سنسور غیرفعال چیست؟

نویسنده: لی آی
منبع: رسانه Ulink

سنسور غیرفعال چیست؟

حسگر غیرفعال، حسگر تبدیل انرژی نیز نامیده می‌شود. مانند اینترنت اشیا، به منبع تغذیه خارجی نیاز ندارد، یعنی حسگری است که نیازی به استفاده از منبع تغذیه خارجی ندارد، بلکه می‌تواند از طریق حسگر خارجی نیز انرژی دریافت کند.

همه ما می‌دانیم که حسگرها را می‌توان بر اساس کمیت‌های فیزیکی مختلف ادراک و تشخیص، به حسگرهای لمسی، حسگرهای تصویری، حسگرهای دما، حسگرهای حرکتی، حسگرهای موقعیت، حسگرهای گاز، حسگرهای نور و حسگرهای فشار تقسیم کرد. برای حسگرهای غیرفعال، انرژی نور، تابش الکترومغناطیسی، دما، انرژی حرکت انسان و منبع ارتعاش که توسط حسگرها شناسایی می‌شوند، منابع انرژی پتانسیل هستند.

قابل درک است که حسگرهای غیرفعال را می‌توان به سه دسته زیر تقسیم کرد: حسگر غیرفعال فیبر نوری، حسگر غیرفعال موج صوتی سطحی و حسگر غیرفعال مبتنی بر مواد انرژی.

• حسگر فیبر نوری

حسگر فیبر نوری نوعی حسگر است که بر اساس برخی از ویژگی‌های فیبر نوری در اواسط دهه ۱۹۷۰ توسعه یافته است. این دستگاهی است که حالت اندازه‌گیری شده را به یک سیگنال نوری قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. این حسگر شامل منبع نور، حسگر، آشکارساز نور، مدار تنظیم سیگنال و فیبر نوری است.

این حسگر دارای ویژگی‌های حساسیت بالا، مقاومت قوی در برابر تداخل الکترومغناطیسی، عایق الکتریکی خوب، سازگاری قوی با محیط، اندازه‌گیری از راه دور، مصرف برق کم است و به طور فزاینده‌ای در کاربرد اینترنت اشیا بالغ می‌شود. به عنوان مثال، هیدروفون فیبر نوری نوعی حسگر صوتی است که فیبر نوری را به عنوان یک عنصر حساس در نظر می‌گیرد و حسگر دمای فیبر نوری.

• حسگر موج آکوستیک سطحی

حسگر موج آکوستیک سطحی (SAW) حسگری است که از یک دستگاه موج آکوستیک سطحی به عنوان عنصر حسگر استفاده می‌کند. اطلاعات اندازه‌گیری شده با تغییر سرعت یا فرکانس موج آکوستیک سطحی در دستگاه موج آکوستیک سطحی منعکس شده و به یک حسگر خروجی سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود. این یک حسگر پیچیده با طیف گسترده‌ای از حسگرها است. این حسگر عمدتاً شامل حسگر فشار موج آکوستیک سطحی، حسگر دمای موج آکوستیک سطحی، حسگر ژن بیولوژیکی موج آکوستیک سطحی، حسگر گاز شیمیایی موج آکوستیک سطحی و حسگر هوشمند و غیره است.

علاوه بر حسگر فیبر نوری غیرفعال با حساسیت بالا، می‌تواند فاصله را اندازه‌گیری کند، ویژگی‌های مصرف انرژی پایین، حسگرهای موج صوتی سطحی غیرفعال از تغییر فرکانس هوی برای حدس تغییر سرعت استفاده می‌کنند، بنابراین تغییر بررسی به اندازه‌گیری خارجی می‌تواند بسیار دقیق باشد، در عین حال ویژگی‌های حجم کوچک، وزن سبک، مصرف انرژی پایین می‌تواند به آن اجازه دهد خواص حرارتی و مکانیکی خوبی داشته باشد و در عصر جدیدی از حسگرهای کوچک بی‌سیم آغاز شود. این حسگر به طور گسترده در پست‌های برق، قطار، هوافضا و سایر زمینه‌ها استفاده می‌شود.

• حسگر غیرفعال مبتنی بر مواد انرژی‌زا

حسگرهای غیرفعال مبتنی بر مواد انرژی، همانطور که از نامشان پیداست، از انرژی رایج در زندگی برای تبدیل انرژی الکتریکی مانند انرژی نور، انرژی گرمایی، انرژی مکانیکی و غیره استفاده می‌کنند. حسگر غیرفعال مبتنی بر مواد انرژی دارای مزایایی مانند پهنای باند وسیع، توانایی قوی ضد تداخل، حداقل اختلال در شیء اندازه‌گیری شده و حساسیت بالا است و به طور گسترده در زمینه‌های اندازه‌گیری الکترومغناطیسی مانند ولتاژ بالا، رعد و برق، شدت میدان تابشی قوی، مایکروویو با توان بالا و غیره استفاده می‌شود.

ترکیب حسگرهای غیرفعال با سایر فناوری‌ها

در حوزه اینترنت اشیا، حسگرهای غیرفعال به‌طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند و انواع مختلفی از حسگرهای غیرفعال منتشر شده‌اند. به‌عنوان مثال، حسگرهایی که با NFC، RFID و حتی وای‌فای، بلوتوث، UWB، 5G و سایر فناوری‌های بی‌سیم ترکیب شده‌اند، متولد شده‌اند. در حالت غیرفعال، حسگر از طریق آنتن، انرژی را از سیگنال‌های رادیویی موجود در محیط دریافت می‌کند و داده‌های حسگر در حافظه غیرفرار ذخیره می‌شوند که در صورت عدم تأمین برق، حفظ می‌شوند.

و حسگرهای فشار پارچه‌ای غیرفعال بی‌سیم مبتنی بر فناوری RFID، فناوری RFID را با مواد نساجی ترکیب می‌کند تا تجهیزاتی با عملکرد سنجش فشار ایجاد کند. حسگر فشار پارچه‌ای RFID حالت ارتباطی و القایی فناوری برچسب UHF RFID غیرفعال را اتخاذ می‌کند، برای کار به انرژی الکترومغناطیسی متکی است، پتانسیل کوچک‌سازی و انعطاف‌پذیری دارد و به یک انتخاب بالقوه برای دستگاه‌های پوشیدنی تبدیل می‌شود.

در پایان

اینترنت اشیاء غیرفعال، مسیر توسعه آینده اینترنت اشیاء است. به عنوان پیوندی از اینترنت اشیاء غیرفعال، الزامات حسگرها دیگر محدود به اندازه کوچک و مصرف کم برق نیست. اینترنت اشیاء غیرفعال همچنین یک مسیر توسعه خواهد بود که ارزش توسعه بیشتر را دارد. با بلوغ و نوآوری مداوم فناوری حسگر غیرفعال، کاربرد فناوری حسگر غیرفعال گسترده‌تر خواهد شد.