Sensoritekniikat

Sensoritekniikat tarkoittavat mittausjärjestelmien menetelmiä ja laitteita, joilla fysikaalisia, kemiallisia tai biologisia suureita mitataan ja muunnetaan signaaleiksi, joita voidaan käsitellä ja välittää eteenpäin. Niitä käytetään laajasti teollisuudessa, ympäristövalvonnassa, terveydenhuollossa, liikenteessä sekä älykkäien laitteiden ja järjestelmien kokonaisuuksissa.

Sensorin koostuu yleensä mittaavasta elementistä, muuntimesta, signaalin esikäsittelystä sekä sen jälkikäteen käytettävistä elektroniikasta ja tiedonsiirrosta. Muunnin muuntaa mitattavan fysikaalisen suureen elektroniikkaan, valoaaltoon tai mekaaniseen signaaliin. Tiedon luotettavuuden varmistamiseksi käytetään kalibrointia ja laadunvarmistusta sekä standardeja.

Yleisimmät sensorityypit ja esimerkit ovat lämpötila- ja paineanturit, kosteusanturit, kaasu- ja kemialliset sensorit sekä biologiset sensorit; optiset sensorit sekä kuvantamislaitteet kuten CMOS- ja CCD-kuvasensorit; sekä liikettä mittaavat kiihtyvyys- ja gyroskoopit. MEMS- ja NEMS-teknologiat ovat mahdollistaneet pienikokoiset, integroidut anturit sekä alhaisemman tehonkulutuksen.

Sensoritekniikan järjestelmät sisältävät usein tiedonsiirron ja signaalin käsittelyn sekä päätöksenteon, jolloin anturit voivat muodostaa osan suurista IoT-verkostoista tai automaatiojärjestelmistä. Kehitykseen vaikuttavat materiaalien kehittyminen, energianhallinta sekä tekoälyn hyödyntäminen sensoridatan tulkinnassa.

Sovellukset kattavat teollisuusautomaatio, ympäristövalvonta, terveydenhuolto, liikenne ja älykodin ratkaisut. Haasteisiin kuuluvat mittaustarkkuuden ja toistettavuuden säilyttäminen, drift sekä ympäristön vaikutukset, jatkuvan kalibroinnin tarve ja kustannukset. Tulevaisuudessa korostuvat pienikokoiset, hybride- tai joustavat sensorit sekä langattomat, energiatehokkaat ratkaisut sekä tekoälypohjainen datan tulkinta.