ทรานสดิวเซอร์

ทราน สดิวเซอร์ ทำหน้าที่แปลงค่าปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ เช่น อุณหภูมิ, ความดัน และอัตราไหล ฯลฯ ให้เป็นสัญญาณทางไฟฟ้าได้อย่างเป็นสัดส่วน หรือบางชนิดก็จะเปลี่ยนค่าความต้านทาน ในตัวเองตามค่าอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไป

ทรานสดิวเซอร์ชนิดที่ใช้กันอยู่ในวงการวิทยาศาสตร์ และวิศวกรรม ได้แก่ เทอร์โมคัปเปิล, RTDs, เทอร์มิสเตอร์, สเตรนเกจ(Strain Gauges), ทรานสดิวเซอร์วัดอัตราการไหล (Flow Transducers), ทรานสดิวเซอร์วัดค่าความดัน (Pressure Transducers)และไอซีเซนเซอร์เป็นต้น

ชนิด แรกที่จะกล่าวถึง ก็คือ เทอร์โมคัปเปิล (Thermocouple) มันถูกสร้างขึ้นจากแผ่นโลหะ 2 ชิ้นต่างชนิดกัน เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเกิดการเปลี่ยนแปลง จะทำให้กิดการสร้างแรงดันขึ้นบนแผ่นโลหะ ซึ่งแปรผันตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่แผ่นโลหะทั้ง 2 ได้รับ

แต่แรงดันที่สร้างขึ้นนี้มีค่าน้อยมากเพียง 7 ถึง 40 ไมโครโวลต์ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 องศาเซลเซียส การใช้งานจริงจึงต้องใช้การขยายสัญญาณ หรือใช้ตัวแปลงสัญญาณเข้ามาช่วยเพิ่มระดับสัญญาณให้สูงขึ้น หรือสูงพอที่จะทำให้การแยกแยะสัญญาณ (Resolution) และเกิดสัญญาณรบกวนน้อยที่สุด




การเชื่อมต่อสเตรนเกจ เข้ากับตัวแปลงสัญญาณ เพื่อทำการวัดแบบ Half bridge

การ ใช้เทอร์โมคัปเปิลวัดอุณหภูมิ จะต้องทำการชดเชยผลกระทบจากอุณหภูมิจุดต่อ หรือ Cold -Junction ด้วย ทั้งนี้เพื่อแก้ผลของแรงดันที่เกิดจากจุดต่อระหว่างสายตัวนำ ของตัวเทอร์โมคัปเปิลกับแผ่นโลหะคู่

ทรานสดิวเซอร์ชนิดอื่นๆ ที่จะกล่าวถึงในลำดับต่อไปก็คือ RTDs (Resistance Temperature Detectors) และเทอร์มิสเตอร์ ทั้ง 2 ตัวนี้จะตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และสุดท้ายก็คือ "สเตรนเกจ" ซึ่งเป็นทรานสดิวเซอร์ที่ค่อนข้างแปลกกว่าใครอื่น กล่าวคือมันจะเปลี่ยนค่าความต้านทานทางไฟฟ้าในตัวมันแปรผันตามการเปลี่ยน แปลงของค่าความเครียด

ทรานสดิวเซอร์ทั้ง 3 ชนิดหลังดังกล่าวนี้ ต้องการแหล่งจ่ายพลังงานกระแสไฟฟ้า หรือแรงดันไฟฟ้า มาเป็นตัวกระตุ้น เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของค่าความต้านทานของตัวมันเอง อย่างไรก็ตาม เทอร์มิสเตอร์ซึ่งให้สัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานสูง บางตัวอาจเปลี่ยนค่าความต้านทานถึง 160โอห์มเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนเพียง 1 (C ดังนั้น เราจึงสามารถใช้งานเทอร์มิสเตอร์วัดอุณหภูมิได้ด้วยวงจรง่ายๆ ที่ประกอบด้วยแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า กับตัวต้านทานอ้างอิงเพียง 1 ตัว

ใน ทางกลับกัน RTDs จะลดค่าความต้านทานลงน้อยมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้น RTDs จึงถูกจัดเป็นอุปกรณ์ที่มีค่าความไวต่ำ การที่จะใช้งานเพื่อวัดอุณหภูมิจึงต้องเพิ่มตัวแปลงสัญญาณ เพื่อขยายความไว และช่วยชดเชยผลกระทบจากความต้านในสายตัวนำ และการใช้สเตรนเกจ นั้นคล้ายกับ RTDs เพราะมักเกิดปัญหาขึ้นเกี่ยวกับความไว และเสถียรภาพต่ำ

เซนเซอร์คืออะไร ในที่นี้ เซนเซอร์เป็น

ตัวที่ใช้ตรวจจับสภาวะใด ๆ เช่น อุณหภูมิ สี แสง หรือ วัตถุ ต่าง ๆ โดยอาศัยหลักการที่แตกต่างกันไปแต่ละตัว เพื่อ

เปลี่ยนจากคุณสมบัติของฟิสิกส์ มาเป็นคุณสมบัติทางไฟฟ้า

เช่น ที่ใช้งานกันใน Sumo Robot

คือ เซนเซอร์ สีขาวดำ โดยอาศัยหลักการสะท้อนแสง

ของสีขาวและสีดำ ทางฟิสิกแล้วจะเห็นว่าสีขาวมีอัตราการสะท้อนแสงมากกว่าสีดำ เราจึงสามารถนำแสงสะท้อนมาเปรียบเทียบได

้ โดยใช้ตัวเซนเซอร์คือ อุปกรณ์จำพวก โฟโต

้ เช่น โฟโต้ไดโอด โฟโต้ทรานซิสเตอร์ LDR

เป็นต้น ซึ่งจะมีความไวต่อแสงมาก

ตัวเซนเซอร์ส่วนใหญ่เมื่อแสดงผลเอาพุต จะแสดงผลในรูปความต้านทานที่เปลี่ยนไปตามสภาวะ

ของตัวเซนเซอร์นั้น ๆ ในปัจจุบัน ในวงการเซนเซอร

์ ได้พัฒนาไปมาก มีเซนเซอร์ให้เราได้เลือกใช้มากมาย

มีวงจรที่ง่ายขึ้น มีความแน่นอน สูง จึงทำให้เราสามารถมีตัวเลือกในการใช้งานมากขึ้น

งานที่เราจะทำก็ ง่ายขึ้น ถ้าจะศึกษาด้านนี้

โดยตรง ก็ลองหาหนังสือมาอ่านดู จะได้มีความรู้สามารถคิดประดิษฐ์โครงงานใหม่ มาอวดโฉมกัน

ต่อไป เพราะในบางสิ่งที่เราคิดไม่ถึงว่า

เซนเซอร์จะสามารถตรวจจับได้

เช่น ปริมาณการไหลของน้ำ อากาศ

การทรงตัวของหุ่นยนต์ 2 ขา หรือ

เซนเซอร์วัดปริมาณฝุ่นในอากาศ กลิ่น หรือ น้ำในกล่อง

เป็นต้น ในปัจจุบันก็มีเซนเซอร์ จำพวกนี้ให้เราเลือก

หน่วยปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีโฟโตนิกส์

หน่วยปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ เป็นหนึ่งในเทคโนโลยี ฐานของเนคเทค ที่เน้นการนำประสบการณ์และความรู้ของทีมงานทางด้าน วิศวกรรม และ วิทยาศาสตร์ทางแสง วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และ คอมพิวเตอร์ มาตอบสนองความต้องการต่างๆ ดังนี้

* ช่วยแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม สิ่งแวดล้อม และ ด้านการแพทย์
* พัฒนาวิธีการ ชิ้นส่วน และ ระบบ ประมวลผลสัญญาณเชิงแสงแบบใหม่
* ชี้ให้สังคมเห็นถึงความสำคัญของเทคโนโลยีแสง ด้วยการเผยแพร่ความรู้พื้นฐานทางแสง และ ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานในชีวิตประจำวัน

หน่วย ปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ ยังได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยภาย ในประเทศ และ ศูนย์วิจัยระดับชาติทางด้านวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีชีวภาพ และ นาโนเทคโนโลยี เพื่อเสริมงานวิจัยของหน่วยฯ ให้มีความเข้มแข็งมากขึ้น นอกจากนี้ ทางหน่วยฯ ยังได้ร่วมกับองค์กรระดับสากลอย่าง Optical Society of America (OSA), the Society for Photo-Optical Instrumentation Engineer (SPIE), the IEEE Lasers and Electro-Optics Society (LEOS) และ the International Commission for Optics (ICO) ในการส่งเสริมและกระจายความรู้ใหม่ทางโฟโทนิกส์ไปสู่สังคม

หน่วยปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีโฟโตนิกส์

หน่วยปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ เป็นหนึ่งในเทคโนโลยี ฐานของเนคเทค ที่เน้นการนำประสบการณ์และความรู้ของทีมงานทางด้าน วิศวกรรม และ วิทยาศาสตร์ทางแสง วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และ คอมพิวเตอร์ มาตอบสนองความต้องการต่างๆ ดังนี้

* ช่วยแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม สิ่งแวดล้อม และ ด้านการแพทย์
* พัฒนาวิธีการ ชิ้นส่วน และ ระบบ ประมวลผลสัญญาณเชิงแสงแบบใหม่
* ชี้ให้สังคมเห็นถึงความสำคัญของเทคโนโลยีแสง ด้วยการเผยแพร่ความรู้พื้นฐานทางแสง และ ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานในชีวิตประจำวัน

หน่วย ปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ ยังได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยภาย ในประเทศ และ ศูนย์วิจัยระดับชาติทางด้านวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีชีวภาพ และ นาโนเทคโนโลยี เพื่อเสริมงานวิจัยของหน่วยฯ ให้มีความเข้มแข็งมากขึ้น นอกจากนี้ ทางหน่วยฯ ยังได้ร่วมกับองค์กรระดับสากลอย่าง Optical Society of America (OSA), the Society for Photo-Optical Instrumentation Engineer (SPIE), the IEEE Lasers and Electro-Optics Society (LEOS) และ the International Commission for Optics (ICO) ในการส่งเสริมและกระจายความรู้ใหม่ทางโฟโทนิกส์ไปสู่สังคม

หน่วยปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีโฟโตนิกส์ (Photonics Technology Laboratory -PTL

หน่วยปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ เป็นหนึ่งในเทคโนโลยี ฐานของเนคเทค ที่เน้นการนำประสบการณ์และความรู้ของทีมงานทางด้าน วิศวกรรม และ วิทยาศาสตร์ทางแสง วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และ คอมพิวเตอร์ มาตอบสนองความต้องการต่างๆ ดังนี้

* ช่วยแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม สิ่งแวดล้อม และ ด้านการแพทย์
* พัฒนาวิธีการ ชิ้นส่วน และ ระบบ ประมวลผลสัญญาณเชิงแสงแบบใหม่
* ชี้ให้สังคมเห็นถึงความสำคัญของเทคโนโลยีแสง ด้วยการเผยแพร่ความรู้พื้นฐานทางแสง และ ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานในชีวิตประจำวัน

หน่วย ปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ ยังได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยภาย ในประเทศ และ ศูนย์วิจัยระดับชาติทางด้านวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีชีวภาพ และ นาโนเทคโนโลยี เพื่อเสริมงานวิจัยของหน่วยฯ ให้มีความเข้มแข็งมากขึ้น นอกจากนี้ ทางหน่วยฯ ยังได้ร่วมกับองค์กรระดับสากลอย่าง Optical Society of America (OSA), the Society for Photo-Optical Instrumentation Engineer (SPIE), the IEEE Lasers and Electro-Optics Society (LEOS) และ the International Commission for Optics (ICO) ในการส่งเสริมและกระจายความรู้ใหม่ทางโฟโทนิกส์ไปสู่สังคม

หน่วยปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีโฟโตนิกส์ (Photonics Technology Laboratory -PTL

หน่วยปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ เป็นหนึ่งในเทคโนโลยี ฐานของเนคเทค ที่เน้นการนำประสบการณ์และความรู้ของทีมงานทางด้าน วิศวกรรม และ วิทยาศาสตร์ทางแสง วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และ คอมพิวเตอร์ มาตอบสนองความต้องการต่างๆ ดังนี้

* ช่วยแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม สิ่งแวดล้อม และ ด้านการแพทย์
* พัฒนาวิธีการ ชิ้นส่วน และ ระบบ ประมวลผลสัญญาณเชิงแสงแบบใหม่
* ชี้ให้สังคมเห็นถึงความสำคัญของเทคโนโลยีแสง ด้วยการเผยแพร่ความรู้พื้นฐานทางแสง และ ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานในชีวิตประจำวัน

หน่วย ปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ ยังได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยภาย ในประเทศ และ ศูนย์วิจัยระดับชาติทางด้านวัสดุศาสตร์ เทคโนโลยีชีวภาพ และ นาโนเทคโนโลยี เพื่อเสริมงานวิจัยของหน่วยฯ ให้มีความเข้มแข็งมากขึ้น นอกจากนี้ ทางหน่วยฯ ยังได้ร่วมกับองค์กรระดับสากลอย่าง Optical Society of America (OSA), the Society for Photo-Optical Instrumentation Engineer (SPIE), the IEEE Lasers and Electro-Optics Society (LEOS) และ the International Commission for Optics (ICO) ในการส่งเสริมและกระจายความรู้ใหม่ทางโฟโทนิกส์ไปสู่สังคม

หัวข้องานวิจัย :

* Silicon Sensor R&D
- Application-oriented property sensors; e.g. comfort, clean, fresh, and energy management sensors
- Physical property sensors; e.g. pressure, pH, magnetic, thermal, and power sensors
- Wireless sensors
- ASIC/DSP core design for sensor development
- Digital CMOS, AMS CMOS, RF CMOS microchip
- System-on-chip and advanced packaging
- Surface Silicon MEMS sensors
* MEMS/Microfluidic Sensor R&D
- Electronic noses and tongues
- PDMS/ Plastic microfluidic chip
- Lab-on-a-chip based biosensor
- CNT-polymer composite sensors
- Sensor arrays
- MEMS based environment monitoring system
* Photonic Sensor R&D
- Photonic biosensors
- Fiber-optic component for sensing system
- Optical design and optical thin film for sensing system
- Optical instrumentations and photonic sensing appliances
- Diffraction, spectroscopy, and infrared sensing