محدوده سنسور حداقل و حداکثر مقادیری است که یک سنسور می تواند اندازه گیری کند. به عبارت دیگر، منطقه ای است که هر رویدادی که در این منطقه رخ دهد توسط سنسور قابل تشخیص است.
محدوده سنسور به حداقل و حداکثر مقدار کمیتی که سنسور می تواند با سطح مشخصی از دقت و وضوح اندازه گیری کند اشاره دارد. به عبارت دیگر، محدوده ای از مقادیری است که سنسور برای کار در آن محدوده و ارائه اندازه گیری های دقیق بر روی آن طراحی شده است.
محدوده سنسور معمولاً توسط سازنده مشخص میشود و عموماً در واحدهای مهندسی (به عنوان مثال ولت، آمپر، درجه سانتیگراد یا گرم) بیان میشود و بر اساس طراحی، حساسیت و قابلیت‌های پردازش سیگنال حسگر تعیین میشود.
چرا رنج سنسور مهم است؟
محدوده یک سنسور مهم است زیرا حداکثر و حداقل مقادیری را که سنسور می تواند به دقت اندازه گیری کند را تعیین می کند. اگر محدوده سنسور خیلی کم باشد، ممکن است نتواند مقادیر خاصی را تشخیص دهد یا زمانی که اندازه‌گیری‌ها خارج از محدوده آن قرار می‌گیرند، خوانش‌های نادرست ایجاد می‌کند. از سوی دیگر، اگر دامنه بیش از حد گسترده باشد، سنسور ممکن است نتواند اندازه گیری های دقیق را در یک محدوده خاص ارائه دهد.
به طور کلی، دامنه وسیع‌تر سنسور، انعطاف‌پذیری و تطبیق‌پذیری بیشتری را در استفاده از سنسور فراهم می‌کند. به عنوان مثال، یک حسگر با برد طولانی می‌تواند برای نظارت بر مناطق یا اشیاء بزرگ از فاصله ایمن
استفاده شود، در حالی که یک حسگر با برد کوتاه می‌تواند برای اندازه‌گیری‌های دقیق در نزدیکیِ شیِ مورد نظارت، استفاده شود. با این حال، همانطور که گفته شد، دامنه وسیع‌تر حسگر ممکن است با معاوضه‌هایی مانند کاهش دقت یا افزایش هزینه همراه باشد. در برخی موارد، برای دستیابی به دقت بیشتر یا کاهش تداخل از منابع دیگر، یک محدوده سنسور باریکتر ممکن است ترجیح داده شود.
در نهایت، محدوده بهینه سنسور، به الزامات و محدودیت‌های خاص کاربردی که سنسور برای آن مورد استفاده قرارمیگیرد، بستگی دارد و باید توجه دقیقی به انتخاب سنسور مناسب با محدوده مناسب برای کار انجام شود.
پارامترهای تاثیرگذار بر رنج سنسور
محدوده سنسور می تواند تحت تأثیر پارامترهای مختلفی قرار گیرد، از جمله:
تغذیه
تغذیه سنسور می تواند بر برد آن تأثیر بگذارد. توان خروجی بالاتر می تواند برد سنسور را افزایش دهد.
فرکانس
فرکانس سیگنال ساطع شده توسط سنسور نیز می تواند بر دامنه آن تأثیر بگذارد. سیگنال‌های فرکانس بالاتر معمولاً برد کوتاه‌تری نسبت به سیگنال‌های فرکانس پایین‌تر دارند.
نوع و سایز آنتن سنسور
اندازه و نوع آنتن مورد استفاده با سنسور می تواند بر برد آن تأثیر بگذارد. آنتن‌های بزرگ‌تر معمولاً برد بیشتری نسبت به آنتن‌های کوچک‌تر دارند، در حالی که آنتن‌های جهت دار می‌توانند برد بیشتری را در یک جهت خاص ارائه کنند.
محیط
محیطی که سنسور در آن استفاده می شود می تواند بر برد آن تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، موانعی مانند دیوارها و ساختمان ها می توانند برد سنسور را کاهش دهند، در حالی که فضاهای باز می توانند برد آن را افزایش دهند.
تداخل سیگنالی
شرایط جوی
شرایط جوی مانند رطوبت، دما و فشار هوا نیز می تواند بر دامنه سنسور تأثیر بگذارد. به طور کلی، دما و فشار هوای کمتر می تواند برد سنسور را افزایش دهد، در حالی که رطوبت بیشتر می تواند آن را کاهش دهد.
چگونه رنج یک سنسور را بفهمیم؟
محدوده سنسور را می توان با بررسی مشخصات ارائه شده توسط سازنده سنسور، دریافت. اکثر تولیدکنندگان سنسورها، اطلاعاتی در مورد محدوده عملیاتی در دیتاشیت سنسور یا دفترچه راهنمای کاربر خود ارائه می دهند.
مهم است که به خاطر داشته باشید که محدوده یک سنسور تنها یکی از عواملی است که باید هنگام انتخاب سنسور برای یک کاربرد خاص در نظر بگیرید. هنگام انتخاب یک سنسور باید عواملی مانند حساسیت، وضوح، دقت و قابلیت اطمینان سنسور را نیز در نظر بگیرید.
محدوده مقیاس کامل سنسور
محدوده کامل یک سنسور به حداکثر برد سیگنال خروجی سنسور اشاره دارد که معمولاً در واحدهای مهندسی بیان می شود (به عنوان مثال ولت، آمپر، درجه سانتیگراد یا گرم). این پارامتر حداکثر مقدار قابل اندازه گیری توسط سنسور را نشان می دهد و معمولاً با طراحی سنسور و دامنه سیگنال هایی که می تواند تولید کند تعیین می شود.
به عنوان مثال، یک سنسور دما ممکن است محدوده 0-5 ولت در مقیاس کامل داشته باشد، به این معنی که سیگنال خروجی آن با تغییر دمای اندازه گیری شده از 0 تا 5 ولت متغیر است. به طور مشابه، یک سنسور فشار ممکن است محدوده 0-100 psi در مقیاس کامل داشته باشد، به این معنی که سیگنال خروجی آن از 0 تا 100 psi با تغییر فشار اندازه‌گیری میشود.
همانطور که گفته شد محدوده مقیاس کامل حداکثر مقدار قابل اندازه گیری توسط سنسور را تعیین می کند. اگر سیگنال ورودی از محدوده کامل سنسور فراتر رود، سنسور ممکن است اشباع شود و منجر به اندازه‌گیری‌های نادرست یا غیرقابل اعتماد شود.
محدوده سنسور VS محدوده مقیاس کامل سنسور
اگرچه دو عبارت دامنه یک سنسور(sensor range) با محدوده مقیاس کامل سنسور(sensor full scale range) مرتبط هستند اما لزوماً یکسان نیستند.
محدوده سنسور (sensor range) به حداقل و حداکثر مقدار کمیتی که سنسور می تواند با سطح مشخصی از دقت و وضوح اندازه گیری کند اشاره دارد. به عنوان مثال، یک سنسور دما ممکن است محدوده ای از -20 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد داشته باشد، به این معنی که می تواند به طور دقیق دما را در این محدوده اندازه گیری کند.
همانطور که گفته شد، محدوده کامل یک سنسور(sensor full scale range) به حداکثر برد سیگنال خروجی سنسور اشاره دارد که معمولاً در واحدهای مهندسی بیان می شود (به عنوان مثال ولت، آمپر، درجه سانتیگراد یا گرم).
در بسیاری از موارد، برد یک سنسور و محدوده مقیاس کامل آن یکسان یا نزدیک به هم هستند. به عنوان مثال، یک سنسور دما با محدوده -20 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد ممکن است محدوده کاملی بین 0-5 ولت داشته باشد، با ولتاژ خروجی 0 ولت مربوط به -20 درجه سانتیگراد و ولتاژ خروجی 5 ولت مربوط به 100 درجه سانتیگراد.
با این حال، توجه به این نکته مهم است که محدوده یک سنسور و محدوده مقیاس کامل آن ممکن است همیشه یکسان نباشد. به عنوان مثال، یک سنسور نیرو ممکن است محدوده 0-100 نیوتن داشته باشد، اما محدوده مقیاس کامل آن ممکن است بسته به طراحی خاص سنسور، 0-10 ولت یا محدوده دیگری از ولتاژ خروجی باشد. در چنین مواردی، هنگام انتخاب سنسور برای یک کاربرد خاص، مهم است که هم محدوده سنسور و هم محدوده مقیاس کامل آن را در نظر بگیرید.
