Η συσκευή συλλέγει πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία από την πηγή και τις μετατρέπει σε μορφή που μπορεί να γίνει κατανοητή από άλλες συσκευές ή άτομα. Το καλύτερο παράδειγμα αισθητήρα θερμοκρασίας είναι ένα θερμόμετρο υάλου υδραργύρου, το οποίο διαστέλλεται και συστέλλεται καθώς αλλάζει η θερμοκρασία. Η εξωτερική θερμοκρασία είναι η πηγή μέτρησης της θερμοκρασίας και ο παρατηρητής εξετάζει τη θέση του υδραργύρου για να μετρήσει τη θερμοκρασία. Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι αισθητήρων θερμοκρασίας:
· Αισθητήρας επαφής
Αυτός ο τύπος αισθητήρα απαιτεί άμεση φυσική επαφή με το ανιχνευόμενο αντικείμενο ή μέσο. Μπορούν να παρακολουθούν τη θερμοκρασία στερεών, υγρών και αερίων σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών.
· Αισθητήρας χωρίς επαφή
Αυτός ο τύπος αισθητήρα δεν απαιτεί καμία φυσική επαφή με το αντικείμενο ή το μέσο που ανιχνεύεται. Παρακολουθούν μη ανακλαστικά στερεά και υγρά, αλλά είναι άχρηστοι έναντι αερίων λόγω της φυσικής τους διαφάνειας. Αυτοί οι αισθητήρες μετρούν τη θερμοκρασία χρησιμοποιώντας τον νόμο του Planck. Ο νόμος ασχολείται με τη θερμότητα που ακτινοβολείται από μια πηγή θερμότητας για τη μέτρηση της θερμοκρασίας.
Αρχές λειτουργίας και παραδείγματα διαφορετικών τύπωναισθητήρες θερμοκρασίας:
(i) Θερμοστοιχεία – Αποτελούνται από δύο σύρματα (το καθένα από διαφορετικό ομοιογενές κράμα ή μέταλλο) που σχηματίζουν μια σύνδεση μέτρησης μέσω μιας σύνδεσης στο ένα άκρο που είναι ανοιχτή στο υπό δοκιμή στοιχείο. Το άλλο άκρο του σύρματος συνδέεται με τη συσκευή μέτρησης, όπου σχηματίζεται μια σύνδεση αναφοράς. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία των δύο κόμβων είναι διαφορετική, το ρεύμα ρέει μέσω του κυκλώματος και τα προκύπτοντα μιλιβόλτ μετρώνται για να προσδιοριστεί η θερμοκρασία του κόμβου.
(ii) Ανιχνευτές Θερμοκρασίας Αντίστασης (RTDS) – Πρόκειται για θερμικές αντιστάσεις που κατασκευάζονται για να αλλάζουν αντίσταση καθώς αλλάζει η θερμοκρασία και είναι πιο ακριβές από οποιονδήποτε άλλο εξοπλισμό ανίχνευσης θερμοκρασίας.
(iii)Θερμίστορ– είναι ένας άλλος τύπος αντίστασης όπου οι μεγάλες αλλαγές στην αντίσταση είναι ανάλογες ή αντιστρόφως ανάλογες με τις μικρές αλλαγές στη θερμοκρασία.
(2) Αισθητήρας υπερύθρων
Η συσκευή εκπέμπει ή ανιχνεύει υπέρυθρη ακτινοβολία για να ανιχνεύσει συγκεκριμένες φάσεις στο περιβάλλον. Γενικά, η θερμική ακτινοβολία εκπέμπεται από όλα τα αντικείμενα στο υπέρυθρο φάσμα και οι αισθητήρες υπερύθρων ανιχνεύουν αυτήν την ακτινοβολία που είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι.
· Πλεονεκτήματα
Εύκολη σύνδεση, διαθέσιμη στην αγορά.
· Μειονεκτήματα
Να ενοχλείστε από θόρυβο περιβάλλοντος, όπως ακτινοβολία, φως περιβάλλοντος κ.λπ.
Πώς λειτουργεί:
Η βασική ιδέα είναι να χρησιμοποιηθούν υπέρυθρες δίοδοι εκπομπής φωτός για την εκπομπή υπέρυθρου φωτός σε αντικείμενα. Μια άλλη υπέρυθρη δίοδος του ίδιου τύπου θα χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση κυμάτων που ανακλώνται από αντικείμενα.
Όταν ο δέκτης υπερύθρων ακτινοβολείται από υπέρυθρο φως, υπάρχει διαφορά τάσης στο καλώδιο. Δεδομένου ότι η τάση που παράγεται είναι μικρή και δύσκολο να ανιχνευθεί, χρησιμοποιείται ένας λειτουργικός ενισχυτής (oper amp) για την ακριβή ανίχνευση χαμηλών τάσεων.
(3) Αισθητήρας υπεριώδους ακτινοβολίας
Αυτοί οι αισθητήρες μετρούν την ένταση ή την ισχύ του προσπίπτοντος υπεριώδους φωτός. Αυτή η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχει μήκος κύματος μεγαλύτερο από τις ακτίνες Χ, αλλά εξακολουθεί να είναι μικρότερο από το ορατό φως. Ένα ενεργό υλικό που ονομάζεται πολυκρυσταλλικό διαμάντι χρησιμοποιείται για αξιόπιστη ανίχνευση υπεριώδους ακτινοβολίας, η οποία μπορεί να ανιχνεύσει την περιβαλλοντική έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία.
Κριτήρια για την επιλογή αισθητήρων UV
· Εύρος μήκους κύματος που μπορεί να ανιχνευθεί από αισθητήρα UV (νανομέτρων)
· Θερμοκρασία λειτουργίας
· Ακρίβεια
· Βάρος
· Εύρος ισχύος
Πώς λειτουργεί:
Οι αισθητήρες UV λαμβάνουν έναν τύπο ενεργειακού σήματος και μεταδίδουν έναν διαφορετικό τύπο ενεργειακού σήματος.
Για την παρατήρηση και την καταγραφή αυτών των σημάτων εξόδου, αυτά κατευθύνονται σε έναν ηλεκτρικό μετρητή. Για τη δημιουργία γραφικών και αναφορών, το σήμα εξόδου μεταδίδεται σε έναν αναλογικό-ψηφιακό μετατροπέα (ADC) και στη συνέχεια σε έναν υπολογιστή μέσω λογισμικού.
Εφαρμογές:
· Μετρήστε το μέρος του φάσματος UV που καίει το δέρμα
· Φαρμακείο
· Αυτοκίνητα
· Ρομποτική
· Διαδικασία επεξεργασίας και βαφής με διαλύτη για τη βιομηχανία εκτύπωσης και βαφής
Χημική βιομηχανία για την παραγωγή, αποθήκευση και μεταφορά χημικών ουσιών
(4) Αισθητήρας αφής
Ο αισθητήρας αφής λειτουργεί ως μεταβλητή αντίσταση ανάλογα με τη θέση αφής. Διάγραμμα ενός αισθητήρα αφής που λειτουργεί ως μεταβλητή αντίσταση.
Ο αισθητήρας αφής αποτελείται από τα ακόλουθα εξαρτήματα:
· Πλήρως αγώγιμο υλικό, όπως χαλκός
· Μονωτικά υλικά διαχωρισμού, όπως αφρός ή πλαστικό
· Μέρος αγώγιμου υλικού
Αρχή και λειτουργία:
Ορισμένα αγώγιμα υλικά αντιτίθενται στη ροή του ρεύματος. Η κύρια αρχή των γραμμικών αισθητήρων θέσης είναι ότι όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος του υλικού από το οποίο πρέπει να περάσει το ρεύμα, τόσο περισσότερο αντιστρέφεται η ροή του ρεύματος. Ως αποτέλεσμα, η αντίσταση ενός υλικού αλλάζει αλλάζοντας τη θέση επαφής του με ένα πλήρως αγώγιμο υλικό.
Συνήθως, το λογισμικό συνδέεται με έναν αισθητήρα αφής. Σε αυτήν την περίπτωση, η μνήμη παρέχεται από το λογισμικό. Όταν οι αισθητήρες είναι απενεργοποιημένοι, μπορούν να θυμούνται «τη θέση της τελευταίας επαφής». Μόλις ενεργοποιηθεί ο αισθητήρας, μπορούν να θυμούνται τη «θέση της πρώτης επαφής» και να κατανοούν όλες τις τιμές που σχετίζονται με αυτήν. Αυτή η ενέργεια είναι παρόμοια με την κίνηση του ποντικιού και την τοποθέτησή του στο άλλο άκρο του mousepad για να μετακινήσετε τον κέρσορα στο άκρο της οθόνης.
Εφαρμόζω
Οι αισθητήρες αφής είναι οικονομικά αποδοτικοί και ανθεκτικοί και χρησιμοποιούνται ευρέως.
Επιχειρήσεις – υγειονομική περίθαλψη, πωλήσεις, γυμναστική και παιχνίδια
· Συσκευές – φούρνος, πλυντήριο/στεγνωτήριο ρούχων, πλυντήριο πιάτων, ψυγείο
Μεταφορά – Απλοποιημένος έλεγχος μεταξύ του κατασκευαστή του πιλοτηρίου και των κατασκευαστών οχημάτων
· Αισθητήρας στάθμης υγρού
Βιομηχανικός αυτοματισμός – ανίχνευση θέσης και στάθμης, χειροκίνητος έλεγχος αφής σε εφαρμογές αυτοματισμού
Ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης – παρέχοντας νέα επίπεδα αίσθησης και ελέγχου σε μια ποικιλία καταναλωτικών προϊόντων
Οι αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν την παρουσία αντικειμένων που έχουν σχεδόν καθόλου σημεία επαφής. Επειδή δεν υπάρχει επαφή μεταξύ του αισθητήρα και του αντικειμένου που μετράται και λόγω της έλλειψης μηχανικών εξαρτημάτων, αυτοί οι αισθητήρες έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και υψηλή αξιοπιστία. Διαφορετικοί τύποι αισθητήρων εγγύτητας είναι οι επαγωγικοί αισθητήρες εγγύτητας, οι χωρητικοί αισθητήρες εγγύτητας, οι υπερηχητικοί αισθητήρες εγγύτητας, οι φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες, οι αισθητήρες φαινομένου Hall και ούτω καθεξής.
Πώς λειτουργεί:
Ο αισθητήρας εγγύτητας εκπέμπει ένα ηλεκτρομαγνητικό ή ηλεκτροστατικό πεδίο ή μια δέσμη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (όπως υπέρυθρη) και περιμένει ένα σήμα επιστροφής ή μια αλλαγή στο πεδίο, και το αντικείμενο που ανιχνεύεται ονομάζεται στόχος του αισθητήρα εγγύτητας.
Επαγωγικοί αισθητήρες εγγύτητας – έχουν έναν ταλαντωτή ως είσοδο που αλλάζει την αντίσταση απώλειας πλησιάζοντας το αγώγιμο μέσο. Αυτοί οι αισθητήρες είναι οι προτιμώμενοι μεταλλικοί στόχοι.
Χωρητικοί αισθητήρες εγγύτητας – μετατρέπουν τις αλλαγές στην ηλεκτροστατική χωρητικότητα και στις δύο πλευρές του ηλεκτροδίου ανίχνευσης και του γειωμένου ηλεκτροδίου. Αυτό συμβαίνει πλησιάζοντας κοντινά αντικείμενα με μια αλλαγή στη συχνότητα ταλάντωσης. Για την ανίχνευση κοντινών στόχων, η συχνότητα ταλάντωσης μετατρέπεται σε τάση DC και συγκρίνεται με ένα προκαθορισμένο όριο. Αυτοί οι αισθητήρες είναι η πρώτη επιλογή για πλαστικούς στόχους.
Εφαρμόζω
· Χρησιμοποιείται στη μηχανική αυτοματισμού για τον καθορισμό της λειτουργικής κατάστασης του εξοπλισμού μηχανικής διεργασιών, των συστημάτων παραγωγής και του εξοπλισμού αυτοματισμού
· Χρησιμοποιείται σε ένα παράθυρο για την ενεργοποίηση μιας ειδοποίησης όταν ανοίγει το παράθυρο
· Χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση μηχανικών κραδασμών για τον υπολογισμό της διαφοράς απόστασης μεταξύ του άξονα και του ρουλεμάν στήριξης
Ώρα δημοσίευσης: 03 Ιουλίου 2023