Как уже говорилось, датчики информируют о состоянии внешней среды путем взаимодействия с ней и преобразования реакции на это взаимодействие в электрические сигналы. Существует множество явлений и эффектов, видов преобразования свойств и энергии, которые можно использовать для создания датчиков. В табл. 4.1 приведен сравнительно скромный перечень наиболее распространенных типов датчиков.
При классификации датчиков в качестве основы часто используется принцип их действия, который, в свою очередь, может базироваться на физических или химических явлениях и свойствах.
Для датчиков технической системы в связи с обработкой их сигналов на компьютере или микропроцессорном контроллере обязательно требуется преобразование сигналов в электрические. Однако среди датчиков далеко не все построены на основе прямого преобразования того или иного явления в электрические сигналы. Во многих датчиках необходимы еще дополнительные преобразования. Датчики подобного типа называются косвенными в отличие от прямых, или непосредственных, где электрические сигналы формируются без промежуточных преобразований. Возьмем, например, оптический датчик. Это фотоэлектрический элемент на основе CdS. В зависимости от освещенности изменяется электрическое сопротивление между выводами элемента (рис. 4.1). Другим примером датчика прямого типа служит терморезистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.
В датчиках косвенного типа явление, обусловленное непосредственным взаимодействием с внешней средой, преобразуется в другое явление (или ряд других), а последнее - в электрический сигнал. Примером такого типа может быть датчик массы на основе измерения деформации. В нем осуществляется следующая цепочка преобразований: масса- механическое смещение - изменение электрического сопротивления, в результате которых получается электрический сигнал. Еще одним примером датчика косвенного типа может служить датчик обледенения, выполненный на основе оптического элемента. Здесь осаждение инея вызывает изменение освещенности, которое, в свою очередь, преобразуется в выходной электрический сигнал.
По принципу действия датчики делятся на две крупные группы: физические и химические. Первые построены на основе физических, вторые - на основе химических явлений. Но, строго говоря, имеются датчики, которые нельзя четко отнести к тому или иному типу. Практически подавляющее большинство современных датчиков работает на основе физических принципов. Для химических датчиков характерно наличие многих проблем, связанных преимущественно с надежностью, приспособленностью к массовому производству и стоимостью. В настоящее время многие из этих трудностей постепенно преодолеваются, и в будущем химические датчики найдут Широкое применение, особенно такие как датчики запаха, вкуса или Датчики медицинской электроники, вводимые в тело.
