O que é um sensor passivo?

Autora: Li Ai
Fonte: Ulink Media

O que é um sensor passivo?

O sensor passivo também é chamado de sensor de conversão de energia. Assim como na Internet das Coisas, ele não precisa de fonte de alimentação externa, ou seja, é um sensor que não necessita de alimentação externa, mas também pode obter energia através de fontes externas.

Todos sabemos que os sensores podem ser divididos em sensores de toque, sensores de imagem, sensores de temperatura, sensores de movimento, sensores de posição, sensores de gás, sensores de luz e sensores de pressão, de acordo com as diferentes grandezas físicas que percebem e detectam. Para sensores passivos, a energia luminosa, a radiação eletromagnética, a temperatura, a energia do movimento humano e a vibração detectadas pelos sensores são fontes de energia potencial.

Entende-se que os sensores passivos podem ser divididos nas seguintes três categorias: sensor passivo de fibra óptica, sensor passivo de onda acústica de superfície e sensor passivo baseado em materiais energéticos.

• sensor de fibra óptica

O sensor de fibra óptica é um tipo de sensor baseado em algumas características da fibra óptica, desenvolvido em meados da década de 1970. É um dispositivo que converte um estado medido em um sinal de luz mensurável. Consiste em uma fonte de luz, um sensor, um detector de luz, um circuito de condicionamento de sinal e a fibra óptica.

Possui características como alta sensibilidade, forte resistência à interferência eletromagnética, bom isolamento elétrico, forte adaptação ambiental, medição remota, baixo consumo de energia e está cada vez mais consolidada em aplicações na Internet das Coisas. Por exemplo, o hidrofone de fibra óptica é um tipo de sensor de som que utiliza a fibra óptica como elemento sensível, assim como o sensor de temperatura de fibra óptica.

• Sensor de Onda Acústica de Superfície

O sensor de Ondas Acústicas de Superfície (SAW) é um sensor que utiliza um dispositivo de ondas acústicas de superfície como elemento sensor. A informação medida é obtida pela variação da velocidade ou frequência da onda acústica de superfície no dispositivo SAW, sendo convertida em um sinal elétrico de saída. Trata-se de um sensor complexo com uma ampla gama de aplicações. Inclui principalmente sensores de pressão, temperatura, biogenética, química e gasosa, além de sensores inteligentes, entre outros.

Além da alta sensibilidade do sensor de fibra óptica, que permite medições de distância e baixo consumo de energia, os sensores passivos de ondas acústicas de superfície utilizam a variação da frequência para estimar a variação da velocidade, possibilitando medições externas muito precisas. Ao mesmo tempo, suas características de pequeno volume, leveza e baixo consumo de energia conferem-lhes boas propriedades térmicas e mecânicas, inaugurando uma nova era de sensores sem fio e compactos. São amplamente utilizados em subestações, ferrovias, indústria aeroespacial e outros setores.

• Sensor passivo baseado em materiais energéticos

Sensores passivos baseados em materiais energéticos, como o próprio nome indica, utilizam energia comum presente no dia a dia para converter energia elétrica, como energia luminosa, energia térmica, energia mecânica, entre outras. Esses sensores apresentam vantagens como ampla faixa de medição, forte capacidade anti-interferência, mínima perturbação ao objeto medido e alta sensibilidade, sendo amplamente utilizados em campos de medição eletromagnética, como alta tensão, raios, campos de radiação intensos, micro-ondas de alta potência, etc.

Combinação de sensores passivos com outras tecnologias

No campo da Internet das Coisas, os sensores passivos são cada vez mais utilizados, e diversos tipos deles já foram lançados. Por exemplo, surgiram sensores que combinam NFC, RFID e até mesmo Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G e outras tecnologias sem fio. No modo passivo, o sensor obtém energia de sinais de rádio no ambiente através da antena, e os dados do sensor são armazenados em memória não volátil, que é mantida mesmo quando a energia é interrompida.

Sensores de deformação têxteis passivos sem fio baseados em tecnologia RFID combinam a tecnologia RFID com materiais têxteis para formar equipamentos com função de detecção de deformação. O sensor de deformação têxtil RFID adota o modo de comunicação e indução da tecnologia de etiquetas RFID UHF passivas, depende da energia eletromagnética para funcionar, possui potencial de miniaturização e flexibilidade, tornando-se uma opção promissora para dispositivos vestíveis.

No final

A Internet das Coisas passiva é a direção futura do desenvolvimento da Internet das Coisas. Como um elo da Internet das Coisas passiva, os requisitos para sensores não se limitam mais à miniaturização e ao baixo consumo de energia. A Internet das Coisas passiva também será uma direção de desenvolvimento que merece ser explorada. Com a contínua maturidade e inovação da tecnologia de sensores passivos, a aplicação dessa tecnologia será ainda mais ampla.