سنسورها ابزارهای فیزیکی هستند که تغییرات محیط را تشخیص داده و به آنها پاسخ می دهند. آنها در زمینه های مختلف از جمله الکترونیک، رباتیک، هوافضا و غیره نقش تعیین کننده ای دارند. مشخصات فیزیکی سنسورها بسته به نوع خاص و کاربرد آنها می تواند متفاوت باشد.
اندازه، شکل و وزن سنسور برخی از خصوصیات فیزیکی رایج سنسورها هستند.
اندازه و شکل فیزیکی سنسور
سنسورها در اندازه‌ها و شکل‌های مختلف، از میکروسنسورهای کوچک گرفته تا سنسورهای مقیاس بزرگ که در کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند، وجود دارند. اندازه و شکل آنها به عواملی مانند کاربرد مورد نظر، حساسیت و محدودیت های تکنولوژیکی بستگی دارد.
اندازه فیزیکی به ابعاد خود سنسور از جمله طول، عرض و ارتفاع آن اشاره دارد که یکی از پارامتر مهمی است که باید در نظر گرفته شود، به خصوص زمانی که محدودیت فضا عاملی موثر در پروژه مد نظر ما باشد. اندازه فیزیکی یک سنسور می‌تواند بر سهولت نصب، سازگاری با سیستم‌های موجود و فرم کلی آن تأثیر بگذارد.
در پروژه‌های مختلف ممکن است اندازه خاصی نیاز باشد و انتخاب سنسوری که با این محدودیت ها مطابقت داشته باشد بسیار مهم است. همچنین هنگام انتخاب سنسور بر اساس اندازه فیزیکی آن، در نظر گرفتن شرایط مونتاژ و هرگونه تطابق مکانیکی ای اهمیت دارد.
در اینجا چند دسته رایج از اندازه سنسورها آورده شده است:
میکروسنسورها
میکروسنسورها کوچکترین نوع سنسورهای موجود هستند که ابعاد آنها معمولاً از میکرومتر (µm) تا چند میلی متر (mm) متغیر است. میکروسنسورها معمولاً در دستگاه‌های کوچک مانند گوشی‌های هوشمند، پوشیدنی‌ها و ایمپلنت‌های پزشکی استفاده می‌شوند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که فشرده باشند و اغلب از فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) برای ساخت آنها استفاده می کنند.
سنسورهای مینیاتوری
سنسورهای مینیاتوری کمی بزرگتر از میکروسنسورها هستند و اندازه آنها معمولاً از چند میلی متر تا چند سانتی متر متغیر است. آنها به طور گسترده در لوازم الکترونیکی مصرفی، خودرو، رباتیک و صنایع هوافضا استفاده می شوند. سنسورهای مینیاتوری تعادل خوبی بین اندازه و عملکردشان دارند و آنها را برای کاربردهای مختلف در جاهایی که محدودیت فضا وجود دارد، مناسب می کند.
سنسورهای متعارف یا فشرده
این نوع سنسورها، سنسورهایی هستند که در محدوده اندازه متوسط قرار می گیرند و ابعاد آنها معمولاً از چند سانتی متر تا چند اینچ متغیر است. این سنسورها در اتوماسیون صنعتی، نظارت بر محیط زیست، سیستم های مدیریت ساختمان و سایر کاربردهای تجاری می‌توانند مورد استفاده قرارگیرند. این دسته سنسورها اغلب دقت بالاتر و محدوده اندازه گیری وسیع تری را در مقایسه با سنسورهای کوچکتر ارائه می دهند.
سنسورهای مقیاس بزرگ
سنسورهای مقیاس بزرگ، از نظر اندازه به طور قابل توجهی بزرگتر هستند و معمولاً ابعادی از چند اینچ تا فوت دارند. آنها معمولا در محیط های صنعتی مانند کارخانه های تولیدی، تاسیسات تولید برق و نظارت بر زیرساخت ها استفاده می شوند. این سنسورها برای انجام عملیات پرقدرت، مقاومت در برابر محیط های سخت و اندازه گیری دقیق در مناطق بزرگ طراحی شده اند.
سنسورهای ماکرو
سنسورهای ماکرو حتی از سنسورهای مقیاس بزرگ هم بزرگتر هستند و در کاربردهای خاصی که به پوشش گسترده یا قابلیت‌های تشخیص تخصصی نیاز است، مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، سنسورهای لرزه ای مورد استفاده در مطالعات ژئوفیزیک می توانند چندین متر اندازه داشته باشند، همینطور ابزارهای سنجش از راه دور مبتنی بر ماهواره می توانند به اندازه چندین متر یا حتی ده ها متر باشند.
وزن سنسور
سنسورها وسایلی هستند که تغییرات محیط خود را تشخیص داده و به آنها پاسخ می دهند. آنها در صنایع و کاربردهای مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا، رباتیک، مراقبت های بهداشتی و لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می شوند. وزن سنسور در بسیاری از کاربردها یکی از موارد مهمی است که باید در نظر گرفته شود، زیرا می‌تواند بر عواملی مانند قابل حمل بودن، شرایط مونتاژ، مصرف انرژی و طراحی کلی سیستم تأثیر بگذارد. به عنوان مثال در کاربردهایی که محدودیت وزنی وجود دارد، وزن سنسور یکی از عوامل مهم به شمار می‌آید. سنسورهای سبک تر اغلب برای به حداقل رساندن تأثیر بر وزن کلی سیستم و اطمینان از عملکرد بهینه ترجیح داده می شوند.
وزن یک سنسور می تواند از چند گرم برای سنسورهای کوچک و سبک وزن مورد استفاده در دستگاه های قابل حمل یا پوشیدنی تا چندین کیلوگرم برای سنسورهای بزرگتر مورد استفاده در کاربردهای صنعتی متغیر باشد. به عنوان مثال، یک سنسور دمای کوچک در یک گوشی هوشمند ممکن است تنها کسری از گرم وزن داشته باشد، در حالی که یک سنسور فشار مورد استفاده در یک سکوی نفتی ممکن است چندین کیلوگرم وزن داشته باشد.
در اینجا چند دسته متداول از وزن سنسورها برایتان آورده شده است:
سنسورهای فوق سبک
این سنسورها به گونه ای طراحی شده اند که برای کاربردهایی که وزن یک فاکتور حیاتی است، بسیار سبک وزن باشند. آنها اغلب در دستگاه های کوچک مانند پوشیدنی‌ها، هواپیماهای بدون سرنشین و دستگاه های تلفن همراه استفاده می شوند. به عنوان مثال می توان به شتاب سنج، ژیروسکوپ و سنسورهای نور محیط اشاره کرد.
سنسورهای سبک تا متوسط
این دسته شامل طیف وسیعی از سنسورهای مورد استفاده در صنایع و کاربردهای مختلف است. این سنسورها وزن متوسطی دارند اما عملکرد و دقت بالاتری نسبت به سنسورهای فوق سبک دارند. به عنوان مثال می توان به سنسورهای دما، سنسورهای فشار، حسگرهای مجاورت و سنسورهای رطوبت اشاره کرد.
سنسورهای سنگین
برخی از سنسورها به دلیل ساختار پیچیده یا دقت بالا، نسبتا بزرگتر و سنگین تر هستند. این سنسورها معمولاً در کاربردهایی مثل کاربردهای صنعتی و علمی استفاده می‌شوند که دقت و دوام سنسور در آنها بسیار مهم است. به عنوان مثال می توان به سنسورهای طیف سنجی، حسگرهای تصویربرداری (مانند دوربین های CCD یا CMOS) و سنسورهای پیشرفته نظارت بر محیط اشاره کرد.
شایان ذکر است که دانشمندان همچنان به کوچک‌سازی و طراحی سنسورهای سبک تر ادامه می‌دهند تا به راه‌حل‌های فشرده‌تر و قابل حمل‌تری در صنایع مختلف دست یابند.