtlak),
• snímač síly - měří normálovou nebo smykovou sílu
• snímač krouticího momentu - měří krouticí moment,
• tenzometr - měří lineární poměrné prodloužení
• taktilní snímač měří účinek dotyku,
• maticový taktilní - měří rozložení normálových nebo smykových sil

Podle elektrického výstupního signálu dělíme snímače na :

• aktivní - při působení vstupní veličiny se chovají jako zdroj elektrické energie: indukční, termoelektrické, fotoelektrické, piezoelektrické snímače
• pasivní - parametrické - působením vstupní veličiny se mění některý z parametrů snímače: odporové, indukčnostní, kapacitní

Podle použitého fyzikálního principu:

• dilatační
• deformační
• piezoelektrické
• termoelektrické
• fotoelektrické
• Hallovy