Sonde

Une sonde est un type de capteur qui emploie un type d'énergie, un signal d'une certaine sorte, et le convertit en lecture afin du transfert de l'information. Un thermomètre de Mercury est un exemple d'une sonde qui convertit l'expansion et la contraction d'un volume de mercure en réponse au changement de la température (le signal), à une lecture sur un tube en verre calibré fournissant des informations sur la température ambiante . D'autres sondes, telles qu'un thermocouple , produisent une tension de rendement ou tout autre rendement électrique qui peuvent être fixés à un mètre pour lire un changement ou être interprétés par un autre dispositif (tel qu'un ordinateur). Pour l'exactitude dans l'application un calibrage de la sonde et de son information de rendement est nécessaire.

l'expansion et la contraction de ce volume de mercure est alors amplifiée dans l'alésage beaucoup plus étroit du tube

Des sondes sont utilisées dans les objets journaliers tels que les boutons et les lampes à effleurement d'ascenseur que faible ou éclairer en touchant la base. Il y a également des demandes innombrables de sondes dont la plupart des personnes ne se rendent jamais compte. Les applications incluent des automobiles, des machines, l'espace, la médecine, l'industrie, et la robotique.

La sensibilité d'une sonde indique combien le rendement de la sonde change quand la quantité mesurée change. Par exemple, si le mercure dans un thermomètre déplace 1cm quand les changements de température par 1°, la sensibilité est 1cm/1°. Les sondes qui mesurent les changements très petits doivent avoir des sensibilités très élevées.

Le progrès technologique permet de plus en plus à des sondes d'être fabriquées sur une échelle microscopique du comme microsensors using la technologie du MEMS . Dans la plupart des cas, un microsensor de atteint une vitesse sensiblement plus élevée et la sensibilité comparée au macroscopique s'approche. Voir également les générations de sonde du MEMS.

Types

Puisque les sondes sont un type de capteur, elles changent une forme d'énergie en des autres. Pour cette raison, des sondes peuvent être classifiées selon le type de transfert d'énergie qu'elles détectent.

Thermique

Sondes de la température : Résistances thermo-sensibles des thermocouples des thermomètres (thermistances et détecteurs de la température de résistance de , thermomètres et thermostats bimétalliques de * sondes de la chaleur : Bolométre , calorimètre de

Électromagnétique

sondes électriques de résistance du : Ohmmètre , multimètre de
sondes courantes électriques du : Galvanomètre , ampèremètre à de
sondes électriques de tension du : Électroscope , voltmètre de feuille de de
sondes électriques de puissance du : Le watt-heure de dose * sondes du magnétisme : Boussole magnétique , boussole , magnétocompteur , dispositif à effet Hall de vanne de flux de de de
Détecteurs de métaux de métaux * RADAR

Mécanique

sondes de la pression : Altimètre , baromètre , barographe , indicateur de pression , indicateur de vitesse d'air , indicateur de vitesse ascensionnelle , variomètre de de de de
Le gaz et le liquide des sondes de débit : Sonde de débit , anémomètre , compteur de débit , compteur à gaz , mètre d'eau , sonde d'écoulement de la masse de
Gaz et viscosité et densité liquides du : Viscomètre , hydromètre , tube en U de oscillation de de
sondes mécaniques du : sonde , sonde de position , Selsyn , commutateur , jauge de contrainte d'accélération de de
Sondes de l'humidité : Hygromètre

Produit chimique

Sondes chimiques de proportion du : Électrodes redox des électrodes des sondes de l'oxygène de du pH de en verre Ion-selective des électrodes et détecteurs d'oxyde de carbone

Rayonnement optique

temps-de-vol léger de

. Utilisé dans l'équipement de examen moderne, une impulsion de lumière courte est émise et retournée par un rétroreflecteur. La période de retour de l'impulsion est proportionnelle à la distance et est liée à la densité atmosphérique d'une manière prévisible - voir le radar à laser .
les sondes de la lumière , ou les détecteurs photoélectriques ', y compris des dispositifs du semi-conducteur tels que le CCDs des phototransistors des photodiodes des cellules photo-électriques , et des dispositifs de tube électronique du des sondes d'image de aiment les tubes photoélectriques du , tubes du photomultiplicateur ; et instruments mécaniques tels que le radiomètre de Nichols de .
sonde infrarouge du de

, particulièrement utilisée comme sonde d'occupation pour l'éclairage et les contrôles de l'environnement.
capteur de proximité - un type de sonde de la distance mais moins sophistiqué. Détecte seulement une proximité spécifique. Peut être optique - la combinaison d'une cellule photo-électrique et une LED ou un laser. Applications dans les téléphones portables, le détecteur de papier dans des photocopieurs, la réserve automatique de puissance/mode d'arrêt dans des cahiers et d'autres dispositifs. Peut utiliser un aimant et un dispositif à effet Hall du .
le faisceau étroit du laser A de balayage de la lumière laser est balayé au-dessus de la scène par un miroir. Une sonde de cellule photo-électrique située à un excentrage répond quand le faisceau est reflété d'un objet à la sonde, d'où la distance est calculée par la triangulation .
foyer de

. Un grand objectif d'ouverture peut être focalisé par un système servo. La distance à un élément de scène de dans-foyer peut être déterminée par l'arrangement d'objectif.

binoculaire. Deux images recueillies sur une ligne de base connue sont introduites dans la coïncidence par un système des miroirs et des prismes. L'ajustement est employé pour déterminer la distance. Utilisé dans quelques appareils-photo (appelés les appareils-photo de télémètre) et à plus grande échelle dans des télémètres tôt de cuirassé
interférométrie . Le de franges de l'interférence entre les ondes lumineuses transmises et reflétées produites par une source logique du telle qu'un laser sont comptés et la distance est calculée. Capable de la précision extrêmement haute.
perturbations optiques atmosphériques de mesure de Scintillometers .
sondes optiques de la fibre .
interception optique de chemin court de

- le dispositif de détection se compose d'une diode électroluminescente illuminant un phototransistor , avec la position de fin d'un dispositif mécanique détecté par un drapeau mobile arrêtant le chemin optique, utile pour déterminer une première position pour des mécanismes conduits par les moteurs pas à pas

Rayonnements ionisants

sondes du rayonnement : Compteur Geiger De , dosimètre , compteur à scintillation , détection de neutron de
sondes des particules subatomiques : Détecteur , Scintillator , chambre , chambre de brouillard , chambre à bulles de particules de de fil de . Voir le : Catégorie : Détecteurs de particules

Acoustique

acoustique : retour d'écho de temps-de-vol de l'ultrason d'utilisations. Utilisé dans de mi appareils-photo polaroïd de 20ème siècle et appliqué également à la robotique. Encore des systèmes plus anciens aiment des fathomètres (et pêcher les trouveurs) et d'autres » systèmes des sonars actifs « tactiques (de R de de ND de A d'avigation de N d'und ainsi anging) dans les applications navales qui emploient la plupart du temps des fréquences de bruit audible.
Sondes saines du : Sismomètres des hydrophones des microphones

D'autres types

sondes du mouvement : Pistolet , tachymètre , tachymètre , odomètre , sonde , coordonnateur de radar de de de de d'occupation de de tour de
Sondes de l'orientation : Gyroscope , horizon artificiel , gyroscope de de laser annulaire de
La sonde de la distance (de non contact) plusieurs technologies peut être appliquée à la distance de sens : Magnétostriction

Systèmes non initialisés

La bande grise du code ou roulent un certain nombre de détecteurs photoélectriques peut sentir un modèle, créant un nombre binaire. Le code gris est un modèle muté qui assure que seulement un bit d'information change avec chaque étape mesurée, de ce fait éviter des ambiguïtés.

Systèmes initialisés

Ceux-ci exigent à partir d'une distance connue et accumulent les changements par accroissement des mesures.
Le masque optique en forme de disque de la roue A de quadrature est conduit par un train d'engrenages. Deux cellules photo-électriques détectant la lumière passer par le masque peuvent déterminer une révolution partielle du masque et la direction de cette rotation.
Type de la sonde A du favori de sonde de contact et de capteur de proximité.

Classification des erreurs de mesure

Une bonne sonde se conforme aux règles suivantes : la sonde devrait être sensible au

mesuré de propriété la sonde devrait être peu sensible à n'importe quel autre

de propriété la sonde ne devrait pas influencer la propriété mesurée

Des sondes idéales sont conçues pour être le linéaire. Le signal de sortie d'une telle sonde est linéairement proportionnel à la valeur de la propriété mesurée. La sensibilité est alors définie comme rapport au signal de sortie de la propriété mesurée. Par exemple, si une sonde mesure la température et a un résultat de tension, la sensibilité est une constante avec l'unité ; cette sonde est linéaire parce que le rapport est constant à tous les points de mesure.

Si la sonde n'est pas idéale, on peut observer plusieurs types de déviations :
La sensibilité peut dans la pratique différer de la valeur spécifique. Ceci s'appelle une erreur de sensibilité de , mais la sonde est encore linéaire.
Puisque la gamme du signal de sortie est toujours limitée, le signal de sortie atteindra par la suite un minimum ou un maximum quand la propriété mesurée dépasse les limites. La gamme complète définit les valeurs maximum et minimum de la propriété mesurée.
Si le signal de sortie n'est pas zéro quand la propriété mesurée est zéro, la sonde a un compensé par ou la polarisation de de . Ceci est défini comme rendement de la sonde à l'entrée nulle.
Si la sensibilité n'est pas constante sur la gamme de la sonde, ceci s'appelle la non-linéarité de de . Habituellement ceci est défini par la quantité que le rendement diffère du comportement idéal sur la gamme complète de la sonde, souvent remarquable comme pourcentage de la gamme complète.
Si la déviation est provoquée par un changement rapide de la propriété mesurée avec le temps, il y a une erreur dynamique du de . Souvent, ce comportement est décrit avec une parcelle de terrain présagée par montrant le déphasage des erreurs et de sensibilité comme fonction de la fréquence d'un signal d'entrée périodique.
Si le signal de sortie change lentement l'indépendant de la propriété mesurée, ceci est défini en tant que dérive de de .
la dérive à long terme de de indique habituellement une dégradation lente des propriétés de sonde sur une longue période.
le bruit de de est une déviation aléatoire du signal qui varie à temps.
l'hystérésis de de est une erreur provoquée par quand la direction d'inverses mesurée de propriété, mais là est un certain retard fini pour la sonde à répondre, créant une erreur différente d'excentrage dans une direction que dans l'autre.
Si la sonde a un résultat numérique, le rendement est essentiellement une approximation de la propriété mesurée. L'erreur d'approximation s'appelle également l'erreur de la numérotisation de .
Si le signal est surveillé digitalement, la limitation de la fréquence de prélèvement peut également causer une erreur dynamique.
La sonde peut dans une certaine mesure être sensible aux propriétés autres que la propriété étant mesurée. Par exemple, la plupart des sondes sont influencées par la température de leur environnement.

Toutes ces déviations peuvent être classifiées comme erreurs systématiques ou erreurs aléatoires . Des erreurs systématiques peuvent parfois être compensées au moyen d'un certain genre de stratégie du calibrage . Le bruit est une erreur aléatoire qui peut être réduite par le traitement des signaux , tel que le filtrage, habituellement aux dépens du comportement dynamique de la sonde.

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La résolution de d'une sonde est le plus petit changement qu'elle peut détecter dans la quantité qu'elle mesure. Souvent dans un affichage numérique De , le moindre chiffre significatif flottera, indiquant que les changements de cette grandeur sont seulement simplement resolved. La résolution est liée à la précision avec laquelle la mesure est faite. Par exemple, une sonde de balayage de (un bout fin près d'une surface rassemble un courant de perçage d'un tunnel d'électron) peut résoudre les atomes et les molécules

Sondes biologiques

Toute la matière organique contient les sondes biologiques avec des fonctions semblables à ceux des dispositifs mécaniques décrits. Les la plupart de ces derniers sont des cellules spécialisées aux lesquelles être sensible :
lumière, mouvement, température, pesanteur des champs magnétiques , humidité , vibration , pression, bruit des champs électriques , et d'autres aspects physiques de l'environnement externe ;
aspects physiques de l'environnement interne, tels que le bout droit , le mouvement de l'organization, et la position des annexes (sensibilité proprioceptive ) ;
une énorme rangée de molécules environnementales, y compris les aliments des toxines et les phéromones
beaucoup d'aspects du milieu métabolique interne, tels que le niveau du glucose , le niveau de l'oxygène , ou l'Osmolality ;
une gamme également diverse des molécules internes de signal, telles que les neurotransmetteurs des hormones et le Cytokines
et même les différences entre les protéines de l'organization lui-même de et des créatures d'environnement ou d'étranger.

Des sondes artificielles du qui imitent les sondes biologiques en employant un composant sensible biologique, s'appellent les biodétecteurs

Les sens humains du sont des exemples des sondes neuronales spécialisées du .

Sondes géodésiques

Déplacements ou mouvements georeferenced par mesure géodésique d'appareils de mesure dans une, deux ou trois dimensions. Elle inclut l'utilisation des instruments tels que les niveaux des stations de total de et les récepteurs de système satellite de navigation global de .

Voir également

ol-commencer ol-casser
Déclencheur
Sonde de voiture de : renverser la sonde de sonde et de pluie de .
par acquisition de données
Système par acquisition de données
Enregistreur de données ol-casser
Théorie de détection de
Temps complètement automatique
Microsensor d'hydrogène de
Ligne latérale
Seuil ol-casser
Liste de des sondes
Olfaction de machine de
Caractéristique de fonctionnement de récepteur
Réseau de sonde de
Web de sonde de ol-extrémité

Random links: