Устройство собирает информацию о температуре от источника и преобразует ее в форму, понятную другим устройствам или людям. Лучшим примером датчика температуры является стеклянный ртутный термометр, который расширяется и сжимается при изменении температуры. Внешняя температура является источником измерения температуры, и наблюдатель смотрит на положение ртути, чтобы измерить температуру. Существует два основных типа датчиков температуры:
· Контактный датчик
Датчик этого типа требует прямого физического контакта с воспринимаемым объектом или средой. Они могут контролировать температуру твердых тел, жидкостей и газов в широком диапазоне температур.
· Бесконтактный датчик
Этот тип датчика не требует физического контакта с обнаруживаемым объектом или средой. Они контролируют неотражающие твердые тела и жидкости, но бесполезны против газов из-за своей естественной прозрачности. Эти датчики измеряют температуру, используя закон Планка. Закон касается тепла, излучаемого источником тепла для измерения температуры.
Принципы работы и примеры различных типовдатчики температуры:
(i) Термопары. Они состоят из двух проводов (каждый из одного однородного сплава или металла), образующих измерительное соединение посредством соединения на одном конце, который открыт для испытуемого элемента. Другой конец провода подключают к измерительному устройству, где образуется опорный спай. Поскольку температура двух узлов различна, по цепи протекает ток и полученные милливольты измеряются для определения температуры узла.
(ii) Температурные датчики сопротивления (RTDS). Это терморезисторы, сопротивление которых изменяется при изменении температуры, и они дороже, чем любое другое оборудование для измерения температуры.
(iii)Термисторы– это еще один тип сопротивления, при котором большие изменения сопротивления пропорциональны или обратно пропорциональны небольшим изменениям температуры.
(2) Инфракрасный датчик
Устройство излучает или обнаруживает инфракрасное излучение для определения определенных фаз в окружающей среде. В целом тепловое излучение излучают все объекты инфракрасного спектра, и инфракрасные датчики улавливают это излучение, невидимое для человеческого глаза.
· Преимущества
Легко подключить, доступен на рынке.
· Недостатки
Вас беспокоит окружающий шум, например, радиация, окружающий свет и т. д.
Как это работает:
Основная идея заключается в использовании инфракрасных светодиодов для излучения инфракрасного света на объекты. Еще один инфракрасный диод того же типа будет использоваться для обнаружения волн, отраженных объектами.
Когда инфракрасный приемник облучается инфракрасным светом, на проводе возникает разность напряжений. Поскольку генерируемое напряжение невелико и его трудно обнаружить, для точного обнаружения низкого напряжения используется операционный усилитель (ОУ).
(3) Ультрафиолетовый датчик
Эти датчики измеряют интенсивность или мощность падающего ультрафиолетового света. Это электромагнитное излучение имеет длину волны больше, чем рентгеновские лучи, но все же короче, чем видимый свет. Активный материал, называемый поликристаллическим алмазом, используется для надежного обнаружения ультрафиолета, который может обнаруживать воздействие ультрафиолетового излучения в окружающей среде.
Критерии выбора УФ-датчиков
· Диапазон длин волн, который может быть обнаружен УФ-датчиком (нанометр).
· Рабочая температура
· Точность
· Масса
· Диапазон мощности
Как это работает:
УФ-датчики принимают один тип энергетического сигнала и передают другой тип энергетического сигнала.
Для наблюдения и регистрации этих выходных сигналов они направляются на электросчетчик. Для создания графиков и отчетов выходной сигнал передается на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а затем на компьютер с помощью программного обеспечения.
Приложения:
· Измерьте часть УФ-спектра, вызывающую солнечные ожоги кожи.
· Аптека
· Автомобили
· Робототехника
· Процесс обработки растворителем и крашения для полиграфической и красильной промышленности
Химическая промышленность по производству, хранению и транспортировке химикатов
(4) Сенсорный датчик
Датчик касания действует как переменный резистор в зависимости от положения касания. Схема сенсорного датчика, работающего как переменный резистор.
Сенсорный датчик состоит из следующих компонентов:
· Полностью проводящий материал, например медь
· Изоляционные прокладки, такие как пенопласт или пластик.
· Часть проводящего материала
Принцип и работа:
Некоторые проводящие материалы препятствуют протеканию тока. Основной принцип датчиков линейного положения заключается в том, что чем больше длина материала, через который должен проходить ток, тем сильнее ток меняется на противоположный. В результате сопротивление материала меняется за счет изменения положения его контакта с полностью проводящим материалом.
Обычно программное обеспечение подключается к сенсорному датчику. В этом случае память обеспечивается программным обеспечением. Когда датчики выключены, они могут запомнить «местоположение последнего контакта». Как только датчик активирован, они могут запомнить «первое положение контакта» и понять все связанные с ним значения. Это действие похоже на перемещение мыши и размещение ее на другом конце коврика для мыши, чтобы переместить курсор в дальний конец экрана.
Применять
Сенсорные датчики экономичны, долговечны и широко используются.
Бизнес – здравоохранение, продажи, фитнес и игры
· Бытовая техника – духовка, стиральная/сушильная машина, посудомоечная машина, холодильник.
Транспорт – упрощенный контроль между производителями кабин и производителями транспортных средств.
· Датчик уровня жидкости
Промышленная автоматизация – определение положения и уровня, ручное сенсорное управление в приложениях автоматизации.
Бытовая электроника – обеспечивает новый уровень ощущения и контроля в различных потребительских товарах.
Датчики приближения обнаруживают наличие объектов, у которых практически нет точек соприкосновения. Поскольку между датчиком и измеряемым объектом нет контакта, а также из-за отсутствия механических частей, эти датчики имеют длительный срок службы и высокую надежность. К различным типам датчиков приближения относятся индуктивные датчики приближения, емкостные датчики приближения, ультразвуковые датчики приближения, фотоэлектрические датчики, датчики на эффекте Холла и так далее.
Как это работает:
Датчик приближения излучает электромагнитное или электростатическое поле или луч электромагнитного излучения (например, инфракрасного) и ожидает ответного сигнала или изменения поля, а измеряемый объект называется целью датчика приближения.
Индуктивные датчики приближения – на входе у них имеется генератор, изменяющий сопротивление потерь при приближении к проводящей среде. Эти датчики являются предпочтительными металлическими мишенями.
Емкостные датчики приближения – они преобразуют изменения электростатической емкости по обе стороны от обнаруживающего электрода и заземляющего электрода. Это происходит при приближении к близлежащим объектам с изменением частоты колебаний. Для обнаружения близлежащих целей частота колебаний преобразуется в напряжение постоянного тока и сравнивается с заданным порогом. Эти датчики являются лучшим выбором для пластиковых целей.
Применять
· Используется в технике автоматизации для определения рабочего состояния технологического оборудования, производственных систем и средств автоматизации.
· Используется в окне для активации оповещения при открытии окна.
· Используется для мониторинга механической вибрации для расчета разницы расстояний между валом и опорным подшипником.
Время публикации: 03 июля 2023 г.