Зміст:

1 Типи датчиків – Види та робоча – Переваги і недоліки
2 Датчики

Типи датчиків – Види та робоча – Переваги і недоліки

У цій статті ми розглянемо різні типи датчиків, але спочатку розберемося, що таке датчик? Датчик – це обладнання, яке виявляє будь-які зміни та події на фізичному вході та видає необхідні вихідні сигнали, які можна записати та направити для подальшого використання. Вихідний сигнал виводиться в електричній кількості. Слово, датчики також називають перетворювачами і пов’язані з системою вимірювання. Хорошим прикладом датчика є ртутний термометр, який відчуває тепло або температуру в системі чи тілі людини. Температура вимірюється від каліброваного скляного корпусу термометра на основі стиснення та розширення рідкої ртуті. Походження сенсора слова від слова ‘сприймати’

Види датчиків

Існує різноманітна класифікація датчиків, яка виконує різні ролі від простих до складних операцій. Деякі з різних фізичних даних, які теж вимірюються, отримують у нижченаведеній формі:

Акустичний: вхід вимірюється хвилею, довжиною хвилі, швидкістю хвилі та спектром
Електричний: входи, які слід виміряти, – це струм, напруга, електричне поле, електропровідність і проникність
Агнетичний: вхідні дані, які слід калібрувати, – це проникність, магнітне поле, інтенсивність потоку
Теплові: Терміни, які слід вимірювати, – це питома теплота, теплопровідність і температура
Розташування, сила, прискорення, тиск, об’єм, структура, жорсткість, крутний момент, імпульс, значення напруги та деформації, щільність та відповідність – це механічна форма входів, яку слід зазначити. Оптичні сигнали для вимірювання – це швидкість хвилі, поглинання, показник заломлення, хвиля та випромінювання.

Вищезазначене є деякою формою введення, яка також може бути перетворена на іншу форму випуску за потребою та відмічена та вивчена для майбутніх технологій.

Класифікація датчиків за їх різним застосуванням проводиться наступним чином:

Близькість
Позиція
Датчики переміщення

Датчики, які використовуються для вимірювання відстані, є потенціометром. Тоді різні датчики, застосовані в цій галузі, – це датчики наближення індуктивності, оптичні кодери, датчики наближення до вихрового струму, пневматичні датчики та датчики ефекту Холла

Датчик світла: застосовуються у фотодіоді, світлозалежних резисторах та фототранзисторі.
Датчики температури: Вони використовуються в термопарі, термісторах і термостатах
Датчики руху та швидкості: Вони розгорнуті в тахогенераторі та поступовому кодері
Тактильний датчик та п’єзоелектричні датчики: застосовуються для вимірювання тиску рідини та діафрагмового манометра
Датчики рідинного потоку: Вони застосовуються в турбінному лічильнику турбіни та вентиляційній трубі
Інфрачервоний датчик: Вони використовуються в парі інфрачервоного передавача та приймача
Датчик сили: Застосовується в тензометричних і навантажувальних камерах
Сенсорні сенсори: Вони використовуються в резистивних та ємнісних сенсорних датчиках.
Ультрафіолетові датчики та датчики фотостабільності: Вони використовуються для виявлення ультрафіолетових ультрафіолетових детекторів, фототрубок та детекторів ультрафіолетового світла.

Датчики класифікуються на основі вимоги як активні та пасивні датчики.

Активні датчики: його робота заснована на живлення або сигналі від зовнішнього джерела. Цей сигнал, який подається, називається сигналом збудження, і він дав необхідний вихід.
Пасивні датчики: Він безпосередньо передає вихідний сигнал відповідно до вхідних повідомлень.

Прикладом активного датчика є тензодатчик, який не генерує свій вихідний сигнал, але обчислює обсяг прикладеного тиску, пов’язаний з опором системи. Опір обчислюється, пропускаючи через нього струм. Тут пройдений струм називається сигналом збудження. Термопара є прикладом пасивного датчика.

Робота датчика

Робота та використання датчиків відрізняються від пристрою до пристрою залежно від потреби. Тут було обговорено датчик, розгорнутий у загальнодоступній операційній системі. Система складається з мікрофона, гучномовця та підсилювача. Тут датчик використовується як функція введення мікрофона, який чує звукові хвилі та перетворює його на електричні сигнали. Потім його подають на підсилювач, де електричні хвилі отримують силу і підсилюються, а потім подаються на гучномовець.

Гучномовець отримує вихідну хвилю від приводу, де електричні хвилі від підсилювача знову перетворюються на звукові хвилі з більшим охопленням. Аналогові датчики дають безперебійні різні вихідні хвилі з набором значень. Напруга є вихідним сигналом і прямо пропорційно вимірюється. Кінцеве число, яке вимірюється як температура, швидкість, деформація, тиск, є аналоговими величинами і відбувається постійно в природі.

Цифрові датчики генерують дискретні сигнали в цифровому форматі.c Вихід цього датчика має стан увімкнення та вимкнення з логікою 1 і 0. Кнопка виконує функцію цифрового датчика. Вимикач має дві можливі умови при натисканні на УВІМКНЕННЯ, а при відпуску – у стані вимкнення. Датчик світла використовується для обчислення швидкості та генерування цифрового сигналу. Диск з’єднаний з валом мотора з обмеженою кількістю видимих прорізів. Світловий датчик витягує відсутність або присутність світла і подає логічні сигнали 1 і 0 сигналів, що відповідають входу.

Потім вхід відображається на швидкості та обертах диска. Точне значення збільшується на приріст слота на диску, і це дозволяє більше налаштувати слот одночасно. Продуктивність цифрового та аналогового порівнюється там, де точність цифрового датчика висока і являє собою вимірювану величину з кількома використаними бітами.

Переваги та недоліки датчика

Деякі датчики кінцевого вимикача мають високу потужність струму, потребують обмеженого технічного зондування та доступні за низькою ціною. Для недоліків цього датчика кінцевого вимикача він потребує фізичного контакту і має дуже повільний час підбору.
Фотоелектричні датчики мають тривалу міцність, мінімальний час відгуку, застосовуваний у датчиках дальнього радіусу дії, відчуває всі форми наявної енергії та працює ефективно. Але тут лінза схильна до забруднення, і діапазон зондування впливає на колір. Відбивна здатність цілі знижена.
Індуктивні датчики дуже передбачувані, мають тривалий термін експлуатації, просту установку і стійкі до жорстких умов. В індуктивних датчиках розміщена відстань є обмеженнями, що підлягають виправленню.
Ємнісні датчики ідентифікують неметалічні цілі, а також виявляють їх через великі контейнери. Але вони чутливі до змін навколишнього середовища
Ультразвукові датчики використовуються для відчуття всіх матеріалів і занадто чутливі до змін температури. Він має низьку роздільну здатність і повторюваність.

Датчики

Датчики (давач, датник, сенсор) – це елементи які сприймають вхідний сигнал (вхідну величину, яка контролюється наприклад тиск, температура, струм, напруга та тощо) і перетворюють його в величину зручну для передачі, зберігання, використовування у системі керування.

Датчик обов’язково містить у своїй конструкції чутливий елемент і часто – перетворювальну частину. Головними ж характеристиками електронних датчиків є їх чутливість і похибка вимірювання.

Структурна схема датчика

Класифікація датчиків

Датчики можна класифікувати за багатьма параметрами, але головні з них показані нижче.

Класифікація за методом вимірювання (виду вхідних величин):

Активні

Електричні датчики, які перетворюють неелектричні вхідні величини в електричний сигнал, називають генераторними (активними) датчиками. Не потребують зовнішнього джерела живлення. До них відносять: термоелектричні (термопари), індукційні, п’єзоелектричні, вентильні, фотоелементи.

Пасивні

Це такі датчики, у яких зміна вхідної величини датчика викликає зміна будь – якого параметра самого датчика (До них відносяться: контактні, реостатні, тензодатчики, потенціометричні, терморезистори, ємнісні, індуктивні. Параметричні датчики отримують енергію від допоміжного джерела живлення.

Класифікація за видом вхідного сигналу (фізичної величини, що вимірюється):

Тиску: манометри, вакуумметри, мановакуумметри.
Т емператури: манометричні термометри, термопари, термометри опору. (Датчик температури)
Рівня: поплавкові, кондутометричні, ємнісні, радарні, ультразвутові.
Витрат (витратомір): механічні лічильники витрат, перепадоміри, ультразвукові витратоміри, електромагнітні витратоміри, витратомір коріоліса, вихрові витратоміри.
Концентрації. (датчик чадного газу)
Радіоактивності: іонізаційна камера, датчик прямого заряду.
Положення: кінцеві вимикачі.
Кутового положення: сельсин.
Вібрації
Вологості.
Фотодатчики (оптичні): інфрачервоний датчик руху, фотодіод.

За видом вихідного сигналу датчики бувають:

– аналогові

Виробляють аналоговий сигнал, пропорційно зміни вхідній величині. Згідно зі стандартами існує три діапазони струмових сигналів: 0 … 5мА, 0 … 20мА і 4 … 20мА.

– дискретні

Виробляють дискретний сигнал послідовність імпульсів. Найпростіший датчик – звичайний механічний контакт: двері відкрили – контакт розімкнувся, закрили – замкнувся. Таким чином, датчики на основі контакту є дискретними або бінарними, мають два положення, замкнутий – розімкнути або 1 і 0.

– цифрові

Датчики, що генерують послідовність імпульсів або двійковий код;

За принципом дії:

Волоконно-оптичні
Оптичні (фотодатчики)
Магнітоелектричний датчик (На основі ефекту Холла)
П’єзоелектричний датчик
Тензоперетворювач
Ємнісний датчик
Потенціометричний датчик
Індуктивний датчик

Використання датчиків

Датчики роблять життя людини простішим та безпечнішим, автоматизують банальні та монотонні дії. Наприклад в освітленні – прожектори, світильники які підключаються до датчиків руху або освітлення в опаленні, побутові прилади також мають датчики.

Області використання датчиків дуже різноманітні: промислова техніка, вимірювання і регулювання, робототехніка, автомобілебудування, медична техніка.

Які типи датчиків бувають