Mikrosenzory a mikromechanické systémy - Vysoké učení technické ...

Mikrosenzory a mikromechanické systémy 11zpracovávat (sčítat, odčítat, násobit, dělit, derivovat, integrovat, atd.) a provádět s nimisignálové operace (autokalibrace, analogová nebo číslicová filtrace, frekvenční analýza, aj.).Mezi další výhody patří větší přesnost a citlivost, možnost dálkového měření, větší rychlostměření, možnost měření na velkém počtu míst, aj. K nevýhodám naopak patří větší nákladyna měřicí kanál a větší náklady na údržbu. Výstupní číslicový signál z měřicího řetězce můžebýt zpracován buď číslicovým měřicím přístrojem pro zpracování dat, nebo zvolenýmkomunikačním rozhraním. Podle evropského doporučení CCITT (Comité ConsultatifInternational Télégraphique et Telephonique) a amerického doporučení EIA (ElectronicIndustries Association) se nejčastěji používá u senzorů rozhraní se sériovým přenosem datRS-232-C a RS-485. U rozhraní RS-232-C jsou použity pro obousměrný provoz tři a vícevodičů a rychlost přenosu dat je 20 kbitů/s na vzdálenost 15 m. U výhodnějšího rozhraníRS-485 postačí kroucená stíněná dvojlinka. Rychlosti přenosu je 20 Mbitů/s a maximálnívzdálenost je 1200 m. Další výhodou tohoto rozhraní je symetrický vstup, který potlačujerušivé signály a potřebuje jediné napájení +5 V. Pro rychlejší přenos dat na krátké vzdálenostilze použít rozhraní s paralelním přenosem dat. Pro náročnější měření nebo specificképodmínky se používají speciální sběrnice např. HPIB, CAN. Pro senzorovou techniku jestanovena norma IEEE 1451, IEEE 1452, jež definuje protokol pro komunikaci po jakého-lisběrnici. Dále se využívá protokol HART a lze se setkat s připojením senzorů přes sběrniceUSB a Ethernet.Analogový výstup je nejčastěji připojen na přímoukazující analogový přístroj nebozapisovač, nebo je upraven pro přenos signálu do dalších obvodů elektrickou, optickou nebojinou cestou. Pro přenos elektrickou cestou je signál upraven modulátorem nebo blokemunifikace signálu. Unifikace analogových signálů je standardizována nejčastěji na hodnoty0÷10 V, 0÷20 mA, a 4÷20 mA.3.2 Obecné rozdělení senzorůObecně existuje mnoho hledisek podle nichž lze senzory rozdělovat do různých skupina kategorií. Nejpoužívanější rozdělení vychází z představy, že senzor lze chápat jakopřevodník mezi podnětem vyjádřeným měřenou (snímanou) veličinou a výstupní (naměřenou)veličinou. Z této představy plynou následující dělení:• Dělení podle vstupní veličinySenzory jsou rozděleny podle druhu měřené veličiny. Rozlišujeme zde senzory naměření:o geometrických veličin (měření polohy, posunutí, atd.),o mechanických veličin (měření rychlosti, akcelerace, síly, tlaku, průtoku,mechanického napětí, atd.),o teplotních veličin (teplota, tepelný tok, atd.),o elektrických a magnetických veličin,o intenzity vyzařování (elektromagnetické, radiační veličiny ve viditelném,infračerveném a jiném spektru, zvukové, atd. ),o chemických veličin (koncentrace iontů nebo plynů, pH, iontově selektivní analýzaatd.),o biologických veličin (koncentrace enzymů, DNA analýza, atd.).