سنسور چیست

پیش درآمد

امروزه سنسورها نقش بسیار مهمی را در بسیاری از جنبه های زندگی روزانه ما برعهده دارد. آنها در محصولات مصرفی ، اتومبیل ها ، تجهیزات پزشكی و هواپیماها بكار برده می شوند . نظارت و كنترل عملیات نمی تواند بدون بكارگیری انواع زیادی از سنسورها تحقق پذیرد.

آلودگی هوا توسط سنسورهای گازی ویژه آشكار می گردد.تجهیزات نظامی از قبیل موشك ها به سنسورهای مختلف مجهز می شوند.سنسور اطلاعات راجع به محیط از قبیل درجه حرارت ، فشار، نیرو و غیره را تبدیل به یك سیگنال الكتریكی می نماید گاهی اوقات نخستین بخش اطلاعات یك سیگنال با رمز نوری است كه در گام دوم به یك سیگنال الكتریكی تبدیل می شود . این موضوع در مورد سنسورهای فیبر نوری نمود پیدا می كند.

با ظهور و تكامل تكنولوژی میكروالكترونیك در دهه1970   سنسورهای جدید مورد توجه هر چه بیشتر قرار گرفتند. به ویژه آنها از خواص سیلیكان بهره مند شدند. با استفاده از تكنولوژی میكروالكترونیك سنسورهای ارزان قیمت و با اندازه و وزن كم تولید شد. مواد اولیه جدید برای ساخت سنسور كشف و ساخته شد و برای مقاصد عملی اصول جدیدی مطرح شدند. تجمع سنسور و مدارات الكترونیكی تغییر شكل دهنده سیگنال فرصت های مهیجی را برای تعداد زیادی از كاربردها پدید آورد .بنابراین برهه زمانی جدیدی در زمینه سنسور در دهه 1980 شروع شد

از نقطه نظر علمی این امر توسط رشد سریع مقالات منتشر شده ، مجلات جدید و كنفرانسهای متعدد در زمینه سنسورها نشان داده شد.در صنعت تعداد زیادی كمپانی كوچك و بزرگ فعالیت خود را در زمینه ساخت و تولید سنسور در دهه 1980 شروع كردند .

امروزه كاهش حجم و وزن سنسورها هدف اصلی بسیاری از لابراتوارهای تحقیقاتی و كمپانی ها می باشد. همچنین بعنوان بخشی از تكنولوژی میكرو سیستم سنسورها نقش مهمی را در آینده ایفا خواهند كرد .با ظهور مواد جدید ، تكنولوژی های پیشرفته و ایده های جدید در رابطه با اصول سنسورها بحث سنسور در سال های آتی اهمیت بیشتری پیدا خواهد كرد .

بسیاری از تولید كنندگان در ژاپن ، اروپا و ایالات متحده آمریكا نرخ رشد  بالای  10درصد را در این زمینه پس از سال  2000پیش بینی می كنند .

فصل اول

سنسور چییست

امروزه كلمه سنسور به هیچ وجه از مفاهیمی از قبیل میكروپروسسور، ترانسپیوتر(یك میكرو چیپ كامپیوتری بسیار قدرتمند كه می تواند مقادیر فوق العاده زیاد اطلاعات را بطور خیلی سریع پردازش كند) ، انواع مختلف حافظه و سایر عناصر الكترونیكی به عنوان یكی از لغات وابسته به دنیای نوآوری های تكنولوژیكی اهمیت كمتری را ندارد . با وجود این سنسور هنوز هم فاقد یك تعریف دقیق است . كوشش های زیادی در جهت محدود نمودن كثرت تعاریف سنسور به عمل آمده است جدا از كلمه سنسور ما با اصطلاحاتی ازقبیل المان سنسور، سیستم سنسور ، سنسور باهوش یا آگاه ، تكنولوژی سنسور و غیره مواجه می شویم . سنسور یك عبارت تخصصی است كه از كلمه لاتین SENSORIUM  به معنی توانایی حس كردن یا SENSUS  به معنی حس برگرفته شده است. پس از آشنایی با منشأ مفهوم سنسور، تأكید كردن بر تشابه بین سنسورهای تكنیكی و اندام های حس انسانی لازم و واضح به نظرمی رسد. با وجود این ایده سنسور فراتر از این تشابه حركت نموده و یك كلمه مترادف همه جانبه برای احساس كردن ، تبدیل و ثبت مقادیر اندازه گیری شده به حساب می آید .

یك سنسور هر كمیت فیزیكی معین را كه باید اندازه گیری شود به شكل یك كمیت الكتریكی تبدیل می كند ( تغییر می دهد) كه می تواند پردازش شود یا بصورت الكترونیكی انتقال داده شود. كمیت های فیزیكی كه توسط یك سنسور به سیگنال های الكتریكی تبدیل می شوند عبارتند از :

سیگنال های گرمایی ، سیگنال های مكانیكی ، تشعشع  الكترومغناطیسی ، كمیت های شیمیایی و سیگنال های مغناطیسی .

می توان سنسور را به یك زیر بخش عنصر حس كننده تفكیك كرد كه ، به عنوان نمونه ، فشار را به صورت انحراف یك غشاء نیمه هادی ، یا تغییری در شاخص انكسار را به صورت كاهشی در شدت نور در یك فیبر نوری ثبت می كند ؛ بعلاوه یك عنصر تغییر دهنده یا مبدل داریم كه انحراف غشاء نیمه هادی ، كه در آن مقاومتها به شكل پل ساخته شده اند ، را بصورت یك ولتاژ الكتریكی تبدیل می نماید یا تغییری در شدت نور را با استفاده از یك پروسه تبدیل نوری الكترونی به صورت یك سیگنال الكترونی تبدیل می كند یك سنسور می تواند به تنهایی از یك عنصر مبدل نیز تشكیل شود ( برای مثال ، سنسورهای پیزوالكترونیكی ، سنسورهای نوری ). چنین تعریفی از سنسور هیچ محدودیتی بر روی اندازه یا شكل آن وضع نمی نماید .

    فصل دوم

تكنیك هایی درتولید

فصل سوم

سنسورهای شیمیایی