Qu'est-ce qu'un capteur passif ?

Auteur : Li Ai
Source : Ulink Media

Qu'est-ce qu'un capteur passif ?

Un capteur passif est également appelé capteur de conversion d'énergie. À l'instar des objets connectés, il ne nécessite pas d'alimentation externe ; autrement dit, c'est un capteur qui peut se passer d'une source d'énergie externe, mais qui peut également en tirer profit.

Nous savons tous que les capteurs peuvent être classés en capteurs tactiles, capteurs d'image, capteurs de température, capteurs de mouvement, capteurs de position, capteurs de gaz, capteurs de lumière et capteurs de pression, selon les différentes grandeurs physiques perçues et détectées. Pour les capteurs passifs, l'énergie lumineuse, le rayonnement électromagnétique, la température, l'énergie des mouvements humains et les vibrations qu'ils détectent constituent des sources d'énergie potentielle.

Il est admis que les capteurs passifs peuvent être divisés en trois catégories : capteurs passifs à fibre optique, capteurs passifs à ondes acoustiques de surface et capteurs passifs à base de matériaux énergétiques.

• Capteur à fibre optique

Le capteur à fibre optique est un type de capteur exploitant certaines caractéristiques de la fibre optique, développé au milieu des années 1970. Il s'agit d'un dispositif qui convertit un état mesuré en un signal lumineux mesurable. Il se compose d'une source lumineuse, d'un capteur, d'un détecteur de lumière, d'un circuit de conditionnement du signal et de la fibre optique.

Elle se caractérise par une haute sensibilité, une forte résistance aux interférences électromagnétiques, une bonne isolation électrique, une grande adaptabilité environnementale, la possibilité de mesures à distance et une faible consommation d'énergie. Elle trouve une application de plus en plus aboutie dans l'Internet des objets. Par exemple, l'hydrophone à fibre optique est un type de capteur sonore utilisant la fibre optique comme élément sensible, tout comme le capteur de température à fibre optique.

• Capteur à ondes acoustiques de surface

Un capteur à ondes acoustiques de surface (SAW) utilise un dispositif à ondes acoustiques de surface comme élément sensible. L'information mesurée est reflétée par la variation de vitesse ou de fréquence de l'onde acoustique de surface dans le dispositif, et est convertie en un signal électrique de sortie. Il s'agit d'un capteur complexe aux applications variées. On trouve principalement des capteurs à ondes acoustiques de surface (SAW) de pression, de température, de gènes, de gaz et des capteurs intelligents, entre autres.

Outre le capteur à fibre optique passif, caractérisé par sa haute sensibilité, sa capacité à mesurer les distances et sa faible consommation d'énergie, le capteur à ondes acoustiques de surface passif utilise la variation de fréquence de Hui pour estimer les variations de vitesse. Ainsi, la mesure des variations extérieures est très précise. De plus, son faible encombrement, sa légèreté et sa faible consommation d'énergie lui confèrent d'excellentes propriétés thermiques et mécaniques, inaugurant une nouvelle ère pour les capteurs sans fil et miniaturisés. Il est largement utilisé dans les sous-stations électriques, le secteur ferroviaire, l'aérospatiale et d'autres domaines.

• Capteur passif à base de matériaux énergétiques

Les capteurs passifs à base de matériaux énergétiques, comme leur nom l'indique, utilisent l'énergie courante pour la convertir en énergie électrique, notamment l'énergie lumineuse, thermique et mécanique. Ces capteurs présentent l'avantage d'une large bande passante, d'une forte immunité aux interférences, d'une perturbation minimale de l'objet mesuré et d'une haute sensibilité. Ils sont largement utilisés dans le domaine des mesures électromagnétiques, notamment pour la haute tension, la foudre, les champs de rayonnement intense et les micro-ondes de forte puissance.

Combinaison de capteurs passifs avec d'autres technologies

Dans le domaine de l'Internet des objets, les capteurs passifs sont de plus en plus utilisés et divers types de capteurs passifs ont été mis au point. Par exemple, des capteurs intégrant les technologies NFC, RFID, voire Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G et autres technologies sans fil, ont vu le jour. En mode passif, le capteur tire son énergie des signaux radio environnants via son antenne, et les données sont stockées dans une mémoire non volatile, conservée même en cas de coupure de courant.

Les capteurs de déformation textiles passifs sans fil, basés sur la technologie RFID, combinent cette technologie aux matériaux textiles pour former un dispositif de détection de déformation. Utilisant le mode de communication et d'induction des étiquettes RFID UHF passives, et fonctionnant grâce à l'énergie électromagnétique, ces capteurs présentent un potentiel de miniaturisation et de flexibilité, ce qui en fait une solution prometteuse pour les dispositifs portables.

À la fin

L'Internet des objets passif représente l'avenir de l'Internet des objets. En tant que composante de l'Internet des objets passif, les exigences relatives aux capteurs ne se limitent plus à la miniaturisation et à la faible consommation d'énergie. L'Internet des objets passif constitue également une voie de développement prometteuse. Grâce à la maturation et à l'innovation constantes de la technologie des capteurs passifs, leurs applications se généraliseront.