m. (-s, -en), voeler, het eigenlijke metende onderdeel van een meetopstelling.
(e) Een sensor is het technisch analogon van een zintuig: hij neemt iets waar voor een technisch systeem. Sensoren kunnen zeer eenvoudig zijn, b.v. een temperatuuropnemer in een thermostaat, maar ook zeer ingewikkeld, b.v. een videocamera die als oog werkt voor een industriële robot.
Een sensor neemt informatie op en zet deze om in een elektrisch signaal. Dat signaal kan worden toegevoerd aan een elektronisch systeem waarin het signaal wordt bewaard, bewerkt of verzonden. Zo kan een microfoon gezien worden als een sensor waarmee een akoestisch signaal, b.v. menselijke spraak, wordt omgezet in een elektrisch signaal. Dat kan vervolgens worden bewaard (b.v. op een magneetband), bewerkt (door een computer, b.v. om de spraak te herkennen) of verzonden (telefonie). Met de informatie die via een sensor wordt verkregen, moet altijd iets worden gedaan. Zelfs als zij alleen maar wordt bewaard zal dat zijn om die informatie te gelegener tijd weer naar buiten te brengen.
Als informatie wordt opgenomen om te worden verzonden, dan moet zij aan de uitgang van het communicatiesysteem weer worden omgezet in lees- of hoorbare informatie. Als informatie wordt bewerkt, b.v. door een computer, dan zal het resultaat daarvan kenbaar moeten worden gemaakt, b.v. via een beeldscherm (display) of er zal een handeling
moeten worden gestart. Uiteindelijk zal er weer informatie uit het elektrische systeem in de buitenwereld moeten worden teruggebracht en de hulpmiddelen daarvoor noemt men actuatoren. Actuatoren zijn dus te beschouwen als de tegenhangers van sensoren. Ook hier gaat de parallel op met het menselijk lichaam. Zijn de sensoren te vergelijken met de zintuigen, de actuatoren zijn te vergelijken met de ledematen, of het spraakorgaan, kortom met alle mechanismen die de mens ter beschikking staan om te handelen. Men kan een display ook als actuator beschouwen, hoewel men soms een onderscheid maakt tussen displays en actuatoren.
Sensoren en actuatoren worden al zeer lang toegepast in de meet- en regeltechniek. De enorme vlucht van de micro-elektronica sinds het midden van de jaren zeventig heeft het gebruik van en de vraag naar nieuwe sensoren en actuatoren sterk doen toenemen. M.n. de komst van de microprocessor, in feite een simpele elektronische component met de kracht van een computer, speelt hierbij een zeer belangrijke rol. Deze componenten zijn zo goedkoop en zo makkelijk inzetbaar, dat computerbesturing van b.v. huishoudelijke apparatuur met microprocessoren binnen het bereik is gekomen. Hiervoor zijn echter wel sensoren en actuatoren nodig die qua prijs en prestatie het spoor van de micro-elektronische ontwikkelingen kunnen volgen. Een belangrijke rol in dit vernieuwingsproces wordt gespeeld door de auto.
M.n. de stringente bepalingen met betrekking tot brandstofgebruik en milieubelasting in de VS hebben geleid tot nieuwe klassen van sensoren, die worden geproduceerd met behulp van technieken die nauw verwant zijn aan die waarmee ook geïntegreerde schakelingen en hybriden worden geproduceerd. De reden daarvoor is tweeledig. Enerzijds hoopt men zo tot massaproduktie van goedkope componenten te komen, anderzijds hoopt men sensoren en de daarvoor benodigde elektronika binnen hetzelfde fabricageproces onder te brengen. Dat opent het perspectief op ‘intelligente’ sensoren, bouwstenen die het vermogen van de sensor direct koppelen aan een zekere signaal- of informatiebewerking.
Een bijzonder tot de verbeelding sprekende professionele toepassing is die in robots, omdat daarin de analogie met de menselijke zintuigen sterk naar voren komt. Een robot die b.v. voorwerpen van een lopende band moet pakken om deze op een juiste manier passend aan een ander voorwerp te bevestigen, moet ten minste beschikken over de volgende componenten: een sensor (oog) die de grijparm kan leiden naar het voorwerp; sensoren die kunnen constateren dat de hand het voorwerp wèl vastheeft maar niet kapotknijpt (tastzin); en actuatoren om de arm te bewegen, het voorwerp te pakken en in de goede positie te draaien. De opkomst van de micro-elektronika heeft de ontwikkeling van intelligente robots op gang gebracht en deze heeft op zijn beurt de vraag naar zeer speciale sensoren en actuatoren opgeleverd. De technieken die gebruikt worden voor de fabricage van geïntegreerde schakelingen hebben in combinatie met technieken om dunne lagen te maken en daar vorm aan te geven geleid tot oplossingen die beantwoorden aan de nieuwe vraag. Als voorbeeld moge gelden de sensor voor het meten van druk. Met speciale etstechnieken wordt daartoe uit een plak silicium, hetzelfde materiaal dat wordt gebruikt voor de vervaardiging van geïntegreerde schakelingen, een hoeveelheid materiaal verwijderd waardoor een dun membraan overblijft.
Op het membraan kan door middel van b.v. diffusie van materiaal in het silicium een patroon van elektrische weerstanden worden aangebracht. Als nu het membraan wordt doorgebogen, als gevolg van een drukverschil aan beide zijden, dan zullen de weerstanden een beetje worden opgerekt of ingedrukt, waardoor de waarden van de weerstanden veranderen. Dat kan gemakkelijk elektronisch worden gedetecteerd en zo heeft men dus een druksensor gemaakt. Met behulp van deze techniek kunnen sensoren, op dezelfde wijze als geïntegreerde schakelingen, in massa worden geproduceerd. Zulke schakelingen kunnen zelfs in de onmiddellijke nabijheid van de sensor in dezelfde ‘chip’ silicium worden aangebracht. Een bijkomend voordeel is dat zo zeer kleine sensoren kunnen worden vervaardigd die b.v. kunnen worden ingebouwd in een catheter om te worden toegepast voor onderzoek in het menselijk lichaam.
Zelfs implanteerbare sensoren kunnen op deze wijze worden geproduceerd (de zgn. biosensoren). Een andere belangrijke technologische ontwikkeling die de weg heeft gebaand voor een nieuwe klasse van sensoren is die van de glasvezel. Zo is het b.v. mogelijk om aan het eind van een glasvezel materiaal te bevestigen dat een aangeboden hoeveelheid licht terugzendt op een andere golflengte. De mate waarin de golflengte is verschoven ten opzichte van de oorspronkelijke golflengte is afhankelijk van de temperatuur. Men kan dus licht door de vezel sturen naar dat eindpunt (fibertip), daar wordt het via het temperatuurgevoelige materiaal teruggestuurd door nog steeds dezelfde vezel, zodat aan het begin kan worden gemeten hoever de golflengte is verschoven. Uit dat resultaat kan de temperatuur van de fibertip worden afgeleid.
Zulke sensoren hebben het grote voordeel dat ze één geheel vormen met het medium (glasfiber) dat voor de communicatie van de lichtsignalen over zeer grote afstanden kan zorgen. Bovendien zijn ze ongevoelig voor elektrische storing en overspraak; ze zijn veilig, omdat ze niet berusten op een elektrisch verschijnsel en ze kunnen zeer klein zijn.
De genoemde voorbeelden zijn er slechts twee uit een enorm arsenaal van reeds bestaande of in ontwikkeling zijnde sensorprincipes.
