Датчик что это: Что такое датчики и для чего они нужны

Содержание

Датчики – что это такое, их виды, назначение и применение различных типов

Датчик это электронное или электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования определенного воздействия в электрический сигнал. Это одно из нескольких определений, которое кажется мне наиболее простым и подходящим.

Датчик можно представить как «черный ящик», имеющий нечто на входе и формирующий на выходе сигнал, пригодный для дальнейшей передачи и обработки (рис.1).

В большинстве случаев мы будем рассматривать параметры и характеристики входного воздействия и вид (способ формирования) выходного сигнала, а также, как это можно использовать для решения конкретных задач.

Схемотехника на уровне принципиальных схем в данном контексте нас не интересует.

Датчики различных типов широко применяются в:


УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Для начала давайте рассмотрим типы устройств с точки зрения характера регистрируемых ими воздействий. Здесь можно выделить две группы:

  • контактные;
  • бесконтактные.

Первые подразумевают механическое воздействие. Характерным представителем такой группы являются конечные выключатели, приборы регистрирующие и измеряющие давление, скорость потока жидкостей и газов.

Бесконтактные типы используют несколько принципов обнаружения события: магнитный, оптический, микроволновый, емкостной, индукционный, ультразвуковой.

Каждый из них имеет особенности, определяющие область применения. Например, индукционные датчики не реагирует на предметы из немагнитных материалов. Кроме того, тип устройства определяет дальность действия (обнаружения).

Оптические (оптико электронные), микроволновые, ультразвуковые способны работать на значительном удалении от объекта контроля. Остальные предназначены для использования на небольших расстояниях.

Область применения различных видов датчиков.

В зависимости от назначения, датчики позволяют обнаруживать наличие предмета в зоне своего действия, определять его положение, скорость и направление перемещения, геометрические размеры.

Кстати, техническими характеристиками определяется минимальный размер контролируемого объекта, который может составлять от нескольких миллиметров до десятков сантиметров.

Кроме того датчики используются для контроля температуры, состава, свойств и состояния окружающей среды.

К примеру, датчики дыма в системах пожарной сигнализации позволяют обнаруживать пожар на начальных стадиях. Широко используются датчики уровня, причем как жидкостей, так и сыпучих материалов.

ТИПЫ И ПАРАМЕТРЫ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ

Поскольку назначением любого преобразователя является не только обнаружение воздействия, но также его преобразование, то классификация датчиков по способу формирования выходного сигнала не менее важна, чем по обнаруживаемому параметру.

Различают следующие типы выходов:

  • пороговый;
  • аналоговый;
  • цифровой.

Первый самый простой и характеризуется двумя состояниями «0», «1» – выключено, включено. В качестве элементов, формирующих такой сигнал выступают «сухие контакты» (реле) или электронные ключи (транзисторные, тиристорные, симисторные и пр.).

Основным параметром такого выхода является коммутируемые ток и напряжение.

Причем, обратите внимание, могут быть указаны максимальные и (или) номинальные значения. В первом случае имеется в ввиду непродолжительное время работы в указанном режиме, во втором – неограниченно.

Достоинством таких устройств является универсальность – возможность работы практически во всех системах контроля и управления. Исключение могут составлять специализированные системы, «заточенные» под решение специфичных задач и использующие собственную линейку оборудования.

Аналоговый датчик имеет на выходе сигнал, электрические характеристики которого (чаще напряжение) пропорционально зависят от контролируемого воздействия.

В качестве примера можно привести некоторые виды термодатчиков. Для анализа и обработки такого сигнала требуются специальные схемотехнические решения. Плюсом такого исполнения является высокая информативность.

Наверное многие знают что существует двоичный код, то есть последовательность логических уровней («0» – низкий, «1» – высокий). Таким способом можно передавать информацию о состоянии устройства (значение измеряемого параметра), а также его уникальный адрес.

Датчики, использующие такую технологию называются цифровыми. Подобный сигнал также требует дополнительной обработки, следовательно оборудование, работающее по такому принципу должно быть совместимо. Но в простых системах контроля и управления чаще используется первый способ.

В завершение нужно заметить, что датчики, работающие в системах автоматики и управления могут иметь различную степень пыле-влаго защиты и рабочие температурные диапазоны.

Конкретный тип и конструктивное исполнение устройства определяется в зависимости от решаемых задач и условий эксплуатации.

  *  *  *


© 2014-2022 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер, могут выражать мнение автора и не подлежат использованию в качестве руководящих и нормативных документов.

Датчик — это… Что такое Датчик?

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — понятие систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

[1]

  • В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Определения понятия датчик

Широко встречаются следующие определения:

  • чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
  • законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.
  • датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
  • датчик – конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др. В третьем и четвертом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а следовательно обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но показания этих приборов в основном читаются человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

Классификация датчиков

Классификация по виду выходных величин

  • Активные (генераторные)
  • Пассивные (параметрические)

Классификация по измеряемому параметру

  • Датчики давления
    • абсолютного давления
    • избыточного давления
    • разрежения
    • давления-разрежения
    • разности давления
    • гидростатического давления
  • Датчики расхода
  • Уровня
    • Поплавковые
    • Ёмкостные
    • Радарные
    • Ультразвуковые
  • Температуры
  • Датчик концентрации
    • Кондуктометры
  • Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)
  • Перемещения
    • Абсолютный шифратор
    • Относительный шифратор
    • LVDT
  • Положения
  • Фотодатчики
  • Датчик углового положения
  • Датчик вибрации
    • Датчик Пьезоэлектрический
    • Датчик вихретоковый
  • Датчик механических величин
    • Датчик относительного расширения ротора
    • Датчик абсолютного расширения
  • Датчик дуговой защиты

Классификация по принципу действия

Классификация по характеру выходного сигнала

  • Дискретные
  • Аналоговые
  • Цифровые
  • Импульсные

Классификация по среде передачи сигналов

  • Проводные
  • Беспроводные

Классификация по количеству входных величин

  • Одномерные
  • Многомерные

Классификация по технологии изготовления

  • Элементные
  • Интегральные

См. также

Примечания

Ссылки

  • Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
  • Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
  • Capacitive Position/Displacement Overview
  • 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
  • Sensors — Open access journal of MDPI
  • M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
  • SensEdu; how sensors work
  • Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
  • Wireless hydrogen sensor
  • Sensor circuits
  • Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
  • Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
  • Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
  • ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения . раздел 3 «Термины и определения».

Датчик — это… Что такое Датчик?

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — понятие систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. [1]

  • В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Определения понятия датчик

Широко встречаются следующие определения:

  • чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
  • законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.
  • датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
  • датчик – конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др. В третьем и четвертом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а следовательно обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но показания этих приборов в основном читаются человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

Классификация датчиков

Классификация по виду выходных величин

  • Активные (генераторные)
  • Пассивные (параметрические)

Классификация по измеряемому параметру

  • Датчики давления
    • абсолютного давления
    • избыточного давления
    • разрежения
    • давления-разрежения
    • разности давления
    • гидростатического давления
  • Датчики расхода
  • Уровня
    • Поплавковые
    • Ёмкостные
    • Радарные
    • Ультразвуковые
  • Температуры
  • Датчик концентрации
    • Кондуктометры
  • Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)
  • Перемещения
    • Абсолютный шифратор
    • Относительный шифратор
    • LVDT
  • Положения
  • Фотодатчики
  • Датчик углового положения
  • Датчик вибрации
    • Датчик Пьезоэлектрический
    • Датчик вихретоковый
  • Датчик механических величин
    • Датчик относительного расширения ротора
    • Датчик абсолютного расширения
  • Датчик дуговой защиты

Классификация по принципу действия

Классификация по характеру выходного сигнала

  • Дискретные
  • Аналоговые
  • Цифровые
  • Импульсные

Классификация по среде передачи сигналов

  • Проводные
  • Беспроводные

Классификация по количеству входных величин

  • Одномерные
  • Многомерные

Классификация по технологии изготовления

  • Элементные
  • Интегральные

См. также

Примечания

Ссылки

  • Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
  • Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
  • Capacitive Position/Displacement Overview
  • 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
  • Sensors — Open access journal of MDPI
  • M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
  • SensEdu; how sensors work
  • Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
  • Wireless hydrogen sensor
  • Sensor circuits
  • Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
  • Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
  • Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
  • ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения . раздел 3 «Термины и определения».

Датчик — это… Что такое Датчик?

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — понятие систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. [1]

  • В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Определения понятия датчик

Широко встречаются следующие определения:

  • чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
  • законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.
  • датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
  • датчик – конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др. В третьем и четвертом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а следовательно обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но показания этих приборов в основном читаются человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

Классификация датчиков

Классификация по виду выходных величин

  • Активные (генераторные)
  • Пассивные (параметрические)

Классификация по измеряемому параметру

  • Датчики давления
    • абсолютного давления
    • избыточного давления
    • разрежения
    • давления-разрежения
    • разности давления
    • гидростатического давления
  • Датчики расхода
  • Уровня
    • Поплавковые
    • Ёмкостные
    • Радарные
    • Ультразвуковые
  • Температуры
  • Датчик концентрации
    • Кондуктометры
  • Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)
  • Перемещения
    • Абсолютный шифратор
    • Относительный шифратор
    • LVDT
  • Положения
  • Фотодатчики
  • Датчик углового положения
  • Датчик вибрации
    • Датчик Пьезоэлектрический
    • Датчик вихретоковый
  • Датчик механических величин
    • Датчик относительного расширения ротора
    • Датчик абсолютного расширения
  • Датчик дуговой защиты

Классификация по принципу действия

Классификация по характеру выходного сигнала

  • Дискретные
  • Аналоговые
  • Цифровые
  • Импульсные

Классификация по среде передачи сигналов

  • Проводные
  • Беспроводные

Классификация по количеству входных величин

  • Одномерные
  • Многомерные

Классификация по технологии изготовления

  • Элементные
  • Интегральные

См. также

Примечания

Ссылки

  • Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
  • Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
  • Capacitive Position/Displacement Overview
  • 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
  • Sensors — Open access journal of MDPI
  • M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
  • SensEdu; how sensors work
  • Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
  • Wireless hydrogen sensor
  • Sensor circuits
  • Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
  • Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
  • Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
  • ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения . раздел 3 «Термины и определения».

Датчик — это… Что такое Датчик?

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — понятие систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. [1]

  • В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Определения понятия датчик

Широко встречаются следующие определения:

  • чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
  • законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.
  • датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
  • датчик – конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др. В третьем и четвертом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а следовательно обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но показания этих приборов в основном читаются человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

Классификация датчиков

Классификация по виду выходных величин

  • Активные (генераторные)
  • Пассивные (параметрические)

Классификация по измеряемому параметру

  • Датчики давления
    • абсолютного давления
    • избыточного давления
    • разрежения
    • давления-разрежения
    • разности давления
    • гидростатического давления
  • Датчики расхода
  • Уровня
    • Поплавковые
    • Ёмкостные
    • Радарные
    • Ультразвуковые
  • Температуры
  • Датчик концентрации
    • Кондуктометры
  • Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)
  • Перемещения
    • Абсолютный шифратор
    • Относительный шифратор
    • LVDT
  • Положения
  • Фотодатчики
  • Датчик углового положения
  • Датчик вибрации
    • Датчик Пьезоэлектрический
    • Датчик вихретоковый
  • Датчик механических величин
    • Датчик относительного расширения ротора
    • Датчик абсолютного расширения
  • Датчик дуговой защиты

Классификация по принципу действия

Классификация по характеру выходного сигнала

  • Дискретные
  • Аналоговые
  • Цифровые
  • Импульсные

Классификация по среде передачи сигналов

  • Проводные
  • Беспроводные

Классификация по количеству входных величин

  • Одномерные
  • Многомерные

Классификация по технологии изготовления

  • Элементные
  • Интегральные

См. также

Примечания

Ссылки

  • Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
  • Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
  • Capacitive Position/Displacement Overview
  • 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
  • Sensors — Open access journal of MDPI
  • M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
  • SensEdu; how sensors work
  • Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
  • Wireless hydrogen sensor
  • Sensor circuits
  • Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
  • Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
  • Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
  • ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения . раздел 3 «Термины и определения».

Датчики: общее описание и терминология

Общее описание

Компания TML уже более полувека способствует мировому развитию и продвижению тензометрической продукции, имеющей огромное значение для исследований, разработок и конструирования всевозможных измерительных систем. На базе технологических ноу-хау в тензометрии и научно-исследовательских разработок компанией TML налажено производство широкой гаммы всевозможных датчиков – начиная от стандартных и специализированных тензорезисторов, и заканчивая первичными преобразователями веса, ускорения, крутящего момента, деформации, перемещения, давления, уровня, температуры и др. Для комплексного решения задач измерения и анализа, компания предлагает широкую линейку вторичных преобразователей и электронных компонентов: различные регистрирующие устройства, вторичные преобразователи, измерительные усилители, многоканальные коммутаторы, цифровые индикаторы, блоки для радиотелеметрической передачи данных, приборы с высоким быстродействием для регистрации данных в динамике. Наряду с развитием измерительной электроники специалисты компании совершенствуют и палитру программного обеспечения, помогающего производить не только регистрацию данных, но и обеспечивать их визуализацию, обработку и оперативный анализ. Речь в этой статье пойдет про датчики производства TML: их общее описание и используемую терминологию.

Мостовая схема датчика и способ подключения

Мостовая схема датчика и способ подключения приведены ниже, она неприменима к некоторым продуктам.
Если требуется специализированный разъем, об этом необходимо указать в заказе.


Входное/выходное сопротивление датчика

Сопротивление вход-выход (Ом)   Расположение контактов в разъеме и сопротивление между проводами (Ом)
A-C Кр-Чер B-D Зел-Бел A-B Кр-Зел A-D Кр-Бел B-C Зел-Чер C-D Чер-Бел
120 120 120 90 90
90
90
350 350 350 263 263
263
263

Измерения методом постоянного напряжения и методом постоянного тока

Метод постоянного напряжения

В этом методе напряжение питания моста (напряжение между контактами А и С тензометрического оборудования) сохраняется постоянным. В нашем оборудовании обычно используется этот метод, а наши датчики этим методом чаще калибруются. При удлинении провода, подсоединенного к датчику, необходима корректировка чувствительности (калибровочного коэффициента) датчика.

Метод постоянного тока

В этом методе ток питания моста (ток, идущий между контактами А и С тензометрического оборудования) сохраняется постоянным. Преимущество этого метода в том, что показания датчика не падают даже при удлинении провода датчика. Однако, сопротивление датчика на входе/выходе должно иметь определенную величину (обычно 120 или 350 Ом). Кроме того, чувствительность (калибровочный коэффициент) датчика для методов постоянного напряжения и постоянного тока может отличаться.

Выходной сигнал и величина деформации

Выходной сигнал (номинальное значение) датчика выражается в мВ/В. Это выходное напряжение при максимальной нагрузке на датчик. Оно показывает выходное напряжение, когда подается напряжение 1 В.

Пример:
1.5 мВ/В означает, что на выходе 1.5 мВ при максимально допустимой нагрузке на датчик, при этом на мост подается питание 1 В. Если на мост подается 2 В, то:

1,5 мВ/В x 2 В = 3 мВ

Таким образом, если коэффициент тензочувствительности равен 2.00, то выходное напряжение датчика 3 мВ, а на тензометрическом оборудовании должно отображаться значение, которое можно посчитать по следующей формуле:

Δe =  E/4 × K×ɛ                           ɛ =  4Δe/KE

где  Δe: Выходное напряжение датчика
       E :  Входное напряжение возбуждения 
       K :  Коэффициент тензочувствительности     
       ɛ  :  Показание на тензометрическом оборудовании

При K, E и Δe равных 2.00, 2 В, и 3 мВ соответственно, и, учитывая, что 3 мВ = 0,003 В, получим:

ɛ = 0.003 = 3000 × 10-6 strain

При коэффициенте тензочувствительности тензометрического оборудования равном 2,00 и входном напряжении 1 В получим для выходного напряжения следующее:

2Δe = ɛ, тогда
1 мВ/В = 2000 x 10-6 strain 
2 мВ/В = 4000 x 10-6 strain

Пониженная чувствительность из-за длины провода, присоединенного к датчику

При измерении методом постоянного напряжения и удлинении провода датчика относительно исходного откалиброванного провода (калибровка показана в данных испытаний — test data) показание датчика уменьшается. Показание (калибровочный коэффициент) приведено в следующей формуле. Поправка должна быть сделана, используя при необходимости эту формулу:

Удельное сопротивление провода, подсоединенного к датчику

Площадь сечения (кв. мм)
Общее удельное сопротивление  (Ом/м)
0.005
7.2
0.05 0.63
0.08 0.44
0.09 0.4
0.14 0.25
0.3 0.12
0.35 0.11
0.5 0.07
0.75 0.048

Поддержка TEDS

Аббревиатура TEDS означает электронную техническую спецификацию датчика. TEDS-совместимый датчик имеет информацию о сенсоре, соответствующую IEEE1451.4 по внутренним электронным данным. Это позволяет автоматический ввод в измерительный прибор информации о сенсоре, включающий чувствительность и серийный номер. Такая автоматизация позволяет избежать неверных настроек, значительно снижает время для настройки и делает работу более эффективной и простой. Для более детального описания TEDS-совместимых датчиков и измерительных приборов можете связаться с нами.

Терминология

Пределы измерения — это максимальная нагрузка, которую способен измерить датчик, оставаясь в пределах своих технических характеристик.

Номинальный выход (RO) — это выход при номинальной нагрузке за вычетом выхода в условиях отсутствия нагрузки. Номинальный выход выражается в мВ на один вольт, подаваемый на датчик (мВ/В).

Нелинейность — это максимальное отклонение показания выходного сигнала датчика от линии, соединяющей исходную точку калибровочной кривой с точкой номинальной нагрузки при ее увеличении. Нелинейность выражается в процентах от номинального выхода (%RO).

Гистерезис — это максимальная разность выходного сигнала датчика при увеличении и уменьшении нагрузки. Гистерезис выражается в процентах от номинального выхода (%RO).


Сходимость (повторяемость) — это максимальная разность выходных сигналов при многократном измерении одной и той же номинальной нагрузки в одинаковых условиях нагружения и окружающей среды. Сходимость выражается в процентах от номинального выхода (%RO).

Влияние температуры на ноль — это значение выходного сигнала датчика, вызванного изменением температуры окружающей среды. Выражается в изменении выходного сигнала датчика в %% от номинального выхода при изменении температуры на 1°C (%RO/°C).

Влияние температуры на диапазон измерения — это величина изменения номинального выхода, вызванного изменением температуры окружающей среды. Влияние температуры на диапазон измерения выражается в процент ах при изменении температуры на 1°C (%/°C).

Диапазон термокомпенсации — это диапазон температур, в котором компенсируется эффект влияния температуры на ноль и на диапазон измерения.

Допустимый диапазон температуры — это диапазон температуры, в котором датчик может работать непрерывно без необратимых деструктивных изменений (°C).

Перегрузка — это значение непрерывной нагрузки на датчик, которая не вызывает  необратимых деструктивных изменений, выходящих за пределы его технических/метрологических характеристик (%).

Предельная перегрузка — это максимальная непрерывная нагрузка, механически не вызывающая необратимых деструктивных изменений (%).

Рекомендуемое напряжение питания — это напряжение, подаваемое на датчик, при котором он остается в пределах своих технических/метрологических характеристик (В).

Допустимое напряжение питания — это максимальное напряжение, непрерывно подаваемое на датчик, не вызывающее его необратимого повреждения (В).

Баланс нуля — это выходная деформация при отсутствии нагрузки (%RO).

Частотная характеристика — это максимальная частота выходного сигнала датчика в заданном диапазоне при использовании синусоидальной нагрузки (Гц).

Собственная частота — это приблизительное значение частоты в ненагруженном состоянии, при котором датчик совершает свободные колебания (Гц).

Допустимый изгибающий момент — это максимальный изгибающий момент, непрерывно воздействующий на датчик и не вызывающий его необратимого повреждения (кН·м).

Чувствительность — это Выходной сигнал датчика при фиксированной нагрузке. Чувствительность выражается в значении величины выходного сигнала тензометра на 1 мм (*10-6strain/мм), когда калибровочный коэффициент для датчика перемещения на тензометре установлен равным 1.000 (коэффициент тензочувствительности 2.00).

База датчика — это расстояние между двумя точками, относительно которых происходит измерение перемещения или деформации.

Жесткость пружины — это приблизительное значение усилия, которое необходимо приложить на подпружиненный шток датчика перемещения для измерения величины перемещения (Н).

Входное/выходное сопротивление — это сопротивление между входными и выходными клеммами, измеренное в условиях отсутствия нагрузки при отключенных входных и выходных клеммах (Ом).

Кабель ввода-вывода — кабель, который невозможно отсоединить от датчика.

Поставляемый кабель — стандартный кабель, который поставляется в комплекте с датчиком и его можно присоединить/отсоединить от датчика.

Вес — приблизительный вес датчика без учета кабеля и разъемов.

виды, устройство, принцип работы, применение

Датчик — это миниатюрное, сложное устройство, которое преобразует физические параметры в сигнал. Подает он сигнал в удобной форме. Основной характеристикой датчика является его чувствительность. Датчики положения осуществляют связь между механической и электронной частью оборудования. Пользуются им для автоматизации процессов. Используются эти устройства во многих отраслях производства.

Описание и назначение

Датчики положения могут быть разными по форме. Изготавливают их для определенных целей. С помощью прибора можно определить месторасположение объекта. Причем физическое состояние не имеет значение. Объект может иметь твердое тело, быть в жидком состоянии, либо даже сыпучим.

При помощи прибора можно решить разные задачи:

  • Измеряют положение и перемещение (угловое и линейное) органов в рабочих машинах, механизмах. Измерение может совмещаться с передачей данных.
  • В АСУ, робототехнике может быть звеном обратной связи.
  • Контроль степени открытия/закрытия элементов.
  • Регулировка направляющих шкивов.
  • Электропривод.
  • Определение данных расстояния до предметов без привязки к ним.
  • Проверку функций механизмов в лабораториях, то есть провести испытания.

Классификация, устройство и принцип действия

Датчики положения бывают бесконтактные и контактные.

  • Бесконтактные, это приборы являются индуктивными, магнитными, емкостными, ультразвуковыми и оптическими. Они при помощи магнитного, электромагнитного или электростатического поля образуют связь с объектом.
  • Контактные. Самым распространенным из этой категории, является энкодер.

Бесконтактный

Бесконтактные датчики положения или сенсорный выключатель, срабатывают без контакта с подвижным объектом. Они способны быстро реагировать и часто включаться.

По прицепу действия бесконтактные бывают:

  • емкостными,
  • индуктивными,
  • оптическими,
  • лазерные,
  • ультразвуковые,
  • микроволновые,
  • магниточувствительные.

Бесконтактные могут применяться для перехода на частоту вращения ниже, или остановки.

Индуктивные

Индуктивный датчик бесконтактный работает за счет изменений в электромагнитном поле.

Основные узлы индуктивного датчика изготовлены из латуни либо полиамида. Узлы связанны между собой. Конструкция надежна, способна выдерживать большие нагрузки.

  • Генератор создает электромагнитное поле.
  • Триггер Шмидта перерабатывает информацию, и передает другим узлам.
  • Усилитель способен передавать сигнал на большие расстояния.
  • Светодиодный индикатор помогает контролировать его работу и отслеживать изменение настроек.
  • Компаунд — фильтр.

Работа индуктивного прибора начинается с момента включения генератора, создается электромагнитное поле. Поле влияет на вихревые токи, которые меняют амплитуду колебаний генератора. Но генератор первый реагирует на изменения. Когда в поле попадает двигающийся металлический предмет, сигнал подается на блок управления.

После поступления сигнала, происходит его обработка. Величина сигнала зависит от объема предмета, и от расстояния, разделяющего предмет и прибор. Затем происходит преобразование сигнала.

Емкостные

Емкостной датчик внешне может иметь обычный плоский или цилиндрический корпус, внутри которого штыревые электроды, и диэлектрическая прокладка. Одна из пластин стабильно отслеживает перемещение предмета в пространстве, в результате изменяется емкость. С помощью этих приборов измеряют угловое и линейное перемещение предметов, их размеры.

Емкостные изделия простоты, обладают высокой чувствительностью и малой инерционностью. Внешнее влияние электрических полей влияет на чувствительность прибора.

Оптические

Оптические датчики называют глазами авторизованного производства. В основном это фотодатчики, работающие в инфракрасной области. Они способны:

  • Измерять положение, перемещение предметов, после концевых выключателей.
  • Выполнять бесконтактное измерение.
  • Выявить положение предметов двигающихся на большой скорости.
Барьерный

Барьерный оптический датчик обозначают латинской буквой «Т». Этот оптический прибор двухблочный. Используется для обнаружения предметов попавших в зону обзора между передатчиком и приемником. Зона действия до 100м.

Рефлекторный

Буквой «R» обозначается рефлекторный оптический датчик. Изделие рефлекторное вмещает в одном корпусе передатчик и приемник. Рефлектор служит отражением луча. Чтобы обнаружить предмет с зеркальной поверхностью в датчике устанавливают поляризационный фильтр. Дальность действия до 8м.

Диффузионный

Датчик диффузионный обозначается буквой «D». Корпус прибора моноблочный. Этим приборам не требуется точная фокусировка. Конструкция рассчитана на работу с предметами, находящиеся на близком расстоянии. Дальность действия 2 м.

Лазерные

Лазерные датчики обладают высокой точностью. Они могут определить место, где происходит движение и дать точные размеры объекта. Приборы эти небольших габаритов. Потреблении энергии приборами минимальное. Изделие моментально способно выявить чужого и сразу включить сигнализацию.

Основа работы лазерного прибора — измерить расстояние до предмета с помощью треугольника. Излучается лазерный луч из приемника с высокой параллельностью, попадая на поверхность предмета, отражается. Отражение происходит под определенным углом. Величина угла зависит от расстояния, на котором находится предмет. Отраженный луч возвращается в приемник. Считывает информацию интегрированный микроконтроллер – он определяет параметры объекта и его расположение.

Ультразвуковые

Ультразвуковые датчики – это сенсорные приборы, которые используются для преобразования электрического тока в волны ультразвука. Их работа основана на взаимодействии колебаний ультразвука с контролируемым пространством.

Работают приборы по принципу радара — улавливают объект по отраженному сигналу. Звуковая скорость постоянная величина. Прибор способен вычислить расстояние до объекта в соответствии с диапазоном времени, когда вышел сигнал и вернулся.

Микроволновые

Микроволновые датчики движения излучают высокочастотные электромагнитные волны. Изделие чувствительно к изменению отражаемых волн, которые создаются объектами в контролируемой зоне. Объект же может быть теплокровным, живым, или просто предметом. Важно чтобы объект отражал радиоволны.

Используемый принцип радиолокации, позволяет обнаружить объект и вычислить скорость его перемещения. При движении срабатывает прибор. Это эффект Допплера.

Магниточувствительные

Этот вид приборов изготавливают двух видов:

  • на основе механических контактов;
  • на основе эффекта Холла.

Первый может работать при переменном и постоянном токе до 300V или при напряжении близком к 0.

Изделие на основе эффекта Холла чувствительным элементом отслеживает изменение характеристик при действии внешнего магнитного поля.

Контактный

Контактные датчики — это изделия параметрического типа. Если наблюдаются трансформации механической величины, у них изменяется электрическое сопротивление. В конструкции изделия два электрода, которые обеспечивают контакт входа приемника с грунтом. Емкостной преобразователь состоит из двух металлических пластин, держат они два оператора, установленных на удалении друг от друга. Одной пластиной может быть корпус приемника.

Контактный угловой датчик называют энкодер, используется для определения угла поворота вращающегося предмета. Нейтральный отвечает за режимом работы двигателя.

Ртутный

Ртутные датчики положения имеют стеклянный корпус и по размерам схожи с неоновой лампой. Имеется два вывода-контакта с капелькой ртутного шарика внутри стеклянной вакуумной, запаянной колбы.

Используется автомобилистами для контроля угла наклона подвески, открытия капота, багажника. Используют его и радиолюбители.

Сферы применения

Области использования миниатюрных устройств обширны:

  • Используют в машиностроении для сборки, тестирования, упаковки, сварки, заклепки.
  • В лабораториях применяют для контроля, измерения.
  • Автомобильной технике, в транспортной промышленности, подвижной технике. Наиболее популярен датчик нейтральной передачи для МКПП. Во многих системах управления автомобилей присутствуют датчики. Они есть в механизме рулевого управления, клапана, педали, в подкапотных системах, в системах управления зеркалами, креслами, откидными крышами.
  • Применяют их в конструкциях роботов, в научной сфере и сфере образования.
  • Медицинской технике.
  • Сельском хозяйстве и спецтехнике.
  • Деревообрабатывающей промышленности.
  • Металлообрабатывающей области, в станках металлорежущих.
  • Проволочном производстве.
  • Конструкциях прокатных станов, в станках с программным управлением.
  • Системы слежения.
  • В охранных системах.
  • Гидравлических и пневматических системах.

Что такое датчик? Различные типы датчиков, приложения

Мы живем в мире сенсоров. Вы можете найти различные типы датчиков в наших домах, офисах, автомобилях и т. д., которые облегчают нашу жизнь, включая свет, обнаруживая наше присутствие, регулируя температуру в помещении, обнаруживая дым или огонь, делая нам вкусный кофе, открывая двери гаража. как только наша машина будет возле двери и многие другие задачи.

Все эти и многие другие задачи автоматизации возможны благодаря Датчикам.Прежде чем углубляться в подробности о том, что такое датчик, какие существуют типы датчиков и каковы области применения этих различных типов датчиков, мы сначала рассмотрим простой пример автоматизированной системы, которая возможна благодаря датчикам ( и многие другие компоненты).

Применение датчиков в режиме реального времени

В качестве примера мы говорим о системе автопилота в самолетах. Почти все гражданские и военные самолеты имеют функцию автоматической системы управления полетом, которую иногда называют автопилотом.

 

Автоматическая система управления полетом состоит из нескольких датчиков для различных задач, таких как контроль скорости, контроль высоты, отслеживание положения, состояние дверей, обнаружение препятствий, уровень топлива, маневрирование и многое другое. Компьютер берет данные со всех этих датчиков и обрабатывает их, сравнивая с заранее заданными значениями.

Затем компьютер подает управляющие сигналы на различные части, такие как двигатели, закрылки, рули направления, моторы и т. д., которые способствуют плавному полету.Комбинация датчиков, компьютеров и механики позволяет управлять самолетом в режиме автопилота.

Все параметры, т. е. датчики (которые вводят данные в компьютеры), компьютеры (мозг системы) и механика (выходные данные системы, такие как двигатели и моторы), одинаково важны для построения успешной автоматизированной системы.

Это чрезвычайно упрощенная версия системы управления полетом. На самом деле, существуют сотни отдельных систем управления, которые выполняют уникальные задачи для безопасного и плавного путешествия.

Но в этом уроке мы сосредоточимся на сенсорной части системы и рассмотрим различные концепции, связанные с сенсорами (такие как типы, характеристики, классификация и т. д.).

Что такое датчик?

Существует множество определений того, что такое датчик, но я хотел бы определить датчик как устройство ввода, которое обеспечивает вывод (сигнал) по отношению к определенной физической величине (ввод).

Термин «устройство ввода» в определении датчика означает, что он является частью более крупной системы, которая обеспечивает ввод данных для основной системы управления (например, процессора или микроконтроллера).

Еще одно уникальное определение датчика: это устройство, которое преобразует сигналы из одного энергетического домена в электрический. Определение сенсора можно лучше понять, если мы рассмотрим пример.

Простейшим примером датчика является LDR или светочувствительный резистор. Это устройство, сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности света, которому оно подвергается. Когда на LDR падает больше света, его сопротивление становится очень маленьким, а когда света меньше, сопротивление LDR становится очень высоким.

Мы можем подключить этот LDR в делитель напряжения (вместе с другим резистором) и проверить падение напряжения на LDR. Это напряжение может быть откалибровано по количеству света, падающего на LDR. Итак, датчик освещенности.

Теперь, когда мы увидели, что такое сенсор, мы продолжим классификацию сенсоров.

Классификация датчиков

Существует несколько классификаций датчиков, составленных разными авторами и специалистами. Некоторые из них очень простые, а некоторые очень сложные.Специалист в данной области уже может использовать следующую классификацию датчиков, но это очень простая классификация датчиков.

В первой классификации датчики делятся на активные и пассивные. Активные датчики — это датчики, которым требуется внешний сигнал возбуждения или сигнал питания.

С другой стороны, пассивные датчики

не требуют внешнего сигнала питания и напрямую генерируют выходной сигнал.

Другой тип классификации основан на средствах обнаружения, используемых в датчике.Некоторыми из средств обнаружения являются электрические, биологические, химические, радиоактивные и т. д.

Следующая классификация основана на явлении преобразования, т. е. на входе и выходе. Некоторыми из распространенных явлений преобразования являются фотоэлектрические, термоэлектрические, электрохимические, электромагнитные, термооптические и т. д.

Окончательная классификация датчиков: аналоговые и цифровые датчики. Аналоговые датчики производят аналоговый выходной сигнал, то есть непрерывный выходной сигнал (обычно напряжение, но иногда и другие величины, такие как сопротивление и т. д.).) относительно измеряемой величины.

Цифровые датчики

, в отличие от аналоговых, работают с дискретными или цифровыми данными. Данные в цифровых датчиках, которые используются для преобразования и передачи, носят цифровой характер.

Различные типы датчиков

Ниже приведен список различных типов датчиков, которые обычно используются в различных приложениях. Все эти датчики используются для измерения одного из физических свойств, таких как температура, сопротивление, емкость, проводимость, теплопередача и т. д.

  1. Датчик температуры
  2. Датчик приближения
  3. Акселерометр
  4. ИК-датчик (инфракрасный датчик)
  5. Датчик давления
  6. Датчик освещенности
  7. Ультразвуковой датчик
  8. Датчик дыма, газа и алкоголя
  9. Датчик касания
  10. Датчик цвета
  11. Датчик влажности
  12. Датчик положения
  13. Магнитный датчик (датчик Холла)
  14. Микрофон (датчик звука)
  15. Датчик наклона
  16. Датчик расхода и уровня
  17. Инфракрасный датчик
  18. Датчик касания
  19. Датчик деформации и веса

Кратко рассмотрим некоторые из вышеупомянутых датчиков.Более подробная информация о датчиках будет добавлена ​​позже. Список проектов, использующих вышеуказанные датчики, приведен в конце страницы.

Датчик температуры

Одним из самых распространенных и популярных датчиков является датчик температуры. Датчик температуры, как следует из названия, определяет температуру, т. е. измеряет изменения температуры.

Существуют различные типы датчиков температуры, такие как ИС датчика температуры (например, LM35, DS18B20), термисторы, термопары, RTD (резистивные датчики температуры) и т. д.

Датчики температуры

могут быть аналоговыми или цифровыми. В аналоговом датчике температуры изменения температуры соответствуют изменению его физических свойств, таких как сопротивление или напряжение. LM35 — классический аналоговый датчик температуры.

Цифровой датчик температуры выдает дискретное цифровое значение (обычно некоторые числовые данные после преобразования аналогового значения в цифровое). DS18B20 — это простой цифровой датчик температуры.

Датчики температуры

используются везде, например, в компьютерах, мобильных телефонах, автомобилях, системах кондиционирования воздуха, промышленности и т. д.

В этом проекте реализован простой проект с использованием LM35 (температурный датчик по шкале Цельсия): СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ.

Датчики приближения

Датчик приближения — это датчик бесконтактного типа, который обнаруживает присутствие объекта. Датчики приближения могут быть реализованы с использованием различных методов, таких как оптический (например, инфракрасный или лазерный), звуковой (ультразвуковой), магнитный (эффект Холла), емкостный и т. д.

Некоторые из приложений датчиков приближения: мобильные телефоны, автомобили (датчики парковки), промышленность (выравнивание объектов), приближение к земле в самолетах и ​​т. д.

Датчик приближения при парковке задним ходом реализован в этом проекте: ЦЕПЬ ДАТЧИКА ЗАДНЕЙ ПАРКОВКИ.

Инфракрасный датчик (ИК-датчик)

ИК-датчики

или инфракрасный датчик — это датчик на основе света, который используется в различных приложениях, таких как обнаружение приближения и объектов. ИК-датчики используются в качестве датчиков приближения практически во всех мобильных телефонах.

Существует два типа инфракрасных или ИК-датчиков: пропускающего типа и отражающего типа. В ИК-датчике пропускающего типа ИК-передатчик (обычно ИК-светодиод) и ИК-детектор (обычно фотодиод) расположены лицом друг к другу, так что, когда объект проходит между ними, датчик обнаруживает объект.

Другой тип ИК-датчика — ИК-датчик отражательного типа. При этом передатчик и детектор располагаются рядом друг с другом лицом к объекту. Когда объект оказывается перед датчиком, инфракрасный свет от ИК-передатчика отражается от объекта и обнаруживается ИК-приемником, и, таким образом, датчик обнаруживает объект.

Различные приложения, в которых используется ИК-датчик: мобильные телефоны, роботы, промышленная сборка, автомобили и т. д.

Небольшой проект, где ИК-датчики используются для включения уличных фонарей: УЛИЧНЫЕ ФОНАРИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИК-ДАТЧИКОВ.

Ультразвуковой датчик

Ультразвуковой датчик — это устройство бесконтактного типа, которое можно использовать для измерения расстояния, а также скорости объекта. Ультразвуковой датчик работает на основе свойств звуковых волн с частотой, превышающей слышимый человеком диапазон.

Используя время прохождения звуковой волны, ультразвуковой датчик может измерять расстояние до объекта (аналогично SONAR). Свойство доплеровского сдвига звуковой волны используется для измерения скорости объекта.

дальномер на базе Arduino — это простой проект с использованием ультразвукового датчика: ПОРТАТИВНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАЛЬНОМЕР.

Датчик освещенности

Иногда также известные как фотодатчики, датчики света являются одними из важных датчиков. Простой датчик света, доступный сегодня, — это светозависимый резистор или LDR. Свойство LDR заключается в том, что его сопротивление обратно пропорционально интенсивности окружающего света, т. е. при увеличении интенсивности света его сопротивление уменьшается и наоборот.

Используя схему LDR, мы можем откалибровать изменения ее сопротивления для измерения интенсивности Света. Есть еще два датчика освещенности (или фотодатчиков), которые часто используются в сложных электронных системах. Это фотодиод и фототранзистор. Все это аналоговые датчики.

Существуют также цифровые датчики освещенности, такие как Bh2750, TSL2561 и т. д., которые могут рассчитывать интенсивность света и предоставлять цифровое эквивалентное значение.

Проверьте этот простой проект LIGHT DETECTOR USING LDR .

Датчики дыма и газа

Одними из очень полезных датчиков в приложениях, связанных с безопасностью, являются датчики дыма и газа. Почти все офисы и производства оборудованы несколькими детекторами дыма, которые обнаруживают любой дым (вследствие пожара) и подают сигнал тревоги.

Датчики газа

чаще используются в лабораториях, на больших кухнях и в промышленности. Они могут обнаруживать различные газы, такие как сжиженный нефтяной газ, пропан, бутан, метан (Ch5) и т. д.

В настоящее время датчики дыма (которые часто могут обнаруживать как дым, так и газ) также устанавливаются в большинстве домов в качестве меры безопасности.

Серия датчиков «MQ» представляет собой набор дешевых датчиков для обнаружения CO, CO2, Ch5, алкоголя, пропана, бутана, сжиженного нефтяного газа и т. д. Вы можете использовать эти датчики для создания собственного приложения датчика дыма.

Проверьте эту ЦЕПЬ СИГНАЛИЗАЦИИ ДЕТЕКТОРА ДЫМА без использования Arduino.

Алкогольный датчик

Как следует из названия, датчик алкоголя обнаруживает алкоголь. Обычно датчики алкоголя используются в алкотестерах, которые определяют, пьян человек или нет. Сотрудники правоохранительных органов используют алкотестеры для поимки преступников за рулем в нетрезвом виде.

Простое руководство о том, КАК СДЕЛАТЬ КОНТУР АЛКОГОЛЬНОГО АЛЕКСАНДРАТОРА?

Датчик касания

Мы не придаем большого значения сенсорным датчикам, но они стали неотъемлемой частью нашей жизни. Знаете вы или нет, но все устройства с сенсорным экраном (мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки и т. д.) имеют сенсорные датчики. Еще одно распространенное применение сенсорного датчика — трекпады в наших ноутбуках.

Датчики касания

, как следует из названия, обнаруживают прикосновение пальца или стилуса.Часто сенсорные датчики подразделяются на резистивные и емкостные. Почти все современные сенсорные датчики относятся к емкостным типам, поскольку они более точны и имеют лучшее соотношение сигнал/шум.

Если вы хотите создать приложение с датчиком касания, то доступны недорогие модули, и, используя эти датчики касания, вы можете создать СХЕМУ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ СЕНСОРНОГО РЕГУЛЯТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ARDUINO.

Датчик цвета

Датчик цвета

— это полезное устройство для создания приложений для определения цвета в области обработки изображений, идентификации цвета, отслеживания промышленных объектов и т. д.TCS3200 — это простой датчик цвета, который может обнаруживать любой цвет и выводить прямоугольную волну, пропорциональную длине волны обнаруженного цвета.

Если вы заинтересованы в создании приложения датчика цвета, ознакомьтесь с проектом ARDUINO BASED COLOR DETECTOR.

Датчик влажности

Если вы видите системы мониторинга погоды, они часто предоставляют данные о температуре и влажности. Таким образом, измерение влажности является важной задачей во многих приложениях, и датчики влажности помогают нам в этом.

Часто все датчики влажности измеряют относительную влажность (отношение содержания воды в воздухе к максимальной способности воздуха удерживать воду). Поскольку относительная влажность зависит от температуры воздуха, почти все датчики влажности также могут измерять температуру.

Датчики влажности

подразделяются на емкостные, резистивные и теплопроводные. DHT11 и DHT22 — два из часто используемых датчиков влажности в сообществе DIY (первый — резистивный, а второй — емкостной).

Ознакомьтесь с этим руководством по использованию ДАТЧИКА ВЛАЖНОСТИ DHT11 НА ARDUINO.

Датчик наклона

Часто используемые для определения наклона или ориентации, датчики наклона являются одними из самых простых и недорогих датчиков. Ранее датчики наклона состояли из ртути (поэтому их иногда называли ртутными переключателями), но большинство современных датчиков наклона содержат роликовый шарик.

Здесь реализован простой переключатель заголовка на основе Arduino с использованием датчика наклона КАК СДЕЛАТЬ ДАТЧИК НАКЛОНА С ПОМОЩЬЮ ARDUINO?

В этой статье мы узнали о том, что такое датчик, какова классификация датчиков и различные типы датчиков, а также их практическое применение.В будущем я дополню эту статью дополнительными датчиками и их приложениями.

Как сделать Алкогольный алкотестер?

Последствия употребления алкоголя даже в небольших количествах заметны. При употреблении в больших количествах алкоголь может действовать как успокаивающее средство и может угнетать центральную нервную систему.

Алкоголь очень быстро всасывается в кровь и количество алкоголя в крови достигает пика через час употребления алкогольного напитка.Следовательно, тест на содержание алкоголя в крови является самым простым и быстрым способом определить, находится ли человек в состоянии алкогольного опьянения или находится в состоянии алкогольного опьянения.

Основными причинами для проверки уровня алкоголя в крови являются: проверка содержания алкоголя в крови подозреваемых в состоянии алкогольного опьянения, проверка содержания алкоголя в крови, когда употребление алкоголя запрещено, например, у несовершеннолетних, и другие медицинские причины, такие как выявление причины измененного сознания. .

Тестер алкоголя в выдыхаемом воздухе — это устройство, которое используется для индикации или оценки содержания алкоголя в крови человека.Общий термин для этого устройства — алкотестер или анализатор дыхания.

Правоохранительные органы часто используют тестеры алкоголя в выдыхаемом воздухе для определения уровня потребления алкоголя водителями.

В этом проекте разработан простой самодельный тестер алкоголя в выдыхаемом воздухе. С помощью светодиодов можно использовать уровни потребления алкоголя от очень малого потребления до опьянения.

Принципиальная схема

Необходимые компоненты

  • Датчик содержания алкоголя MQ-3 – 1
  • LM3914 – 1
  • 3.9 кОм – 1
  • 2,2 кОм – 1
  • 470 Ом – 11
  • потенциометр 20 кОм – 1
  • Зеленые светодиоды – 5
  • Желтые светодиоды – 3 шт.
  • Красные светодиоды – 2 шт.

Описание компонента

Датчик содержания алкоголя MQ-3

MQ-3 — датчик алкоголя, который можно использовать для измерения или определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе. Это высокочувствительный датчик с быстрым временем отклика.

MQ-3 также может обнаруживать бензол, метан, сжиженный нефтяной газ, угарный газ и гексан.Датчик алкоголя MQ-3 представляет собой 6-контактное устройство, из которых 4 контакта используются для получения сигналов, а другие 2 используются для подачи тока на катушку нагревателя.

ЛМ3914

LM3914 — это микросхема драйвера дисплея с точками и полосами. Он определяет уровни аналогового напряжения и соответственно управляет 10 светодиодами. Его можно использовать для управления светодиодами, ЖК-дисплеями и вакуумными флуоресцентными дисплеями.

Он также может управлять слаботочными лампами накаливания. Несколько микросхем LM3914 можно объединить в цепочку, чтобы сформировать от 20 до 100 сегментов.

Схема алкотестера

MQ-3 имеет 6 контактов, и контакты данных могут быть взаимозаменяемы.Клеммы нагревателя датчика подключены к питанию и земле соответственно.

Два одинаковых вывода данных (A или B) подключены к источнику питания, а два других аналогичных вывода данных подключены к одному концу сети делителя напряжения. Другой конец делителя напряжения состоит из резистора 470 Ом и потенциометра 20 кОм. Общая точка находится на выводе 5 LM3914.

Контакты 2 и 3 LM3914 являются контактами питания. Они подключены к Vcc и Gnd соответственно. Пин 9 — это пин выбора режима. Для нормального использования он подключается к контакту 3.

Контакты 4 и 6 являются делителем низкого и высокого уровня. Контакт 4 подключен к земле, а контакт 6 подключен к контакту 7. Контакты 7 и 8 являются контактами опорного напряжения. Контакт 7 подключен к одному концу сети делителя напряжения, образованной 2,2 кОм и 3,9 кОм. Другой конец соединен с землей. Центр делителя напряжения подключен к контакту 8.

Контакты 1, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11 и 10 являются выходными контактами в последовательности, т. е. контакт 1 является выходом 1, а контакт 10 — выходом 10. Они подключены к 10 различным светодиодам разных цветов. .

Работа тестера или анализатора алкоголя

Алкотестеры очень полезны при оценке содержания алкоголя в крови пьяных водителей. Полицейские часто используют более продвинутые и сложные тестеры с цифровыми показаниями и принтером, который мгновенно распечатывает результаты.

В этом проекте разработан простой тестер алкоголя в выдыхаемом воздухе, который показывает уровень алкоголя с помощью набора из 10 светодиодов. Работа схемы описана ниже.

MQ-3 является основным модулем в проекте.Это датчик алкоголя, проводимость которого изменяется в зависимости от концентрации алкоголя.

Выход подается на сигнальный контакт (контакт 5) микросхемы LM3914, представляющей собой аналоговую микросхему измерения напряжения. В соответствии со значением на выводе 5 активируются выходы. При напряжении от 0 до 5В выходы активируются от 1 до 10.

Когда обнаруженная концентрация алкоголя очень низкая, аналоговое значение будет немного больше 0 В, и, следовательно, будут светиться только первые несколько светодиодов.

При увеличении концентрации количество включенных светодиодов также увеличивается.Когда концентрация алкоголя находится на опьяняющем уровне, все светодиоды будут включены. Чувствительность модуля регулируется потенциометром.

ПРИМЕЧАНИЕ

  • Употребление алкоголя вредно для здоровья. Цель этого проекта — продемонстрировать работу датчика алкоголя.
  • Здесь разработан простой самодельный тестер содержания алкоголя в крови, который можно использовать в качестве алкотестера.
  • Результат проекта зависит от качества датчика.
  • Датчик также можно использовать для обнаружения других газов, таких как метан, окись углерода и т. д.

Что такое датчики MEMS? Типы, Применение

В этом уроке мы узнаем об интересной технологии под названием MEMS. Мы рассмотрим некоторые основные концепции МЭМ, а также рассмотрим приложения МЭМС в форме датчиков МЭМС. Мы также узнаем о различных типах датчиков MEMS и некоторых текущих приложениях.

Что такое МЭМС?

MEMS — это сокращение от Micro Electro Mechanical Systems.Это технология, связанная с производством микромасштабных устройств, таких как датчики, преобразователи, приводы, шестерни, насосы, переключатели и т. д.

Другими словами, МЭМС представляют собой микроскопические интегрированные устройства, представляющие собой комбинацию электронных, электрических и механических элементов, работающих вместе для выполнения единого функционального требования с использованием технологии, называемой Microsystems Technology (MST).

Технология МЭМС считается расширенной формой производства традиционных интегральных схем (ИС).Основное различие между традиционной технологией производства ИС (СБИС) и МЭМС заключается в том, что с помощью МЭМС можно изготавливать не только электрические компоненты, такие как конденсаторы и катушки индуктивности, но и механические компоненты, такие как шестерни, пружины, балки и т. д. Используя традиционную технологию ИС, вы можете производить только проводники, изоляторы, диоды и транзисторы.

Размер этих устройств на основе МЭМС обычно составляет порядка нескольких микрометров (от 1 до 100 микрометров).

Еще один важный момент, о котором следует помнить, заключается в том, что MEMS представляет собой интеграцию как активных, так и пассивных компонентов в единую кремниевую подложку с помощью передовой технологии производства ИС.Активными компонентами являются датчики и исполнительные механизмы, а пассивными компонентами являются пассивные электронные системы и пассивные механические системы.

Электронная система, состоящая из схем обработки сигналов, таких как усилитель, АЦП, фильтры и т. д., разработана с использованием процесса изготовления интегральных схем, а механическая система, состоящая из шестерен, кривошипов, подшипников и т. д., разработана с использованием процесса микрообработки.

Что такое датчики MEMS?

Датчики

являются одним из важных компонентов современного цифрового мира.Поскольку все вычисления и обработка выполняются на цифровых сигналах, между аналоговым миром и цифровой электроникой должна быть среда. Датчики восполняют этот пробел, поскольку они используются для наблюдения за временными эффектами аналоговых физических параметров и получения значимой информации (для компьютера).

Современное определение датчика иногда сбивает с толку, но, говоря простыми словами, датчик — это устройство, содержащее основные чувствительные элементы, которые измеряют физическую величину, такую ​​как температура или влажность, и преобразуют ее в электрический сигнал.Датчик также состоит из блока обработки сигналов, такого как усилитель, фильтр или АЦП, или комбинации этих элементов.

Что касается датчиков MEMS, если датчик разработан и изготовлен с использованием технологии MEMS, то он называется микромеханическим микродатчиком или просто датчиком MEMS.

Если вы помните наш РОБОТ, УПРАВЛЯЕМЫЙ ЖЕСТАМИ РУК , мы использовали микросхему MPU6050. Он содержит 3-осевой акселерометр, 3-осевой гироскоп и цифровой процессор движения. Он изготовлен с использованием технологии MEMS.

Различные типы МЭМС-датчиков

Одним из основных разработчиков технологии MEMS является автомобильная промышленность. В современных автомобилях используется множество датчиков, и большинство из них основаны на МЭМС. Ниже приведен список датчиков MEMS, которые используются в современном автомобиле.

  • Акселерометры – для электронного контроля устойчивости и срабатывания подушек безопасности.
  • Инерциальные измерительные блоки или IMU (они представляют собой комбинацию акселерометра MEMS и гироскопа MEMS) — для измерения рыскания, тангажа и крена для автономного вождения.
  • Магнитометр – для определения направления, используемого в навигации.
  • Датчик давления и инерции – для управления торможением.
  • Датчик давления — система контроля давления в шинах.
  • Датчик расхода воздуха — контроль впуска воздуха.
  • Датчик топлива — Индикатор уровня топлива.
  • Датчик удара и столкновения — обнаружение удара и срабатывание подушки безопасности.
  • Микрофон MEMS – для связи и шумоподавления.
  • Датчик температуры — для автоматического климат-контроля и контроля температуры двигателя.
  • Существует много других устройств на основе МЭМС для различных приложений.

Применение

МЭМС-датчики

уже используются в различных приложениях, таких как контроль и обработка оборудования, управление роботами, автомобилями, захватами и т. д. Вы можете найти эти датчики в современных струйных принтерах, цветных проекторах, системах отображения, часах и сканирующем оборудовании.

Технология MEMS

используется для производства различных датчиков, таких как датчики давления, температуры, вибрации и химические датчики.

Акселерометры, гироскопы, электронные компасы и т. д. являются одними из наиболее часто используемых МЭМС-датчиков в автомобилях, вертолетах, самолетах, дронах и кораблях.

Ниже перечислены некоторые области применения датчиков на основе МЭМС:

  • Автомобильная промышленность
  • Химическая и фармацевтическая промышленность
  • Самолет
  • Промышленная автоматизация и производство
  • Оборонная, космическая и авиационная
  • Науки об окружающей среде и здоровье
  • Вычислительная техника и связь
  • Потребительские товары

Резюме

Концепция интеграции датчиков, приводов, электрических (и электронных) и механических устройств в один чип считается одной из прорывных технологий.Технология MEMS позволит разрабатывать интеллектуальные устройства с восприятием микродатчиков, управления или микроприводов и вычислительными возможностями микроэлектроники.

Технология МЭМС чрезвычайно разнообразна как с точки зрения ее приложений, так и областей исследований (физика, электроника, электротехника, химия, материаловедение и производство — вот некоторые из областей, участвующих в проектировании и разработке МЭМС).

Детектор света

с использованием LDR

Детектор света или датчик освещенности — это устройство или схема, определяющая интенсивность падающего на него света.Различные типы детекторов света: LDR (или светочувствительные резисторы), фотодиоды, фототранзисторы и т. д.

Все эти устройства называются фотоэлектрическими устройствами, поскольку они преобразуют световую энергию в электрическую. Эти световые детекторы или датчики могут обнаруживать различные типы света, такие как видимый свет, ультрафиолетовый свет, инфракрасный свет и т. д.

В этом проекте мы разработали простой детектор света с использованием LDR. Когда свет падает на LDR, он гаснет, а когда свет перестает падать на LDR, загорается светодиод.Мы разработали два типа схем: одна с использованием OP-AMP (операционного усилителя), а другая с использованием только транзисторов.

Детектор света с использованием LDR и OP — усилитель

Принципиальная схема
Необходимые компоненты
  • LM358 OP – Усилитель IC
  • Маленький LDR
  • Резистор 10 кОм
  • Потенциометр 10 кОм
  • Белый светодиод
  • Резистор 220 Ом
  • Соединительные провода
  • Источник питания (батарея 9 В)
Работа схемы

Основными компонентами проекта являются операционный усилитель LM358 и LDR.Сначала давайте посмотрим на LDR (светозависимый резистор). LDR, как следует из названия, представляет собой тип резистора, сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности окружающего его света.

Обычно, когда свет падает прямо на LDR, его сопротивление будет очень низким, а когда света нет, т. е. в более темных условиях, его сопротивление подскакивает до нескольких мегаом.

Мы будем использовать эту функцию LDR в нашем проекте для обнаружения света и включения светодиода. Для этого мы использовали операционный усилитель.Операционный усилитель настроен в режиме компаратора, т. е. он сравнивает напряжения на инвертирующих и неинвертирующих клеммах и, соответственно, генерирует ВЫСОКИЙ или НИЗКИЙ выходной сигнал.

Мы подключили клемму стеклоочистителя потенциометра 10 кОм к инвертирующей клемме OP – Amp. К неинвертирующей клемме мы подключили соединение резистора 10 кОм и LDR. Эти два будут формировать потенциальный делитель, подающий его выход на OP-Amp.

Когда свет падает на LDR, его сопротивление уменьшается.Следовательно, неинвертирующее напряжение ниже, чем инвертирующее, и в результате светодиод остается выключенным.

Когда на LDR не падает свет, сопротивление LDR становится очень высоким, и в результате напряжение на неинвертирующем выводе будет больше, чем напряжение на инвертирующем выводе. На выходе операционного усилителя будет высокий уровень, и светодиод загорится.

Видео строительства и вывода

 

Детектор света с использованием LDR и транзисторов

Принципиальная схемаНеобходимые компоненты
  • 2 транзистора BC547 NPN
  • Маленький LDR
  • Резистор 1 кОм
  • Потенциометр 10 кОм
  • Белый светодиод
  • Резистор 330 Ом
  • Соединительные провода
  • Источник питания (батарея 9 В)
Работа схемы

В предыдущей схеме мы видели простой детектор света, использующий LDR и операционный усилитель.Если у вас нет операционного усилителя, то приведенная выше схема будет полезна. Он использует всего два транзистора для выполнения операции обнаружения света.

В этой схеме мы использовали два транзистора в виде пары Дарлингтона. Несмотря на то, что одного транзистора было бы достаточно, пара Дарлингтона обеспечивает достаточный ток на выходе.

Конструкция схемы очень проста. Потенциометр на 10 кОм и LDR образуют резисторы смещения первого транзистора. Когда на LDR падает свет, его сопротивление становится меньше.

Следовательно, на первый транзистор не подается напряжение смещения. В результате он не будет повернут. Поскольку выход первого транзистора отсутствует, второй транзистор не будет включен, и, следовательно, светодиод останется выключенным.

Когда свет, падающий на LDR, удаляется, т. е. в более темных условиях, сопротивление LDR становится очень высоким. Следовательно, напряжение от POT будет проходить по пути с меньшим сопротивлением, т. Е. Включает первый транзистор.

Это, в свою очередь, включит второй транзистор, так как его вход соединен с выходом первого транзистора.В результате загорится светодиод, подключенный к выходу второго транзистора.

приложений
  • Простая схема светового извещателя может использоваться во многих приложениях, таких как автоматическое включение приборов при обнаружении света, в системах безопасности и т. д.
  • Эту схему можно использовать в системе сигнализации, где повышение интенсивности света вызывает срабатывание сигнализации.
  • Его также можно использовать в шкафах или платяных шкафах. Когда дверь открывается, свет автоматически включается.

 

Датчик

— Глоссарий | CSRC

  Компонент системы обнаружения и предотвращения вторжений, который отслеживает и анализирует сетевую активность, а также может выполнять профилактические действия.
Источник(и):
НИСТ СП 800-150 от НИСТ СП 800-94

  Устройство, выдающее выходное напряжение или ток, представляющее какое-либо измеряемое физическое свойство (например,г., скорость, температура, расход).
Источник(и):
NIST SP 800-82 Ред. 2 от Словарь по автоматизации, системам и приборам

  Устройство, которое измеряет физическую величину и преобразует ее в сигнал, который может быть прочитан наблюдателем или прибором.Датчик — это устройство, которое реагирует на входную величину, генерируя функционально связанный выходной сигнал, обычно в форме электрического или оптического сигнала.
Источник(и):
NIST SP 800-82 Ред. 2

  Часть устройства Интернета вещей, способная обеспечить наблюдение за аспектом физического мира в форме данных измерений.
Источник(и):
НИСТИР 8259 от НИСТИР 8228

Что такое сенсор? | Вариом

Датчик — это тип компонента, который используется либо для обнаружения, либо для измерения входных данных в зависимости от их применения.Затем многие датчики будут действовать или реагировать на ввод в зависимости от их основного назначения.

Входными данными могут быть самые разные вопросы, вот несколько примеров;

  • Давление  

  • Температура  

  • Вес  

  • Движение / Движение  

  • Влага  

  • Легкий  

Выходной сигнал, измеренный датчиком, обычно преобразуется в удобочитаемый для пользователя формат и отображается на дисплее.

Что такое датчик? — Различные типы датчиков

Для измерения различных входов используются разные датчики. Они бывают разных форм и размеров, чтобы соответствовать различным требованиям и требованиям применения.

Вы заметите, что мы окружены датчиками; смартфоны, ноутбуки, выключатели света, кофеварки, лифты, регуляторы отопления — список можно продолжить. В этом руководстве дается краткий обзор различных типов датчиков, представленных сегодня на рынке, и того, для чего они используются.Если вам нужна дополнительная информация о любом из предлагаемых нами продуктов, свяжитесь с нами: +44(0)1327 351004

Что такое датчик? — Датчики давления

Существует два основных типа датчиков давления; датчики давления и датчики давления.

Реле давления запрограммированы на предел и «выключаются» или включаются при достижении этого предела. Типичные примеры применения;

  • Кислородные баллоны  

  • Вентиляторы и фильтры  

  • Кофемашины  

  • Давление в шинах

Датчики давления дают показания фактического давления в данной среде.Типичные примеры применения;

  • Тормозные системы  

  • Гидравлические системы

  • Дизельные и газовые двигатели  

 Подробнее о датчиках давления и их применении читайте в этих статьях;

Датчики гидравлического давления

Что такое датчик давления?

Что такое дифференциальное давление?

Выбор датчика давления для промышленного применения

Что такое реле давления?

Взгляните на все датчики давления, которые мы можем предложить здесь

Что такое датчик? — Датчики положения

 

Датчики положения

используются для измерения положения данного объекта.Это может быть линейное движение (вверх и вниз или из стороны в сторону) или вращательное движение (круг). Они используют либо контактную, либо бесконтактную технологию в зависимости от требований приложения.

Примеры применения датчика поворотного положения;

  • Измерение угла поворота рулевого колеса в транспортных средствах  

  • Измерение направления ветра  

  • Барьеры и измерение угла ворот  

  •  

Примеры применения датчика линейного перемещения;

  • Органы управления педалью газа  

  • Установка подвижной рампы и моста  

  • Авиасимуляторы    

Узнайте больше о датчиках положения и их применении здесь;

Датчики положения для автоспорта

Рекомендации по выбору датчика положения

Что такое датчик Холла?

LVDT и линейный потенциометр

 

Посмотреть все датчики положения, которые мы предлагаем, можно на странице Положение нашего веб-сайта

 

Что такое датчик? — Датчики температуры Датчики температуры

бывают самых разных размеров и форм и весьма разнообразны.Температурные датчики, термисторы NTC, датчики RTD, термопары — это лишь некоторые из продуктов в нашем ассортименте.

Многие датчики температуры используют сопротивление в качестве индикатора температуры. Их часто подключают к электрической цепи, измеряющей сопротивление электричества, проходящего через элемент.

Примеры применения датчиков температуры;

  • Мониторинг двигателя и коробки передач спортивных автомобилей
  • В алкотестерах для измерения температуры дыхания
  • Измерение тепла на электрических радиаторах
  • Мониторинг пациента

Узнайте больше о датчиках температуры, прочитав следующие статьи.

Как работает RTD?

Применение датчиков температуры

Выбор датчика температуры; Что следует учитывать

Датчик температуры Определение

Типы термисторов

Ознакомьтесь со всеми датчиками температуры на нашем веб-сайте

Что такое датчик? — Датчики веса

Датчики, используемые для измерения веса, называются тензодатчиками или датчиками силы.Существует множество различных типов тензодатчиков, они измеряют вес на основе степени сжатия, которая определяется датчиками внутри ячеек. Очень часто для этого процесса используются тензодатчики.

Различные типы тензодатчиков подходят для разных мощностей.

Некоторые распространенные области применения тензодатчиков:

  • Бортовое взвешивание — процесс взвешивания того, что находится «на борту» грузового автомобиля, грузовика или транспортного средства
  • Платформенные весы — используются на складах для измерения веса поддонов или ящиков

Другие приложения включают в себя;

  • Сила, приложенная к игле проигрывателя для оптимального звучания
  • Счетные весы
  • Цистерна весом
  • Усилие запайки на машине для запайки пакетов

Чтобы узнать больше о тензодатчиках, ознакомьтесь с этими статьями.

Типы тензодатчиков и их применение

Промышленные датчики веса

Что такое одноточечный тензодатчик?

Весоизмерительные датчики для силосов, резервуаров и бункеров

Преимущества бортового взвешивания

Взгляните на все наши тензодатчики на нашем веб-сайте

Другие датчики

Эти четыре типа датчиков — положения, давления, температуры и нагрузки — являются наиболее популярными линейками нашей продукции.Мы также предоставляем датчики для измерения;

Мы являемся частью Variohm Holdings Ltd, как группа, мы можем проводить любые измерения в рамках одной из наших дочерних компаний

Для выключателей — Herga Technology Ltd

Для управления движением — Heason Technology Ltd

Для запатентованной технологии линейного позиционирования — Positek Ltd

Для испытаний и измерений — Ixthus Instrumentation Ltd

Если вам нужен датчик для любого применения, свяжитесь с нами по телефону +44(0)1327 351004 по адресу [email protected]ком

 

Что такое датчик? — Определение Techslang

Датчик — это электронное устройство, которое измеряет и контролирует условия окружающей среды. Данные, записываемые этими устройствами, обычно собираются компьютером, который затем использует эту информацию для принятия мер. Датчики измеряют физические качества, такие как скорость, и встроены во многие устройства, которые вы регулярно используете.

Например, вы можете оснастить морозильник датчиком, связанным с контроллером термостата.Когда устройство обнаруживает, что температура в морозильной камере превысила допустимый предел, оно может активировать термостат и снизить температуру до тех пор, пока морозильная камера снова не станет достаточно холодной.

Другие интересные термины…

Подробнее о «датчике» Сенсорные технологии

существуют с середины 1940-х годов, когда Самуэль Баньо изобрел ультразвуковую сигнализацию. Устройство посылало волны по всей комнате, и когда что-то прерывало эти волны, срабатывал будильник.Баньо смог изобрести это устройство, используя свои знания в области радиолокационных технологий, которые в основном использовались во время Второй мировой войны. Во время войны радары обнаруживали авиацию и подводные силы противника.

Различные системы сигнализации использовали ультразвуковую технологию до появления инфракрасных датчиков движения в 1980-х годах. В этих устройствах использовались датчики движения для обнаружения движения человека или объекта. Эти движения нарушают нормальное состояние датчика, вызывая тем самым срабатывание электронного сигнала.

Применение датчиков

Сегодня датчики находят несколько применений в автоматических системах освещения, видеоиграх, системах безопасности и даже в сотовых телефонах. Давайте рассмотрим эти варианты использования более подробно ниже.

1. Автоматизированные системы освещения

Автоматизированные системы освещения обычно используют датчики движения для автоматического затемнения или выключения света, когда люди покидают комнату. Некоторые также запускаются прикосновением или звуком, когда человек готов ко сну.В таких случаях внутреннее освещение выключается, а внешнее автоматически включается.

2. Видеоигры

Контроллеры видеоигр и игры, как правило, сегодня имеют встроенные датчики движения. Контроллеры для видеоигр, которые могут отслеживать ориентацию и ускорение игрока, стали известны в 2006 году с появлением пульта дистанционного управления Wii от Nintendo. Однако датчики движения используются в аркадных играх с 1990-х годов. В аркадной игре под названием «Hang-On» был мотоцикл, на котором игрок мог ездить и двигаться своим телом.

3. Системы безопасности

Домашняя безопасность никогда не была прежней с момента использования датчиков. В современных системах безопасности есть датчики движения, которые включают тревогу при обнаружении злоумышленника. В идеале вы включаете эти системы, когда выходите из дома, чтобы они могли поймать потенциальных злоумышленников, когда они двигаются. Некоторые из них можно запрограммировать на активацию камер безопасности при обнаружении движения.

Помимо обнаружения злоумышленников в вашем доме, датчики движения также могут облегчить вашу повседневную жизнь.Вы можете использовать его для:

  • Следите за своими детьми, даже если они не находятся в одной комнате
  • Отслеживайте перемещения ваших питомцев, чтобы они не заходили в определенные зоны вашего дома
  • Автоматически звоните в дверь, когда человек находится возле входной двери
5. Сотовые телефоны

Большинство современных мобильных телефонов автоматически меняют ориентацию экрана при движении. Это технология датчика движения в действии. Мобильные устройства используют датчики, когда вы играете в игры, используя движения телефона для управления персонажами или игровыми элементами.

Типы датчиков Датчики

бывают различных типов, в том числе:

Активные датчики

Также называемые «параметрическими датчиками», для работы требуется внешний источник питания. Примеры включают глобальную систему позиционирования (GPS) и радарные датчики.

Пассивные датчики

Также известные как «самогенерируемые датчики», они генерируют собственный электрический сигнал и не требуют внешнего источника питания.Примеры включают датчики теплового и электрического поля и металлодетекторы.

Контактные датчики

Требовать физического контакта со своим раздражителем. Примеры включают датчики температуры и тензодатчики.

Бесконтактные датчики

Не требуют физического контакта, включая оптические и магнитные датчики и инфракрасные термометры.

Абсолютные датчики

Получили свое название, предоставляя абсолютные показания своих раздражителей.Примером может служить термистор, который всегда измеряет точное или абсолютное значение температуры.

Соответствующие датчики

Обеспечьте фиксированные или переменные измерения, такие как термопара, которая измеряет разницу температур, а не фактическую температуру.

Аналоговые датчики

Создавать непрерывные аналоговые выходные сигналы, пропорциональные измерениям. Примеры включают акселерометры, датчики давления, датчики света и звука.

Цифровые датчики

Также используйте «электронные или электрохимические датчики», они преобразуют передачу данных в цифровую форму.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.