7. Světlo a magnetismus
Fotorezistor (LDR) — levný, pomalý, nepřesný
Kadmium-sirníková vrstva, jejíž odpor klesá se světlem podle mocninného zákona:
R = R₁₀ · (E/10)−γ γ ≈ 0,7mocninný zákon, ne exponenciální
Rozptyl mezi kusy je obrovský a odezva trvá desítky až stovky milisekund. Na „je tma?" je to skvělé, na měření luxů beznadějné. Navíc obsahuje kadmium, takže se v EU omezuje.
Fotodioda — lineární přes mnoho dekád
Proud fotodiodou je přesně úměrný dopadajícímu výkonu, a to přes šest až devět dekád. To je důvod, proč se všude, kde má číslo něco znamenat, používá ona.
- Fotovodivostní režim (se závěrným předpětím): proud je lineární, odezva rychlá. Potřebuje transimpedanční zesilovač — operační zesilovač, který proud převede na napětí přes zpětnovazební odpor.
- Fotovoltaický režim (bez předpětí): dává napětí, ale logaritmicky a pomalu. Zato nepotřebuje napájení — je to solární článek.
Optická závora je nejspolehlivější senzor, jaký existuje — protože
nerozhoduje o hodnotě, jen o tom, jestli něco stíní. Buď dopadá světlo, nebo ne. Proto se z ní
staví koncové spínače, počítadla a enkodéry z kapitoly 6. Kde jde o přítomnost, ne
o hodnotu, je binární senzor vždycky lepší volba.
Hallova sonda — magnetické pole na kontakt
Proud tekoucí destičkou v magnetickém poli se odchýlí a napříč destičkou vznikne napětí úměrné poli. Výstup je typicky poměrový: v nulovém poli sedí na polovině napájení a odchyluje se na obě strany.
U = Unap2 + S · B + UofsS bývá 1–5 mV/mT
- Spínací (unipolární, se Schmittovým klopným obvodem) — bezkontaktní koncový spínač, počítadlo otáček, detekce polohy magnetu. Nejběžnější použití.
- Lineární — měří skutečnou velikost pole. Odtud bezkontaktní měření proudu: proud vytvoří pole, sonda ho změří, a vstup je galvanicky oddělený od výkonové části. Proto se používá v měničích, kde bočník nejde.
Offset a jeho drift jsou hlavní omezení Hallovy sondy. Pár milivoltů
offsetu vypadá jako reálné pole a mění se s teplotou. Proto lepší čidla používají
spinning-current techniku: měří opakovaně ve čtyřech pootočených směrech a offset se
odečte, protože se s otočením nemění, zatímco užitečný signál ano.