Transdukce

Transdukce (v kontextu měření a senzoriky) je proces přeměny fyzikální veličiny (neelektrického vstupu) na elektrický signál (výstup). Zařízení, které tuto operaci provádí, se nazývá transduktor (převodník).

Transdukce je „překladatelským“ krokem, bez kterého by počítačový systém nemohl vnímat okolní svět, protože procesory a paměti rozumějí pouze elektrickému napětí a proudu.

1. Typy převodů (Mechanismy)

Transdukce může využívat různé fyzikální principy v závislosti na tom, co měříme:

Odporová (Resistive): Změna veličiny změní elektrický odpor materiálu.
- *Příklad:* Tenzometr (měření tlaku/deformace) nebo termistor (teplota).
Kapacitní (Capacitive): Změna vzdálenosti mezi deskami kondenzátoru nebo změna dielektrika.
- *Příklad:* Dotykové obrazovky, mikrofony, senzory přiblížení.
Indukční (Inductive): Využívá změnu magnetického pole a indukci napětí.
- *Příklad:* Snímače otáček kol (ABS), detektory kovů.
Piezoelektrická: Některé krystaly generují elektrický náboj při mechanickém stlačení.
- *Příklad:* Ultrazvukové senzory, zapalovače, snímače vibrací.
Fotoelektrická: Přeměna světelných fotonů na volné elektrony.
- *Příklad:* Fotodiody, CMOS čipy v kamerách.

2. Aktivní vs. Pasivní transduktory

Podle toho, zda zařízení potřebuje k činnosti vnější zdroj energie, dělíme transduktory na:

Typ	Charakteristika	Příklad
Pasivní	Vyžadují vnější napájení. Měřená veličina pouze moduluje (mění) elektrickou vlastnost (odpor, kapacitu).	Termistor, odporový teploměr (RTD).
Aktivní	Nevyžadují napájení. Generují elektrický signál přímo z měřené energie (tzv. generátory).	Fotovoltaický článek, termočlánek, piezo krystal.

3. Charakteristika převodu

Při transdukci dochází k tzv. převodní funkci, která popisuje vztah mezi vstupem a výstupem:

Linearita: Ideální je, pokud výstupní napětí roste přímo úměrně se vstupní veličinou (přímka).
Hystereze: Rozdíl v naměřených hodnotách při zvyšování a snižování měřené veličiny (nežádoucí jev).
Citlivost: Poměr mezi změnou výstupního signálu a změnou vstupní veličiny.

4. Transdukce v lidském těle (Analogie)

Koncept transdukce není omezen jen na elektroniku. V biologii probíhá neustále:

Ucho: Převádí mechanické vlnění vzduchu (zvuk) na elektrické impulsy v nervové soustavě.
Oko: Převádí elektromagnetické vlnění (světlo) na signály pro mozek.

Moderní biosenzory se snaží tyto procesy napodobit a propojit živé buňky s elektronickými obvody.

Související články:

Tagy: physics sensors electronics transduction signal_processing