سنسور
سنسورها در حالت کلی سیستم‌هایی با تعداد متغیری از اجزا می‌باشند. سه جز اصلی آنها: عناصر اصلی سنسور (Sensor Elements)، پکیج سنسور و اتصالات آن و در نهایت سخت افزار پردازش سیگنال. البته سنسور های خاص دارای اجزای بیشتری نیز می باشند.
حسگر میدان مغناطیسی فیبر نوری به‌صورت شماتیک در شکل زیر نشان داده شده‌است. این سنسور نمونه‌ای از یک حسگر رایج است که برای تبدیل یک میدان مغناطیسی به سیگنال الکتریکی از حسگرهای “ترکیبی” استفاده می کند.
فناوری‌های زیادی برای تبدیل سیگنال مغناطیسی به الکتریکی وجود دارد. با این‌حال، محدودیت‌های کاربردی (هزینه، اثرات زیست محیطی، پکیجینگ و غیره) به‌شدت بر طراحی فیزیکی واقعی یک سنسور و انتخاب مواد و فناوری‌های لازم برای آن، تاثیر می‌گذارند.
آناتومی سیستم یک سنسور کامل در شکل 2 نشان داده شده‌است. اجزای تکنولوژیکی در سیستم سنسورهای فعلی عبارتند از:
- عنصر/(عناصر) اصلی حسگر (Sensor Elements) و ماده/(مواد) هادی
- اتصالات درونی بین عناصر حسگر (الکتریکی و/یا مکانیکی) “گیت” ورودی
- “گیت” خروجی و اتصالات درونی آن
- پکیج سنسور
- بخش مدوله‌سازی اتصالات درونی گیت ورودی
- دستگاه کالیبراسیون
- کالیبراسیون ورودی/خروجی
- اصلاح‌کننده‌ی سیگنال خروجی ( آمپلی فایر یا همان تقویت‌کننده )
- واحد پردازش سیگنال خروجی ( در سنسورهای هوشمند )
- عملگرهای کالیبراسیون
دامنه‌ی وسعت عناصر سخت‌افزاری، نشان‌دهنده‌ی تعریف گسترده‌تر حسگر است؛ که به پیشرفت‌های میکروماشینینگ سیلیکونی (silicon micromachining)، میکروپکیجینگ (micropackaging) و میکروالکترونیک، نسبت داده می‌شود. سنسورهای مدرن بسیار فراتر از یک ماده‌ی هدایت می‌باشند. بنابراین، فرصت‌ها برای معرفی مواد جدید در حسگرها از سه حوزه ناشی می‌شود:
1) واسط‌های مبدل سنسور
2) مواد پکیجینگ سنسور
3) قطعات (پردازش سیگنال) الکترونیکی و بازخوانی‌ها (readouts)
بسیاری از پیشرفت‌های اخیر درصنعت سنسورها، از سنتز مواد هدایت جدید ( به استثنای سنسورهای شیمیایی) حاصل نشده‌است؛ بلکه از نوآوری‌های میکروالکترونیکی در تولید کم‌هزینه و در مقیاس بزرگ اتصالات، میکروالکتریک و میکروماشینینگ، که اجازه داده‌اند سیستم‌های سنسور پیچیده‌تری با استفاده از عناصر اصلی و اولیه شناخته‌شده سنسورها شکل بگیرند؛ ایجاد شده‌است.
عناصر اصلی سنسور (Sensor Elements )
یک یا چند بخش اصلی و بنیادی (فیزیکی و دارای اتصالات الکتریکی یا نوری) در سنسورها که مکانیزم انتقال را بر عهده داشته و انرژی را از یک شکل به شکل دیگری تبدیل می‌کنند.
