חיישנים, מתמרים

חיישן הוא התקן המגלה שינויים פיזיקליים, כימיים או סביבתיים וממיר אותם לאותות חשמליים הניתנים למדידה או לפעול על פיהם. התקנים אלה הם חיוניים בכל תחום, החל מאוטומציה תעשייתית ורובוטיקה ועד מערכות HVAC וטכנולוגיית בית חכם. חיישנים פועלים על ידי גילוי שינויים מדידים - כגון טמפרטורה, לחץ או תנועה - והמרתם לאותות חשמליים שמישים כמו מתח אנלוגי, דפקים דיגיטליים או פרוטוקולים של תקשורת (לדוגמה, I²C,‏ SPI או חוגי זרם של ‎4–20 mA). בחירת החיישן הנכון תלויה לעתים קרובות בסוג האות הנדרש ויכולת המערכת לעבד או להגביר אות זה.

סוגי חיישנים שונים מתאימים ליישומים וטכנולוגיות ספציפיים. לדוגמה, חיישני טמפרטורה (כמו צמדים תרמיים או RTD) משמשים במערכות ניטור סביבתי וחימום, בעוד שחיישני לחץ וזרימה נפוצים בבקרת נוזלים, התקנים רפואיים ו-HVAC. חיישנים פוטואלקטריים, אופטיים וקירבה משתמשים באור או בשדות קיבוליים לגילוי עצם במערכות אוטומציה ובטיחות. חיישני לחות וגז מנטרים תנאים סביבתיים בחקלאות או במסגרות מעבדה, וחיישני תנועה או מד תאוצה תומכים ברובוטיקה ובהתקנים ניידים. טכנולוגיות מפתח כגון חישה קיבולית, התנגדותית, על-קולית או מגנטו-התנגדותית קובעות את מאפייני הביצועים של חיישן - כל אחת עם חוזקות בדיוק, זמן תגובה או עמידה במבחן עלות-תועלת.

חשיפה סביבתית היא שיקול מרכזי: האם יתמודד החיישן עם אבק, רעידות, כימיקלים או רטיבות? חיישנים תעשייתיים רבים (הרכבה על מסילת DIN, שלדה או לוח) בנויים לעמוד בסביבות קשות, עם בתי חיישן אטומים או עשויים מחומרים קשיחים. אחרים, כמו חיישני מגע או מדי מאמץ, יכולים לדרוש תנאים יציבים ומבוקרים לקבלת ביצועים מדויקים. על ידי הבנת התנאים בהם חיישן חייב לפעול וכיצד הוא יתממשק עם שאר המערכת, קניינים יכולים לבחור בביטחון חיישן העומד הן בדרישות הביצועים והן בדרישות העמידות.