قابلیت اطمینان یک عامل حیاتی برای حسگرها است، به ویژه در برنامه هایی که دیتاهای دقیق و قابل اعتماد مورد نیاز است. این ویژگی این اطمینان را ایجاد میکند که می توان به سنسور برای ارائه اندازه گیری های درست و ثابت در طول عمر کاری آن اعتماد کرد. سنسور قابل اعتماد سنسوری است که میتواند با اطمینان در محیط‌ها و شرایط مختلف بدون به خطر انداختن کیفیت داده‌ها استفاده شود.
جنبه‌های کلیدی قابلیت اطمینان سنسور
درستی
یک حسگر قابل اعتماد باید اندازه گیری‌های درستی را ارائه دهد که با مقدار واقعی یا شرایط اندازه گیری شده مطابقت دارد. درستی سنسور در واقع به میزان انطباق بین مقدار اندازه گیری شده و مقدار واقعی اشاره دارد. سنسورهای قابل اعتماد برای به حداقل رساندن خطاها و ارائه اندازه گیری درست، طراحی و کالیبره شده اند.
دقت
دقت به تکرار پذیری و ثبات اندازه گیری‌های سنسور اشاره دارد. یک حسگر قابل اعتماد باید تغییرپذیری کمی داشته باشد و نتایج ثابتی را هنگام اندازه‌گیری پارامتر مشابه در شرایط مشابه ارائه دهد. دقت بالا بیانگر آن است که سنسور میتواند به طور مداوم همان اندازه‌گیری را با کمترین تغییر تولید کند.
پایداری
ثبات سنسور به توانایی حفظ عملکرد ثابت در طول زمان اشاره دارد. یک حسگر قابل اعتماد باید حداقل دریفت را که بیانگر تغییر تدریجی در پاسخ یا خروجی در یک دوره طولانی است، نشان دهد. سنسورهای پایدار ویژگی‌های کالیبراسیون و عملکرد خود را در طول عمر عملیاتی خود حفظ می کنند.
طول عمر
در حقیقت قابلیت اطمینان سنسور به نوعی طول عمر یک سنسور را نیز در بر می‌گیرد. یک سنسور قابل اعتماد باید طول عمر عملیاتی طولانی داشته باشد بدون آن که افت کیفی قابل توجهی در عملکرد آن دیده شود و باید بتواند در برابر شرایط عملیاتی مورد انتظار، عوامل محیطی و… مقاومت کند.
مقاومت
یک حسگر قابل اعتماد باید به اندازه کافی مقاوم باشد تا در برابر شرایط محیطی مختلف، از جمله درجه حرارت، رطوبت، لرزش، تکانه یا ضربه و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا آلاینده مقاومت کند. بنابراین یک سنسور قابل اعتماد باید طوری طراحی و ساخته شود که در برابر این عوامل بدون تأثیر قابل توجهی بر عملکرد یا قابلیت اطمینان آن مقاومت کند.
پایایی
پایایی به توانایی یک سنسور برای ارائه اندازه گیری های ثابت در چندین واحد از یک مدل اشاره دارد. حسگرهای قابل اعتماد باید پایداری بالایی را در عملکرد و اندازه‌گیری‌های خود نشان دهند و این اطمینان را حاصل بدهند که حسگرهای مختلف از یک مدل نتایج مشابهی را هنگام اندازه‌گیری یک پارامتر ایجاد می‌کنند.
نرخ شکست
قابلیت اطمینان سنسور اغلب بر حسب نرخ شکست تعیین می‌شود که نشان دهنده احتمال اشتباه سنسور در یک دوره معین است. یک سنسور قابل اعتماد باید نرخ شکست پایینی داشته باشد، که نشان دهنده احتمال شکست یا وقفه‌های غیرمنتظره‌ی کم است.
میانگین زمان شکست‌ها
MTBF در واقع اندازه گیری میانگین زمان بین خطاهای متوالی یک سنسور است. این معیار، تخمینی از طول عمر عملیاتی مورد انتظار سنسور را ارائه می‌دهد. هر چه مقدار MTBF پایین‌تر باشد نشان دهنده قابلیت اطمینان بیشتر و عمر طولانی تر سنسور است.
فرمول MTBF را می‌توان مطابق شکل زیر نوشت:
سنسور غیرقابل اطمینان
سنسور غیرقابل اعتماد سنسوری است که عملکرد مورد نظر خود را به طور مداوم یا دقیق در طول زمان انجام نمی‌دهد. این سنسورممکن است به عامل مختلفی واکنش نشان دهد که توانایی آن را برای ارائه اندازه گیری های قابل اعتماد به خطر می اندازد.
در اینجا برخی از ویژگی‌ها یا مشکلات رایج مرتبط با سنسورهای غیرقابل اعتماد را به‌طور مختصر بررسی میکنیم:
اندازه‌گیری‌های نادرست
یک سنسور غیرقابل اعتماد ممکن است اندازه گیری‌هایی را ارائه دهد که به طور قابل توجهی از مقدار واقعی دور است. همچین سنسوری ممکن است دچار خطاهای سیستماتیک، نویز تصادفی یا رانشی شود که منجر به داده های غیر قابل اعتماد و اشتباه می‌شود.
عملکرد ناپایدار
سنسورهای غیرقابل اعتماد ممکن است رفتار ناپایداری از خود نشان دهند و نتایج متفاوتی را برای ورودی یکسان یا تحت شرایط مشابه ایجاد کنند. ناسازگاری میتواند از عواملی مانند کالیبراسیون ضعیف، اجزای ناپایدار یا طراحی نامناسب ناشی شود.
رانش و استهلاک
سنسورهای غیرقابل اعتماد ممکن است در طول زمان دچار رانش (دریفت) یا ضعف درعملکرد خود شوند. دریفت به تغییر تدریجی در خروجی یا پاسخ سنسور اشاره دارد که منجر به عدم درستی یا انحراف از کالیبراسیون اولیه می‌شود. استهلاک نیز میتواند به دلیل عواملی مانند افزایش سن سنسور، سایش قطعات، یا قرار گرفتن در معرض شرایط سخت محیطی رخ دهد.
طول عمر محدود
سنسورهای غیرقابل اعتماد ممکن است طول عمر کاری کمتری نسبت به حد انتظار یا مشخص شده داشته باشند. ممکن است به دلیل اشکالات طراحی، قطعات بی کیفیت یا فرآیندهای تولید ناکافی، پیش از موعد از کار بیفتند. طول عمر محدود میتواند منجر به تعویض مکرر یا افزایش نیاز به تعمیر و نگهداری شود.
نرخ شکست بالا
سنسورهای غیرقابل اعتماد اغلب نرخ شکست بالاتری از خود نشان می‌دهند، به این معنی که دراین سنسورها، در مقایسه با سنسورهای قابل اعتماد، احتمال خرابی یا نقص در یک دوره معین بیشتر است. خطاهای مکرر میتواند منجر به خرابی، از دست رفتن داده‌ها و افزایش هزینه‌ها برای تعمیرات یا تعویض شود.
تکرارپذیری ناچیز
سنسورهای غیرقابل اعتماد ممکن است تکرارپذیری ضعیفی داشته باشند، به این معنی که واحدهای مختلف از یک مدل سنسور ممکن است اندازه‌گیری‌های متناقضی ایجاد کنند. عدم تکرارپذیری میتواند منجر به مشکلاتی در مقایسه دیتاها یا پیاده سازی و اجرای شبکه‌های سنسوری شود.
مواجهه با سنسورهای غیر قابل اعتماد مستلزم شناسایی علل زمینه‌ای و انجام اقدامات مناسب است. این اقدامات میتواند شامل کالیبراسیون مجدد، تعمیر و نگهداری، جایگزینی قطعات یا ارتقاء به مدل‌های سنسور قابل اعتمادتر باشد.