Sui diversi tipi di sensori
I sensori sono ovunque, e sarebbe impossibile immaginare la vita moderna senza. Quanto sarebbe difficile guidare un'auto senza almeno tachimetro e indicatore carburante, per non parlare dei numerosi sensori combinati nella spia "Check Engine"? I sensori hanno forme e dimensioni diverse, e molti esempi classici e comuni non usano nemmeno elettronica.
Identificazione
Un sensore è qualsiasi dispositivo che prende una grandezza fisica, la misura e la converte in informazione leggibile e comprensibile da un osservatore. Esistono molti modi con cui un sensore raccoglie e converte dati, molti senza elettronica.
Tipi
Tutti i sensori condividono una caratteristica: sono trasduttori. Un trasduttore trasforma un tipo di energia in un altro. Esempio: un termometro a mercurio prende energia termica e la converte in dilatazione/contrazione del liquido per la misura. Quindi tutti i sensori si categorizzano secondo l'energia che rilevano e convertono: acustica, chimica, elettromagnetica, radiazione ionizzante, meccanica, ottica, termica.
Funzionamento (esempi)
- Sensori PIR (Passive Infrared): Usano materiali piroelettrici che emettono impulsi elettrici quando riscaldati o raffreddati. La radiazione IR passa davanti al dispositivo e contatta sensori di piastra piroelettrica, cristallo o film. Gli impulsi elettrici vengono raccolti e convertiti elettronicamente in dati usabili.
- Telemetro laser: Rimbalza l'energia di un fascio laser su un bersaglio e misura il tempo di ritorno al sensore. Poiché la velocità della luce è costante, il tempo di ritorno dà una lettura accurata della distanza. Radar e sonar funzionano su principi simili.
- Barometro a mercurio: Sensore meccanico. Tubo con serbatoio aperto di mercurio alla base, simile a un termometro a mercurio. Il mercurio riempie o svuota il tubo per bilanciare la pressione atmosferica sul serbatoio.
- Contatore Geiger: Sensore a radiazione ionizzante. Contiene un tubo riempito di gas inerte (elio, neon, argon). Quando raggi gamma o beta attraversano il gas, lo rendono conduttivo e rilasciano un impulso elettrico, che viene misurato.
Caratteristiche
Tutti i sensori pratici dovrebbero conformarsi a tre regole base: 1) sensibili alla proprietà da misurare; 2) insensibili a tutte le altre proprietà (ignorano tutto il resto); 3) non alterano la proprietà da misurare.
Considerazioni
Gli organismi viventi possiedono una vasta gamma di sensori biologici. Creature diverse rilevano luce, movimento, temperatura, tossine, campi magnetici, nutrienti, gravità, umidità, vibrazione, pressione, propriocettività, campi elettrici, suoni, feromoni, chimica metabolica interna.