sensorontwerp

Sensorontwerp is het proces van het creëren en ontwikkelen van sensoren en de bijbehorende elektronica en software die nodig zijn om fysische, chemische of biologische grootheden te meten en om te zetten in bruikbare elektrische signalen voor een systeem. Het vakgebied combineert aspecten uit natuurkunde, elektronica, werktuigbouwkunde en datawetenschap. Een sensor bestaat doorgaans uit een meetelement (de sensorelement) dat de fysische variabele omzet naar een verandering in een transducerol, plus signaalconditionering, automatisering en verpakking.

Belangrijke ontwerpdoelen zijn onder meer nauwkeurigheid, resolutie, lineaire respons en ruisreductie, evenals dynamisch bereik en drift als functies van temperatuur en tijd. Andere cruciale factoren zijn energieverbruik, grootte, kosten, robuustheid en EMC/ EMI-compliance. Het ontwerp vraagt vaak afwegingen tussen sensitivity en betrouwbaarheidsmetrieken, bandwidth en responstijd, en selectiviteit bij omgevingsinvloeden.

Het ontwerpproces omvat behoefteanalyse, functionele specificatie, conceptontwikkeling, modellering en simulatie, prototyping, kalibratie en validatie. Kalibratie- en compensatiemethoden worden vaak toegepast om systeematypen te corrigeren en drift in de loop van de tijd te beheersen. Geavanceerde sensoren combineren meerdere meetelementen en sensorfusion om nauwkeurigheid en robuustheid te verbeteren.

Veelvoorkomende sensorfamilies zijn mechanische sensoren (zoals accelerometers en drukmeters), optische sensoren (fotodiodes en camera's), thermische sensoren, chemische/biochemische sensoren en magnetische sensoren. Sensorontwerp vindt toepassing in consumentenelektronica, automotive, industriële automatisering, medische apparatuur en wetenschappelijke instrumentatie.