ทรานสดิวเซอร์ คือ อุปกรณ์ที่แปลงพลังงานที่ไม่ใช่ไฟฟ้าให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้าในรูปแบบของแรงดันหรือกระแสไฟฟ้า พลังงานเหล่านี้สามารถวัดได้ในรูปแบบของการกระจัด อุณหภูมิ ความดัน ความเครียด หรือตัวแปรอื่นๆ ทางฟิสิกส์ ทั้งหัวขับไฟฟ้าและเซนเซอร์ คือ รูปแบบของทรานสดิวเซอร์ และหลักการทำงานของทุกทรานสดิวเซอร์นั้นคือมีฟังก์ชันเป็นเซนเซอร์ หรือหัวขับไฟฟ้าในแต่ละช่วงเวลาที่กำหนด

มีทรานสดิวเซอร์หลายแบบที่วางขายอยู่ในตลาด ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิ ความดัน การกระจัด ความเหนี่ยวนำ ความต้านทาน การเก็บประจุ ประเภทฮอลล์เอฟเฟกต์ ระดับ การไหลเวียน แรง และอื่นๆ อีกมากมาย การตอบสนองแบบคงที่ การตอบสนองแบบไดนามิก ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม และความเชื่อถือได้คือตัวแปรบางส่วนที่สำคัญที่นำมาพิจารณาเมื่อเลือกใช้ทรานสดิวเซอร์

สเตรนเกจมักถูกใช้ในทรานสดิวเซอร์ประเภทต่างๆ ซึ่งมีผลลัพธ์สอดคล้องกันภายใต้การออกแบบทรานสดิวเซอร์ซึ่งเกี่ยวข้องกับตัวแปรที่ใช้วัด สเตรนเกจมักถูกใช้เพื่อกำหนดแรงที่วัดโดยโหลดเซลล์ และส่วนมากนิยมใช้วัตถุกึ่งตัวนำหรือฟอยโลหะมาทำ แผ่นฟอยล์โดยทั่วไปถูกสร้า งจากโลหะผสมทองแดง-นิกเกิล หรือนิกเกิล-โครเมี่ยมฟอยล์ ในแบบหล่อที่จัดเตรียมไว้ และใช้การเปลี่ยนแปลงความต้านทานซึ่งเป็นผลมาจ ากการเปลี่ยนรูปขององค์ประกอบธาตุของฟอยล์

LVDT and RVDT (ทรานซิสเตอร์ชนิดเปลี่ยนแปลงความเหนี่ยวนำแบบเชิงเส้นและการเปลี่ยนแปลงเชิงมุม) มีการทำงานร่วมกันกับโหลดเซลล์ และระบบทดสอบเพื่อวัดค่าเชิงเส้นและการกระจัดเชิงมุม LVDT คือ ประเภททั่วไปของทรานสดิวเซอร์ที่สามารถแปลงการเคลื่อนที่แนวตรงของเป้าห มายเป็นสัญญาณทางไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน

อุปกรณ์กึ่งตัวนำใช้ซิลิคอนหรือเจอร์เมเนียมสเตรนเกจ และ Piezo-Resistive เป็นส่วนคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้ เพียโซอิเล็กทริกทรานสดิวเซอ ร์ถูกใช้อย่างกว้างขวางสำหรับการตรวจจับและการสั่งการแอปพลิเคชัน เมื่อวัสดุเพียโซอิเล็กทริกได้รับแรงกดหรือแรงดึง ประจุไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นร ะหว่างตัววัสดุซึ่งเรียกว่า ‘ไดเรกเพียโซอิเล็กทริก’

ทรานสดิวเซอร์ความดันจะแปลงความดันเป็นสัญญาณแบบดิจิทัลหรือแอนะล็อก มีเทคโนโลยีหลายอย่างสามารถนำมาใช้เพื่อให้บรรลุเป้าหมายได้ แม้ว่าสเตรนเกจจะเป็นเทคโนโลยีที่ต้องการสำหรับการใช้งานที่สำคัญ เมื่อทรานสดิวเซอร์ความดันแสดงเป็นค่าความดันที่ทำให้เกิดผลลัพธ์แรงดัน ไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนตามความดันนี้ ผลลัพธ์แรงดันไฟฟ้าต้องถูกวัดเพื่อสะท้อนให้เห็นถึงระดับความดัน

เซนเซอร์วัดตำแหน่งจะจัดหาตำแหน่งป้อนกลับ และสามารถบอกการควบคุมการเคลื่อนไหวอย่างแม่นยำ การนับและการเข้ารหัสการทำงานของระบบอื่นๆ มากมาย สามารถตรวจจับวัตถุเป้าหมาย เช่น บุคคล สสาร หรือคลื่นรบกวนของแม่เหล็กไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก และแปลงสิ่งเหล่านี้ไปเป็นผลลัพธ์ทาง ไฟฟ้าเพื่อใช้ในการดำเนินครั้งต่อไป

ประเภทของเซนเซอร์วัดตำแหน่งมีหลายแบบมากขึ้นอยู่กับความหลากหลายของเทคโนโลยีการตรวจจับ แต่ละแบบมีข้อดีและข้อจำกัดของตัวมันเอง ประเภทอุปกรณ์แบบสัมผัส ยกตัวอย่างเช่น ลิมิตสวิตช์ ทรานดิวซ์เซอร์ตำแหน่งความต้านทาน และประเภทอุปกรณ์ที่ไม่ใช่แบบสัมผัส ซึ่งรวมถึง เซนเซอร์แม่เหล็ก (ฮอลล์เอฟเฟกต์และเซนเซอร์วัดค่าความต้านทานแม่เหล็ก) เซนเซอร์อัลตราโซนิค พรอกซิมิตี้เซนเซอร์ และโฟโตอิเล็กทริกเซนเซอร์

ไจโรสโคป (ไจโรเซนเซอร์) คือ อุปกรณ์ที่ใช้แรงดึงดูดของโลกเพื่อช่วยค้นหาทิศทาง การออกแบบจะประกอบด้วยจานหมุนอิสระที่เรียกว่าโรเตอร์ซึ่งติดตั้งอย ู่บนแกนหมุนที่กึ่งกลางของวงล้อที่มีขนาดใหญ่และเสถียรกว่า เมื่อแกนหมุน โรเตอร์จะยังคงอยู่กับที่เพื่อแสดงแรงดึงดูดศูนย์กลาง และทิศทางกด ไจโรสโคปจะรักษาระดับประสิทธิภาพไว้โดยความสามารถในการวัดอัตราการหมุนรอบแกน

เครื่องมือวัดตำแหน่งต้องการความถี่ของวงจรป้อนกลับสำหรับการควบคุมตำแหน่ง เนื่องจากสามารถวัดระยะการเดินทางโดยใช้อุปกรณ์ใดก็ได้ เริ่มจากตำแหน่งอ้างอิงถึงตำแหน่งใหม่ของอุปกรณ์ โดยดูจากการเคลื่อนที่ของมุมและการหมุน เทคโนโลยีสำหรับการตรวจจับตำแหน่ง ประกอบด้วย ฮอลล์เอฟเฟกต์ ตัวต้านทาน และความต้านทานแม่เหล็ก

เมื่อเทคโนโลยีการตรวจจับดีขึ้น อุปกรณ์บอกตำแหน่งก็จะมีขนาดที่เล็กลงและดีขึ้นต่อไป เพื่อเปิดหนทางใหม่ของการใช้งานที่มากขึ้นกว่าที่เคยมีมา ขั้นตอนสำคัญในการเลือกเซนเซอร์วัดตำแหน่งที่เหมาะสมคือความเข้าใจในความต้องการของขนาดเซนเซอร์ ระยะทางการวัด ความสัมพันธ์เชิงเส้น ความละเอียด ความแม่นยำ ความสามารถในการทำซ้ำ การติดตั้งในพื้นที่จำกัดและทนต่อความโหดร้ายของธรรมชาติ

เซนเซอร์วัดกระแสคืออุปกรณ์ที่ตรวจจับและแปลงกระแสเป็นแรงดันเอาต์พุตที่วัดได้ง่าย ซึ่งจะเป็นสัดส่วนกับกระแสที่ไหลผ่านทิศทางการวัด เซนเซอร์มีหลายชนิด และแต่ละชนิดจะเหมาะกับช่วงกระแส และสภาพแวดล้อมจำเพาะเท่านั้น การเลือกใช้เซนเซอร์วัดกระแสขึ้นอยู่กับความต้องการของขนาด แบนด์วิดท์ ความแม่นยำ ความทนทาน การแยกส่วน ต้นทุน ขนาดหรือต้นทุน ค่าที่ได้ออกมาสามารถแปลงไปเป็นรูปแบบดิจิทัลสำหรับการใช้งานด้ วยระบบความคุมหรือตรวจสอบ หรือเก็บในรูปแบบแอนะล็อก และแสดงผลโดยตรงด้วยเครื่องมือทดสอบกระแสไฟฟ้า

เซนเซอร์วัดความต้านกระแสเป็นเซนเซอร์วัดกระแสที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เซนเซอร์นี้อาจถือว่าเป็นตัวแปลงกระแสเป็นแรงดันก็ได้ เมื่อใส่ตัวต้านทานลงในเส้นทางที่กระแสไหลผ่าน กระแสจะถูกเปลี่ยนเป็นแรงดันในแบบเชิงเส้น เทคโนโลยีที่ใช้ในเซนเซอร์วัดกระแสมีคว ามจำเป็นเนื่องจากเซนเซอร์ที่ต่างกันจะมีหน้าที่ใช้งานที่ต่างกัน

เซนเซอร์วัดกระแสมีพื้นฐานบนเทคโนโลยีฮอลล์เอฟเฟกต์วงจรเปิดหรือวงจรปิด เซนเซอร์วงจรปิดจะมีขดลวดที่ทำงานอยู่ตลอดเวลาเพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก เพื่อต้านสนามที่สร้างโดยกระแสที่ตรวจจับอยู่ ฮอลล์เซนเซอร์จะถูกใช้เป็นอุปกรณ์ตรวจจับค่าศูนย์ และสัญญาณเอาต์พุตจะเปลี่ยนตามกระแสที่ไหลเข้าไปยังขดลวด ซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามกระแสที่วัดได้

ส่วนเซนเซอร์วัดกระแสแบบวงจรเปิดนั้น ฟลักซ์สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยกระแสหลักจะมีความเข้มข้นในวงจรแม่เหล็ก ซึ่งจะถูกวัดโดยอุปกรณ์ฮอลล์ เอาต์พุตจากอุปกรณ์ฮอลล์คือสัญญาณที่ปรับสภาพสำหรับแสดงค่าแท้ (ค่าในช่วงเวลาหนึ่ง) ของกระแสหลัก

ความชื้นคือน้ำในอากาศ ปริมาณของไอน้ำในอากาศอาจส่งผลต่อความสบายของมนุษย์ รวมถึงกระบวนการผลิตในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้ ละอองน้ำในอากาศอาจส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางกายภาพ ทางเคมี และทางชีวภาพได้

เซนเซอร์วัดความชื้นทำงานโดยตรวจจับความเปลี่ยนแปลงที่เปลี่ยนกระแสไฟฟ้าหรืออุณหภูมิในอากาศ โดยเซนเซอร์วัดความชื้นมีสามประเภทหลักๆ คือ Capacitive Resistive และ ความร้อน ทั้งสามชนิดจะตรวจจับความเปลี่ยนแปลงในบรรยากาศเพียงเล็กน้อยได้เพื่อคำนวณความชื้นในอากาศ

เซนเซอร์วัดความชื้นชนิด Capacitive จะวัดความชื้นสัมพัทธ์โดยติดแถบออกไซด์โลหะไว้ระหว่างอิเล็กโทรดสองตัว คุณสมบัติทางไฟฟ้าของออก ไซด์โลหะจะเปลี่ยนไปตามความชื้นสัมพัทธ์ในบรรยากาศ การใช้งานด้านพยากรณ์อากาศ การพาณิชย์ และอุตสาหกรรมคือสิ่งหลักสำหรับเซนเซอร์ประเภทนี้

เซนเซอร์ความชื้นชนิด Resistive จะใช้ไอออนในเกลือเพื่อวัดความต้านทานไฟฟ้าของอะตอม เมื่อความชื้นเปลี่ยนแปลง ความต้านทานของอิเล็กโทรดทั้งสอ งด้านของตัวกลางเกลือจะเปลี่ยนเช่นกัน เซนเซอร์ความร้อนสองตัวจะนำกระแสไฟฟ้าตามความชื้นในอากาศโดยรอบ เซนเซอร์ตัวหนึ่งจะถูกหุ้มอยู่ในไนโตรเจนแห้ง และอีกหลอดหนึ่งจะเป็นอากาศแวดล้อม ความแตกต่างของทั้งสองจุดจะวัดความชื้น

เซนเซอร์วัดความชื้นจากความร้อนถูกออกแบบมาเพื่อเหนี่ยวนำไฟฟ้าตามความชื้นในอากาศโดยรอบ ในการทำเช่นนี้ เซนเซอร์จะคำนวณความเบี่ยงเบนระหว่างกา รเหนี่ยวนำความร้อนของความชื้นในอากาศกับอากาศที่แห้ง

เซนเซอร์วัดความดันเป็นอุปกรณ์ที่ตรวจจับความดันและแปลงค่าเป็นสัญญาณไฟฟ้าอะนาล็อกซึ่งจะความแรงสัญญาณจะเปลี่ยนไปตามความดันที่ได้รับ ความดันจะถูกกำหนดเป็นแรงต่อหน่วยพื้นที่ซึ่งของเหลวมีแรงกระทำต่อพื้นที่รอบข้าง เนื่องจากความดันถูกเปลี่ยนเป็นสัญญาณไฟฟ้า เซนเซอร์จึงมีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าทรานสดิวเซอร์ความดัน

ความดันสัมบูรณ์จะถูกวัดในสภาวะสุญญากาศสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่นความดันบรรยากาศ หน่วยในการวัดคือปอนด์ต่อตารางนิ้วสัมบูรณ์ (psia) ความดันต่างคือความแตกต่างของความดันระหว่างสองจุดการวัด หน่วยในการวัดคือปอนด์ต่อตารางนิ้วที่ต่างกัน (psid) ความดันเกจจะถูกวัดตามความดันในสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่นความดันเลือด หน่วยวัดคือความดันต่อตารางนิ้วเกจ (psig)

หน่วย SI สำหรับแรงดันคือปาสคาล (นิวตัน/ตารางเมตร) แต่ยูนิตที่ได้รับความนิยมอื่นๆ ยังรวมถึง ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (PSI) บรรยากาศ (atm) บาร์ นิ้วปรอท (Hg) และมิลลิเมตรปรอท (มม. ปรอท)

เซนเซอร์ความดันถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขา เช่น ยานยนต์ การผลิต อากาศยาน การวัดทางชีวการแพทย์ ระบบปรับอากาศ การวัดไฮดรอลิกส์ ฯลฯ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ เซนเซอร์ความดันคือส่วนประกอบสำคัญของเครื่องยนต์และความปลอดภัย เซนเซอร์เหล่านี้ในเครื่องยนต์จะตรวจสอบแ รงดันน้ำมันและสารหล่อเย็นรวมทั้งควบคุมกำลังของเครื่องยนต์ต้องส่งออกมาเพื่อให้ได้ความเร็วที่ต้องการเมื่อเหยียบคันเร่งหรือเบรครถยนต์ เครื่องมือเช่น เครื่องวัดความดันเลือกดิจิตอลหรือเครื่องช่วยหายใจ จะใช้เซนเซอร์แรงดันเพื่อกำหนดความดันให้เหมาะสมกับสุขภาพและความต้องการของผู้ป่วย

เซนเซอร์ตรวจจับการไหล (หรือเครื่องมือวัด) คืออุปกรณ์ที่ใช้วัดอัตราการไหลเชิงเส้น ไม่เชิงเส้น มวล หรือปริมาตรของของเหลวหรือแก๊ส เซนเซอร์ตรวจจับการไหลนำไปใช้ทั้งระบบย่อยของไฟฟ้าและเครื่องกลเพื่อวัดความเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของของเหลวและคำนวณอัตราการไหล เซนเซอร์ตรวจจับการไหลถูกนำไปประยุกต์ใช้กับแก๊สในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ -20 °C ถึง +400 °C ของเหลวในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ -50 °C ถึง +180 °C และสามารถวัดอัตราการไหลกับทิศทางได้ตั้งแต่ 0 m/s ถึง 100 m/s รวมไปถึงการนำไปใช้เพื่อตรวจจับการรั่วซึม การอุดตัน และการระเบิดของท่อ การวัดอัตราการไหลคือสิ่งสำคัญสำหรับการควบคุมเครื่องมือหลายๆ ชนิด เซนเซอร์เหล่านี้ทั่วไปถูกใช้ในเครื่องมือทางการแพทย์ ระบบ HVAC ยานยนต์ โรงงานสารเคมี กระบวนการทางอุตสาหกรรม และการใช้งานด้านพลังงานอย่างชาญฉลาด ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกใช้เครื่องมือวัดอัตราการไหล คือ ความง่ายต่อการใช้งานและการบำรุงรักษา เวลาเฉลี่ยอายุระหว่างการขัดข้องและความพ ร้อมใช้งานของชิ้นส่วนอะไหล่ที่ไซต์ผลิตโดยเฉพาะ

เลือกใช้เซนเซอร์ตรวจจับการไหลโดยอ้างอิงจากข้อมูลจำเพาะที่ต้องการ อย่างเช่น ข้อมูลอัตราการไหล ว่าเป็นการไหลแบบต่อเนื่องหรือการไหลแบบสะสม และเป็นการเก็บข้อมูลในพื้นที่หรือทางไกล ถ้าเป็นแบบทางไกล การส่งข้อมูลอาจเป็นแอนะล็อกหรือดิจิทัล การประเมินคุณสมบัติและลักษณะการไหลของปัจ จัยที่มีผลต่อกระบวนการของของเหลว เช่น ความดัน อุณหภูมิ ความดันตกคร่อมที่มีได้ ความหนาแน่น (หรือค่าแรงโน้มถ่วงจำเพาะ) ความเหนี่ยวนำ ความหนืด และความดันไอที่อุณหภูมิสูงสุดของกระบวนก็สำคัญเช่นกัน

เซนเซอร์ตรวจจับการไหลถูกแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม: เซนเซอร์ตรวจจับการไหลแบบสัมผัสและไม่สัมผัส ถ้าของเหลวหรือแก๊สที่กำลังถูกวัดไม่ได้มีอะไรกั้นท่อไว้ เมื่อสสารเข้ามาสัมผัสกับส่วนที่เคลื่อนที่ของเซนเซอร์ เมื่อนั้นเซนเซอร์ตรวจจับการไหลแบบสัมผัสจึงถูกใช้งาน ส่วนเซนเซอร์ตรวจจับการไหลแบบไม่สัมผัส ในอีกด้านหนึ่งจะไม่มีส่วนที่เคลื่อนที่ และโดยปกติจะถูกใช้เพื่อติดตามของเหลวหรือแก๊ส ในทำนองเดียวกัน เซนเซอร์ตรวจจับการไหลอาจเป็นการตรวจวัดปริม าตรการไหลหรือระบบเซนเซอร์มวลการไหล เซนเซอร์ตรวจจับการไหลของแก๊สใช้มวลการไหลอ้างอิงจากระบบ