Виды механических сенсоров.

В механических сенсорах первичные сигналы о состоянии исследуемого объекта или процесса имеют механическую природу. Это могут быть: изменение формы и/или размеров тел; изменение их взаимного расположения, т.е. механическое перемещение; изменение скорости движения; возникновение ускорений; изменение амплитуды, фазы или частоты механических колебаний и т.п. Соответственно есть смысл подразделять механические сенсоры с учетом физической природы чувствительных элементов и первичных информационных сигналов, которые в них возникают, на следующие виды:

· деформационные сенсоры, первичными сигналами в которых являются изменения формы, объема или размеров чувствительного элемента;

· сенсоры линейного перемещения, первичным сигналом в которых является перемещение центра массы тела в пространстве;

· сенсоры углового перемещения, первичными сигналами в которых являются наклон тела, поворот, вращение;

· акселерометры, в которых первичным сигналом является возникновение механического ускорения;

· вибрационные сенсоры, в которых первичным сигналом является изменение состояния механических колебаний тела или системы тел;

· хроматографические сенсоры, первичные сигналы в которых появляются вследствие механического перемещения молекул (жидкости, газа) сквозь пористую среду.

На первом этапе технологического развития человечества подавляющее большинство сенсоров были механическими. Отклонение от вертикали определяли с помощью отвесов, от горизонтали – с помощью ватерпаса или просто налитой в чашу жидкости, направление ветра – по повороту флюгера или по направлению распространения дыма из дымовых труб и т.п. Согласно нашей систематизации отвес и флюгер являются сенсорами углового, а ватерпас – сенсором линейного перемещения. Даже ход времени измеряли механическими сенсорами: по наблюдаемому движению солнца, луны или звезд на небосводе, по перемещению тени на солнечных часах (всё это – сенсоры углового перемещения), по истечению воды или высыпанию песка из сосуда через узкое отверстие (это – сенсоры линейного перемещения) и т.п. Позднее стали пользоваться механическими маятниковыми часами. Термометры тоже долго были только механическими, поскольку в них использовалось явление теплового расширения тел, и температуру определяли по механическому перемещению столбика жидкости в узком капилляре. Механическим сенсором является, например, и компас.

Последние два примера наглядно демонстрируют разницу между возможными подходами к классификации сенсоров. Если их классифицировать по назначению или по измеряемой физической величине, то обычный ртутный или спиртовой термометры являются температурными сенсорами, а компас - магнитным сенсором. Если же классифицировать по физической природе первичных сигналов, которые возникают в сенсоре, то оба названные вида сенсоров являются механическими: в термометрах первичным сигналом является удлинение столбика жидкости (сенсор линейного перемещения), в компасе – механический поворот магнитной стрелки (сенсор углового перемещения).