1. 트랜스듀서(변환기) (Transducer)
ㅇ 다른 형태의 에너지로 변환시켜 주는 장치
ㅇ 변환 유형
- 진동/압력/힘 등을 전기 신호로 변환 (진동계/압력계 등 에너지 변환)
. 기계적 에너지 ↔ 전기적 에너지 (발전기,모터 등)
. 파동적 에너지 ↔ 전기적 에너지 (마이크,스피커 등)
- 신호를 처리가 용이한 형태로 변환 (신호 처리/신호 조절/신호 변환)
. 고주파 ↔ 저주파 등
ㅇ 구성 요소
- 센서 : 검출 장치
. 물리적인 량(변위,속도,가속도 등)을 전압,전류 처럼 신호처리가 쉬운 전기 신호로 바꾸어 줌
- 액츄에이터 : 변환 장치
. 전기 신호를 다른 에너지로 변환시켜 줌 (주로, 동력 발생)
.. 例) 전동기, 솔레노이드, 계전기, 공압 밸브 등
* 例) 소방 설비 중에서,
. 센서 (온도 및 가스 센서) 및 엑추에이터 (경보 및 스프링클러)
2. 센서 (Sensor)
ㅇ 센싱 (Sensing)
- 물리적,화학적,생물학적 변화를 감지하고, 이를 신호로 변환하는 과정
ㅇ 센서 (Sensor)
- 자극을 수신하고, 전기 신호로 반응하는 장치
. 외계의 자극(stimulus)을, 물리적,화학적,생물학적 현상을 이용하여, 주로 전기적 신호로 변환
ㅇ 자극의 例)
- 빛의 세기,파장, 소리, 힘, 가속도, 속도, 열, 화학 조성 등
ㅇ 특성
- 정 특성 : 감도, 동적범위, 분해능, 직선성, 히스테리시스, 선택성 등
- 동 특성 : 시간응답 특성, 주파수응답 특성
ㅇ 센서 모듈
- 센서에, 신호처리,통신,전원 공급부 등이 함께 연결되어 집적된 것
3. 센서의 구분
ㅇ 물리 센서 : (빛,전기,자기,열,소리,힘 등을 검출하여 전기적 신호로 바꿈)
- 광 센서 : 빛 또는 광자를 검출하여 전기적 신호로 바꿈
. 광전관, 광증배관, 반도체 광다이오드 (PIN-PD, APD), 이미지 센서 등
- 자기 센서 : 전자유도 작용, 홀 효과 등 이용
. 자기장 감지, 자기장의 세기,방향,자속과 같은 특성을 도출
- 온도 센서 (또는, 열 센서 )
. 접촉형 : 열전대, 측온저항체, 볼로미터, 서미스터, 반도체 온도 센서 등
. 비접촉형 : 적외선, 초전효과 등 이용
- 음향 센서
. 마이크로폰
. 초음파 센서
- 진동 센서
- 압력 센서 : 압전효과 등 이용
. 기계식 압력 센서
. 광학적 압력 센서
. 반도체 압력 센서
- 무게 센서
. 기계식 : 용수철 저울의 탄성 이용 등
- 위치 센서 : 기준 위치로부터 변위,방향,속도 측정
- 근접 센서 : 근방 존재 유무를, 광학,전자기,초음파 등을 이용하여 검출
. 움직임 센서 (모션 센서, PIR 센서) : 보안 분야에서 많이 사용 (10 ㎛ 부근)
. 컨베이어 벨트 내 갯수 확인 등
- 유량, 유속 센서
ㅇ 화학 센서 : (기체,액체상태의 화학성분 등을 검출하여 전기적 신호로 바꿈)
- 가스 센서 : 공기 중 특정 가스에 대해서 만 동작
- 습도 센서
ㅇ 바이오 센서
- 생물학적 요소(효소,항체,DNA 등)와 전기적 센서를 결합하여,
특정 물질(포도당,바이러스,독소 등)을 정량적으로 감지하고 측정하는 장치
4. 용어상의 유의점 : (센서, 트랜스듀서)
ㅇ 엄밀히, 센서(검출,신호 변환)와 트랜스듀서(에너지 변환)는 다른 의미이나,
ㅇ 통상, 센서와 트랜스듀서를 같은 의미로 사용
- (즉, 물리량 검출 및 전기 신호 변환을 동시에 수행하는 장치로써 설명함)
ㅇ 또는, 센서를 트랜스듀서에 포함시키기도 함
ㅇ 때론, 이들을 단순히 감지기(Detector) 라고도 표현함 ☞ 광 감지기 등 참조