Датчики в Интернете вещей (IoT)

Как правило, датчики используются в архитектуре устройств IOT.
Датчики используются для обнаружения вещей и устройств и т. д.
Устройство, которое обеспечивает полезный выходной сигнал в ответ на определенное измерение.
Датчик получает физический параметр и преобразует его в сигнал, пригодный для обработки (например, электрических, механических, оптических) характеристик любого устройства или материала для обнаружения наличия конкретной физической величины.
Выход датчика представляет собой сигнал, который преобразуется в удобочитаемую форму, такую как изменения характеристик, изменения сопротивления, емкости, импеданса и т. д.

Преобразователь:

• Преобразователь преобразует сигнал из одной физической структуры в другую.
• Он преобразует один вид энергии в другой вид.
• Может использоваться в качестве приводов в различных системах.

Характеристики датчиков:

1. Статический
2. Динамический

1. Статические характеристики:
Речь идет о том, как выходной сигнал датчика изменяется в ответ на изменение входного сигнала после установившегося состояния.

• Точность -
  Точность – это способность измерительных приборов давать результат, близкий к истинному значению измеряемой величины. Он измеряет ошибки. Измеряется абсолютными и относительными погрешностями. Выразите правильность вывода по сравнению с более высокой предшествующей системой. Абсолютная ошибка = измеренное значение – истинное значение
  Относительная ошибка = измеренное значение/истинное значение
• Диапазон -
  Дает самое высокое и самое низкое значение физической величины, в пределах которой датчик может фактически ощущать. За пределами этих значений нет никакого смысла или какого-либо ответа.
  например, RTD для измерения температуры имеет диапазон от -200°C до 800°C.
• Разрешение -
  Разрешение является важной характеристикой при выборе датчиков. Чем выше разрешение, тем выше точность. Когда аккреция равна нулю, ее называют пороговой.
  Обеспечьте наименьшие изменения входных данных, которые датчик может обнаружить.
• Точность -
  Это способность измерительного прибора давать одинаковые показания при многократном измерении одной и той же величины в одних и тех же предписанных условиях.
  Это подразумевает согласие между последовательными показаниями, а НЕ близость к истинному значению.
  Это связано с дисперсией набора измерений.
  Это необходимое, но недостаточное условие точности.
• Чувствительность –
  Чувствительность указывает отношение постепенного изменения отклика системы к постепенному изменению входных параметров. Его можно найти по наклону кривой выходной характеристики датчика. Это наименьшая разница в количестве, которая изменит показания прибора.
• Линейность –
  Отклонение кривой значения датчика от определенной прямой линии. Линейность определяется калибровочной кривой. Кривая статической калибровки отображает зависимость выходной амплитуды от входной амплитуды в статических условиях.
  Сходство наклона кривой с прямой линией описывает линейность.
• Дрейф –
  Отличие измерения датчика от конкретного показания при сохранении этого значения в течение длительного периода времени.
• Повторяемость –
  Отклонение между измерениями в последовательности при одинаковых условиях. Измерения должны быть выполнены в течение достаточно короткого промежутка времени, чтобы не допустить значительного долговременного дрейфа.

Динамические характеристики:
Свойства систем

• Система нулевого порядка –
  Выход показывает реакцию на входной сигнал без задержки. Не содержит энергоаккумулирующих элементов.
  Бывший. потенциометр, линейные и вращательные перемещения.
• Система первого порядка –
  Когда выход постепенно приближается к своему конечному значению.
  Состоит из элемента накопления и рассеивания энергии.
• Система второго порядка –
  Сложная выходная реакция. Выходной отклик датчика колеблется перед установившимся режимом.

Классификация датчиков:

• Пассивный & Активный
• Аналоговый и цифровой
• Скаляр и вектор

1. Пассивный датчик –
   Не может самостоятельно ощутить ввод. Ex- Акселерометр, датчики влажности почвы, уровня воды и температуры.
2. Активный датчик –
   Независимо воспринимать ввод. Пример — датчики радара, эхолота и лазерного альтиметра.
3. Аналоговый датчик –
   Отклик или выход датчика представляет собой некоторую непрерывную функцию его входного параметра. Взрывозащищенный датчик температуры, LDR, аналоговый датчик давления и аналоговый эффект Холла.
4. Цифровой датчик –
   Ответ в бинарном характере. Дизайн для преодоления недостатков аналоговых датчиков. Наряду с аналоговым датчиком он также содержит дополнительную электронику для преобразования битов. Пример — пассивный инфракрасный (PIR) датчик и цифровой датчик температуры (DS1620).
5. Скалярный датчик –
   Обнаруживает входной параметр только на основе его величины. Ответ для датчика является функцией величины некоторого входного параметра. Не зависит от направления входных параметров.
   Пример – датчик температуры, газа, напряжения, цвета и дыма.
6. Векторный датчик –
   Реакция датчика зависит от величины направления и ориентации входного параметра. Пример — датчики акселерометра, гироскопа, магнитного поля и детектора движения.