Устройство собирает информацию о температуре из источника и преобразует её в форму, понятную другим устройствам или людям. Лучшим примером датчика температуры является стеклянный ртутный термометр, который расширяется и сжимается при изменении температуры. В качестве источника измерения температуры используется внешняя температура, а наблюдатель измеряет температуру, ориентируясь на положение ртути. Существует два основных типа датчиков температуры:
· Контактный датчик
Датчики этого типа требуют непосредственного физического контакта с измеряемым объектом или средой. Они могут контролировать температуру твёрдых тел, жидкостей и газов в широком диапазоне температур.
· Бесконтактный датчик
Датчики этого типа не требуют физического контакта с объектом или измеряемой средой. Они контролируют неотражающие твердые тела и жидкости, но бесполезны для газов из-за их естественной прозрачности. Эти датчики измеряют температуру, используя закон Планка. Этот закон описывает тепло, излучаемое источником тепла для измерения температуры.
Принципы работы и примеры различных типовдатчики температуры:
(i) Термопары – они состоят из двух проводов (каждый из разного однородного сплава или металла), образующих измерительный узел благодаря соединению на одном конце, открытому для исследуемого элемента. Другой конец провода подключается к измерительному устройству, где образуется холодный спай. Поскольку температуры двух узлов различаются, ток протекает по цепи, и результирующее напряжение измеряется в милливольтах для определения температуры узла.
(ii) Резистивные датчики температуры (RTDS) — это терморезисторы, которые изготавливаются для изменения сопротивления при изменении температуры, и они стоят дороже любого другого оборудования для измерения температуры.
(iii)Термисторы– это другой тип сопротивления, где большие изменения сопротивления пропорциональны или обратно пропорциональны небольшим изменениям температуры.
(2) Инфракрасный датчик
Устройство излучает или обнаруживает инфракрасное излучение для определения определённых фаз окружающей среды. Как правило, тепловое излучение испускается всеми объектами в инфракрасном спектре, и инфракрасные датчики обнаруживают это излучение, невидимое человеческому глазу.
· Преимущества
Легко подключается, доступно на рынке.
· Недостатки
Отвлекаться на окружающий шум, такой как радиация, окружающий свет и т. д.
Как это работает:
Основная идея заключается в использовании инфракрасных светодиодов для излучения инфракрасного света на объекты. Другой инфракрасный светодиод того же типа будет использоваться для обнаружения волн, отражённых от объектов.
При облучении инфракрасным светом инфракрасного приёмника на проводе возникает разность потенциалов. Поскольку генерируемое напряжение мало и его трудно обнаружить, для точного обнаружения низких напряжений используется операционный усилитель (ОУ).
(3) Ультрафиолетовый датчик
Эти датчики измеряют интенсивность или мощность падающего ультрафиолетового света. Длина волны этого электромагнитного излучения больше, чем у рентгеновских лучей, но всё же короче, чем у видимого света. Активный материал, называемый поликристаллическим алмазом, используется для надёжного обнаружения ультрафиолетового излучения, которое позволяет определять воздействие ультрафиолетового излучения на окружающую среду.
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 формирования графиков и отчетов выходной сигнал передается на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), а затем на компьютер с помощью программного обеспечения.
Приложения:
· Измерьте часть УФ-спектра, которая вызывает ожоги кожи.
· Аптека
· Автомобили
· Робототехника
· Процесс обработки растворителем и крашения для полиграфической и красильной промышленности
Химическая промышленность по производству, хранению и транспортировке химикатов
(4) Датчик касания
Датчик касания действует как переменный резистор в зависимости от положения прикосновения. Схема датчика касания, работающего как переменный резистор.
Датчик касания состоит из следующих компонентов:
· Полностью проводящий материал, например медь
· Изолирующие прокладочные материалы, такие как пена или пластик
· Часть проводящего материала
Принцип и работа:
Некоторые проводящие материалы препятствуют прохождению тока. Основной принцип работы линейных датчиков положения заключается в том, что чем больше длина материала, через который должен пройти ток, тем сильнее обратный ток. В результате сопротивление материала изменяется за счёт изменения положения его контакта с полностью проводящим материалом.
Обычно программное обеспечение подключается к сенсорному датчику. В этом случае память обеспечивается программным обеспечением. При выключении датчики запоминают «место последнего касания». При активации датчики запоминают «место первого касания» и распознают все связанные с ним значения. Это действие аналогично перемещению мыши и её размещению на другом конце коврика для мыши, чтобы переместить курсор в дальний конец экрана.
Применять
Датчики касания экономичны, долговечны и широко используются.
Бизнес – здравоохранение, продажи, фитнес и игры
· Бытовая техника – духовка, стиральная машина с сушкой, посудомоечная машина, холодильник
Транспортировка – упрощенный контроль между производителями кабин и транспортных средств
· Датчик уровня жидкости
Промышленная автоматизация – определение положения и уровня, ручное сенсорное управление в автоматизированных приложениях
Бытовая электроника — новые уровни ощущений и управления в различных потребительских товарах
Датчики приближения обнаруживают объекты, практически не имеющие точек контакта. Отсутствие контакта между датчиком и измеряемым объектом и отсутствие механических деталей обеспечивает длительный срок службы и высокую надежность. Существуют различные типы датчиков приближения: индуктивные, емкостные, ультразвуковые, фотоэлектрические, датчики Холла и т.д.
Как это работает:
Датчик приближения излучает электромагнитное или электростатическое поле или луч электромагнитного излучения (например, инфракрасного) и ждет ответного сигнала или изменения поля, а обнаруживаемый объект называется целью датчика приближения.
Индуктивные датчики приближения – они используют в качестве входного сигнала генератор, который изменяет сопротивление потерь при приближении к проводящей среде. Такие датчики являются предпочтительными для обнаружения металлических целей.
Емкостные датчики приближения – они преобразуют изменения электростатической емкости по обе стороны от чувствительного электрода и заземлённого электрода. Это происходит при приближении к близлежащим объектам с изменением частоты колебаний. Для обнаружения близлежащих целей частота колебаний преобразуется в постоянное напряжение и сравнивается с заданным порогом. Эти датчики являются лучшим выбором для обнаружения пластиковых целей.
Применять
· Используется в технике автоматизации для определения рабочего состояния оборудования технологического процесса, производственных систем и средств автоматизации.
· Используется в окне для активации оповещения при открытии окна.
· Используется для контроля механической вибрации с целью расчета разницы расстояний между валом и опорным подшипником.
Время публикации: 03 июля 2023 г.