محدوده سنسور حداقل و حداکثر مقادیری است که یک سنسور می‌تواند 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 می‌تواند با سطح مشخصی از دقت و وضوح اندازه گیری کند اشاره دارد. به عبارت دیگر، محدوده‌ای از مقادیری است که سنسور برای کار در آن محدوده و ارائه اندازه گیری‌های دقیق بر روی آن طراحی شده‌است.
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 می‌تواند به دقت اندازه گیری کند را تعیین می‌کند. 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 گیری‌های دقیقی 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، ممکن است برای دستیابی به دقت بیشتر یا کاهش تداخل از منابع دیگر، یک محدوده سنسور کوچکتر 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 می‌تواند بر برد آن تأثیر بگذارد. توان خروجی بالاتر می‌تواند برد سنسور را افزایش دهد.
فرکانس
فرکانس سیگنال ساطع شده توسط سنسور نیز می‌تواند 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 می‌تواند بر برد آن تأثیر بگذارد. آنتن‌های بزرگ‌تر معمولاً برد بیشتری نسبت به آنتن‌های کوچکتر دارند و آنتن‌های جهت دار می‌توانند برد بیشتری را در یک جهت خاص ارائه کنند.
محیط
محیطی که سنسور در آن استفاده میشود می‌تواند بر برد آن تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، موانعی مانند دیوارها و ساختمان‌ها می‌توانند برد سنسور را کاهش دهند، در حالی که فضاهای باز می‌توانند برد آن را افزایش دهند.
تداخل سیگنالی
شرایط جوی
شرایط جوی مانند رطوبت، دما و فشار هوا نیز می‌تواند بر دامنه سنسور تأثیر بگذارد. به طور کلی، دما و فشار هوای کمتر می‌تواند برد سنسور را افزایش دهد، در حالی که رطوبت بیشتر می‌تواند آن را کاهش دهد.
چگونه رنج یک سنسور را بفهمیم؟
محدوده سنسور را می‌توان 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 می‌دهند.
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 میشود (به عنوان مثال ولت، آمپر، درجه سانتیگراد یا گرم). این پارامتر حداکثر مقدار قابل اندازه گیری توسط سنسور را نشان می‌دهد و معمولاً با طراحی سنسور و دامنه سیگنال‌هایی که می‌تواند تولید کند تعیین میشود.
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 می‌کند. 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 می‌تواند با سطح مشخصی از دقت و وضوح اندازه گیری کند اشاره دارد. به عنوان مثال، یک سنسور دما ممکن است محدوده‌ای از -20 درجه سانتیگراد تا 100 درجه سانتیگراد داشته باشد، به این معنی که می‌تواند 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 میشود (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.