Solución:
No existen definiciones estrictas y formales de “sensor pasivo” y “sensor activo”. Estos términos pueden tener diferentes significados según el contexto en el que se utilizan. Ambos párrafos citados son básicamente correctos pero tienen contextos diferentes.
En cuanto a la “fuente de energía adicional”, normalmente sería una batería o una fuente de alimentación similar. La palabra “adicional” aquí significa una fuente además de cualquier energía proporcionada por el propio sensor. En muchos casos, el sensor en sí no proporciona energía, por lo que la fuente de energía “adicional” es “además del sensor” no “además de otra fuente de energía”.
Añadiendo mis dos centavos. Tal vez no haya definiciones formales, pero la que se da en su libro de texto me parece bastante formal, así que sigamos con eso.
Y es bastante sencillo: no se debe aplicar energía adicional al sensor para que se considere “pasivo”.
La palabra clave aquí es “adicional”. La advertencia es que las leyes de la física requieren algo de energía para ser aplicada al sensor para que detecte algo. De hecho, la energía ES lo que se siente.
El termopar convierte la energía térmica en voltaje, el fotodiodo (en modo fotovoltaico) convierte la energía luminosa y el sensor piezoeléctrico convierte la energía mecánica. Puede agregar una bobina simple en el campo magnético a esta lista, que convierte el movimiento en voltaje. Etcétera.
Un sensor “activo” también detecta energía (una vez más, no hay forma de evitar esto). Sin embargo, a diferencia del sensor “pasivo”, no genera voltaje por sí solo. En cambio, cambia su propiedad (generalmente resistencia) en respuesta. Y en este punto necesitas adicional energía para leer este cambio y amplificarlo a un nivel útil.
El mismo fotodiodo en modo fotoconductor se convierte en sensor activo, porque es necesario aplicar voltaje para leer su resistencia. El sensor de efecto Hall requiere corriente a través de él para poder detectar el campo magnético. El sensor MEMS requiere excitación eléctrica para detectar movimiento.
Su segunda fuente suena confusa, y de hecho lo es. Eso es porque se mezcla sistemas de sensores complejos en la imagen y trata de categorizarlos por simples criterios de sensor.
Ahora, el problema es que, además de los sensores simples descritos anteriormente, también llamamos “sensores” a algunos dispositivos complejos de los cuales el sensor en sí es solo un componente diminuto.
Por ejemplo, el sensor de la puerta del garaje construido sobre un fotodiodo en modo fotovoltaico será un “sensor” activo, aunque el diodo en sí sea un sensor pasivo. ¿Por qué? porque hay que aplicar energía al circuito que detecta voltaje en un diodo, lo amplifica y conmuta el relé externo. Sin mencionar la energía consumida por el láser, que puede considerarse parte de todo el dispositivo de “sensor de puerta de garaje”.
Lo mismo con el detector de metales. La bobina que genera voltaje en respuesta al campo magnético es un sensor pasivo según la definición anterior. Sin embargo, para inducir un campo magnético en un metal, necesita generar su propio campo magnético alterno, y para eso necesita energía adicional. Entonces, si toma todo el dispositivo detector de metales y lo llama “sensor”, entonces se activa según la misma definición.
Espero que lo anterior aclare las cosas. Una vez dicho esto [insert mischievous grin here], una pregunta adicional para ti:
¿La tarjeta del sensor láser es un dispositivo activo o pasivo?
Por un lado, detecta la radiación IR sin que se le aplique energía. Por otro lado, debe recargarse (es decir, debe bombearse energía) con luz visible antes de su uso.
ACTUALIZAR:
Después de leer todas las respuestas y comentarios aquí, creo que la raíz de la confusión y el combustible de todas las discusiones está en la definición de un “sensor” en sí.
Vamos a aclarar esto:
-
algunos dispositivos pueden funcionar por sí mismos, convirtiendo directamente el fenómeno físico medido (energía) en una señal de salida útil (por ejemplo, voltaje, luz visible, movimiento mecánico). Según la definición del libro de texto, todos estos son sensores pasivos.
-
algunos dispositivos no pueden producir una señal de salida significativa sin una entrada de energía adicional, ya sea que se use directamente para la excitación o indirectamente para los circuitos de amplificación requeridos. En este caso, deberíamos llamar al dispositivo un “elemento sensor” (¡no un sensor!), Lo que hace que el dispositivo contenedor sea un sensor activo.
-
finalmente, incluso los sensores pasivos pueden equiparse con circuitos adicionales para simplificar su uso (varios módulos transductores de corriente / voltaje, por ejemplo), lo que los vuelve a activar.
Por lo tanto, si contamos solo los elementos de detección como “sensores”, la clasificación es sencilla. Si permitimos que los dispositivos complejos se llamen “sensores” aunque el elemento sensor real sea solo una pequeña parte de ellos, entonces la mayoría de los sensores modernos serán dispositivos activos.
Los escritores pueden dividir los sensores en clases como quieran. Haría mi división de la siguiente manera:
Los sensores activos realizan algunas acciones que afectan al medio ambiente. Por ejemplo, envían ondas de radio o aplican una fuerza. Se analiza la respuesta y se extrae la información.
Los sensores pasivos solo toman lo que ofrece el entorno y cambian su estado a lo largo de los cambios en el entorno. Por ejemplo, una resistencia dependiente de la luz cambia su resistencia a lo largo de las variaciones de luz. O un micrófono dinámico da un voltaje que depende de la intensidad de las voces. Los datos interesantes a veces se pueden extraer fácilmente o pueden requerir una toma de decisiones compleja. Pero el sistema de toma de decisiones más complejo no activa un sensor mientras el sensor no envíe nada que se utilice para probar el entorno.
Los sensores activos seguramente necesitan alguna fuente de energía para poder realizar un trabajo físico. Esa energía se puede recolectar del medio ambiente, se puede tomar de una fuente que está ensamblada en la caja del sensor o puede haber líneas de suministro de una fuente externa como una computadora o una red de CA.
Los sensores pasivos necesitan energía para transferir su estado al usuario de la información, que bien puede ser un dispositivo. Ese usuario puede suministrar todo lo necesario para leer el estado (por ejemplo, algún voltaje para provocar una corriente que dependa de la resistencia que dependa de la luminosidad, temperatura, humedad u otra cantidad interesante). O el sensor puede tener las herramientas que usan energía y convierten el estado en una forma de datos más robusta o más informativa. Puede por ej. tener una pantalla numérica o una computadora conectada a WiFi. Esa energía también puede recolectarse del medio ambiente, almacenarse en la caja del sensor o suministrarse con cables.
Un micrófono dinámico recoge del entorno la energía que lleva el estado al usuario. El sonido detectado produce directamente la electricidad necesaria. Pero eso comienza a ser falso tan pronto como uno decide que se necesita un preamplificador para una señal más robusta y al mismo tiempo dice que el preamplificador es parte del sensor.
Los sensores de alarma contra intrusos, por ejemplo, pueden ser tanto pasivos como activos y ambos necesitan energía para hacer su trabajo. El sensor PIR no envía nada, pero sus fotodiodos necesitan circuitos de amplificación, filtrado y toma de decisiones bastante complejos. Además, debe formarse una clara señal de alarma de intrusión. También hay alarmas de intrusión basadas en radar que considero activas.
Incluso un interruptor de puerta puede ser activo o pasivo. Está activo para ex. si contiene un resorte que mueve un contacto si se abre una puerta. Tiene su energía cargada de antemano en el resorte cuando se cierra la puerta. Un interruptor de puerta pasivo no tiene ese resorte, el contacto debe ser movido por la puerta en ambas direcciones.
Como se dijo, todos pueden escribir sus definiciones como quieran. A nadie le importa siempre y cuando el escritor no engañe a los lectores o choque contra la ley.