우리가 관심이 있는 신호들의 종류는 다양하고, 개개의 신호들을 감지하기 위한 감지 원리와 센서들의 종류는 신호마다 여러 종류가 있으니 센서들의 수와 종류는 무궁무진할 수밖에 없죠. 센서를 체계적으로 학습하기 위해서는 체계적인 분류가 필요합니다. 먼저, 어떻게 분류할까? 생각부터 해보죠.
감지 원리에 따른 분류가 먼저 떠오릅니다. 즉, 신호 변환 현상에 따른 분류죠. 열전(thermoelectric, Seebeck) 효과, 광전(photoelectric) 효과, 압저항(piezoresistance) 효과, 압전(piezoelectric) 효과, , 초전(pyroelectric) 효과, 자기저항(magnetoresistance) 효과, 홀(Hall) 효과 등과 같이 물리, 화학, 생화학적인 변화를 전기적인 특성 변화로 도출할 수 있는 다양한 원리와 현상, 효과들이 존재하죠.
그리고, 감지용 재료 측면에서도 분류가 가능합니다. 즉, 금속, 반도체, 세라믹, 고분자를 위시하여 유전체와 복합 재료 등이 대상이 될 수 있습니다. 다음으로 감지하고자 하는 신호원에 따른 분류입니다. 측정하고자 하는 신호원, 혹은 관심있는 신호는 실로 다양하지만, 그룹별로 구분하여 보면, 음향(acoustic), 생물학적(biological)과 화학(chemical), 전기(electric), 자기(magnetic), 기계적(mechanical), 광학적(optical), 방사(radiation), 열(thermal), 그리고 점도(viscosity) 등으로 생각할 수 있습니다. 순서는 영어 얼파벳순으로 정리하였지요. 물론 각각의 그룹들에는 보다 세무적인 신호원들이 존재합니다. 예를 들면, 전기적인 신호 그룹 내에는 전하, 전류, 전위나 전압, 전도도, 유전율, 주파수, 정전용량 등이 있고, 기계적인 신호 그룹에는 변위, 가속도와 각속도, 힘이나 압력, 진동 등이 속하죠. 이와 같이 신호원에 따른 분류가 센서 자체를 공부하는데에는 보다 편리합니다. 물론 이외에도 센서의 작동 방법이나 구조나 구성 등에 따른 분류, 그리고 응용 분야에 따른 분류도 충분히 가능합니다.
센싱 방법, 사용 환경이나 방법 등에 따른 분류도 가능합니다. 센싱 방법에서는 센서 자체에 별도의 신호원이 없이 센서 외부로부터의 신호원으로부터 에너지를 받아 작동하는 수동형(passive-type)이 있고, 반면에 센서 자체에서 신호를 생산, 이를 측정에 활용하는 방식인 능동형(active-type)이 있죠. 즉, 카메라의 영상 센서는 수동형이고, 레이다나 빛을 이용한 비행 시간(Time of Flight, ToF) 센서와 같이 별도의 신호원이 있는 경우가 능동형 센서에 해당합니다. 그리고, 신호원이 시스템이나 몸체 안에 존재하는 내부 상태(internal state, proprioception) 센서와 밖에 있는 외부 상태(external state, exteroception) 센서로 구분하기도 합니다. 센서에 신호원이 어떻게 접근하는지에 따라 접촉식과 비접촉식으로도 구분을 하죠.
수동형과 능동형 센서에 있어서, 수동형에서는 별도의 에너지원을 필요로 하지 않으며 입력 신호에 대한 응답만으로 전기적인 출력 신호가 얻어집니다. 열전대(thermocouple)나 광다이오드, 그리고 압전 센서 등이 이에 해당되죠. 반면에 능동형 센서에서는 입력 신호를 생성하거나 혹은 키우기위해 별도의 에너지원을 필요로 합니다. 이 경우에는 신호원이 미약하여도 감지가 되며, 대신에 출력 신호의 보정이 필요한 경우가 종종 있습니다. 변형률 센서(strain gauge), 혹은 광원을 내장한 광센서 모듈 등이 이에 해당됩니다.
수요자의 입장에서는 용도별로 센서를 분류하기도 합니다. 물론 신호원 혹은 감지하고자 하는 신호에 따른 분류가 용도별 분류와 매칭되기도 하겠지만, 용도별 분류는 보다 일반적이고 광의의 개념을 포함합니다. 즉, 가전용, 산업용, 운송용, 환경용, 안전용, 건강 및 의료용, 군수용 등과 같이 응용 영역을 사용자의 입장에서 보다 넓게 구분합니다.
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