A készülék a forrásból gyűjti a hőmérsékletre vonatkozó információkat, és olyan formába alakítja azokat, amelyet más eszközök vagy emberek megérthetnek. A hőmérséklet-érzékelő legjobb példája egy üveg higanyos hőmérő, amely a hőmérséklet változásával tágul és zsugorodik. A külső hőmérséklet a hőmérsékletmérés forrása, és a megfigyelő a higany helyzetét figyeli a hőmérséklet méréséhez. A hőmérséklet-érzékelőknek két alapvető típusa van:
· Érintésérzékelő
Az ilyen típusú érzékelők közvetlen fizikai kapcsolatot igényelnek az érzékelt tárggyal vagy közeggel. Széles hőmérsékleti tartományban képesek mérni szilárd anyagok, folyadékok és gázok hőmérsékletét.
· Érintésmentes érzékelő
Az ilyen típusú érzékelők nem igényelnek fizikai érintkezést az érzékelt tárggyal vagy közeggel. Nem fényvisszaverő szilárd anyagokat és folyadékokat figyelnek, de gázok esetén természetes átlátszóságuk miatt használhatatlanok. Ezek az érzékelők a Planck-törvény segítségével mérik a hőmérsékletet. A törvény a hőforrásból kisugárzott hővel foglalkozik a hőmérséklet mérése során.
Működési elvek és különböző típusok példáihőmérséklet-érzékelők:
(i) Hőelemek – Két vezetékből állnak (mindegyik különböző homogén ötvözetből vagy fémből), amelyek egyik végén mérőcsatlakozást képeznek, amely nyitott a mért elem felé. A vezeték másik vége a mérőeszközhöz van csatlakoztatva, ahol egy referencia-pontot képeznek. Mivel a két csomópont hőmérséklete eltérő, az áram átfolyik az áramkörön, és a kapott millivoltokat megmérik a csomópont hőmérsékletének meghatározásához.
(ii) Ellenállás-hőmérséklet-érzékelők (RTDS) – Ezek olyan hőellenállások, amelyeket úgy gyártanak, hogy a hőmérséklet változásával változtassák az ellenállásukat, és drágábbak, mint bármely más hőmérséklet-érzékelő berendezés.
(iii)Termisztorok– egy másik típusú ellenállást képviselnek, ahol az ellenállás nagy változásai arányosak vagy fordítottan arányosak a hőmérséklet kis változásaival.
(2) Infravörös érzékelő
A készülék infravörös sugárzást bocsát ki vagy érzékel, hogy érzékelje a környezet specifikus fázisait. Általánosságban elmondható, hogy az infravörös spektrumban lévő összes tárgy hősugárzást bocsát ki, és az infravörös érzékelők ezt az emberi szem számára láthatatlan sugárzást érzékelik.
· Előnyök
Könnyen csatlakoztatható, kapható a piacon.
· Hátrányok
Zavarja a környezeti zaj, például a sugárzás, a környezeti fény stb.
Hogyan működik:
Az alapötlet az, hogy infravörös fénykibocsátó diódákat használnak infravörös fény kibocsátására a tárgyakra. Egy másik, ugyanolyan típusú infravörös diódát használnak a tárgyak által visszavert hullámok érzékelésére.
Amikor az infravörös vevőt infravörös fénnyel világítják meg, feszültségkülönbség keletkezik a vezetéken. Mivel a keletkező feszültség kicsi és nehezen érzékelhető, egy műveleti erősítőt (op amp) használnak az alacsony feszültségek pontos érzékelésére.
(3) Ultraibolya érzékelő
Ezek az érzékelők a beeső ultraibolya fény intenzitását vagy teljesítményét mérik. Ennek az elektromágneses sugárzásnak a hullámhossza hosszabb, mint a röntgensugaraké, de még mindig rövidebb, mint a látható fényé. A megbízható ultraibolya érzékeléshez egy polikristályos gyémántnak nevezett aktív anyagot használnak, amely képes érzékelni a környezet ultraibolya sugárzásnak való kitettségét.
UV-érzékelők kiválasztásának kritériumai
· UV-érzékelővel érzékelhető hullámhossz-tartomány (nanométer)
· Üzemi hőmérséklet
· Pontosság
· Súly
· Teljesítménytartomány
Hogyan működik:
Az UV-érzékelők egyfajta energiajelet fogadnak, és egy másik típusú energiajelet továbbítanak.
A kimeneti jelek megfigyelése és rögzítése érdekében egy elektromos mérőórára kerülnek. Grafikák és jelentések készítéséhez a kimeneti jelet egy analóg-digitális átalakítóba (ADC), majd szoftver segítségével egy számítógépbe továbbítják.
Alkalmazások:
· Mérje meg az UV-spektrum azon részét, amely a bőrt leégeti
· Gyógyszertár
· Autók
· Robotika
· Oldószeres kezelési és festési eljárás nyomda- és festőipar számára
Vegyipar vegyi anyagok előállításához, tárolásához és szállításához
(4) Érintésérzékelő
Az érintésérzékelő változtatható ellenállásként működik az érintési pozíciótól függően. Az érintésérzékelő változtatható ellenállásként való működésének diagramja.
Az érintésérzékelő a következő alkatrészekből áll:
· Teljesen vezetőképes anyag, például réz
· Szigetelő távtartó anyagok, például hab vagy műanyag
· Vezetőképes anyag része
Elv és működés:
Néhány vezetőképes anyag akadályozza az áram áramlását. A lineáris helyzetérzékelők fő elve az, hogy minél hosszabb az anyag, amelyen az áramnak át kell haladnia, annál inkább megfordul az áram folyása. Ennek eredményeként az anyag ellenállása megváltozik a teljesen vezetőképes anyaggal való érintkezési helyzetének megváltoztatásával.
A szoftver jellemzően egy érintésérzékelőhöz csatlakozik. Ebben az esetben a memóriát szoftver biztosítja. Kikapcsolt állapotban az érzékelők megjegyzik „az utolsó érintés helyét”. Aktiválás után az érzékelő megjegyzi az „első érintés pozícióját”, és megérti az ahhoz tartozó összes értéket. Ez a művelet hasonló ahhoz, mintha az egeret mozgatnánk, és az egérpad másik végére helyeznénk, hogy a kurzort a képernyő túlsó végére mozgatnánk.
Jelentkezés
Az érintésérzékelők költséghatékonyak és tartósak, és széles körben használják őket
Üzlet – egészségügy, értékesítés, fitnesz és játékok
· Gépek – sütő, mosó-szárítógép, mosogatógép, hűtőszekrény
Szállítás – Egyszerűsített ellenőrzés a pilótafülke-gyártás és a járműgyártók között
· Folyadékszint-érzékelő
Ipari automatizálás – pozíció- és szintérzékelés, manuális érintésvezérlés automatizálási alkalmazásokban
Szórakoztató elektronika – új szinteket biztosít az érzet és a kontroll terén számos fogyasztási cikkben
A közelségérzékelők olyan tárgyak jelenlétét is érzékelik, amelyeknek alig van érintkezési pontjuk. Mivel nincs érintkezés az érzékelő és a mért tárgy között, és a mechanikus alkatrészek hiánya miatt ezek az érzékelők hosszú élettartammal és nagy megbízhatósággal rendelkeznek. A közelségérzékelők különböző típusai az induktív közelségérzékelők, a kapacitív közelségérzékelők, az ultrahangos közelségérzékelők, a fotoelektromos érzékelők, a Hall-effektusú érzékelők és így tovább.
Hogyan működik:
A közelségérzékelő elektromágneses vagy elektrosztatikus mezőt, illetve elektromágneses sugárzás (például infravörös) nyalábját bocsát ki, és visszatérő jelre vagy a mező változására vár, az érzékelt tárgyat pedig a közelségérzékelő célpontjának nevezik.
Induktív közelségérzékelők – bemenetük egy oszcillátor, amely a vezető közeghez közeledve megváltoztatja a veszteségi ellenállást. Ezek az érzékelők az előnyben részesített fémes célpontok.
Kapacitív közelségérzékelők – ezek az érzékelő elektróda és a földelt elektróda mindkét oldalán az elektrosztatikus kapacitás változásait konvertálják. Ez úgy történik, hogy a közeli tárgyakhoz az oszcillációs frekvencia megváltozásával közelednek. A közeli célpontok érzékeléséhez az oszcillációs frekvenciát egyenfeszültséggé alakítják, és összehasonlítják egy előre meghatározott küszöbértékkel. Ezek az érzékelők az elsődleges választás műanyag célpontok érzékeléséhez.
Jelentkezés
· Az automatizálási mérnöki munkában használják a folyamatirányítási berendezések, termelési rendszerek és automatizálási berendezések üzemállapotának meghatározására
· Ablakban használatos riasztás aktiválására, amikor az ablakot kinyitják
· Mechanikus rezgésmonitorozásra használják a tengely és a tartócsapágy közötti távolságkülönbség kiszámításához
Közzététel ideje: 2023. július 3.