Η συσκευή συλλέγει πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία από την πηγή και τις μετατρέπει σε μια μορφή που είναι κατανοητή από άλλες συσκευές ή άτομα.Το καλύτερο παράδειγμα αισθητήρα θερμοκρασίας είναι ένα γυάλινο θερμόμετρο υδραργύρου, το οποίο διαστέλλεται και συστέλλεται καθώς αλλάζει η θερμοκρασία.Η εξωτερική θερμοκρασία είναι η πηγή μέτρησης της θερμοκρασίας και ο παρατηρητής κοιτάζει 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 αισθητήριο 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 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 εκπέμπεται από μια πηγή θερμότητας για τη μέτρηση της θερμοκρασίας.
Αρχές εργασίας και παραδείγματα διαφορετικών τύπωναισθητήρες θερμοκρασίας:
(i) Θερμοζεύγη – Αποτελούνται από δύο σύρματα (το καθένα από διαφορετικό ομοιόμορφο κράμα ή μέταλλο) που σχηματίζουν έναν σύνδεσμο μέτρησης με μια σύνδεση στο ένα άκρο που είναι ανοιχτή στο υπό δοκιμή στοιχείο.Το άλλο άκρο του σύρματος 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 millivolt 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 ακριβοί 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 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 αυτή την ακτινοβολία που είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι.
· Πλεονεκτήματα
Εύκολο στη σύνδεση, διαθέσιμο στην αγορά.
· Μειονεκτήματα
Να ενοχλούνται από τον θόρυβο του περιβάλλοντος, όπως η ακτινοβολία, το φως του περιβάλλοντος κ.λπ.
Πως δουλεύει:
Η βασική ιδέα είναι η χρήση διόδων εκπομπής υπέρυθρου 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 παραγόμενη τάση είναι μικρή και δύσκολο να ανιχνευθεί, χρησιμοποιείται ένας λειτουργικός ενισχυτής (op amp) για τον ακριβή εντοπισμό χαμηλών τάσεων.
(3) Αισθητήρας υπεριώδους
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, η οποία μπορεί να ανιχνεύσει την έκθεση του περιβάλλοντος στην υπεριώδη ακτινοβολία.
Κριτήρια επιλογής αισθητήρων UV
· Εύρος μήκους κύματος που μπορεί να ανιχνευθεί από αισθητήρα UV (νανόμετρο)
· Θερμοκρασία λειτουργίας
· Ακρίβεια
· Βάρος
· Εύρος ισχύος
Πως δουλεύει:
Οι αισθητήρες UV λαμβάνουν έναν τύπο ενεργειακού σήματος και μεταδίδουν διαφορετικό τύπο ενεργειακού σήματος.
Προκειμένου να παρατηρηθούν και να καταγραφούν αυτά τα σήματα εξόδου, κατευθύνονται σε έναν ηλεκτρικό μετρητή.Για τη δημιουργία γραφικών και αναφορών, το σήμα εξόδου μεταδίδεται σε έναν μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό (ADC) και στη συνέχεια σε έναν υπολογιστή μέσω λογισμικού.
Εφαρμογές:
· Μετρήστε το τμήμα του φάσματος UV που καίει το δέρμα από τον ήλιο
· Φαρμακείο
· Αυτοκίνητα
· Ρομποτική
· Διαδικασία επεξεργασίας και βαφής με διαλύτες για τη βιομηχανία εκτύπωσης και βαφής
Χημική βιομηχανία παραγωγής, αποθήκευσης και μεταφοράς χημικών
(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 εργασία:
Μερικά αγώγιμα υλικά αντιτίθενται στη ροή του ρεύματος.Η κύρια αρχή των αισθητήρων γραμμικής 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 αυτή την περίπτωση, η μνήμη παρέχεται από λογισμικό.Όταν οι αισθητήρες είναι απενεργοποιημένοι, μπορούν να θυμούνται "τη θέση της τελευταίας επαφής".Μόλις ενεργοποιηθεί ο αισθητήρας, μπορούν να θυμηθούν τη «πρώτη θέση επαφής» και να κατανοήσουν όλες τις τιμές που σχετίζονται με αυτήν.Αυτή η ενέργεια είναι παρόμοια με τη μετακίνηση του ποντικιού και την τοποθέτησή του στο άλλο άκρο του ποντικιού για να μετακινήσετε τον κέρσορα στο μακρινό άκρο της οθόνης.
Ισχύουν
Οι αισθητήρες αφής είναι οικονομικά αποδοτικοί και ανθεκτικοί και χρησιμοποιούνται ευρέως
Επιχειρήσεις – υγειονομική περίθαλψη, πωλήσεις, γυμναστική και τυχερά παιχνίδια
· Συσκευές – φούρνος, πλυντήριο/στεγνωτήριο, πλυντήριο πιάτων, ψυγείο
Μεταφορές – Απλοποιημένος έλεγχος μεταξύ της κατασκευής πιλοτηρίου και των κατασκευαστών οχημάτων
· Αισθητήρας στάθμης υγρού
Βιομηχανικός αυτοματισμός – ανίχνευση θέσης και στάθμης, χειροκίνητος έλεγχος αφής σε εφαρμογές αυτοματισμού
Καταναλωτικά ηλεκτρονικά είδη – παρέχοντας νέα επίπεδα αίσθησης και ελέγχου σε μια ποικιλία καταναλωτικών προϊόντων
Οι αισθητήρες εγγύτητας ανιχνεύουν την παρουσία αντικειμένων που δεν έχουν σχεδόν καθόλου σημεία επαφής.Επειδή δεν υπάρχει επαφή μεταξύ του αισθητήρα και του αντικειμένου που μετράται και λόγω της έλλειψης μηχανικών μερών, αυτοί οι αισθητήρες έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και υψηλή αξιοπιστία.Οι διαφορετικοί τύποι αισθητήρων εγγύτητας είναι επαγωγικοί αισθητήρες εγγύτητας, χωρητικοί αισθητήρες εγγύτητας, αισθητήρες εγγύτητας υπερήχων, φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες, αισθητήρες εφέ Hall και ούτω καθεξής.
Πως δουλεύει:
Ο αισθητήρας εγγύτητας εκπέμπει ένα ηλεκτρομαγνητικό ή ηλεκτροστατικό πεδίο ή μια δέσμη ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (όπως υπέρυθρη) και περιμένει για ένα σήμα επιστροφής ή μια αλλαγή στο πεδίο και το αντικείμενο που ανιχνεύεται ονομάζεται στόχος του αισθητήρα εγγύτητας.
Επαγωγικοί αισθητήρες εγγύτητας – έχουν ως είσοδο έναν ταλαντωτή 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 με την προσέγγιση κοντινών αντικειμένων με μια αλλαγή στη συχνότητα ταλάντωσης.Για τον εντοπισμό κοντινών στόχων, η συχνότητα ταλάντωσης μετατρέπεται σε τάση συνεχούς ρεύματος και συγκρίνεται με ένα προκαθορισμένο όριο.Αυτοί οι αισθητήρες είναι η πρώτη επιλογή για πλαστικούς στόχους.
Ισχύουν
· Χρησιμοποιείται στη μηχανική αυτοματισμού για τον καθορισμό της κατάστασης λειτουργίας του εξοπλισμού μηχανικής διεργασιών, των συστημάτων παραγωγής και του εξοπλισμού αυτοματισμού
· Χρησιμοποιείται σε παράθυρο για την ενεργοποίηση μιας ειδοποίησης όταν ανοίγει το παράθυρο
· Χρησιμοποιείται για μηχανική παρακολούθηση κραδασμών για τον υπολογισμό της διαφοράς απόστασης μεταξύ του άξονα και του ρουλεμάν στήριξης
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-03-2023