Функциональная схема простого сенсора и сенсора с обработкой информации.

Простые сенсоры дают только первичную, необработанную информацию об объектах и процессах, за которыми ведется наблюдение.

Одними из первых простых сенсоров, наверное, были отвесы – для выявления отклонений от вертикали; флюгеры, отслеживающие и показывающие направление ветра; компасы – для более точного ориентирования на местности и т. д.

Функциональная схема простого сенсора представлена на рисунке. Главными его составными частями являются чувствительный элемент и сигнализатор. Реагируя на то или иное воздействие со стороны объекта наблюдения, чувствительный элемент меняет своё состояние, а сигнализатор выдает об этом какой-то понятный пользователю сигнал. Этот сигнал и является носителем информации об объекте наблюдения.

Если изменения в состоянии чувствительного элемента очень незначительны и выходные сигналы получаются весьма слабыми или " зашумлены" какими-то посторонними влияниями, то в сенсоре используют также узлы усиления и/или селекторы полезных сигналов. Однако они не являются обязательной составной частью сенсора и поэтому на рис. 1.1 изображены штриховой линией.

Пример. В привычных медицинских ртутных термометрах – сенсорах температуры тела – роль чувствительного элемента играет небольшая капля ртути, залитая внутрь стеклянной колбочки. Будучи приведена в тепловой контакт с нашим телом, она нагревается до его температуры. Чем выше температура тела, тем больше тепловое расширение ртути. Роль усилителя сигнала играет присоединенный к колбочке стеклянный капилляр, в котором небольшие изменения объема капли ртути трансформируются в заметное удлинение ртутного столбика. Последний вместе с приставленной к капилляру температурной шкалой и выполняют роль сигнализатора.

Когда специалистам по физиологии растений стало необходимо определять общее количество света, получаемого растениями за световой день, был создан соответствующий сенсор, в котором чувствительным элементом является фотоприемник. Под влиянием внешнего освещения он генерирует фототок, пропорциональный падающему световому потоку. Фототок после усиления поступает в конденсатор, который и играет роль узла обработки информации, в данном случае – роль интегратора. Накопленный в нём за световой день электрический заряд как раз и пропорционален количеству света, полученному растениями (" светосумме").

В древних песочных часах – сенсоре времени – никакой обработки информации не было. А вот в механических часах появились зубчатые передачи, которые и являются в данном сенсоре времени узлом обработки информации. Они пересчитывают периоды колебаний маятника в заданные интервалы времени – минуты и часы.

На примере стрелочных механических часов мы видим, что сенсор может иметь и несколько сигнализаторов. В данном случае есть 2 обязательных сигнализатора – минутная и часовая стрелки с циферблатом, и может быть даже 3-й – секундная стрелка.