Czujniki, przetworniki

Czujniki to urządzenia wykrywające zmiany fizyczne, chemiczne lub środowiskowe i przekształcające je na sygnały elektryczne, które mogą być mierzone lub przetwarzane. Urządzenia te mają znaczenie krytyczne praktycznie w każdej dziedzinie - od robotyki i automatyki przemysłowej, poprzez systemy klimatyzacji i wentylacji (HVAC), aż po technologie domów inteligentnych. Czujniki działają na zasadzie wykrywania mierzalnych zmian, na przykład temperatury, ciśnienia lub ruchu, a następnie przekształcają je na użyteczne sygnały elektryczne, takie jak analogowe napięciowe, impulsy cyfrowe lub protokoły komunikacyjne (np. I²C, SPI lub pętle prądowe 4-20mA). Dobór właściwego czujnika często zależy od wymaganego typu sygnału oraz zdolności systemu do przetwarzania lub wzmacniania tego sygnału.

Do konkretnych zastosowań i technologii odpowiednie są różne typy czujników. Na przykład: czujniki temperatury (takie jak rezystancyjne (RTD) lub termopary) są używane w monitorowaniu warunków środowiskowych i systemach grzewczych, natomiast czujniki ciśnienia i przepływu są powszechnie spotykane w urządzeniach medycznych, klimatyzacji i wentylacji oraz sterowaniu płynami. Czujniki zbliżeniowe, fotoelektryczne i optyczne wykorzystują światło lub pojemność elektryczną do wykrywania przedmiotów w systemach automatyki i zabezpieczeń. Czujniki gazów i wilgotności monitorują warunki środowiskowe w rolnictwie i laboratoriach. Z kolei czujniki ruchu lub przyspieszenia wykorzystywane są w robotyce i urządzeniach mobilnych. O charakterystyce działania czujnika decydują kluczowe technologie wykonania, na przykład: pojemnościowa, rezystancyjna, ultradźwiękowa lub magnetorezystywna. Każda z nich ma określone zalety pod względem dokładności, czasu odpowiedzi oraz ekonomiki.

Kluczowym zagadnieniem jest narażenie na warunki środowiskowe: czy czujnik będzie wystawiony na działanie pyłów, drgań, substancji chemicznych czy też wilgoci. Wiele czujników przemysłowych (do montażu tablicowego, panelowego oraz na szynie DIN) posiada konstrukcję zapewniającą wytrzymałość na trudne warunki środowiskowe dzięki uszczelnionym obudowom i odpornym materiałom. Inne, na przykład czujniki dotykowe lub tensometry, dla zapewnienia dokładności działania mogą wymagać stabilnych, kontrolowanych warunków. Dzięki zrozumieniu warunków, w jakich czujnik musi działać, a także sposobu, w jaki współpracuje z pozostałą częścią systemu, nabywcy mogą pomyślnie dobierać czujniki, które spełniają wymogi parametrów działania i trwałości.