تعريف المستشعر
نطلق على الجهاز جهاز استشعار يقيس المتغير تلقائيًا ، مثل درجة الحرارة أو الضغط أو حتى معدل الدوران ، من بين أشياء أخرى .
من النقاط المثيرة للاهتمام التي يجب وضعها في الاعتبار أنه بفضل المعلومات التي يقدمها لنا المستشعر ، يمكن استنتاج متغيرات أخرى ليست بالضبط تلك التي يقيسها . يوضح هذا المثال ما يلي: جميع المعلومات المقدمة إلينا بواسطة مقياس التدفق (وهي أداة تُستخدم لقياس تدفق السوائل أو ما يسمى بتدفق الكتلة) من السلك الساخن هي ، باختصار ، الطاقة الكهربائية اللازمة ل يتم الاحتفاظ بسلك معدني عند درجة حرارة ثابتة معينة. بالمعلومات التي نتلقاها يمكننا استنتاج كتلة الهواء التي تدور حول نفس الخيط. ينطبق هذا المثال أيضًا على العديد من حالات أجهزة الاستشعار الأخرى ، كما هو موضح للمعدات المستخدمة لتحديد ضغط الأكسجين في الدم الشرياني ؛ في الاختبار المعملي المعروف باسم "غازات الدم" ، يكتشف مستشعران الأكسجين وضغط ثاني أكسيد الكربون ، مما يسمح بالحساب غير المباشر للعديد من المعلمات ذات الصلة.
تقوم أجهزة الاستشعار بشكل أساسي بتحويل أو إعادة إنتاج ظاهرة فيزيائية معينة (يمكن أن تكون كيميائية أو فيزيائية كيميائية) إلى "إشارة" يمكن أن تكون وحدة قياس (كما هو الحال في موازين الحرارة أو البارومترات) ، إلى أصوات (مثل أنظمة الأمان عن طريق الإنذار) أو في إجراءات محددة (على سبيل المثال ، عندما نفتح باب جهاز الصراف الآلي عن طريق إدخال بطاقة مغناطيسية). تُعرف هذه العملية في مجال العلوم باسم التنبيغ ، الذي يشكل تحويل البيانات إلى معلومات في "لغة" مختلفة. وبالتالي ، يعتمد مقياس الحرارة التقليدي للزئبق على تمدد المعدن السائل في عمود ، والذي يحفز إزاحته على طول قاعدة متدرجة: "البيانات" تنشأ من التوسع ، "المعلومات" هي درجة الحرارة و " محول الطاقة "هو العمود الكمي.
مثال آخر معروف للاستخدام اليومي هو أجهزة الاستشعار المستخدمة في أنظمة الإنذار ، والتي يتم تثبيتها في المتاجر أو المنازل كوسيلة لتوفير الأمن للعقار في حالة السرقة أو الاعتداء. تسمح مستشعرات الحركة المستخدمة في هذه الحالات بالكشف عن دخول أو حركة شخص في بيئة أو منزل أو أكثر ، بمجرد تنشيط نظام أمان الإنذار.
هناك أجهزة أخرى مزودة بأجهزة استشعار تستخدم لإشارة الأشخاص لدخول أو مغادرة الممتلكات. في هذه الحالة ، هي أجهزة صغيرة يتم تثبيتها في الأبواب ، وعند تحريكها ، يتم تنشيطها لإنتاج صوت معين. هذه الأجهزة نشطة دائمًا ، ولا توجد طريقة لإلغاء تنشيطها عندما لا نريدها أن تعمل (باستثناء إلغاء تثبيتها من المكان الذي تم تعيينها فيه). النظام المماثل هو الذي تستخدمه المصاعد والرافعات الشوكية ، والمعروفة في المصطلحات باسم "العين الإلكترونية" ، لأنها تعترف بوجود الأشخاص عند الباب لمنع الإغلاق التلقائي ، وبالتالي تقليل المخاطر المحتملة للحوادث. أجهزة استشعار الوزن في هذه المصاعد هي مثال أكثر تعقيدًا ، ولكن مع نفس المنفعة المحددة.
للحديث بشكل خاص عن السيارات ، سنقول ، على سبيل المثال ، أن مستشعر القرب هو جهاز يمكنه اكتشاف الأشخاص أو السيارات أو الأشياء الأخرى. أكثر أجهزة استشعار التقارب شيوعًا هي: الموجات فوق الصوتية ، والأشعة تحت الحمراء القريبة والبعيدة ، وكاميرا الضوء المرئي ، وما إلى ذلك.
على الرغم من أنها تسمى أجهزة الاستشعار على وجه التحديد لأنها "تشعر" أو تدرك بعض الشروط التي تسمح لها بالعمل وفقًا لما تم تصميمه من أجله ، فإن فرعًا جديدًا من أجهزة الاستشعار هو تلك الخاصة بالشبكة اللاسلكية ، أي الاتصالات اللاسلكية (بدون استخدام الكابلات) لتنشيطها والتشغيل. في هذه الحالة ، يمكن أيضًا قياس درجة الحرارة أو الرطوبة ، على سبيل المثال ، ولكن بدلاً من استخدام موازين الحرارة أو البارومترات لذلك ، هذه أجهزة استشعار محوسبة ومتصلة بشبكة كمبيوتر تسمح لك بتحويل اختلافاتها إلى إشارات إلكترونية. تم تطبيق التقنية الأولية لهذه المستشعرات على المكوكات الفضائية ، ولكنها اليوم جزء من معدات متنوعة تستخدم على أساس يومي. في الواقع ، تعد شاشات اللمس الحديثة مثالًا مثيرًا للاهتمام لأجهزة الاستشعار اليومية والمزدوجة ، أي أنها لا تكتفي بمعالجة البيانات "الحسية" للمعالجة ، ولكن أيضًا معلومات "الإرجاع". لذلك ، فإن أجهزة الاستشعار الأكثر حداثة هي أدوات ثنائية الاتجاه ، حيث يمكنها إجراء تنبيغ في أحد الاتجاهين أو الآخر.
أخيرًا ، في العلوم البيولوجية ، لا يمكننا أن ننسى أن أجهزة الإحساس بدورها تعمل كمستشعرات ، إما أحادية الاتجاه (الرؤية ، الرائحة ، السمع) أو ثنائية الاتجاه ، كما هو الحال مع الجلد. توفر المستشعرات الداخلية التي تكتشف الوضع المكاني لكل عضو ونظام للجهاز العصبي المعلومات الضرورية للحفاظ على التوازن والتحكم في الحركة والتفاعل مع العالم من حولنا.
