Sensori, la scelta migliore

I sensori sono dei dispositivi di misura fondamentali per acquisire dati e compiere azioni su tali misure. Una scelta inappropriata di questi dispositivi può influire in modo negativo con il nostro progetto.

Quelli che andremo a vedere oggi sono tre tipi di sensori: Resistivi, Capacitivi, Induttivi.

Sensori Resistivi

I sensori di tipo resistivo, sono sensori che convertono la grandezza da misurare con una variazione della resistenza del componente. Sono anche molto comuni grazie alle numerose grandezze fisiche che possono alterare la resistenza elettrica del materiale.

1. Potenziometri: Particolare tipo di resistenza che è in grado di modificare la geometria tramite un contatto strisciante. Viene usato sia come comando sia come sensore di posizione
2. Estensimetri: sensore per la misurazione della deformazione della superficie. Il sensore, composto da un filo metallico applicato su un supporto plastico, una volta incollato alla superficie da misurare, ne segue le deformazioni variando la sua resistenza in base alla dilatazione del filo.
3. Termoresistenze: Sensori basati sul fatto che la resistenza alla corrente cresce in modo lineare con l’aumentare della temperatura, generalmente il range di questi sensori sono veramente ampi ma soffrono di autoriscaldamento.
4. Termistori: Questi sfruttano la proprietà dei semiconduttori dell’aumento della resistenza al variare della temperatura. A differenza dei delle termoresistenze hanno renge e zone di linearità molto limitate.
5. Fotoresistenze: Questo tipo di resistenza è in grado di variare la sua componente resistiva al variare dell’intensità luminosa circostante.

Sensori Capacitivi

I sensori capacitivi sono sensori in grado di variare la propria capacità al variare della grandezza che vogliamo andare a misurare. Ci sono 2 modi per variare la capacità di questi sensori:

1. Il primo è quello di variare le distanze delle 2 piastre del condensatore
2. Il secondo, invece, consiste nel modificare la costante dielettrica (ovvero “la tendenza del materiale a contrastare l’intensità del campo elettrico presente al suo interno”¹) modificando il materiale tra le 2 armature del condensatore.

Questi sensori sono usati per:

1. Per misurare il livello dei liquidi: in questo caso con il variare del livello del liquido varia anche il valore della costante dielettrica;
2. Per misurare delle grandezze meccaniche: come lo spostamento. Infatti sono spesso usati nei sensori MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems, conosciuti come: “i sensori che stanno nello smartphone”);
3. Sensori di prossimità: in questo sensore è presente solo una faccia del condensatore, e un oggetto conduttore o parzialmente conduttore (come la pelle) passano vicino alla faccia del condensatore si trasformano nella seconda faccia venendosi a formare capacità rilevabile.

Sensori Induttivi

Questi sensori verranno appena accennati, visto che volevo concentrarmi di più sui sensori resistivi e quelli capacitivi. Questi sensori convertono le grandezze misurate in una variazione di induttanza, di solito la variazione di questa induttanza è causata da un cambiamento della geometria del sensore o da una variazione del campo magnetico.

Conclusioni

Ogni tipo di sensore ha dei lati positivi e alcuni negativi, questo è il motivo per la quale la scelta del sensore non è una cosa dal lasciare scontata. Per scegliere al meglio un sensore bisogna dare una occhiata al Datasheet dell’azienda che li produce guardando i vari parametri in ingresso e di uscita, range di funzionamento e linearità del dispositivo.

¹Cit. Wikipedia: Permittività elettrica