Urządzenie gromadzi informacje o temperaturze ze źródła i przekształca je w formę, którą mogą być zrozumiane przez inne urządzenia lub osoby. Najlepszym przykładem czujnika temperatury jest szklany termometr rtęci, który rozszerza się i kurczy wraz ze zmianami temperatury. Temperatura zewnętrzna jest źródłem pomiaru temperatury, a obserwator patrzy na położenie rtęci do pomiaru temperatury. Istnieją dwa podstawowe rodzaje czujników temperatury:
· Czujnik kontaktu
Ten typ czujnika wymaga bezpośredniego kontaktu fizycznego z wyczuwanym obiektem lub medium. Mogą monitorować temperaturę ciał stałych, cieczy i gazów w szerokim zakresie temperatur.
· Czujnik bezkontaktowy
Ten typ czujnika nie wymaga żadnego fizycznego kontaktu z wykrywanym obiektem lub medium. Monitorują nierefleksyjne stałe i ciecze, ale są bezużyteczne przeciwko gazom ze względu na ich naturalną przezroczystość. Czujniki te mierzą temperaturę za pomocą prawa Plancka. Prawo dotyczy ciepła promieniowanego ze źródła ciepła do pomiaru temperatury.
Zasady pracy i przykłady różnych rodzajówCzujniki temperatury:
(i) Termopary - składają się one z dwóch przewodów (każdego z innego stopu jednolitego lub metalu), tworzących złącze pomiarowe przez połączenie na jednym końcu, które jest otwarte do testowanego elementu. Drugi koniec drutu jest podłączony do urządzenia pomiarowego, w którym powstaje połączenie odniesienia. Ponieważ temperatura dwóch węzłów jest inna, prąd przepływa przez obwód i mierzy się powstałe milivolty w celu określenia temperatury węzła.
(ii) Detektory temperatury oporności (RTD) - Są to rezystory termiczne, które są wytwarzane w celu zmiany oporności w miarę zmiany temperatury i są droższe niż jakikolwiek inny sprzęt do wykrywania temperatury.
(iii)Termistory- Są to inny rodzaj oporu, w którym duże zmiany oporności są proporcjonalne lub odwrotnie proporcjonalne do niewielkich zmian temperatury.
(2) Czujnik podczerwieni
Urządzenie emituje lub wykrywa promieniowanie w podczerwieni, aby wyczuć określone fazy w środowisku. Zasadniczo promieniowanie cieplne jest emitowane przez wszystkie obiekty w widmie podczerwieni, a czujniki podczerwieni wykrywają to promieniowanie, które jest niewidoczne dla ludzkiego oka.
· Zalety
Łatwy do połączenia, dostępny na rynku.
· Wady
Być zakłóconym przez hałas otoczenia, taki jak promieniowanie, światło otoczenia itp.
Jak to działa:
Podstawową ideą jest użycie diod emitujących światło w podczerwieni do emitowania światła podczerwieni do obiektów. Kolejna dioda podczerwieni tego samego typu zostanie użyta do wykrywania fal odzwierciedlonych przez obiekty.
Gdy odbiornik podczerwieni jest napromieniowany przez światło podczerwieni, istnieje różnica napięcia na drucie. Ponieważ generowane napięcie jest niewielkie i trudne do wykrycia, do dokładnego wykrywania niskich napięć stosuje wzmacniacz operacyjny (AMP OP).
(3) Czujnik ultrafioletowy
Czujniki te mierzą intensywność lub moc padającego światła ultrafioletowego. To promieniowanie elektromagnetyczne ma długość fali dłuższą niż promieniowanie rentgenowskie, ale wciąż krótsze niż światło widzialne. Do niezawodnego wykrywania ultrafioletowego stosuje się aktywny materiał o nazwie polikrystaliczny diament, który może wykryć ekspozycję środowiskową na promieniowanie ultrafioletowe.
Kryteria wyboru czujników UV
· Zakres długości fali, który można wykryć za pomocą czujnika UV (nanometr)
· Temperatura robocza
· Dokładność
· Waga
· Zakres mocy
Jak to działa:
Czujniki UV odbierają jeden rodzaj sygnału energii i przenoszą inny rodzaj sygnału energii.
Aby obserwować i rejestrować te sygnały wyjściowe, są one skierowane do miernika elektrycznego. Aby wygenerować grafikę i raporty, sygnał wyjściowy jest przesyłany do konwertera analogowo-cyfrowego (ADC), a następnie do komputera za pośrednictwem oprogramowania.
Zastosowania:
· Zmierz część spektrum UV, która oparza skórę
· Apteka
· Samochody
· Robotyka
· Proces leczenia rozpuszczalników i farbowania w branży drukowania i farbowania
Przemysł chemiczny do produkcji, przechowywania i transportu chemikaliów
(4) Czujnik dotykowy
Czujnik dotykowy działa jako zmienny rezystor w zależności od pozycji dotyku. Schemat czujnika dotykowego działający jako rezystor zmienny.
Czujnik dotykowy składa się z następujących komponentów:
· Materiał w pełni przewodzący, taki jak miedź
· Izolujące materiały dystansowe, takie jak piana lub plastik
· Część materiału przewodzącego
Zasada i praca:
Niektóre materiały przewodzące sprzeciwiają się przepływowi prądu. Główną zasadą liniowych czujników położenia jest to, że im dłuższa długość materiału, przez który prąd musi przejść, tym bardziej przepływ prądu jest odwrócony. W rezultacie opór materiału zmienia się poprzez zmianę położenia kontaktu z materiałem w pełni przewodzącym.
Zazwyczaj oprogramowanie jest podłączone do czujnika dotykowego. W takim przypadku pamięć jest dostarczana przez oprogramowanie. Kiedy czujniki są wyłączone, pamiętają „lokalizację ostatniego kontaktu”. Po aktywacji czujnika pamiętają „pierwszą pozycję kontaktową” i zrozumieć wszystkie powiązane wartości z nim. Ta akcja jest podobna do przesuwania myszy i ustawienia jej na drugim końcu podkładki myszy w celu przeniesienia kursora na drugi koniec ekranu.
Stosować
Czujniki dotykowe są opłacalne i trwałe i są szeroko stosowane
Biznes - opieka zdrowotna, sprzedaż, fitness i gry
· Urządzenia - piekarnik, pralka/suszarka, zmywarka, lodówka
Transport - uproszczona kontrola między producentami kokpitu a producentami pojazdów
· Czujnik poziomu cieczy
Automatyzacja przemysłowa - wykrywanie pozycji i poziomu, ręczna kontrola dotykowa w aplikacjach automatyzacji
Elektronika konsumpcyjna - Zapewnienie nowych poziomów odczucia i kontroli w różnych produktach konsumenckich
Czujniki bliskości wykrywają obecność obiektów, które prawie nie mają żadnych punktów kontaktowych. Ponieważ nie ma kontaktu między czujnikiem a mierzonym obiektem, a ze względu na brak części mechanicznych czujniki te mają długą żywotność i wysoką niezawodność. Różne rodzaje czujników bliskości to indukcyjne czujniki zbliżeniowe, pojemne czujniki bliskości, ultradźwiękowe czujniki bliskości, czujniki fotoelektryczne, czujniki efektu Halla i tak dalej.
Jak to działa:
Czujnik bliskości emituje pole elektromagnetyczne lub elektrostatyczne lub wiązkę promieniowania elektromagnetycznego (takiego jak podczerwień) i czeka na sygnał powrotny lub zmianę pola, a wyczuwany obiekt nazywa się celem czujnika bliskiego.
Indukcyjne czujniki bliskości - mają oscylator jako dane wejściowe, które zmienia odporność na straty poprzez zbliżanie się do pożywki przewodzącej. Te czujniki są preferowanymi celami metalowymi.
Pojemne czujniki bliskości - konwertują zmiany pojemności elektrostatycznej po obu stronach elektrody wykrywającej i uziemionej elektrody. Dzieje się tak poprzez zbliżanie się do pobliskich obiektów ze zmianą częstotliwości oscylacji. Aby wykryć pobliskie cele, częstotliwość oscylacji jest przekształcana w napięcie DC i porównuje się do określonego progu. Te czujniki są pierwszym wyborem dla celów plastikowych.
Stosować
· Używany w inżynierii automatyzacji do zdefiniowania stanu działalności sprzętu inżynierii procesowej, systemów produkcyjnych i sprzętu automatyzacji
· Używany w oknie do aktywacji alertu po otwarciu okna
· Używany do monitorowania wibracji mechanicznych do obliczenia różnicy odległości między wałkiem a łożyskiem podtrzymującym
Czas po: 03-2023 lipca