Пристрій збирає інформацію про температуру з джерела та перетворює її у форму, зрозумілу для інших пристроїв або людей. Найкращим прикладом датчика температури є скляний ртутний термометр, який розширюється та стискається зі зміною температури. Зовнішня температура є джерелом вимірювання температури, і спостерігач дивиться на положення ртуті для вимірювання температури. Існує два основних типи датчиків температури:
· Контактний датчик
Цей тип датчика вимагає прямого фізичного контакту з об'єктом вимірювання або середовищем. Вони можуть контролювати температуру твердих тіл, рідин і газів у широкому діапазоні температур.
· Безконтактний датчик
Цей тип датчика не вимагає жодного фізичного контакту з об'єктом або середовищем, що виявляється. Вони контролюють невідбиваючі тверді тіла та рідини, але марні проти газів через їх природну прозорість. Ці датчики вимірюють температуру за допомогою закону Планка. Закон стосується тепла, що випромінюється джерелом тепла, для вимірювання температури.
Принципи роботи та приклади різних типівдатчики температури:
(i) Термопари – вони складаються з двох дротів (кожен з різного однорідного сплаву або металу), що утворюють вимірювальний з'єднання за допомогою з'єднання на одному кінці, відкритого до елемента, що тестується. Інший кінець дроту підключений до вимірювального пристрою, де утворюється опорний спай. Оскільки температура двох вузлів різна, струм протікає через коло, і вимірюються отримані мілівольти для визначення температури вузла.
(ii) Резистивні температурні детектори (RTDS) – це терморезистори, які виготовляються для зміни опору при зміні температури, і вони дорожчі за будь-яке інше обладнання для вимірювання температури.
(iii)Термістори– вони є іншим типом опору, де великі зміни опору пропорційні або обернено пропорційні малим змінам температури.
(2) Інфрачервоний датчик
Пристрій випромінює або виявляє інфрачервоне випромінювання для визначення певних фаз у навколишньому середовищі. Загалом, теплове випромінювання випромінюється всіма об'єктами в інфрачервоному спектрі, а інфрачервоні датчики виявляють це випромінювання, невидиме для людського ока.
· Переваги
Легко підключається, доступний на ринку.
· Недоліки
Бути заважаним навколишнім шумом, таким як радіація, навколишнє світло тощо.
Як це працює:
Основна ідея полягає у використанні інфрачервоних світлодіодів для випромінювання інфрачервоного світла на об'єкти. Інший інфрачервоний діод того ж типу буде використовуватися для виявлення хвиль, відбитих об'єктами.
Коли інфрачервоний приймач опромінюється інфрачервоним світлом, на дроті виникає різниця напруги. Оскільки генерована напруга мала і її важко виявити, для точного виявлення низьких напруг використовується операційний підсилювач.
(3) Ультрафіолетовий датчик
Ці датчики вимірюють інтенсивність або потужність падаючого ультрафіолетового світла. Це електромагнітне випромінювання має довжину хвилі, більшу за рентгенівські промені, але все ж коротшу за видиме світло. Для надійного ультрафіолетового зондування використовується активний матеріал під назвою полікристалічний алмаз, який може виявляти вплив ультрафіолетового випромінювання на навколишнє середовище.
Критерії вибору УФ-сенсорів
· Діапазон довжин хвиль, який може виявити УФ-датчик (нанометр)
· Робоча температура
· Точність
· Вага
· Діапазон потужності
Як це працює:
Ультрафіолетові датчики отримують один тип енергетичного сигналу та передають інший тип енергетичного сигналу.
Для спостереження та запису цих вихідних сигналів вони подаються на електролічильник. Для створення графіків та звітів вихідний сигнал передається на аналого-цифровий перетворювач (АЦП), а потім на комп'ютер за допомогою програмного забезпечення.
Застосування:
· Виміряйте частину УФ-спектра, яка викликає сонячні опіки шкіри
· АПТЕКА
· Автомобілі
· Робототехніка
· Процес обробки розчинником та фарбування для поліграфічної промисловості
Хімічна промисловість для виробництва, зберігання та транспортування хімічних речовин
(4) Сенсорний датчик
Датчик дотику діє як змінний резистор залежно від положення дотику. Схема датчика дотику, що працює як змінний резистор.
Сенсорний датчик складається з наступних компонентів:
· Повністю провідний матеріал, такий як мідь
· Ізоляційні прокладки, такі як пінопласт або пластик
· Частина провідного матеріалу
Принцип і робота:
Деякі провідні матеріали перешкоджають протіканню струму. Основний принцип лінійних датчиків положення полягає в тому, що чим довша довжина матеріалу, через який має проходити струм, тим більше змінюється напрямок потоку струму. В результаті опір матеріалу змінюється шляхом зміни положення його контакту з повністю провідним матеріалом.
Зазвичай програмне забезпечення підключено до сенсорного датчика. У цьому випадку пам'ять забезпечується програмним забезпеченням. Коли датчики вимкнено, вони можуть запам'ятати «місцезнаходження останнього контакту». Після активації датчика вони можуть запам'ятати «позицію першого контакту» та зрозуміти всі значення, пов'язані з нею. Ця дія схожа на переміщення миші та розміщення її на іншому кінці килимка для миші, щоб перемістити курсор до дальнього кінця екрана.
Застосувати
Сенсорні датчики є економічно ефективними та довговічними, і широко використовуються
Бізнес – охорона здоров'я, продажі, фітнес та ігри
· Побутова техніка – духовка, пральна/сушильна машина, посудомийна машина, холодильник
Транспортування – спрощений контроль між виробниками кабін та виробниками транспортних засобів
· Датчик рівня рідини
Промислова автоматизація – вимірювання положення та рівня, ручне сенсорне керування в системах автоматизації
Побутова електроніка – забезпечення нових рівнів відчуттів та контролю в різноманітних споживчих товарах
Датчики наближення виявляють присутність об'єктів, які майже не мають точок контакту. Оскільки між датчиком та вимірюваним об'єктом немає контакту, а також через відсутність механічних частин, ці датчики мають тривалий термін служби та високу надійність. Різні типи датчиків наближення - це індуктивні датчики наближення, ємнісні датчики наближення, ультразвукові датчики наближення, фотоелектричні датчики, датчики Холла тощо.
Як це працює:
Датчик наближення випромінює електромагнітне або електростатичне поле або промінь електромагнітного випромінювання (наприклад, інфрачервоного) та очікує на зворотний сигнал або зміну поля, а об'єкт, що сприймається, називається ціллю датчика наближення.
Індуктивні датчики наближення – вони мають на вході генератор, який змінює опір втрат при наближенні до провідного середовища. Ці датчики є переважно металевими цілями.
Ємнісні датчики наближення – вони перетворюють зміни електростатичної ємності з обох боків детекційного електрода та заземленого електрода. Це відбувається шляхом наближення до близьких об'єктів зі зміною частоти коливань. Для виявлення близьких цілей частота коливань перетворюється на постійну напругу та порівнюється із заданим порогом. Ці датчики є першим вибором для пластикових цілей.
Застосувати
· Використовується в автоматизованій техніці для визначення робочого стану технологічного обладнання, виробничих систем та засобів автоматизації
· Використовується у вікні для активації сповіщення під час відкриття вікна
· Використовується для моніторингу механічної вібрації для розрахунку різниці відстаней між валом та опорним підшипником
Час публікації: 03 липня 2023 р.