Η συσκευή συλλέγει πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία από την πηγή και τη μετατρέπει σε μια μορφή που μπορεί να γίνει κατανοητή από άλλες συσκευές ή άτομα. Το καλύτερο παράδειγμα ενός αισθητήρα θερμοκρασίας είναι ένα θερμόμετρο γυαλιού υδραργύρου, το οποίο επεκτείνεται και συμβαδίζει 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 επικοινωνίας
Αυτός ο τύπος αισθητήρα απαιτεί άμεση φυσική επαφή με το αισθημένο αντικείμενο ή μέσο. Μπορούν να παρακολουθούν τη θερμοκρασία των στερεών, των υγρών και των αερίων σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών.
· Αισθητήρας μη επαφής
Αυτός ο τύπος αισθητήρα δεν απαιτεί φυσική επαφή με το αντικείμενο ή το μέσο που ανιχνεύεται. Παρακολουθούν τα μη ανακλαστικά στερεά και τα υγρά, αλλά είναι άχρηστα έναντι των αερίων λόγω της φυσικής τους διαφάνειας. Αυτοί οι αισθητήρες μετρούν τη θερμοκρασία χρησιμοποιώντας το 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) Θερμοσιλεία - αποτελούνται από δύο καλώδια (κάθε ένα από ένα διαφορετικό ομοιόμορφο κράμα ή μέταλλο) που σχηματίζουν μια συνάρτηση μέτρησης με σύνδεση στο ένα άκρο που είναι ανοιχτό στο υπό δοκιμή στοιχείου. Το άλλο άκρο του καλωδίου συνδέεται με τη συσκευή μέτρησης, όπου σχηματίζεται μια διασταύρωση αναφοράς. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία των δύο κόμβων είναι διαφορετική, το ρεύμα ρέει μέσω του κυκλώματος και τα προκύπτοντα millivolts μετριούνται για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας του κόμβου.
(ii) Ανιχνευτές θερμοκρασίας αντίστασης (RTDs) - Αυτές είναι θερμικές αντιστάσεις που κατασκευάζονται για να αλλάξουν την αντίσταση καθώς αλλάζει η θερμοκρασία και είναι ακριβότερες από οποιοδήποτε άλλο εξοπλισμό ανίχνευσης θερμοκρασίας.
(iii)Θερμοστάτη- Είναι ένας άλλος τύπος αντίστασης όπου οι μεγάλες αλλαγές στην αντίσταση είναι ανάλογες ή αντιστρόφως ανάλογες με τις μικρές αλλαγές στη θερμοκρασία.
(2) Αισθητήρας υπέρυθρης ακτινοβολίας
Η συσκευή εκπέμπει ή ανιχνεύει υπέρυθρη ακτινοβολία για να αισθανθεί συγκεκριμένες φάσεις στο περιβάλλον. Γενικά, η θερμική ακτινοβολία εκπέμπεται από όλα τα αντικείμενα στο υπέρυθρο φάσμα και οι υπέρυθροι αισθητήρες ανιχνεύουν αυτή την ακτινοβολία που είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι.
· Πλεονεκτήματα
Εύκολο στη σύνδεση, διαθέσιμη στην αγορά.
· Μειονεκτήματα
Να διαταραχθεί από θόρυβο περιβάλλοντος, όπως η ακτινοβολία, το φως περιβάλλοντος κ.λπ.
Πώς λειτουργεί:
Η βασική ιδέα είναι να χρησιμοποιηθούν δίοδοι εκπομπής υπέρυθρων φωτός για να εκπέμπουν υπέρυθρο φως σε αντικείμενα. Μια άλλη υπέρυθρη δίοδος του ίδιου τύπου θα χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση κυμάτων που αντικατοπτρίζονται από αντικείμενα.
Όταν ο υπέρυθρος δέκτης ακτινοβολείται από υπέρυθρο φως, υπάρχει διαφορά τάσης στο σύρμα. Δεδομένου ότι η τάση που παράγεται είναι μικρή και δύσκολο να ανιχνευθεί, ένας επιχειρησιακός ενισχυτής (op amp) χρησιμοποιείται για την ακρίβεια ανίχνευση χαμηλών τάσεων.
(3) υπεριώδης αισθητήρας
Αυτοί οι αισθητήρες μετράνε την ένταση ή τη δύναμη του υπεριώδους φωτός. Αυτή η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχει μήκος κύματος μεγαλύτερο από τις ακτίνες Χ, αλλά ακόμα μικρότερη από το ορατό φως. Ένα ενεργό υλικό που ονομάζεται πολυκρυσταλλικό διαμάντι χρησιμοποιείται για αξιόπιστη υπεριώδη αίσθηση, η οποία μπορεί να ανιχνεύσει την περιβαλλοντική έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία.
Κριτήρια για την επιλογή αισθητήρων UV
· Εύρος μήκους κύματος που μπορεί να ανιχνευθεί με αισθητήρα υπεριώδους (νανομέτρου)
· Θερμοκρασία λειτουργίας
· Ακρίβεια
· Βάρος
· Εύρος ισχύος
Πώς λειτουργεί:
Οι αισθητήρες UV λαμβάνουν έναν τύπο ενεργειακού σήματος και μεταδίδουν διαφορετικό τύπο ενεργειακού σήματος.
Προκειμένου να παρατηρήσουν και να καταγράψουν αυτά τα σήματα εξόδου, κατευθύνονται σε ένα ηλεκτρικό μετρητή. Για τη δημιουργία γραφικών και αναφορών, το σήμα εξόδου μεταδίδεται σε μετατροπέα αναλογικού προς ψηφιακό (ADC) και στη συνέχεια σε έναν υπολογιστή μέσω λογισμικού.
Εφαρμογές:
· Μετρήστε το τμήμα του φάσματος UV που ηλιακά εγκαύματα το δέρμα
· Φαρμακείο
· Αυτοκίνητα
· Ρομποτική
· Διαδικασία θεραπείας και βαφής διαλύτη για 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 στοιχεία:
· Πλήρως αγώγιμο υλικό, όπως ο χαλκός
· Μονωτικά υλικά διαχωριστικών, όπως αφρός ή πλαστικό
· Μέρος αγώγιμου υλικού
Αρχή και εργασία:
Ορισμένα αγώγιμα υλικά αντιτίθενται στη ροή του ρεύματος. Η κύρια αρχή των αισθητήρων γραμμικής θέσης είναι ότι όσο περισσότερο το μήκος του υλικού μέσω του οποίου πρέπει να περάσει το ρεύμα, τόσο περισσότερο αντιστρέφεται η τρέχουσα ροή. Ως αποτέλεσμα, η αντίσταση ενός υλικού αλλάζει αλλάζοντας τη θέση της επαφής με ένα πλήρως αγώγιμο υλικό.
Συνήθως, το λογισμικό συνδέεται με έναν αισθητήρα αφής. Σε αυτή 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 θυμηθούν την "πρώτη θέση επαφής" και να κατανοήσουν όλες τις τιμές που σχετίζονται με αυτό. Αυτή η ενέργεια είναι παρόμοια με τη μετακίνηση του ποντικιού και την τοποθέτησή του στο άλλο άκρο του μαξιλαριού ποντικιού για να μετακινήσετε τον δρομέα στο άκρο της οθόνης.
Εφαρμόζω
Οι αισθητήρες αφής είναι οικονομικά αποδοτικοί και ανθεκτικοί και χρησιμοποιούνται ευρέως
Επιχειρήσεις - υγειονομική περίθαλψη, πωλήσεις, γυμναστήριο και τυχερά παιχνίδια
· Συσκευές - φούρνος, πλυντήριο/στεγνωτήριο, πλυντήριο πιάτων, ψυγείο
Μεταφορά - Απλοποιημένος έλεγχος μεταξύ κατασκευής του πιλοτηρίου και κατασκευαστών οχημάτων
· Αισθητήρας στάθμης υγρού
Βιομηχανικός αυτοματισμός - Θέση και ανίχνευση επιπέδου, χειροκίνητος έλεγχος αφής στις εφαρμογές αυτοματισμού
Καταναλωτικά Ηλεκτρονικά - Παρέχοντας νέα επίπεδα αίσθησης και ελέγχου σε μια ποικιλία καταναλωτικών προϊόντων
(5)Εγγύτητα
Οι αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν την παρουσία αντικειμένων που δεν έχουν σημεία επαφής. Επειδή δεν υπάρχει επαφή μεταξύ του αισθητήρα και του αντικειμένου που μετράται και λόγω της έλλειψης μηχανικών τμημάτων, αυτοί οι αισθητήρες έχουν μακρά διάρκεια ζωής και υψηλή αξιοπιστία. Διαφορετικοί τύποι αισθητήρων εγγύτητας είναι αισθητήρες επαγωγικής εγγύτητας, αισθητήρες χωρητικότητας, αισθητήρες υπερηχητικής εγγύτητας, φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες, αισθητήρες Hall Effect και ούτω καθεξής.
Πώς λειτουργεί:
Ο αισθητήρας εγγύτητας εκπέμπει ένα ηλεκτρομαγνητικό ή ηλεκτροστατικό πεδίο ή μια δέσμη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (όπως η υπέρυθρη ακτινοβολία) και περιμένει ένα σήμα επιστροφής ή μια αλλαγή στο πεδίο και το αντικείμενο που αισθάνεται ονομάζεται στόχος του αισθητήρα εγγύτητας.
Επαγωγικοί αισθητήρες εγγύτητας - έχουν έναν ταλαντωτή ως εισροή που αλλάζει την αντίσταση απώλειας προσεγγίζοντας 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 τα κοντινά αντικείμενα με αλλαγή συχνότητας ταλάντωσης. Για να ανιχνευθούν οι κοντινοί στόχοι, 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 εξοπλισμού μηχανικής διαδικασίας, συστημάτων παραγωγής και εξοπλισμού αυτοματισμού
· Χρησιμοποιείται σε ένα παράθυρο για να ενεργοποιήσει μια ειδοποίηση όταν ανοίξει το παράθυρο
· Χρησιμοποιείται για τη μηχανική παρακολούθηση των κραδασμών για τον υπολογισμό της διαφοράς απόστασης μεταξύ του άξονα και του υποστηρικτικού ρουλεμάν
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-03-2023