सेंसर

एक सेंसर एक ऐसा उपकरण है जो एक भौतिक घटना को संवेदन करने के उद्देश्य से एक आउटपुट सिग्नल का उत्पादन करता है।

व्यापक परिभाषा में, एक सेंसर एक उपकरण, मॉड्यूल, मशीन, या सबसिस्टम है जो अपने वातावरण में घटनाओं या परिवर्तन का पता लगाता है और जानकारी को अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स, अक्सर एक कंप्यूटर प्रोसेसर को भेजता है।सेंसर का उपयोग हमेशा अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ किया जाता है।

सेंसर का उपयोग रोजमर्रा की वस्तुओं में किया जाता है जैसे कि टच-सेंसिटिव एलेवेटर बटन (स्पर्श सेंसर) और लैंप जो आधार को छूकर मंद या रोशन करते हैं, और असंख्य अनुप्रयोगों में, जिनमें से अधिकांश लोगों को कभी पता नहीं होता है।माइक्रोमैचिनरी और आसानी से उपयोग करने वाले माइक्रोकंट्रोलर प्लेटफार्मों में प्रगति के साथ, सेंसर के उपयोग का विस्तार तापमान, दबाव और प्रवाह माप के पारंपरिक क्षेत्रों से परे है, उदाहरण के लिए दृष्टिकोण और शीर्षक संदर्भ प्रणाली में।

एनालॉग सेंसर जैसे कि पोटेंशियोमीटर और फोर्स-सेंसिंग रेसिस्टर्स अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।उनके अनुप्रयोगों में विनिर्माण और मशीनरी, हवाई जहाज और एयरोस्पेस, कार, चिकित्सा, रोबोटिक्स और हमारे दिन-प्रतिदिन के जीवन के कई अन्य पहलू शामिल हैं।अन्य सेंसर की एक विस्तृत श्रृंखला है जो सामग्रियों के रासायनिक और भौतिक गुणों को मापती है, जिसमें अपवर्तक सूचकांक माप के लिए ऑप्टिकल सेंसर, द्रव चिपचिपापन माप के लिए कंपन सेंसर, और तरल पदार्थ के पीएच की निगरानी के लिए इलेक्ट्रो-रासायनिक सेंसर शामिल हैं।

एक सेंसर की संवेदनशीलता इंगित करती है कि इसका आउटपुट कितना बदलता है जब इनपुट मात्रा में परिवर्तन होता है।उदाहरण के लिए, यदि थर्मामीटर में पारा 1 & nbsp चलता है;CM जब तापमान 1 & nbsp; ° C से बदल जाता है, तो इसकी संवेदनशीलता 1 & nbsp; cm/° C है (यह मूल रूप से ढलान है $dy/dx$ एक रैखिक विशेषता मानते हुए)।कुछ सेंसर भी प्रभावित कर सकते हैं कि वे क्या मापते हैं;उदाहरण के लिए, एक कमरे का तापमान थर्मामीटर एक गर्म कप तरल में डाला गया, तरल को ठंडा करता है जबकि तरल थर्मामीटर को गर्म करता है।सेंसर आमतौर पर मापा जाता है पर एक छोटा प्रभाव डालने के लिए डिज़ाइन किया जाता है;सेंसर को छोटा बनाने से अक्सर इसमें सुधार होता है और यह अन्य लाभों का परिचय दे सकता है। तकनीकी प्रगति अधिक से अधिक सेंसर को माइक्रोस्कोपिक पैमाने पर माइक्रोसेन्सर के रूप में माइक्रोसेन्सर्स के रूप में माइक्रोसेकैनिकल सिस्टम तकनीक का उपयोग करने की अनुमति देती है।ज्यादातर मामलों में, एक माइक्रोसेंसर मैक्रोस्कोपिक दृष्टिकोणों की तुलना में काफी तेज माप समय और उच्च संवेदनशीलता तक पहुंचता है। आज की दुनिया में तेजी से, सस्ती और विश्वसनीय जानकारी के लिए बढ़ती मांग के कारण, डिस्पोजेबल सेंसर-कम-लागत और आसान of से of से-उपयोग करने वाले उपकरणों को कम ‘टर्म मॉनिटरिंग या एकल-शॉट मापों के लिए-हाल ही में बढ़ते महत्व को प्राप्त हुआ है।सेंसर के इस वर्ग का उपयोग करते हुए, महत्वपूर्ण विश्लेषणात्मक जानकारी किसी के द्वारा, कहीं भी और किसी भी समय, पुनर्गणना की आवश्यकता के बिना, संदूषण के बारे में चिंता के बिना प्राप्त की जा सकती है।

माप त्रुटियों का वर्गीकरण
एक अच्छा सेंसर निम्नलिखित नियमों का पालन करता है:


 * यह मापा संपत्ति के प्रति संवेदनशील है
 * यह किसी भी अन्य संपत्ति के लिए असंवेदनशील है जो इसके आवेदन में सामना करने की संभावना है, और
 * यह मापा संपत्ति को प्रभावित नहीं करता है।

अधिकांश सेंसर में एक रैखिकता हस्तांतरण फ़ंक्शन होता है। संवेदनशीलता (इलेक्ट्रॉनिक्स) को तब आउटपुट सिग्नल और मापा संपत्ति के बीच के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि एक सेंसर तापमान को मापता है और एक वोल्टेज आउटपुट होता है, तो संवेदनशीलता इकाइयों [v/k] के साथ एक स्थिर है। संवेदनशीलता स्थानांतरण फ़ंक्शन की ढलान है। सेंसर के विद्युत उत्पादन (उदाहरण के लिए v) को मापा इकाइयों में परिवर्तित करना (उदाहरण के लिए k) को ढलान द्वारा विद्युत उत्पादन को विभाजित करने की आवश्यकता होती है (या इसके पारस्परिक द्वारा गुणा करना)। इसके अलावा, एक ऑफसेट को अक्सर जोड़ा या घटाया जाता है। उदाहरण के लिए, −40 को आउटपुट में जोड़ा जाना चाहिए यदि 0 V आउटपुट −40 C इनपुट से मेल खाता है।

एक एनालॉग सेंसर सिग्नल को संसाधित करने, या डिजिटल उपकरणों में उपयोग करने के लिए, इसे एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर का उपयोग करके डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित करने की आवश्यकता है।

सेंसर विचलन
चूंकि सेंसर एक आदर्श हस्तांतरण फ़ंक्शन को दोहरा नहीं सकते हैं, इसलिए कई प्रकार के विचलन हो सकते हैं जो सेंसर सटीकता और सटीकता को सीमित करते हैं:
 * चूंकि आउटपुट सिग्नल की सीमा हमेशा सीमित होती है, इसलिए आउटपुट सिग्नल अंततः न्यूनतम या अधिकतम तक पहुंच जाएगा जब मापा संपत्ति सीमा से अधिक हो जाती है।पूर्ण पैमाने की सीमा मापी गई संपत्ति के अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों को परिभाषित करती है।
 * संवेदनशीलता (इलेक्ट्रॉनिक्स) व्यवहार में निर्दिष्ट मूल्य से भिन्न हो सकती है। इसे संवेदनशीलता त्रुटि कहा जाता है। यह एक रैखिक हस्तांतरण फ़ंक्शन के ढलान में एक त्रुटि है।
 * यदि आउटपुट सिग्नल एक स्थिर द्वारा सही मूल्य से भिन्न होता है, तो सेंसर में एक ऑफसेट त्रुटि या पूर्वाग्रह होता है। यह एक रैखिक हस्तांतरण फ़ंक्शन के y- अवरोधन में एक त्रुटि है।
 * एक सीधी रेखा हस्तांतरण फ़ंक्शन से एक सेंसर के हस्तांतरण फ़ंक्शन का विचलन है। आमतौर पर, यह उस राशि से परिभाषित होता है जो आउटपुट सेंसर की पूरी सीमा पर आदर्श व्यवहार से भिन्न होता है, जिसे अक्सर पूर्ण सीमा के प्रतिशत के रूप में नोट किया जाता है।
 * समय के साथ मापा संपत्ति के तेजी से परिवर्तन के कारण विचलन एक गतिशीलता (भौतिकी) त्रुटि है। अक्सर, इस व्यवहार को एक आवधिक इनपुट सिग्नल की आवृत्ति के एक समारोह के रूप में संवेदनशीलता त्रुटि और चरण शिफ्ट दिखाते हुए एक बीओडी प्लॉट के साथ वर्णित किया जाता है।
 * यदि आउटपुट सिग्नल धीरे -धीरे मापा संपत्ति से स्वतंत्र बदलता है, तो इसे बहाव (दूरसंचार) के रूप में परिभाषित किया जाता है। महीनों या वर्षों में दीर्घकालिक बहाव सेंसर में शारीरिक परिवर्तन के कारण होता है।
 * शोर संकेत का एक यादृच्छिक विचलन है जो समय में भिन्न होता है।
 * एक हिस्टैरिसीस त्रुटि पिछले इनपुट मानों के आधार पर आउटपुट मान अलग -अलग हो जाती है। यदि किसी सेंसर का आउटपुट इस बात पर निर्भर करता है कि क्या इनपुट को कम करने के लिए एक विशिष्ट इनपुट मूल्य तक पहुंच गया था, तो सेंसर में हिस्टैरिसीस त्रुटि होती है।
 * यदि सेंसर में डिजिटल आउटपुट होता है, तो आउटपुट अनिवार्य रूप से मापा संपत्ति का एक अनुमान है। इस त्रुटि को परिमाणीकरण (सिग्नल प्रोसेसिंग) त्रुटि भी कहा जाता है।
 * यदि सिग्नल को डिजिटल रूप से मॉनिटर किया जाता है, तो नमूनाकरण आवृत्ति एक गतिशील त्रुटि का कारण बन सकती है, या यदि इनपुट चर या जोड़ा गया शोर समय -समय पर एक आवृत्ति पर एक आवृत्ति में परिवर्तन दर के कई के पास बदलता है, तो अलियासिंग त्रुटियां हो सकती हैं।
 * सेंसर कुछ हद तक मापा जा रहा संपत्ति के अलावा अन्य गुणों के प्रति संवेदनशील हो सकता है। उदाहरण के लिए, अधिकांश सेंसर उनके पर्यावरण के तापमान से प्रभावित होते हैं।

इन सभी विचलन को व्यवस्थित त्रुटियों या यादृच्छिक त्रुटियों के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। व्यवस्थित त्रुटियों को कभी -कभी किसी प्रकार की अंशांकन रणनीति के माध्यम से मुआवजा दिया जा सकता है। शोर एक यादृच्छिक त्रुटि है जिसे सिग्नल प्रोसेसिंग द्वारा कम किया जा सकता है, जैसे कि फ़िल्टरिंग, आमतौर पर सेंसर के गतिशील व्यवहार की कीमत पर।

संकल्प
सेंसर रिज़ॉल्यूशन या माप रिज़ॉल्यूशन सबसे छोटा परिवर्तन है जिसे उस मात्रा में पता लगाया जा सकता है जिसे मापा जा रहा है।डिजिटल आउटपुट के साथ एक सेंसर का संकल्प आमतौर पर डिजिटल आउटपुट का संख्यात्मक रिज़ॉल्यूशन होता है।संकल्प सटीकता और सटीकता से संबंधित है जिसके साथ माप किया जाता है, लेकिन वे एक ही चीज नहीं हैं।एक सेंसर की सटीकता इसके संकल्प से काफी बदतर हो सकती है।


 * उदाहरण के लिए, 'डिस्टेंस रिज़ॉल्यूशन' न्यूनतम दूरी है जिसे लंबाई, दूरी, या रेंज मापने वाले उपकरणों की किसी भी सूची द्वारा सटीक रूप से मापा जा सकता है।एक समय-उड़ान कैमरे में, दूरी रिज़ॉल्यूशन आमतौर पर लंबाई की इकाई में व्यक्त सिग्नल के मानक विचलन (कुल शोर) के बराबर होता है।
 * सेंसर कुछ हद तक मापा जा रहा संपत्ति के अलावा अन्य गुणों के प्रति संवेदनशील हो सकता है।उदाहरण के लिए, अधिकांश सेंसर उनके पर्यावरण के तापमान से प्रभावित होते हैं।

रासायनिक सेंसर
एक रासायनिक सेंसर एक स्व-निहित विश्लेषणात्मक उपकरण है जो अपने पर्यावरण की रासायनिक संरचना, यानी एक तरल या गैस चरण के बारे में जानकारी प्रदान कर सकता है। जानकारी एक औसत दर्जे के भौतिक संकेत के रूप में प्रदान की जाती है जो एक निश्चित रासायनिक प्रजातियों की एकाग्रता (विश्लेषण के रूप में कहा जाता है) की एकाग्रता के साथ सहसंबद्ध है।दो मुख्य चरण एक रासायनिक सेंसर के कामकाज में शामिल हैं, अर्थात्, मान्यता और सिग्नल ट्रांसडक्शन।मान्यता चरण में, विश्लेषण अणु रिसेप्टर (बायोकेमिस्ट्री) या सेंसर के मान्यता तत्व की संरचना में शामिल साइटों के साथ चुनिंदा रूप से बातचीत करते हैं।नतीजतन, एक विशेषता भौतिक पैरामीटर भिन्न होता है और यह भिन्नता एक एकीकृत ट्रांसड्यूसर के माध्यम से रिपोर्ट की जाती है जो आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है। जैविक प्रकृति की मान्यता सामग्री पर आधारित एक रासायनिक सेंसर एक बायोसेंसर है।हालांकि, जैसा कि सिंथेटिक बायोमिमेटिक सामग्री कुछ हद तक मान्यता बायोमैटिरियल्स के लिए स्थानापन्न करने जा रही है, एक बायोसेंसर और एक मानक रासायनिक सेंसर के बीच एक तेज अंतर अतिशयोक्ति है।सेंसर विकास में उपयोग की जाने वाली विशिष्ट बायोमिमेटिक सामग्री आणविक रूप से अंकित पॉलिमर और एप्टामर्स हैं।

बायोसेंसर
बायोमेडिसिन और बायोटेक्नोलॉजी में, सेंसर जो एक जैविक घटक के लिए धन्यवाद का पता लगाते हैं, जैसे कि कोशिकाओं, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड या बायोमिमेटिक पॉलिमर को बायोसेंसर कहा जाता है। जबकि जैविक विश्लेषणों के लिए एक गैर-जैविक सेंसर, यहां तक कि कार्बनिक (कार्बन रसायन विज्ञान), सेंसर या नैनोसेंसर के रूप में जाना जाता है।यह शब्दावली इन-विट्रो और विवो अनुप्रयोगों दोनों के लिए लागू होती है। बायोसेंसर में जैविक घटक का एनकैप्सुलेशन, थोड़ी अलग समस्या प्रस्तुत करता है जो साधारण सेंसर;यह या तो एक सेमीपर्मेबल झिल्ली के माध्यम से किया जा सकता है, जैसे कि डायलिसिस (रसायन विज्ञान) झिल्ली या एक हाइड्रोजेल, या एक 3 डी बहुलक मैट्रिक्स, जो या तो शारीरिक रूप से संवेदनशील मैक्रोमोलेक्यूल को बाधित करता है या रासायनिक रूप से मैक्रोमोलेक्यूल को स्कैफोल्ड से बांधकर कसता है।

न्यूरोमॉर्फिक सेंसर
न्यूरोमॉर्फिक सेंसर सेंसर हैं जो शारीरिक रूप से संरचनाओं और जैविक तंत्रिका संस्थाओं के कार्यों की नकल करते हैं। इसका एक उदाहरण ईवेंट कैमरा है।

MOS सेंसर
मेटल-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर (MOS) तकनीक MOSFET (MOS फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर, या MOS ट्रांजिस्टर) से उत्पन्न होती है, जिसका आविष्कार 1959 में मोहम्मद एम। अटला और डावन काहंग द्वारा किया गया था, और 1960 में प्रदर्शित किया गया था। MOSFET सेंसर (MOS सेंसर) बाद में विकसित किए गए थे, और तब से वे भौतिकी, रसायन विज्ञान, जैविक और पर्यावरणीय मापदंडों को मापने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए गए हैं।

जैव रासायनिक सेंसर
भौतिकी, रसायन विज्ञान, जैविक और पर्यावरणीय मापदंडों को मापने के लिए कई MOSFET सेंसर विकसित किए गए हैं। सबसे पहले MOSFET सेंसर में 1970 में जोहानसेन द्वारा पेश किए गए ओपन-गेट फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (OGFET) शामिल हैं, आयन-संवेदनशील क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (ISFET) का आविष्कार 1970 में पीट बर्गवेल्ड द्वारा किया गया था, सोखना FET (ADFET) पी.एफ.1974 में कॉक्स, और एक हाइड्रोजन-संवेदनशील MOSFET आई। लंडस्ट्रॉम, एम.एस.1975 में शिवरमन, सी.एस. स्वेन्सन और एल। लुंडकविस्ट। ISFET एक निश्चित दूरी पर एक गेट के साथ एक विशेष प्रकार का MOSFET है, और जहां धातु के गेट को आयन-संवेदनशील झिल्ली, इलेक्ट्रोलाइट समाधान और संदर्भ इलेक्ट्रोड द्वारा बदल दिया जाता है। ISFET का उपयोग व्यापक रूप से बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि डीएनए संकरण का पता लगाना, रक्त से बायोमार्कर का पता लगाना, एंटीबॉडी का पता लगाने, ग्लूकोज माप, पीएच संवेदन और आनुवंशिक प्रौद्योगिकी।

1980 के दशक के मध्य तक, कई अन्य MOSFET सेंसर विकसित किए गए थे, जिनमें गैस सेंसर FET (GASFET), सतह सुलभ FET (SAFET), चार्ज फ्लो ट्रांजिस्टर (CFT), प्रेशर सेंसर FET (प्रेसफेट), रासायनिक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर शामिल हैं (ChemFet), ISFET (REFET), बायो-फ़ेट (बायोफेट), बायो-फेट | एंजाइम-संशोधित एफईटी (ईएनएफईटी) और इम्यूनोलॉजिकल रूप से संशोधित एफईटी (आईएमएफईटी)। 2000 के दशक की शुरुआत में, डीएनए फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (DNAFET) जैसे बायोफेट प्रकार, आनुवंशिक रूप से संशोधित | जीन-संशोधित FET (GENFET) और झिल्ली क्षमता | सेल-पोटेंशियल बायोफेट (CPFET) विकसित किया गया था।

छवि सेंसर
MOS तकनीक आधुनिक छवि सेंसर के लिए आधार है, जिसमें चार्ज-युग्मित डिवाइस (CCD) और CMOS सक्रिय-पिक्सेल सेंसर (CMOS सेंसर) शामिल हैं, जिनका उपयोग डिजिटल इमेजिंग और डिजिटल कैमरों में किया जाता है। विलार्ड बॉयल और जॉर्ज ई। स्मिथ ने 1969 में सीसीडी का विकास किया। एमओएस प्रक्रिया पर शोध करते हुए, उन्होंने महसूस किया कि एक इलेक्ट्रिक चार्ज चुंबकीय बुलबुले का सादृश्य था और इसे एक छोटे से एमओएस कैपेसिटर पर संग्रहीत किया जा सकता है।चूंकि यह एक पंक्ति में MOS कैपेसिटर की एक श्रृंखला को गढ़ने के लिए काफी सीधा था, इसलिए उन्होंने उनसे एक उपयुक्त वोल्टेज जोड़ा ताकि चार्ज को एक से अगले तक कदम रखा जा सके। CCD एक अर्धचालक सर्किट है जिसका उपयोग बाद में टेलीविजन प्रसारण के लिए पहले डिजिटल वीडियो कैमरों में किया गया था। MOS सक्रिय-पिक्सेल सेंसर (APS) को 1985 में ओलिंपस कॉर्पोरेशन में त्सुतोमु नाकामुरा द्वारा विकसित किया गया था। सीएमओएस एक्टिव-पिक्सेल सेंसर को बाद में एरिक फॉसम और उनकी टीम द्वारा 1990 के दशक की शुरुआत में विकसित किया गया था। MOS छवि सेंसर व्यापक रूप से ऑप्टिकल माउस तकनीक में उपयोग किए जाते हैं।1980 में ज़ेरॉक्स में रिचर्ड एफ। लियोन द्वारा आविष्कार किए गए पहले ऑप्टिकल माउस ने 6 माइक्रोन प्रक्रिया का उपयोग किया।MM NMOS लॉजिक सेंसर चिप। पहले वाणिज्यिक ऑप्टिकल माउस के बाद से, 1999 में पेश किया गया इंटेलीमॉस, अधिकांश ऑप्टिकल माउस डिवाइस सीएमओएस सेंसर का उपयोग करते हैं।

निगरानी सेंसर
एमओएस मॉनिटरिंग सेंसर का उपयोग स्मार्ट होम टेक्नोलॉजी, ऑफिस और एग्रीकल्चर मॉनिटरिंग, ट्रैफ़िक मॉनिटरिंग (स्पीड डिटेक्शन रडार, ट्रैफिक जाम और ट्रैफिक एक्सीडेंट्स सहित), वेदर स्टेशन (जैसे रेन सेंसर, विंड मीटर, लाइटनिंग डिटेक्शन और स्टॉर्म डिटेक्शन के लिए) के लिए किया जाता है,रक्षा प्रौद्योगिकी निगरानी, और तापमान माप, आर्द्रता मीटर, वायु प्रदूषण सेंसर, आग का पता लगाने, स्वास्थ्य निगरानी, सुरक्षा और प्रकाश नियंत्रण प्रणाली की निगरानी। एमओएस गैस डिटेक्टर सेंसर का उपयोग कार्बन मोनोऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन सल्फाइड, अमोनिया और अन्य गैस पदार्थों का पता लगाने के लिए किया जाता है। अन्य एमओएस सेंसर में बुद्धिमान सेंसर शामिल हैं और वायरलेस सेंसर नेटवर्क (WSN) तकनीक।

यह भी देखें
• Actuator

• Data acquisition

• Data logger

• Image sensor

• MOSFET

• * BioFET

• * Chemical field-effect transistor

• * ISFET

• List of sensors

• Machine olfaction

• Nanoelectronics

• Nanosensor

• Sensing floor

• Transducer

• Wireless sensor network

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 * ध्रुवीय समन्वय तंत्र
 * प्रतिबाधा पैरामीटर
 * गुणात्मक प्रतिलोम
 * वह
 * बिजली की प्रतिक्रिया
 * अधिष्ठापन
 * धुवीय निर्देशांक
 * काल्पनिक एकक
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 * काल्पनिक भाग
 * अधीरता सिद्धांत
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 * वर्तमान विभक्त
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 * प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मामीटर
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 * प्रकाश की किरण
 * अधीन किया हुआ कोण
 * अपवर्तन की अनुक्रमणिका
 * विसरित परावर्तक
 * सापेक्ष ल्यूमिनेंस

अग्रिम पठन

 * M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
 * C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers. ISBN 1-58883-056-X
 * Blaauw, F.J., Schenk, H.M., Jeronimus, B.F., van der Krieke, L., de Jonge, P., Aiello, M., Emerencia, A.C. (2016). Let’s get Physiqual – An intuitive and generic method to combine sensor technology with ecological momentary assessments. Journal of Biomedical Informatics, vol. 63, page 141-149.


 * http://www.cbm-sweden.se/images/Seminarie/Class_Descriptions_IDA_MEMS.pdf (see https://web.archive.org/web/20160304105724/http://www.cbm-sweden.se/images/Seminarie/Class_Descriptions_IDA_MEMS.pdf)

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