Che cosa è un sensore passivo?

Autore: Li Ai
Fonte: Ulink Media

Che cosa è un sensore passivo?

Il sensore passivo è anche chiamato sensore di conversione dell'energia. Come l'Internet delle cose, non necessita di alimentazione esterna, ovvero è un sensore che non necessita di alimentazione esterna, ma può anche ottenere energia da un sensore esterno.

Sappiamo tutti che i sensori possono essere suddivisi in sensori tattili, sensori di immagine, sensori di temperatura, sensori di movimento, sensori di posizione, sensori di gas, sensori di luce e sensori di pressione in base alle diverse grandezze fisiche di percezione e rilevamento. Per i sensori passivi, l'energia luminosa, la radiazione elettromagnetica, la temperatura, l'energia del movimento umano e la sorgente di vibrazione rilevate dai sensori sono potenziali fonti di energia.

È noto che i sensori passivi possono essere suddivisi nelle tre categorie seguenti: sensori passivi in ​​fibra ottica, sensori passivi a onde acustiche di superficie e sensori passivi basati su materiali energetici.

• Sensore in fibra ottica

Il sensore a fibra ottica è un tipo di sensore basato su alcune caratteristiche della fibra ottica, sviluppato a metà degli anni '70. Si tratta di un dispositivo che converte uno stato misurato in un segnale luminoso misurabile. È costituito da una sorgente luminosa, un sensore, un rilevatore di luce, un circuito di condizionamento del segnale e una fibra ottica.

Presenta caratteristiche di elevata sensibilità, elevata resistenza alle interferenze elettromagnetiche, buon isolamento elettrico, elevata adattabilità ambientale, misurazione remota, basso consumo energetico e sta diventando sempre più maturo nell'applicazione dell'Internet delle cose. Ad esempio, l'idrofono in fibra ottica è un tipo di sensore acustico che utilizza la fibra ottica come elemento sensibile, e il sensore di temperatura in fibra ottica.

• Sensore di onde acustiche di superficie

Il sensore a onde acustiche di superficie (SAW) è un sensore che utilizza un dispositivo a onde acustiche di superficie come elemento sensibile. Le informazioni misurate vengono riflesse dalla variazione di velocità o frequenza delle onde acustiche di superficie nel dispositivo a onde acustiche di superficie e convertite in un segnale elettrico di uscita del sensore. Si tratta di un sensore complesso con un'ampia gamma di sensori. Include principalmente sensori di pressione a onde acustiche di superficie, sensori di temperatura a onde acustiche di superficie, sensori genetici biologici a onde acustiche di superficie, sensori di gas chimici a onde acustiche di superficie e sensori intelligenti, ecc.

Oltre al sensore in fibra ottica passivo con elevata sensibilità, in grado di misurare la distanza e caratterizzato da un basso consumo energetico, i sensori passivi a onde acustiche di superficie utilizzano la variazione di frequenza Hui per prevedere la variazione di velocità, quindi la variazione del controllo rispetto alla misurazione esterna può essere molto precisa. Allo stesso tempo, le caratteristiche di volume ridotto, leggerezza e basso consumo energetico gli consentono di ottenere buone proprietà termiche e meccaniche, inaugurando una nuova era di sensori wireless di piccole dimensioni. È ampiamente utilizzato in sottostazioni, treni, settori aerospaziali e altri.

• Sensore passivo basato su materiali energetici

I sensori passivi basati su materiali energetici, come suggerisce il nome, utilizzano l'energia comune presente nella vita per convertire l'energia elettrica, come l'energia luminosa, l'energia termica, l'energia meccanica e così via. Il sensore passivo basato su materiali energetici offre i vantaggi di un'ampia banda, una forte capacità anti-interferenza, un disturbo minimo sull'oggetto misurato, un'elevata sensibilità e trova ampio utilizzo in campi di misura elettromagnetici come alta tensione, fulmini, forti campi di radiazione, microonde ad alta potenza e così via.

Combinazione di sensori passivi con altre tecnologie

Nel campo dell'Internet delle Cose, i sensori passivi sono sempre più utilizzati e ne sono state pubblicate diverse tipologie. Ad esempio, sono nati sensori combinati con NFC, RFID e persino Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G e altre tecnologie wireless. In modalità passiva, il sensore riceve energia dai segnali radio presenti nell'ambiente attraverso l'antenna e i dati del sensore vengono memorizzati in una memoria non volatile, che viene mantenuta anche in assenza di alimentazione.

Sensori di deformazione tessili passivi wireless basati sulla tecnologia RFID. Combinano la tecnologia RFID con materiali tessili per creare apparecchiature con funzione di rilevamento della deformazione. Il sensore di deformazione tessile RFID adotta la modalità di comunicazione e induzione della tecnologia dei tag RFID UHF passivi, sfrutta l'energia elettromagnetica per funzionare, ha un potenziale di miniaturizzazione e flessibilità e rappresenta una potenziale scelta per i dispositivi indossabili.

Alla fine

L'Internet delle Cose passivo rappresenta la futura direzione di sviluppo dell'Internet delle Cose. Come elemento di collegamento dell'Internet delle Cose passivo, i requisiti dei sensori non si limitano più alla miniatura e al basso consumo energetico. L'Internet delle Cose passivo sarà anche una direzione di sviluppo che merita di essere ulteriormente coltivata. Con la continua maturità e innovazione della tecnologia dei sensori passivi, la sua applicazione sarà più ampia.