Sensori - veidi un pielietojums

Spiediena sensori

Spiediena sensorus parasti izmanto gāzes vai šķidrumu spiediena mērīšanai. Parasti spiediena sensors darbojas kā devējs. Tas rada spiedienu analogajā elektriskajā vai digitālajā signālā. Ir arī spiediena sensoru kategorija, kas tiek klasificēta pēc spiediena, daži no tiem ir absolūtā spiediena sensori, manometra spiediena sensori. Ir arī tāda veida spiediena sensors, kas ļauj jums uzzināt, kad automašīnā ir maz gāzes vai eļļas.

Spiediena sensori ir tipiski devēji, kas uztver spiedienu un pārveido to par elektriskā signāla parametriem. Tipiski spiediena sensoru piemēri ir deformācijas mērītāji, kapacitatīvi spiediena sensori un pjezoelektriski spiediena sensori. Sprieguma mērītāji darbojas pēc pretestības maiņas principa, pielietojot spiedienu, kur pjezoelektriskie spiediena sensori darbojas pēc ierīces sprieguma izmaiņu principa, pielietojot spiedienu.

Spiediena sensora shēmas diagramma:

Šī ir spiediena mērīšanas skaitītāja PIC mikrokontrollera shēmas shēma:

Ķēde ietver šādus komponentus:

• PIC mikrokontrolleris, kas saņem ievadi no spiediena sensora un attiecīgi dod izvadi 4 septiņu segmentu displeja panelim.
• 6 kontaktu spiediena sensors IC MPX4115, kas ir silīcija spiediena sensors un nodrošina augstu analogās izejas signālu.
• 4 septiņu segmentu displeji saņem ieeju no PIC mikrokontrollera un vada katrs tranzistors.
• Kristāla izkārtojums, kas nodrošina pulksteņa ievadi mikrokontrollerim.

Spiediena sensora darbība:

Iepriekš minētajā video ir aprakstīts, kā spiediena sensors tiek savienots ar mikrokontrolleru, lai septiņu segmentu displejā parādītu spiediena vērtību. Spiediena sensors sastāv no 6 tapām un savienots ar 5V barošanu.

3. kontakts ir pievienots barošanas avotam, 2. kontakts ir iezemēts un 1. kontakts ir pievienots mikrokontrollera RA0 / AN0 tapai kā analogai ieejai. Vērtību parādīšanai šeit tiek izmantots četru ciparu septiņu segmentu displejs, kuru virza kopējā četru tranzistoru anoda konfigurācija.

Šeit 28,50 PSI spiediena sensors ir pievienots mikrokontrollerim, tāpēc, kad mēs varam mainīt sensora vērtību uz zemu vai augstu, mikrokontrolleris nosaka šīs vērtības un parāda septiņu segmentu displejā.

Ja šī spiediena vērtība pārsniedz tās sliekšņa līmeni, mikrokontrolleris dod trauksmi lietotājam. Tādā veidā var pieslēgt jebkura veida sensoru mikrokontrollerim, lai uzraudzītu, apstrādātu un parādītu reālā laika vērtības.

Spiediena sensora pielietojums:

Spiediena sensoram ir daudz pielietojumu, piemēram, spiediena, augstuma, plūsmas, līnijas vai dziļuma noteikšanai.

• To izmanto arī reāllaikā, automašīnu signalizācijas un satiksmes kameras izmanto spiediena sensorus, lai uzzinātu, vai kāds pārsniedz ātrumu.
• Spiediena sensorus izmanto arī skārienekrāna displejos, lai noteiktu spiediena pielietošanas punktu un norādītu procesoram atbilstošus virzienus.
• Tos izmanto arī digitālajos asinsspiediena mērītājos un ventilatoros.
• Rūpnieciskā spiediena sensoru izmantošana ietver gāzu un to daļējā spiediena uzraudzību.
• Tos izmanto arī lidmašīnās, lai nodrošinātu līdzsvaru starp atmosfēras spiedienu un vadības sistēmu.
• Tos izmanto arī, lai noteiktu okeānu dziļumu jūras operāciju gadījumā, lai noteiktu piemērotus darbības apstākļus elektroniskajām sistēmām.

Spiediena sensora piemērs - pjezoelektriskais devējs

Pjezoelektriskais devējs ir mērīšanas ierīce, kas pārveido elektriskos impulsus mehāniskās vibrācijās un otrādi. Pjezoelektriskie kvarca kristāli un pjezoelektriskie efekti ir divas lietas, kas vajadzīgas, lai saprastu pjezoelektriskos pārveidotājus.

Pjezoelektriskais kvarca kristāls:

Kvarca kristāls ir pjezoelektrisks materiāls. Tas var radīt spriegumu, ja kristālam tiek pielikts zināms mehāniskais spriegums. Pjezoelektriskie kristāli liekas dažādos virzienos ar dažādām frekvenču vērtībām. To sauc par vibrācijas režīmu. Dažādu vibrācijas režīmu sasniegšanai kristālu var izgatavot dažādās formās.

Pjezoelektriskais efekts:

Pjezoelektriskais efekts ir elektriskā lādiņa rašanās noteiktos kristālos un keramikā, pateicoties tiem uzliktajam mehāniskajam spriegumam. Elektriskā lādiņa rašanās ātrums ir proporcionāls tam pieliktajam spēkam. Pjezoelektriskais efekts darbojas apgrieztā secībā arī tā, ka, pieliekot spriegumu pjezoelektriskajam materiālam, tas var radīt zināmu mehānisko enerģiju.

Pjezoelektriskos pārveidotājus var izmantot mikrofonos to augstās jutības dēļ, kur tie pārveido skaņas spiedienu spriegumā. Tos var izmantot akselerometros, kustības detektoros un izmantot kā ultraskaņas detektorus un ģeneratorus. Ultraskaņas pavairošanu materiālā nenodrošina tā caurspīdīgums.

Pielietojums:

Pjezoelektriskos pārveidotājus var izmantot gan kā izpildmehānismus, gan kā sensorus. Sensors pārvērš mehānisko spēku elektriskos sprieguma impulsos, un izpildmehānisms pārveido sprieguma impulsus mehāniskās vibrācijās. Pjezoelektriskie sensori var noteikt rotējošu mašīnu daļu nelīdzsvarotību. Tos var izmantot ultraskaņas līmeņa mērīšanai un plūsmas ātruma lietojumu mērīšanai. Papildus vibrācijām nelīdzsvarotības noteikšanai tās var izmantot ultraskaņas līmeņu un plūsmas ātrumu mērīšanai.

Mitruma sensors

Mitruma sensors uztver relatīvo mitrumu. Tas nozīmē, ka tā mēra gan gaisa temperatūru, gan mitrumu. Mitruma noteikšana ir būtiska gan rūpniecības, gan vietējās vadības sistēmās. Tie ir paredzēti liela apjoma, izmaksām jutīgām lietojumprogrammām, piemēram, biroja automatizācijai, automobiļu gaisa kontrolei, sadzīves tehnikai un rūpniecisko procesu vadības sistēmām, kā arī lietojumiem, kur nepieciešama mitruma kompensācija. Mitruma sensori parasti ir kapacitatīvā vai rezistīvā tipa.

Kondensatora sensoru reakcija ir lineārāka, salīdzinot ar pretestības sensoriem. Kapacitīvie sensori ir papildus izmantojami visā diapazonā no 0 līdz 100 procentiem relatīvā mitruma (RH), kur pretestības elements parasti ir ierobežots līdz aptuveni 20 līdz 90 procentiem relatīvā mitruma (RH). Šeit mēs apspriedīsim kapacitatīvo sensoru.

Kapacitatīvs mitruma sensors maina savu kapacitāti, pamatojoties uz apkārtējā gaisa RH. Sensora dielektriskā konstante mainās līdz ar mitruma līmeni tā, lai to varētu izmērīt. Kapacitāte palielinās ar relatīvo mitrumu.

Mitruma sensors

Iespējas:

• Augsta uzticamība un ilgtermiņa stabilitāte.
• To lieto ķēdēs ar sprieguma vai frekvences izeju.
• Bez svina sastāvdaļa. Sastāvdaļas bez svina.
• Tūlītējas izmaiņas piesātinātā stāvoklī no piesātinātās fāzes.
• Ātrs reakcijas laiks.

Specifikācijas:

• Jaudas prasības: no 5 līdz 10 VDC.
• Komunikācija: kapacitatīvais komponents.
• Izmēri: 0,25 x 0,40 diametrā (diametrs 6,2 x 10,2 mm).
• Darbības temperatūras diapazons: -40 līdz 212 ° F (-40 līdz 100 ° C).

Mitruma sensoriem ir plašs pielietojums, piemēram, rūpnieciskais un sadzīves pielietojums, medicīniskais pielietojums, un tie tiek izmantoti, lai sniegtu norādi par mitruma līmeni vidē.

Mērīt mitrumu ir grūti. Parasti gaisa mitrumu mēra kā daļu no maksimālā ūdens daudzuma, ko gaiss var absorbēt noteiktā temperatūrā. Atmosfēras apstākļos un noteiktā temperatūrā šī frakcija var svārstīties no 0 līdz 100%. Šis relatīvais mitrums ir derīgs tikai noteiktā temperatūrā un atmosfēras spiedienā. Tāpēc ir svarīgi, lai mitruma sensoru neietekmētu ne temperatūra, ne spiediens.

Mitruma sensora ķēde

Strāva, kas iet caur termistoru, izraisa tā sasilšanu, tādējādi palielinot tā temperatūru. Siltuma izkliede ir vairāk noslēgtā termistorā salīdzinājumā ar pakļauto termistoru ūdens tvaiku un sausā slāpekļa siltuma vadītspējas atšķirības dēļ. Termistoru pretestības atšķirība ir proporcionāla absolūtam mitrumam.

Gāzes sensors:

Gāzes sensori ir pamatsastāvdaļa daudzās drošības sistēmās un mūsdienīgā metodoloģijā, nodrošinot sistēmas galvenās atsauksmes par kvalitātes kontroli. Tie ir pieejami plašās specifikācijās atkarībā no jutības līmeņiem, uztveramās gāzes veida, fizikālajiem mērījumiem un dažādiem dažādiem elementiem.

Gāzes sensori parasti darbojas ar akumulatoriem. Kad tiek identificēti bīstami gāzes tvaiku līmeņi, viņi pārraida brīdinājumus, izmantojot virkni dzirdamu un redzamu signālu, piemēram, trauksmes signālus un mirgojošas gaismas. Citu gāzi sensors izmanto kā atskaites punktu, jo tā mēra gāzes koncentrāciju.

Gāzes sensors

Sensora modulis sastāv no tērauda eksoskeleta, zem kura atrodas sensora komponents. Šis sensora komponents tiek pakļauts strāvai caur savienotājvadiem. Šī strāva ir pazīstama kā sildīšanas strāva, caur kuru gāzes, kas atrodas tuvu sensora komponentam, tiek jonizētas un absorbē sensora komponents. Tas maina sensora komponenta pretestību, kas maina no tā izejošās strāvas vērtību.

Iespējas:

1. Stabils sniegums, ilgs kalpošanas laiks, zemas izmaksas.
2. Vienkārša piedziņas ķēde.
3. Ātra atbilde.
4. Augsta jutība pret degošu gāzi plašā diapazonā.
5. Stabils sniegums, ilgs kalpošanas laiks, zemas izmaksas.

Gāzes detektorus var izmantot degošu, viegli uzliesmojošu un indīgu gāzu un skābekļa patēriņa noteikšanai. Šāda veida ierīces tiek plaši izmantotas rūpniecībā, un tās var atrast dažādās jomās, piemēram, naftas platformās, lai sietu veidus un jaunās tehnoloģijas, piemēram, fotoelementus. Tos var papildus izmantot ugunsdzēsībā.

Gāzes sensors ir piemērots degošu gāzu, piemēram, ūdeņraža, metāna vai propāna / butāna (LPG) noteikšanai.

Gāzes sensora ķēde

Kad uzliesmojošas vai reducējošas gāzes nonāk saskarē ar mērelementu, tās tiek pakļautas katalītiskai sadedzināšanai, kas izraisa temperatūras paaugstināšanos, kas izraisa elementa pretestības izmaiņas. Sensora pretestības izmaiņas tiek iegūtas kā izejas sprieguma izmaiņas visā slodzes rezistorā (RL) virknē ar sensora pretestību (RS). Testējamās gāzes koncentrāciju nosaka vadītspējas izmaiņas, kad sensora virsma absorbē reducējošās gāzes. Datu iegūšanas plates pastāvīgā 5 V izeja ir pieejama sensora sildītājam (VH) un detektoru ķēdei (VC).

Tagad jums ir ideja par sensoru tipiem un to lietojumiem, ja jums ir kādi jautājumi par šo tēmu vai par elektrisko un elektroniskie projekti atstājiet komentārus zemāk.

Tipiska darba ķēde