Tipi comuni di sensori

Oct 15, 2024

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Resistivo
Un sensore resistivo è un dispositivo che converte le grandezze fisiche misurate come spostamento, deformazione, forza, accelerazione, umidità, temperatura, ecc. in valori di resistenza. Esistono principalmente estensimetri resistivi, di tipo piezoresistivo, a resistenza termica, termici, sensibili al gas, sensibili all'umidità e altri dispositivi di rilevamento resistivo.


Estensimetro resistivo
Gli estensimetri resistivi nel sensore hanno un effetto di deformazione metallica, ovvero si verifica una deformazione meccanica sotto l'azione di una forza esterna, per cui il valore di resistenza cambia di conseguenza. Esistono due tipi principali di estensimetri a resistenza: metallo e semiconduttore, e gli estensimetri metallici sono suddivisi in tipo a filo, tipo a lamina e tipo a film sottile. Gli estensimetri a semiconduttore presentano i vantaggi di un'elevata sensibilità (di solito decine di volte quella dei tipi a filo e lamina) e un effetto trasversale ridotto.


Piezoresistivo
I sensori piezoresistivi sono dispositivi realizzati mediante resistenza alla diffusione sul substrato di materiali semiconduttori secondo l'effetto piezoresistivo dei materiali semiconduttori. Il substrato può essere utilizzato direttamente come elemento sensibile di misurazione e la resistenza alla diffusione è collegata al substrato sotto forma di un ponte. Quando il substrato viene deformato da una forza esterna, i valori di resistenza cambieranno e il ponte produrrà un corrispondente output sbilanciato.


I materiali del substrato (o diaframma) utilizzati come sensori piezoresistivi sono principalmente wafer di silicio e wafer di germanio, mentre i sensori piezoresistivi di silicio costituiti da wafer di silicio come materiali sensibili hanno attirato sempre più attenzione, soprattutto per i sensori piezoresistivi a stato solido che misurano pressione e velocità.


RST
La misurazione della temperatura della resistenza si basa sul fatto che la resistenza di un conduttore metallico aumenta con l'aumentare della temperatura. La resistenza termica è costituita principalmente da materiali metallici puri, tra cui platino e rame sono i più utilizzati, e materiali come nichel, manganese e rodio hanno iniziato ad essere utilizzati per realizzare resistenze termiche.


I sensori RTD misurano la temperatura e i parametri ad essa correlati sfruttando il fatto che il valore della resistenza cambia con la temperatura. Questo sensore è più adatto per le occasioni in cui è richiesta la precisione del rilevamento della temperatura. I materiali RTD più estesi sono platino, rame, nichel, ecc., che hanno le caratteristiche di un ampio coefficiente di resistenza alla temperatura, buona linearità, prestazioni stabili, ampio intervallo di temperature e facile lavorazione. Viene utilizzato per misurare la temperatura nell'intervallo di -200 gradi ~+500 gradi.