Ποιος είναι ο σκοπός των αισθητήρων. Αισθητήρες εγγύτητας: επισκόπηση, αρχή λειτουργίας, σκοπός

Ένα σύγχρονο αυτοκίνητο αποτελείται από πολλά μηχανικά, ηλεκτρομηχανικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Η βέλτιστη λειτουργία του κινητήρα πρέπει να διασφαλίζεται ανεξάρτητα από τις εξωτερικές συνθήκες. Όταν οι εξωτερικοί παράγοντες αλλάζουν, η λειτουργία των κόμβων και των στοιχείων πρέπει να προσαρμοστεί σε αυτούς. Οι αισθητήρες οχημάτων χρησιμεύουν ως ένα είδος συσκευής παρακολούθησης για τη λειτουργία του αυτοκινήτου. Εξετάστε τους κύριους αισθητήρες:

3. Αισθητήρας ροής αέρα σε ένα αυτοκίνητο - τι επηρεάζει;

Η αρχή λειτουργίας του αισθητήρα ροής αέρα βασίζεται στη μέτρηση της ποσότητας θερμότητας που εκπέμπεται στη ροή αέρα στην πολλαπλή εισαγωγής του κινητήρα. Θέρμανση
το στοιχείο αισθητήρα είναι τοποθετημένο μπροστά από το φίλτρο αέρα του οχήματος. Αλλαγή
ο ρυθμός ροής του αέρα και, κατά συνέπεια, το κλάσμα μάζας του, αντανακλάται στον βαθμό
αλλαγές στη θερμοκρασία του πηνίου θέρμανσης του αισθητήρα MAF.

Ο «τριπλασιασμός» του κινητήρα κατά τη λειτουργία και η απώλεια ισχύος υποδηλώνει πιθανή βλάβη του αισθητήρα ροής αέρα.

4. Αισθητήρας οξυγόνου, αισθητήρας λάμδα - δυσλειτουργία αισθητήρα

Ένας αισθητήρας οξυγόνου ή ένας αισθητήρας λάμδα ανιχνεύει την ποσότητα οξυγόνου που παραμένει στην πολλαπλή εξαγωγής μετά την καύση του καυσίμου. Ο αισθητήρας λάμδα αποτελεί μέρος του ηλεκτρονικού συστήματος διαχείρισης κινητήρα, το οποίο ρυθμίζει την ποσότητα του καυσίμου, διασφαλίζοντας την πλήρη καύση του. Η αυξημένη κατανάλωση καυσίμου χαρακτηρίζει μια πιθανή δυσλειτουργία του αισθητήρα.

5. Αισθητήρας γκαζιού - συμπτώματα δυσλειτουργίας

Αυτός ο αισθητήρας είναι μια ηλεκτρομηχανική συσκευή που αποτελείται από ένα αισθητήριο στοιχείο και έναν βηματικό κινητήρα.

Το ευαίσθητο στοιχείο είναι
αισθητήρα θερμοκρασίας και ο βηματικός κινητήρας είναι ο ενεργοποιητής.
Αυτή η ηλεκτρομηχανική συσκευή αλλάζει τη θέση της βαλβίδας πεταλούδας
σε σχέση με τη θερμοκρασία του ψυκτικού. Έτσι, η συχνότητα περιστροφής
ο στροφαλοφόρος άξονας του κινητήρα εξαρτάται από τον βαθμό θέρμανσης του ψυκτικού.

Ένα χαρακτηριστικό σύμπτωμα μιας δυσλειτουργίας αυτού του αισθητήρα είναι η έλλειψη ταχύτητας προθέρμανσης και η αυξημένη κατανάλωση καυσίμου.

6. Αισθητήρας πίεσης λαδιού - λειτουργίες, αστοχία

Σε αυτοκίνητα της ιαπωνικής μάρκας, είναι εγκατεστημένος ένας αισθητήρας πίεσης λαδιού διαφράγματος
τύπος. Ο αισθητήρας αποτελείται από δύο κοιλότητες που χωρίζονται από μια εύκαμπτη μεμβράνη. Βούτυρο
δρα στη μεμβράνη στη μία πλευρά, λυγίζοντας από την πίεση. Στη μέτρηση
Η μεμβράνη της κοιλότητας του αισθητήρα συνδέεται με τη ράβδο ρεοστάτη.

Ανάλογα με την πίεση του λαδιού του κινητήρα, το διάφραγμα κάμπτεται περισσότερο ή λιγότερο, αλλάζοντας τη συνολική αντίσταση του αισθητήρα. Ο αισθητήρας πίεσης λαδιού βρίσκεται στο μπλοκ κινητήρα.

Μια αναμμένη λυχνία πίεσης λαδιού στον πίνακα του αυτοκινήτου μπορεί να υποδεικνύει βλάβη του αισθητήρα.

7. Δεν λειτουργεί ο αισθητήρας κρούσης στον κινητήρα;

Ο αισθητήρας κρουστικού κινητήρα μετρά τον χρονισμό ανάφλεξης. Κατά την κανονική λειτουργία του κινητήρα, ο αισθητήρας βρίσκεται σε κατάσταση "ρελαντί". Όταν αλλάξει η διαδικασία
καύση προς την κατεύθυνση της εκρηκτικής φύσης της καύσης του καυσίμου-έκρηξη, ο αισθητήρας στέλνει ένα σήμα ηλεκτρονικό σύστημαέλεγχος κινητήρα για αλλαγή της γωνίας προώθησης
ανάφλεξη προς την κατεύθυνση της μείωσης.

Βρίσκεται στην περιοχή του φίλτρου αέρα στο μπλοκ κυλίνδρων. Για να ελέγξετε την απόδοση του αισθητήρα κρούσης, πρέπει να τρέξετε.

8. Αισθητήρας γωνίας εκκεντροφόρου - κινητήρας troit

Αυτός ο αισθητήρας βρίσκεται στην κυλινδροκεφαλή και μετρά τις στροφές του κινητήρα.
εκκεντροφόρος άξονας του κινητήρα και με βάση τα σήματα από τον αισθητήρα, η μονάδα ελέγχου καθορίζει την τρέχουσα θέση των εμβόλων στους κυλίνδρους.

Η ανομοιόμορφη λειτουργία του κινητήρα και ο τριπλασιασμός υποδηλώνουν λανθασμένη λειτουργία του αισθητήρα. Ο έλεγχος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ένα ωμόμετρο, μετρώντας την αντίσταση μεταξύ των ακροδεκτών του αισθητήρα.

9. Αισθητήρας ABS / ABS στο αυτοκίνητο - ελέγξτε την απόδοση

Αισθητήρες ηλεκτρομαγνητικού τύπου ABS τοποθετούνται στους τροχούς του αυτοκινήτου και αποτελούν μέρος του συστήματος αντιμπλοκαρίσματος πέδησης του αυτοκινήτου.

Λειτουργία αισθητήραείναι η μέτρηση της ταχύτητας του τροχού. Το αντικείμενο μέτρησης του αισθητήρα είναι ο δίσκος του γραναζιού σήματος, ο οποίος είναι τοποθετημένος στην πλήμνη του τροχού. Εάν ο αισθητήρας ABS είναι ελαττωματικός, η λυχνία ελέγχου στον πίνακα ελέγχου δεν σβήνει μετά την εκκίνηση του κινητήρα.

Η τεχνολογία για τον προσδιορισμό της λειτουργικότητας του αισθητήρα είναι η μέτρηση της αντίστασης μεταξύ των επαφών του αισθητήρα· σε περίπτωση δυσλειτουργίας, η αντίσταση είναι μηδενική.

10. Αισθητήρας στάθμης καυσίμου σε ένα αυτοκίνητο - πώς να ελέγξετε αν λειτουργεί;

Ο αισθητήρας στάθμης καυσίμου είναι εγκατεστημένος στο περίβλημα της αντλίας καυσίμου και αποτελείται από πολλά εξαρτήματα. Ο πλωτήρας, μέσω μιας μακριάς ράβδου, δρα σε έναν τομειακό ρεοστάτη, ο οποίος αλλάζει την αντίσταση του αισθητήρα ανάλογα με τη στάθμη καυσίμου στο ρεζερβουάρ του αυτοκινήτου. Τα σήματα του αισθητήρα αποστέλλονται σε δείκτη ή ηλεκτρονικό δείκτη στον πίνακα ελέγχου του οχήματος. Ο έλεγχος της απόδοσης του αισθητήρα στάθμης καυσίμου πραγματοποιείται με ένα ωμόμετρο, το οποίο μετρά την αντίσταση μεταξύ των επαφών του αισθητήρα.

Τι είναι ένας αισθητήρας;

Σίγουρα έχετε ακούσει τη λέξη «αισθητήρας» περισσότερες από μία φορές. Προφανώς, αυτή η λέξη σημαίνει κάποιο είδος τεχνικής συσκευής. Τι είναι ο αισθητήρας και πώς λειτουργεί; Τι είδη αισθητήρων υπάρχουν; Ας εξετάσουμε όλες αυτές τις ερωτήσεις με περισσότερες λεπτομέρειες.

Η έννοια του αισθητήρα

Επί του παρόντος, είναι σύνηθες να αποκαλούμε έναν αισθητήρα ένα στοιχείο που μετατρέπει τις πληροφορίες που λαμβάνονται από το μέσο σε ηλεκτρικό σήμα προκειμένου να μεταφερθούν περαιτέρω πληροφορίες σε κάποια άλλη συσκευή. Συνήθως, ο αισθητήρας είναι ένα δομικά ξεχωριστό μέρος του συστήματος μέτρησης.

Οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται παντού: σε αυτοκίνητα, συστήματα θέρμανσης, παροχή νερού, στην παραγωγή, στην ιατρική, ακόμη και σε εγκαταστάσεις εστίασης για τη μέτρηση της θερμοκρασίας προκειμένου να προσδιοριστεί ο βαθμός ετοιμότητας ενός πιάτου.

Ταξινόμηση αισθητήρων

Υπάρχουν διάφοροι τύποι ταξινόμησης αισθητήρων. Παρουσιάζουμε τα πιο βασικά.

Ανά τύπο μέτρησης:

• Αισθητήρες πίεσης;
• Αισθητήρες ροής;
• Αισθητήρες μέτρησης στάθμης.
• Αισθητήρες μέτρησης θερμοκρασίας;
• Αισθητήρες συγκέντρωσης;
• Αισθητήρες ραδιενέργειας;
• Αισθητήρες κίνησης;
• Αισθητήρες γωνιακής θέσης;
• Αισθητήρες για τη μέτρηση μηχανικών μεγεθών.
• Αισθητήρες κραδασμών.

Ταξινόμηση ανά τεχνολογία κατασκευής:

• Στοιχειώδεις αισθητήρες;
• Οι αισθητήρες είναι ενσωματωμένοι.

Ταξινόμηση σύμφωνα με την αρχή της δράσης:

Αυτό περιλαμβάνει:

• Οπτικοί αισθητήρες που χρησιμοποιούν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και αντιδρούν σε υδρατμούς, καπνό και διαφορετικά είδηαεροζόλ. Είναι αισθητήρες χωρίς επαφή. Η αρχή της δουλειάς τους βασίζεται στην καταγραφή από έναν ευαίσθητο αισθητήρα της επίδρασης οποιουδήποτε ερεθιστικού, για παράδειγμα, υδρατμών. Αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου.
• επαγωγικοί αισθητήρες. Ανήκουν σε αισθητήρες χωρίς επαφή, σχεδιασμένοι να υπολογίζουν τη θέση ενός αντικειμένου. Οι επαγωγικοί αισθητήρες καταγράφουν τέλεια τις διακυμάνσεις του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Ο σχεδιασμός τους βασίζεται σε μια γεννήτρια, η οποία δημιουργεί ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, η πρόσκρουση του οποίου σε ένα μεταλλικό αντικείμενο δημιουργεί πλάτη ταλάντωσης, στα οποία αποκρίνεται ο αισθητήρας. Τέτοιοι αισθητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε ανιχνευτές μετάλλων, καθώς και σε διάφορα είδη ηλεκτρονικών κλειδαριών.
• χωρητικούς αισθητήρες. Είναι αυτοί οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα ως αισθητήρες βροχής, κουμπιά αφής οικιακές συσκευές, αισθητήρες μέτρησης υγρών. Η αρχή της δράσης τους είναι να ανταποκρίνονται στη δράση του υγρού. Ο μονωτήρας τέτοιων αισθητήρων έχει διηλεκτρική σταθερά. Το υγρό, ενεργώντας στον μονωτή, προκαλεί την εμφάνιση ενός ηλεκτρικού σήματος, το οποίο μετατρέπεται σε πληροφορία. Τέτοιοι αισθητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε οικιακές συσκευές.
• Φόρτωση κυψελών. Οι κυψέλες φορτίου είναι μια συσκευή για τη μέτρηση της δύναμης, της πίεσης, της ροπής, της επιτάχυνσης ή της μετατόπισης. Ο μηχανισμός δράσης τους βασίζεται στην αρχή της ελαστικής δύναμης. Τέτοιοι αισθητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τύπους ζυγαριών. Μετατρέπουν την ποσότητα της παραμόρφωσης σε ηλεκτρικό σήμα, με άλλα λόγια, ο αισθητήρας ανιχνεύει την πρόσκρουση κάποιας δύναμης πάνω του, μετά την οποία το ελαστικό στοιχείο παραμορφώνεται και η αντίσταση του μετρητή τάσης, που είναι ενσωματωμένος σε έναν τέτοιο αισθητήρα, αλλάζει . Στη συνέχεια, οι πληροφορίες μετατρέπονται σε ηλεκτρικό σήμα και μεταφέρονται σε άλλη συσκευή, όπως μια οθόνη.
• Πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες. Τέτοιοι αισθητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε μικρόφωνα και σόναρ. Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στην πόλωση του διηλεκτρικού υπό την επίδραση μηχανικών τάσεων. Με άλλα λόγια, οι πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες ανιχνεύουν μια αλλαγή στο ηλεκτρικό πεδίο που έχει επηρεαστεί μηχανικά. Για παράδειγμα, σε ένα μικρόφωνο, αυτό είναι το εφέ της φωνής. Το αποτέλεσμα της παραμόρφωσης θα είναι η μετατροπή του λαμβανόμενου σήματος σε ηλεκτρικό και η μετάδοσή του σε άλλη συσκευή. Αυτοί οι αισθητήρες γεννήθηκαν χάρη στον Ζακ και τον Πιερ Κιουρί το 1880.
• Μαγνητικοηλεκτρικοί αισθητήρες. Πρόκειται για αισθητήρες των οποίων η αρχή λειτουργίας βασίζεται στο λεγόμενο φαινόμενο Hall. Αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται σε smartphone ως βάση για τη λειτουργία μιας ηλεκτρονικής πυξίδας, σε ηλεκτρικούς κινητήρες και σε μετρητές ρεύματος.
• Νανοαισθητήρες. Είναι υπό ανάπτυξη. Η πιο απαιτητική σφαίρα για αυτούς θα πρέπει να είναι η ιατρική και η ρομποτική. Υποτίθεται ότι αυτοί οι αισθητήρες θα γίνουν μια νέα κατηγορία και θα βρουν ευρεία χρήση στο μέλλον. Η αρχή λειτουργίας τους θα είναι παρόμοια με πολλούς άλλους αισθητήρες (εξ ου και οι ονομασίες νανο-πιεζοαισθητήρες, αισθητήρες νανο-καταπόνησης κ.λπ.), αλλά οι διαστάσεις τους θα είναι πολλές φορές μικρότερες

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τους αισθητήρες, διαβάστε αυτά τα άρθρα.

Ηλεκτροτεχνική εγκυκλοπαίδεια #16.

Αισθητήρες

Ταξινόμηση αισθητήρων, βασικές απαιτήσεις για αυτούς

Ο αυτοματισμός διαφόρων τεχνολογικών διαδικασιών, ο αποτελεσματικός έλεγχος διαφόρων μονάδων, μηχανών, μηχανισμών απαιτούν πολυάριθμες μετρήσεις διαφόρων φυσικών μεγεθών.

Αισθητήρες(στη βιβλιογραφία που συχνά ονομάζονται επίσης μορφοτροπείς μέτρησης), ή με άλλα λόγια, Αισθητήρεςαποτελούν στοιχεία πολλών συστημάτων αυτοματισμού - με τη βοήθειά τους λαμβάνουν πληροφορίες σχετικά με τις παραμέτρους του ελεγχόμενου συστήματος ή συσκευής.

Αισθητήρας - αυτό είναι ένα στοιχείο μιας συσκευής μέτρησης, σηματοδότησης, ρύθμισης ή ελέγχου που μετατρέπει μια ελεγχόμενη τιμή (θερμοκρασία, πίεση, συχνότητα, φωτεινή ένταση, ηλεκτρική τάση, ρεύμα κ.λπ.) σε σήμα κατάλληλο για μέτρηση, μετάδοση, αποθήκευση, επεξεργασία , εγγραφή και μερικές φορές για να τους επηρεάσουν σε ελεγχόμενες διαδικασίες. Ή πιο εύκολο αισθητήραςείναι μια συσκευή που μετατρέπει τη δράση εισόδου οποιασδήποτε φυσικής ποσότητας σε σήμα που είναι βολικό για περαιτέρω χρήση.

Οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται είναι πολύ διαφορετικοί και μπορούν να είναι ταξινομούνται σύμφωνα με διαφορετικά κριτήρια:

Ανάλογα με τον τύπο της εισερχόμενης (μετρούμενης) ποσότητας διάκριση μεταξύ: αισθητήρων μηχανικών μετατοπίσεων (γραμμικών και γωνιακών), πνευματικών, ηλεκτρικών, μετρητών ροής, αισθητήρων ταχύτητας, επιτάχυνσης, δύναμης, θερμοκρασίας, πίεσης κ.λπ.

Επί του παρόντος, υπάρχει περίπου η ακόλουθη κατανομή του ποσοστού των μετρήσεων διαφόρων φυσικών μεγεθών στη βιομηχανία: θερμοκρασία - 50%, ροή (μάζα και όγκος) - 15%, πίεση - 10%, επίπεδο - 5%, ποσότητα (μάζα, όγκος ) - 5%, χρόνος - 4%, ηλεκτρικά και μαγνητικά μεγέθη - λιγότερο από 4%.

Με τον τύπο της τιμής εξόδου στην οποία μετατρέπεται η τιμή εισόδου , διακρίνω μη ηλεκτρικόΚαι ηλεκτρικός: Αισθητήρες ρεύματος συνεχούς ρεύματος (emf ή τάση), αισθητήρες πλάτους εναλλασσόμενο ρεύμα(EMF ή τάση), αισθητήρες συχνότητας AC (EMF ή τάση), αισθητήρες αντίστασης (ενεργοί, επαγωγικοί ή χωρητικός) κ.λπ.

Οι περισσότεροι αισθητήρες είναι ηλεκτρικοί. Αυτό οφείλεται στα ακόλουθα πλεονεκτήματα των ηλεκτρικών μετρήσεων:

Είναι βολικό να μεταδίδονται ηλεκτρικές ποσότητες σε απόσταση και η μετάδοση πραγματοποιείται με υψηλή ταχύτητα.

Τα ηλεκτρικά μεγέθη είναι καθολικά με την έννοια ότι οποιαδήποτε άλλα μεγέθη μπορούν να μετατραπούν σε ηλεκτρικά μεγέθη και αντίστροφα.

Μετατρέπονται με ακρίβεια σε ψηφιακό κωδικό και σας επιτρέπουν να το πετύχετε υψηλή ακρίβεια, ευαισθησία και ταχύτητα οργάνων μέτρησης.

Σύμφωνα με την αρχή της δράσης Οι αισθητήρες μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: δημιουργώνταςΚαι παραμετρική(αισθητήρες-διαμορφωτές). Οι αισθητήρες γεννήτριας πραγματοποιούν απευθείας μετατροπή της τιμής εισόδου σε ηλεκτρικό σήμα.

Οι παραμετρικοί αισθητήρες μετατρέπουν την τιμή εισόδου σε αλλαγή σε κάποια ηλεκτρική παράμετρο ( R , L ή C ) του αισθητήρα.

Σύμφωνα με την αρχή της δράσης Οι αισθητήρες μπορούν επίσης να χωριστούν σε ωμικούς, ρεοστατικούς, φωτοηλεκτρικούς (οπτοηλεκτρονικούς), επαγωγικούς, χωρητικούς κ.λπ.

Υπάρχουν τρεις κατηγορίες αισθητήρων:

Αναλογικοί αισθητήρες, δηλαδή αισθητήρες που παράγουν αναλογικό σήμα ανάλογα με τη μεταβολή της τιμής εισόδου.

Ψηφιακοί αισθητήρες που παράγουν μια σειρά παλμών ή μια δυαδική λέξη.

Δυαδικοί (δυαδικοί) αισθητήρες που παράγουν σήμα μόνο δύο επιπέδων: "on / off" (με άλλα λόγια, 0 ή 1). χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω της απλότητάς τους.

Απαιτήσεις για αισθητήρες :

Αδιαμφισβήτητη εξάρτηση της τιμής εξόδου από την είσοδο.

Σταθερότητα χαρακτηριστικών με την πάροδο του χρόνου.

Υψηλή ευαισθησία;

Μικρό μέγεθος και βάρος.

Έλλειψη ανατροφοδότησης σχετικά με την ελεγχόμενη διαδικασία και την ελεγχόμενη παράμετρο.

Εργασία υπό διάφορες συνθήκες λειτουργίας.

- διάφορες επιλογέςβάση.

Παραμετρικοί αισθητήρες (διαμορφωτές αισθητήρα) τιμή εισόδουΧ μετατρέπεται σε αλλαγή σε κάποια ηλεκτρική παράμετρο ( R, L ή C ) αισθητήρας. Είναι αδύνατο να μεταδοθεί μια αλλαγή στις αναγραφόμενες παραμέτρους του αισθητήρα χωρίς σήμα που μεταφέρει ενέργεια (τάση ή ρεύμα) σε απόσταση. Είναι δυνατό να ανιχνευτεί μια αλλαγή στην αντίστοιχη παράμετρο του αισθητήρα μόνο από την αντίδραση του αισθητήρα στο ρεύμα ή την τάση, καθώς οι παραμέτρους που αναφέρονται χαρακτηρίζουν αυτήν την αντίδραση. Επομένως, οι παραμετρικοί αισθητήρες απαιτούν τη χρήση ειδικών κυκλωμάτων μέτρησης που τροφοδοτούνται από συνεχές ή εναλλασσόμενο ρεύμα.

Ωμικοί (αντιστακτικοί) αισθητήρες - η αρχή λειτουργίας βασίζεται σε μια αλλαγή στην ενεργό αντίστασή τους με μια αλλαγή στο μήκος μεγάλο, επιφάνεια εγκάρσιας διατομής μικρόή αντίσταση Π:

R= pl /μικρό

Επιπλέον, χρησιμοποιείται η εξάρτηση της τιμής της ενεργού αντίστασης από την πίεση επαφής και το φωτισμό των φωτοκυττάρων. Σύμφωνα με αυτό, οι ωμικοί αισθητήρες χωρίζονται σε: επαφής, ποτενσιομετρικό (ρεοστατικό), αντίσταση στην καταπόνηση, θερμίστορ, φωτοαντίσταση.

Αισθητήρες επαφής - Αυτό απλούστερη μορφήαισθητήρες αντίστασης που μετατρέπουν την κίνηση του πρωτεύοντος στοιχείου σε απότομη αλλαγή στην αντίσταση του ηλεκτρικού κυκλώματος. Με τη βοήθεια αισθητήρων επαφής μετρούν και ελέγχουν δυνάμεις, μετατοπίσεις, θερμοκρασία, μεγέθη αντικειμένων, ελέγχουν το σχήμα τους κ.λπ. Οι αισθητήρες επαφής περιλαμβάνουν ταξίδιΚαι Διακόπτες ορίου, θερμόμετρα επαφήςκαι το λεγόμενο αισθητήρες ηλεκτροδίων, χρησιμοποιείται κυρίως για τη μέτρηση των οριακών επιπέδων των ηλεκτρικά αγώγιμων υγρών.

Οι αισθητήρες επαφής μπορούν να λειτουργήσουν τόσο με συνεχές όσο και με εναλλασσόμενο ρεύμα. Ανάλογα με τα όρια μέτρησης, οι αισθητήρες επαφής μπορούν να είναι μονού και πολλαπλών ορίων. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση μεγεθών που ποικίλλουν σημαντικά, ενώ τμήματα της αντίστασης R, που περιλαμβάνονται στο ηλεκτρικό κύκλωμα, βραχυκυκλώνονται σε σειρά.

Το μειονέκτημα των αισθητήρων επαφής είναι η δυσκολία συνεχούς παρακολούθησης και η περιορισμένη διάρκεια ζωής του συστήματος επαφής. Αλλά λόγω της εξαιρετικής απλότητας αυτών των αισθητήρων, χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα αυτοματισμού.

Ρεοστατικοί αισθητήρες είναι μια αντίσταση μεταβλητής αντίστασης. Η τιμή εισόδου του αισθητήρα είναι η κίνηση της επαφής και η τιμή εξόδου είναι η αλλαγή στην αντίστασή του. Η κινούμενη επαφή συνδέεται μηχανικά με το αντικείμενο του οποίου η μετατόπιση (γωνιακή ή γραμμική) πρόκειται να μετατραπεί.

Το πιο διαδεδομένο είναι το ποτενσιομετρικό κύκλωμα για την ενεργοποίηση ενός αισθητήρα ρεοστάτη, στο οποίο ο ρεοστάτης ενεργοποιείται σύμφωνα με το κύκλωμα διαιρέτη τάσης. Θυμηθείτε ότι ένας διαιρέτης τάσης είναι μια ηλεκτρική συσκευή για τη διαίρεση της άμεσης ή εναλλασσόμενης τάσης σε μέρη. ένας διαιρέτης τάσης σάς επιτρέπει να αφαιρέσετε (χρησιμοποιείτε) μόνο μέρος της διαθέσιμης τάσης μέσω των στοιχείων ενός ηλεκτρικού κυκλώματος που αποτελείται από αντιστάσεις, πυκνωτές ή επαγωγείς. Μια μεταβλητή αντίσταση που συνδέεται σύμφωνα με το κύκλωμα διαιρέτη τάσης ονομάζεται ποτενσιόμετρο.

Συνήθως, οι αισθητήρες ρεοστάτη χρησιμοποιούνται στη μηχανική όργανα μέτρησηςνα μετατρέπουν τις μετρήσεις τους σε ηλεκτρικά μεγέθη (ρεύμα ή τάση), για παράδειγμα, σε μετρητές στάθμης πλωτήρα για υγρά, διάφορα μετρητές πίεσης κ.λπ.

Ο αισθητήρας με τη μορφή απλού ρεοστάτη δεν χρησιμοποιείται σχεδόν ποτέ λόγω της σημαντικής μη γραμμικότητας του στατικού του χαρακτηριστικού. I n \u003d f (x), όπου I n- ρεύμα φορτίου.

Η τιμή εξόδου ενός τέτοιου αισθητήρα είναι η πτώση τάσης U έξω μεταξύ της κινούμενης και μιας από τις σταθερές επαφές. Εξάρτηση της τάσης εξόδου από τη μετατόπιση x της επαφήςΈξοδος \u003d fΤο (x) αντιστοιχεί στον νόμο της μεταβολής της αντίστασης κατά μήκος του ποτενσιόμετρου. Ο νόμος κατανομής της αντίστασης κατά μήκος του ποτενσιόμετρου, που καθορίζεται από τη σχεδίασή του, μπορεί να είναι γραμμικός ή μη γραμμικός.

Οι ποτενσιομετρικοί αισθητήρες, οι οποίοι είναι δομικά μεταβλητές αντιστάσεις, είναι κατασκευασμένοι από διάφορα υλικά - σύρμα περιέλιξης, μεταλλικές μεμβράνες, ημιαγωγούς κ.λπ.

Μετρητές καταπόνησης (μετρητές καταπόνησης) χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση μηχανικών τάσεων, μικρών παραμορφώσεων, κραδασμών. Η δράση των μετρητών τάσης βασίζεται στο τανυστικό αποτέλεσμα, το οποίο συνίσταται στην αλλαγή της ενεργού αντίστασης των υλικών αγωγών και ημιαγωγών υπό την επίδραση των δυνάμεων που ασκούνται σε αυτά.

Θερμομετρικοί αισθητήρες (θερμίστορ) - η αντίσταση εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Τα θερμίστορ ως αισθητήρες χρησιμοποιούνται με δύο τρόπους:

1) Η θερμοκρασία του θερμίστορ καθορίζεται από το περιβάλλον. το ρεύμα που διέρχεται από το θερμίστορ είναι τόσο μικρό που δεν θερμαίνει το θερμίστορ. Κάτω από αυτή την προϋπόθεση, το θερμίστορ χρησιμοποιείται ως αισθητήρας θερμοκρασίας και συχνά αναφέρεται ως "θερμόμετρο αντίστασης".

2) Η θερμοκρασία του θερμίστορ καθορίζεται από το βαθμό θέρμανσης από σταθερό ρεύμα και συνθήκες ψύξης. Σε αυτή την περίπτωση, η σταθερή θερμοκρασία καθορίζεται από τις συνθήκες μεταφοράς θερμότητας της επιφάνειας του θερμίστορ (η ταχύτητα του περιβάλλοντος - αέριο ή υγρό - σε σχέση με το θερμίστορ, την πυκνότητα, το ιξώδες και τη θερμοκρασία του), οπότε το θερμίστορ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αισθητήρας για την ταχύτητα ροής, τη θερμική αγωγιμότητα περιβάλλοντος, την πυκνότητα αερίου κ.λπ. Σε αισθητήρες αυτού του είδους, λαμβάνει χώρα ένας μετασχηματισμός δύο σταδίων, όπως ήταν: η μετρούμενη τιμή μετατρέπεται πρώτα σε μια αλλαγή στη θερμοκρασία του θερμίστορ, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε αλλαγή αντίστασης.

Τα θερμίστορ είναι κατασκευασμένα τόσο από καθαρά μέταλλα όσο και από ημιαγωγούς.Το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται τέτοιοι αισθητήρες πρέπει να έχει υψηλό συντελεστή αντίστασης θερμοκρασίας, εάν είναι δυνατόν γραμμική εξάρτηση της αντίστασης από τη θερμοκρασία, καλή αναπαραγωγιμότητα των ιδιοτήτων και αδράνεια στις περιβαλλοντικές επιδράσεις. Στο μέγιστο βαθμό, η πλατίνα ικανοποιεί όλες αυτές τις ιδιότητες. σε ένα ελαφρώς μικρότερο - χαλκό και νικέλιο.

Σε σύγκριση με τα μεταλλικά θερμίστορ, τα θερμίστορ ημιαγωγών (θερμίστορ) έχουν μεγαλύτερη ευαισθησία.

Επαγωγικοί αισθητήρες χρησιμεύουν για την ανέπαφη λήψη πληροφοριών σχετικά με τις κινήσεις των σωμάτων εργασίας μηχανών, μηχανισμών, ρομπότ κ.λπ. και μετατρέποντας αυτές τις πληροφορίες σε ηλεκτρικό σήμα.

Η αρχή της λειτουργίας ενός επαγωγικού αισθητήρα βασίζεται σε μια αλλαγή στην επαγωγή της περιέλιξης στο μαγνητικό κύκλωμα, ανάλογα με τη θέση των επιμέρους στοιχείων του μαγνητικού κυκλώματος (οπλισμός, πυρήνας κ.λπ.). Σε τέτοιους αισθητήρες, γραμμική ή γωνιακή κίνηση Χ(ποσότητα εισόδου) μετατρέπεται σε αλλαγή στην επαγωγή ( μεγάλο) αισθητήρας. Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση γωνιακών και γραμμικών μετατοπίσεων, παραμορφώσεων, ελέγχου διαστάσεων κ.λπ.

Στην απλούστερη περίπτωση, ένας επαγωγικός αισθητήρας είναι ένας επαγωγέας με μαγνητικό κύκλωμα, του οποίου το κινούμενο στοιχείο (οπλισμός) κινείται υπό τη δράση της μετρούμενης τιμής.

Ο επαγωγικός αισθητήρας αναγνωρίζει και αποκρίνεται ανάλογα σε όλα τα αγώγιμα αντικείμενα. Ο επαγωγικός αισθητήρας είναι χωρίς επαφή, δεν απαιτεί μηχανική δράση, λειτουργεί χωρίς επαφή αλλάζοντας το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Πλεονεκτήματα

- καμία μηχανική φθορά, καμία αστοχία επαφής

- καμία αναπήδηση επαφής και ψευδώς θετικά αποτελέσματα

- υψηλή συχνότητα μεταγωγής έως 3000 Hz

- ανθεκτικό στη μηχανική καταπόνηση

μειονεκτήματα - σχετικά χαμηλή ευαισθησία, εξάρτηση της επαγωγικής αντίστασης από τη συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας, σημαντική επίδραση ανάδρασης του αισθητήρα στη μετρούμενη τιμή (λόγω της έλξης του οπλισμού στον πυρήνα).

Χωρητικοί αισθητήρες - η αρχή λειτουργίας βασίζεται στην εξάρτηση της ηλεκτρικής χωρητικότητας του πυκνωτή από τις διαστάσεις, τη σχετική θέση των πλακών του και από τη διηλεκτρική σταθερά του μέσου μεταξύ τους.

Για έναν επίπεδο πυκνωτή δύο πλακών, η ηλεκτρική χωρητικότητα προσδιορίζεται από την έκφραση:

C \u003d e 0 e S /η

όπου ε 0- διηλεκτρική σταθερά. μι- σχετική διαπερατότητα του μέσου μεταξύ των πλακών. μικρό- ενεργή περιοχή των πλακών. ηείναι η απόσταση μεταξύ των πλακών πυκνωτών.

Εξαρτήσεις ντο(μικρό) Και ντο(η) χρησιμοποιείται για τη μετατροπή των μηχανικών κινήσεων σε αλλαγή χωρητικότητας.

Οι χωρητικοί αισθητήρες, καθώς και οι επαγωγικοί, τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενη τάση (συνήθως αυξημένη συχνότητα - έως και δεκάδες megahertz). Ως κυκλώματα μέτρησης, χρησιμοποιούνται συνήθως κυκλώματα γεφύρωσης και κυκλώματα που χρησιμοποιούν κυκλώματα συντονισμού. Στην τελευταία περίπτωση, κατά κανόνα, χρησιμοποιείται η εξάρτηση της συχνότητας ταλάντωσης της γεννήτριας από την χωρητικότητα του κυκλώματος συντονισμού, δηλ. ο αισθητήρας έχει έξοδο συχνότητας.

Τα πλεονεκτήματα των χωρητικών αισθητήρων είναι η απλότητα, η υψηλή ευαισθησία και η χαμηλή αδράνεια. Μειονεκτήματα - η επίδραση των εξωτερικών ηλεκτρικών πεδίων, η σχετική πολυπλοκότητα των συσκευών μέτρησης.

Οι χωρητικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση γωνιακών μετατοπίσεων, πολύ μικρών γραμμικών μετατοπίσεων, κραδασμών, ταχυτήτων κίνησης κ.λπ., καθώς και για την αναπαραγωγή καθορισμένων λειτουργιών (αρμονική, πριονωτή, ορθογώνια κ.λπ.).

Χωρητικοί μετατροπείς, διαπερατότηταμι που αλλάζει λόγω κίνησης, παραμόρφωσης ή αλλαγής στη σύνθεση του διηλεκτρικού, χρησιμοποιούνται ως αισθητήρες στάθμης για μη αγώγιμα υγρά, υλικά χύδην και σκόνης, το πάχος ενός στρώματος μη αγώγιμων υλικών (μετρητές πάχους), καθώς και παρακολούθηση της υγρασίας και της σύνθεσης της ουσίας.

Αισθητήρες - Γεννήτριες

Αισθητήρες γεννήτριας πραγματοποιήστε απευθείας μετατροπή της τιμής εισόδουΧ σε ηλεκτρικό σήμα. Τέτοιοι αισθητήρες μετατρέπουν την ενέργεια της πηγής της εισόδου (μετρούμενης) ποσότητας αμέσως σε ηλεκτρικό σήμα, δηλ. είναι, σαν να λέγαμε, γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας (εξ ου και το όνομα τέτοιων αισθητήρων - παράγουν ηλεκτρικό σήμα).

Επιπρόσθετες πηγές ενέργειας για τη λειτουργία τέτοιων αισθητήρων βασικά δεν απαιτούνται (παρόλα αυτά, μπορεί να απαιτείται πρόσθετη ισχύς για την ενίσχυση του σήματος εξόδου του αισθητήρα, τη μετατροπή του σε άλλους τύπους σημάτων και για άλλους σκοπούς). Οι γεννήτριες είναι θερμοηλεκτρικοί, πιεζοηλεκτρικοί, επαγωγικοί, φωτοηλεκτρικοί και πολλοί άλλοι τύποι αισθητήρων.

Επαγωγικοί αισθητήρες η μετρούμενη μη ηλεκτρική ποσότητα μετατρέπεται στο EMF επαγωγής. Η αρχή λειτουργίας των αισθητήρων βασίζεται στο νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Αυτοί οι αισθητήρες περιλαμβάνουν ταχογεννήτριες συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος, οι οποίες είναι μικρές γεννήτριες ηλεκτρικών μηχανών, στις οποίες η τάση εξόδου είναι ανάλογη με τη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής του άξονα της γεννήτριας. Οι ταχογεννήτριες χρησιμοποιούνται ως αισθητήρες γωνιακής ταχύτητας.

Η ταχογεννήτρια είναι μια ηλεκτρική μηχανή που λειτουργεί σε λειτουργία γεννήτριας. Στην περίπτωση αυτή, το παραγόμενο EMF είναι ανάλογο με την ταχύτητα περιστροφής και το μέγεθος της μαγνητικής ροής. Επιπλέον, με μια αλλαγή στην ταχύτητα περιστροφής, αλλάζει και η συχνότητα του EMF. Χρησιμοποιούνται ως αισθητήρες ταχύτητας (ταχύτητα).

αισθητήρας θερμοκρασίαςΚαι. Στη σύγχρονη βιομηχανική παραγωγή, οι μετρήσεις θερμοκρασίας είναι οι πιο συνηθισμένες (για παράδειγμα, σε έναν πυρηνικό σταθμό μεσαίου μεγέθους υπάρχουν περίπου 1500 σημεία όπου γίνονται τέτοιες μετρήσεις και σε μια μεγάλη χημική βιομηχανία υπάρχουν περισσότερα από 20 χιλιάδες τέτοια σημεία). Ένα ευρύ φάσμα μετρούμενων θερμοκρασιών, μια ποικιλία συνθηκών για τη χρήση οργάνων μέτρησης και οι απαιτήσεις για αυτά καθορίζουν την ποικιλία των οργάνων μέτρησης θερμοκρασίας που χρησιμοποιούνται.

Εάν λάβουμε υπόψη τους αισθητήρες θερμοκρασίας για βιομηχανικές εφαρμογές, μπορούμε να διακρίνουμε τις κύριες κατηγορίες τους: αισθητήρες θερμοκρασίας πυριτίου, διμεταλλικούς αισθητήρες, θερμόμετρα υγρών και αερίων, δείκτες θερμοκρασίας, θερμίστορ, θερμοστοιχεία, μετατροπείς θερμοκρασίας αντίστασης, αισθητήρες υπερύθρων.

Αισθητήρες θερμοκρασίας πυριτίου χρησιμοποιήστε την εξάρτηση της αντίστασης του πυριτίου ημιαγωγών από τη θερμοκρασία. Το εύρος των μετρούμενων θερμοκρασιών είναι -50…+150 0 C . Χρησιμοποιούνται κυρίως για τη μέτρηση της θερμοκρασίας μέσα σε ηλεκτρονικές συσκευές.

Διμεταλλικός αισθητήρας κατασκευασμένο από δύο ανόμοιες μεταλλικές πλάκες στερεωμένες μεταξύ τους. Διαφορετικά μέταλλα έχουν διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής. Εάν τα μέταλλα που συνδέονται με την πλάκα θερμαίνονται ή ψύχονται, τότε θα λυγίσει, ενώ κλείνει (ανοίγει) τις ηλεκτρικές επαφές ή μετακινεί το βέλος ένδειξης. Εύρος λειτουργίας διμεταλλικών αισθητήρων -40…+550 0 C. Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της επιφάνειας των στερεών και της θερμοκρασίας των υγρών. Οι κύριοι τομείς εφαρμογής είναι η αυτοκινητοβιομηχανία, τα συστήματα θέρμανσης και θέρμανσης νερού.

Θερμικοί δείκτες - Πρόκειται για ειδικές ουσίες που αλλάζουν το χρώμα τους υπό την επίδραση της θερμοκρασίας. Η αλλαγή χρώματος μπορεί να είναι αναστρέψιμη ή μη αναστρέψιμη. Παράγονται με τη μορφή ταινιών.

Θερμικοί μετατροπείς αντίστασης

Η αρχή λειτουργίας των θερμοζευγών αντίστασης (θερμίστορ) βασίζεται στην αλλαγή της ηλεκτρικής αντίστασης των αγωγών και των ημιαγωγών ανάλογα με τη θερμοκρασία (συζητήθηκε νωρίτερα).

Τα θερμίστορ πλατίνας έχουν σχεδιαστεί για να μετρούν θερμοκρασίες στην περιοχή από -260 έως 1100 0 C. Τα φθηνότερα θερμίστορ χαλκού, τα οποία έχουν γραμμική εξάρτηση αντίστασης από τη θερμοκρασία, χρησιμοποιούνται ευρέως στην πράξη.

Το μειονέκτημα του χαλκού είναι η χαμηλή του ειδική αντίσταση και η εύκολη οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες, με αποτέλεσμα το τελικό όριο χρήσης θερμομέτρων αντίστασης χαλκού να περιορίζεται σε θερμοκρασία 180 0 C. Όσον αφορά τη σταθερότητα και την αναπαραγωγιμότητα των χαρακτηριστικών, τα θερμίστορ χαλκού είναι κατώτερα από τα πλατίνα. Το νικέλιο χρησιμοποιείται σε φθηνούς αισθητήρες για μετρήσεις στην περιοχή θερμοκρασίας δωματίου.

Τα θερμίστορ ημιαγωγών (θερμίστορ) έχουν αρνητικό ή θετικό συντελεστή αντίστασης θερμοκρασίας, η τιμή του οποίου στους 20 0 C είναι (2 ... 8) * 10 -2 (0 C) -1, δηλ. τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από αυτή του χαλκού και της πλατίνας. Τα θερμίστορ ημιαγωγών με πολύ μικρά μεγέθη έχουν υψηλές τιμές αντίστασης (έως 1 MΩ). ως ημιαγωγός. Το υλικό που χρησιμοποιείται είναι οξείδια μετάλλων: θερμίστορ ημιαγωγών των τύπων KMT - μείγμα οξειδίων κοβαλτίου και μαγγανίου και MMT - χαλκού και μαγγανίου.

Οι αισθητήρες θερμοκρασίας ημιαγωγών έχουν υψηλή σταθερότητα χαρακτηριστικών με την πάροδο του χρόνου και χρησιμοποιούνται για την αλλαγή θερμοκρασιών στην περιοχή από -100 έως 200 0 C.

Θερμοηλεκτρικοί μετατροπείς (θερμοζεύγη) - σελ Η αρχή της λειτουργίας των θερμοστοιχείων βασίζεται στο θερμοηλεκτρικό φαινόμενο, που συνίσταται στο γεγονός ότι παρουσία διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ των ενώσεων (ενώσεων) δύο ανόμοιων μετάλλων ή ημιαγωγών, δημιουργείται μια ηλεκτροκινητική δύναμη στο κύκλωμα, που ονομάζεται θερμοηλεκτρική δύναμη (συντομογραφία θερμο-EMF). Σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας, μπορούμε να υποθέσουμε ότι το thermo-EMF είναι ευθέως ανάλογο με τη διαφορά θερμοκρασίας∆T\u003d T 1 - T 0 μεταξύ της διασταύρωσης και των άκρων του θερμοστοιχείου.

Τα διασυνδεδεμένα άκρα του θερμοστοιχείου, βυθισμένα στο μέσο του οποίου η θερμοκρασία μετράται, ονομάζονται άκρο εργασίας του θερμοστοιχείου. Τα άκρα που είναι εκτεθειμένα στο περιβάλλον και συνήθως συνδέονται με καλώδια στο κύκλωμα μέτρησης ονομάζονται ελεύθερα άκρα. Η θερμοκρασία αυτών των άκρων πρέπει να διατηρείται σταθερή. Υπό αυτή την προϋπόθεση, το thermo-EMF E t θα εξαρτηθεί μόνο από τη θερμοκρασία Τ1εργασιακό τέλος.

U out \u003d E t \u003d C ( T 1 - T 0) ,

όπου C είναι ένας συντελεστής ανάλογα με το υλικό των αγωγών του θερμοστοιχείου.

Το EMF που δημιουργείται από τα θερμοστοιχεία είναι σχετικά μικρό: δεν υπερβαίνει τα 8 mV για κάθε 100 0 C και συνήθως δεν υπερβαίνει τα 70 mV σε απόλυτη τιμή. Τα θερμοστοιχεία σάς επιτρέπουν να μετράτε τη θερμοκρασία στην περιοχή από -200 έως 2200 0 C.

Η πλατίνα, το λευκόχρυσο-ρόδιο, το χρώμιο και το αλουμέλ χρησιμοποιούνται ευρέως για την κατασκευή θερμοηλεκτρικών μετατροπέων.

Τα θερμοστοιχεία έχουν τα εξής Οφέλη: ευκολία κατασκευής και αξιοπιστία στη λειτουργία, χαμηλό κόστος, έλλειψητροφοδοτικά και δυνατότητα μέτρησης σε μεγάλο εύρος θερμοκρασίας.

Μαζί με αυτό, τα θερμοστοιχεία χαρακτηρίζονται και από κάποιους περιορισμούς- χαμηλότερη ακρίβεια μέτρησης από τα θερμίστορ, παρουσία σημαντικής θερμικής αδράνειας, ανάγκη εισαγωγής διόρθωσης για τη θερμοκρασία των ελεύθερων άκρων και ανάγκη χρήσης ειδικών συρμάτων σύνδεσης.

Αισθητήρες υπερύθρων (πυρόμετρα) - χρησιμοποιήστε την ενέργεια ακτινοβολίας των θερμαινόμενων σωμάτων, η οποία σας επιτρέπει να μετράτε τη θερμοκρασία της επιφάνειας σε απόσταση. Τα πυρόμετρα χωρίζονται σε ακτινοβολία, φωτεινότητα και χρώμα.

Τα πυρόμετρα ακτινοβολίας χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση θερμοκρασιών από 20 έως 2500 0 C και η συσκευή μετρά την ολοκληρωμένη ένταση της ακτινοβολίας ενός πραγματικού αντικειμένου.

Τα πυρόμετρα φωτεινότητας (οπτικά) χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση θερμοκρασιών από 500 έως 4000 0 C. Βασίζονται σε σύγκριση σε ένα στενό μέρος του φάσματος της φωτεινότητας του υπό μελέτη αντικειμένου με τη φωτεινότητα ενός υποδειγματικού εκπομπού (φωτομετρική λάμπα).

Τα έγχρωμα πυρόμετρα βασίζονται στη μέτρηση της αναλογίας των εντάσεων της ακτινοβολίας σε δύο μήκη κύματος, που συνήθως επιλέγονται στο κόκκινο ή μπλε τμήμα του φάσματος. χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση θερμοκρασιών στην περιοχή των 800 0 C.

Τα πυρόμετρα σάς επιτρέπουν να μετράτε τη θερμοκρασία σε δυσπρόσιτα μέρη και τη θερμοκρασία κινούμενων αντικειμένων, υψηλές θερμοκρασίεςόπου άλλοι αισθητήρες δεν λειτουργούν πλέον.

Για τη μέτρηση θερμοκρασιών από -80 έως 250 0 C, χρησιμοποιούνται συχνά οι λεγόμενοι θερμικοί μετατροπείς χαλαζία, χρησιμοποιώντας την εξάρτηση της φυσικής συχνότητας ενός στοιχείου χαλαζία από τη θερμοκρασία. Η λειτουργία αυτών των αισθητήρων βασίζεται στο γεγονός ότι η εξάρτηση της συχνότητας του μορφοτροπέα από τη θερμοκρασία και η γραμμικότητα της συνάρτησης μετατροπής αλλάζουν ανάλογα με τον προσανατολισμό της κοπής σε σχέση με τους άξονες του κρυστάλλου χαλαζία. Αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε ψηφιακά θερμόμετρα.

Πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες

Η δράση των πιεζοηλεκτρικών αισθητήρων βασίζεται στη χρήση του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου (πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο), το οποίο συνίσταται στο γεγονός ότι όταν ορισμένοι κρύσταλλοι συμπιέζονται ή τεντώνονται, εμφανίζεται ένα ηλεκτρικό φορτίο στις όψεις τους, το μέγεθος του οποίου είναι ανάλογο της δράσης δύναμη.

Το πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο είναι αναστρέψιμο, δηλαδή, η εφαρμοζόμενη τάση προκαλεί παραμόρφωση του πιεζοηλεκτρικού δείγματος - συμπίεση ή διάτασή του, σύμφωνα με το πρόσημο της εφαρμοζόμενης τάσης. Αυτό το φαινόμενο, που ονομάζεται αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο, χρησιμοποιείται για να διεγείρει και να δέχεται ακουστικές δονήσεις ηχητικών και υπερηχητικών συχνοτήτων.

Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση δυνάμεων, πίεσης, δονήσεων κ.λπ.

Οπτικοί (φωτοηλεκτρικοί) αισθητήρες

Διακρίνω αναλογικόΚαι διακεκριμένοςοπτικούς αισθητήρες. Για τους αναλογικούς αισθητήρες, το σήμα εξόδου αλλάζει ανάλογα με το φως του περιβάλλοντος. Ο κύριος τομέας εφαρμογής είναι τα αυτοματοποιημένα συστήματα ελέγχου φωτισμού.

Οι αισθητήρες διακριτού τύπου αλλάζουν την κατάσταση εξόδου προς το αντίθετο όταν επιτευχθεί η καθορισμένη τιμή φωτισμού.

Οι φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες μπορούν να εφαρμοστούν σε όλες σχεδόν τις βιομηχανίες. Οι διακριτοί αισθητήρες δράσης χρησιμοποιούνται ως ένα είδος διακόπτη εγγύτητας για μέτρηση, ανίχνευση, τοποθέτηση και άλλες εργασίες σε οποιαδήποτε τεχνολογική γραμμή.

, καταγράφει μια αλλαγή φωτεινή ροήστην ελεγχόμενη περιοχή , σχετίζεται με αλλαγή της θέσης στο χώρο οποιωνδήποτε κινούμενων μερών μηχανισμών και μηχανών, απουσία ή παρουσία αντικειμένων. Χάρη στις μεγάλες αποστάσεις ανίχνευσης οπτικοί αισθητήρες εγγύτητας βρέθηκαν ευρεία εφαρμογήστη βιομηχανία και όχι μόνο.

Οπτικός αισθητήρας εγγύτητας αποτελείται από δύο λειτουργικές μονάδες, δέκτη και πομπό. Αυτοί οι κόμβοι μπορούν να κατασκευαστούν τόσο στο ίδιο περίβλημα όσο και σε διαφορετικά περιβλήματα.

Σύμφωνα με τη μέθοδο ανίχνευσης αντικειμένων, οι φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες χωρίζονται σε 4 ομάδες:

1) διέλευση δοκού- σε αυτή τη μέθοδο, ο πομπός και ο δέκτης χωρίζονται σε διαφορετικά περιβλήματα, γεγονός που τους επιτρέπει να εγκατασταθούν το ένα απέναντι από το άλλο σε απόσταση εργασίας. Η αρχή της λειτουργίας βασίζεται στο γεγονός ότι ο πομπός στέλνει συνεχώς μια δέσμη φωτός, η οποία λαμβάνεται από τον δέκτη. Εάν το φωτεινό σήμα του αισθητήρα σταματήσει, ως αποτέλεσμα της επικάλυψης από ένα αντικείμενο τρίτου κατασκευαστή, ο δέκτης αντιδρά αμέσως αλλάζοντας την κατάσταση της εξόδου.

2) ανάκλαση από τον ανακλαστήρα- σε αυτή τη μέθοδο, ο δέκτης και ο πομπός του αισθητήρα βρίσκονται στο ίδιο περίβλημα. Απέναντι από τον αισθητήρα είναι εγκατεστημένος ένας ανακλαστήρας (ανακλαστήρας). Οι αισθητήρες ανακλαστήρα είναι σχεδιασμένοι με τέτοιο τρόπο ώστε, χάρη σε ένα πολωτικό φίλτρο, να αντιλαμβάνονται την ανάκλαση μόνο από τον ανακλαστήρα. Πρόκειται για ανακλαστήρες που λειτουργούν με βάση την αρχή της διπλής ανάκλασης. Η επιλογή του κατάλληλου ανακλαστήρα καθορίζεται από την απαιτούμενη απόσταση και τις δυνατότητες τοποθέτησης.

Το φωτεινό σήμα που στέλνει ο πομπός αντανακλάται από τον ανακλαστήρα και εισέρχεται στον δέκτη του αισθητήρα. Εάν το φωτεινό σήμα σταματήσει, ο δέκτης αποκρίνεται αμέσως αλλάζοντας την κατάσταση της εξόδου.

3) αντανάκλαση από το αντικείμενο- σε αυτή τη μέθοδο, ο δέκτης και ο πομπός του αισθητήρα βρίσκονται στο ίδιο περίβλημα. Κατά την κατάσταση λειτουργίας του αισθητήρα, όλα τα αντικείμενα που πέφτουν στην περιοχή εργασίας του γίνονται ένα είδος ανακλαστήρων. Μόλις η φωτεινή δέσμη που ανακλάται από το αντικείμενο χτυπήσει τον δέκτη του αισθητήρα, αυτός αντιδρά αμέσως αλλάζοντας την κατάσταση εξόδου.

4) αντανάκλαση σταθερού αντικειμένου - η αρχή λειτουργίας του αισθητήρα είναι η ίδια με αυτή της "αντανάκλασης από το αντικείμενο" αλλά είναι πιο ευαίσθητη σε αποκλίσεις από τη ρύθμιση στο αντικείμενο. Για παράδειγμα, είναι δυνατό να ανιχνευθεί ένας διογκωμένος φελλός σε ένα μπουκάλι κεφίρ, η ατελής πλήρωση μιας συσκευασίας κενού με προϊόντα κ.λπ.

Σύμφωνα με τον σκοπό τους, οι αισθητήρες φωτογραφίας χωρίζονται σε δύο κύριες ομάδες: αισθητήρες γενικής χρήσης και ειδικούς αισθητήρες. Οι ειδικοί αισθητήρες περιλαμβάνουν τύπους αισθητήρων που έχουν σχεδιαστεί για να επιλύουν ένα στενότερο εύρος εργασιών. Για παράδειγμα, ανίχνευση χρώματος σε ένα αντικείμενο, ανίχνευση περιγράμματος αντίθεσης, παρουσία ετικέτας σε διαφανή συσκευασία κ.λπ.

Το καθήκον του αισθητήρα είναι να ανιχνεύει ένα αντικείμενο σε απόσταση. Αυτή η απόσταση κυμαίνεται μεταξύ 0,3mm-50m, ανάλογα με τον επιλεγμένο τύπο αισθητήρα και τη μέθοδο ανίχνευσης.

Αισθητήρες μικροκυμάτων

Οι κονσόλες ρελέ με κουμπιά αντικαθίστανται από μικροεπεξεργαστή αυτόματα συστήματαδιαχείριση τεχνολογική διαδικασία(APCS) της υψηλότερης απόδοσης και αξιοπιστίας, οι αισθητήρες είναι εξοπλισμένοι με ψηφιακές διεπαφές επικοινωνίας, αλλά αυτό δεν οδηγεί πάντα σε αύξηση της συνολικής αξιοπιστίας του συστήματος και της αξιοπιστίας της λειτουργίας του. Ο λόγος είναι ότι οι ίδιες οι αρχές λειτουργίας των πιο γνωστών τύπων αισθητήρων επιβάλλουν αυστηρούς περιορισμούς στις συνθήκες υπό τις οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν.

Για παράδειγμα, οι συσκευές χωρίς επαφή (χωρητική και επαγωγική), καθώς και συσκευές ελέγχου ταχύτητας ταχογεννήτριας (UKS) χρησιμοποιούνται ευρέως για την παρακολούθηση της ταχύτητας των βιομηχανικών μηχανισμών. Η ταχογεννήτρια UKS έχει μηχανική σύνδεση με κινούμενο αντικείμενο και η ζώνη ευαισθησίας των συσκευών χωρίς επαφή δεν υπερβαίνει τα λίγα εκατοστά.

Όλα αυτά όχι μόνο δημιουργούν ταλαιπωρία κατά την εγκατάσταση αισθητήρων, αλλά και περιπλέκουν σημαντικά τη χρήση αυτών των συσκευών σε συνθήκες σκόνης που κολλάει στις επιφάνειες εργασίας, προκαλώντας ψευδείς συναγερμούς. Οι αναφερόμενοι τύποι αισθητήρων δεν είναι ικανοί να ελέγχουν άμεσα ένα αντικείμενο (για παράδειγμα, έναν μεταφορικό ιμάντα) - είναι συντονισμένοι στην κίνηση των κυλίνδρων, των φτερών, των τυμπάνων τάσης κ.λπ. Τα σήματα εξόδου ορισμένων συσκευών είναι τόσο αδύναμα που είναι κάτω από το επίπεδο των βιομηχανικών παρεμβολών από τη λειτουργία ισχυρών ηλεκτρικών μηχανών.

Παρόμοιες δυσκολίες προκύπτουν όταν χρησιμοποιούνται παραδοσιακοί ανιχνευτές στάθμης - αισθητήρες για την παρουσία ενός προϊόντος χύδην. Τέτοιες συσκευές είναι απαραίτητες για την έγκαιρη διακοπή της παροχής πρώτων υλών στις δεξαμενές παραγωγής. Οι ψευδείς συναγερμοί προκαλούνται όχι μόνο από το κόλλημα και τη σκόνη, αλλά και από το άγγιγμα της ροής του προϊόντος όταν εισέρχεται στη χοάνη. Σε μη θερμαινόμενα δωμάτια, η λειτουργία των αισθητήρων επηρεάζεται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Οι ψευδείς συναγερμοί προκαλούν συχνές στάσεις και εκκινήσεις φορτωμένου εξοπλισμού διεργασίας - η κύρια αιτία των ατυχημάτων του, οδηγούν σε μπλοκαρίσματα, θραύση μεταφορέων, κίνδυνο πυρκαγιάς και έκρηξης.

Αυτά τα προβλήματα πριν από αρκετά χρόνια οδήγησαν στην ανάπτυξη θεμελιωδώς νέων τύπων συσκευών - αισθητήρες ραντάρ για έλεγχο ταχύτητας, αισθητήρες κίνησης και βάθους, η λειτουργία των οποίων βασίζεται στην αλληλεπίδραση ενός ελεγχόμενου αντικειμένου με ένα ραδιοσήμα με συχνότητα περίπου 10 10 Hz.

Η χρήση μεθόδων μικροκυμάτων για την παρακολούθηση της κατάστασης του τεχνολογικού εξοπλισμού καθιστά δυνατή την πλήρη απαλλαγή από τις ελλείψεις των παραδοσιακών αισθητήρων.

Τα κύρια χαρακτηριστικά αυτών των συσκευών είναι:

Έλλειψη μηχανικής και ηλεκτρικής επαφής με το αντικείμενο (περιβάλλον), η απόσταση από τον αισθητήρα στο αντικείμενο μπορεί να είναι αρκετά μέτρα.

Άμεσος έλεγχος του αντικειμένου (μεταφορικός ιμάντας, αλυσίδα) και όχι οι μηχανισμοί κίνησης τους, τα τύμπανα τάνυσης κ.λπ.

Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας;

Μη ευαισθησία στο κόλλημα του προϊόντος λόγω μεγάλων αποστάσεων εργασίας.

Υψηλή θόρυβος και κατευθυντικότητα δράσης.

Εφάπαξ προσαρμογή για ολόκληρη τη διάρκεια ζωής.

Υψηλή αξιοπιστία, ασφάλεια, απουσία ιοντίζουσας ακτινοβολίας.

Η αρχή λειτουργίας του αισθητήρα βασίζεται σε μια αλλαγή στη συχνότητα του ραδιοφωνικού σήματος που ανακλάται από ένα κινούμενο αντικείμενο. Αυτό το φαινόμενο ( "Φαινόμενο Ντόπλερ") χρησιμοποιείται ευρέως σε συστήματα ραντάρ για απομακρυσμένη μέτρηση ταχύτητας. Ένα κινούμενο αντικείμενο προκαλεί την εμφάνιση ηλεκτρικού σήματος στην έξοδο της μονάδας πομποδέκτη μικροκυμάτων.

Δεδομένου ότι το επίπεδο σήματος εξαρτάται από τις ιδιότητες του ανακλώμενου αντικειμένου, οι αισθητήρες κίνησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να σηματοδοτήσουν ένα ανοιχτό κύκλωμα (ιμάντα), την παρουσία οποιωνδήποτε αντικειμένων ή υλικών στον μεταφορικό ιμάντα. Η ταινία έχει λεία επιφάνεια και χαμηλή ανακλαστικότητα. Όταν το προϊόν αρχίζει να κινείται πέρα ​​από τον αισθητήρα που είναι εγκατεστημένος πάνω από τον κλάδο εργασίας του μεταφορέα, αυξάνοντας τον συντελεστή ανάκλασης, η συσκευή σηματοδοτεί την κίνηση, δηλαδή, στην πραγματικότητα, ότι ο ιμάντας δεν είναι άδειος. Με βάση τη διάρκεια του παλμού εξόδου, μπορεί κανείς να κρίνει το μέγεθος των αντικειμένων που μετακινούνται σε μεγάλη απόσταση, να κάνει επιλογή κ.λπ.

Εάν είναι απαραίτητο να γεμίσετε οποιοδήποτε δοχείο (από το bunker στον άξονα), μπορείτε να προσδιορίσετε με ακρίβεια τη στιγμή που ολοκληρώνεται η πλήρωση - ο αισθητήρας που χαμηλώνει σε ένα ορισμένο βάθος θα δείχνει την κίνηση του πληρωτικού μέχρι να γεμίσει.

Συγκεκριμένα παραδείγματα χρήσης αισθητήρων κίνησης μικροκυμάτων σε διάφορες βιομηχανίες καθορίζονται από τις ιδιαιτερότητές τους, αλλά γενικά είναι σε θέση να λύσουν μια μεγάλη ποικιλία προβλημάτων απρόσκοπτης λειτουργίας του εξοπλισμού και να αυξήσουν το περιεχόμενο πληροφοριών των αυτοματοποιημένων συστημάτων ελέγχου.

Κατάλογος πηγών που χρησιμοποιήθηκαν

1) Ε.Μ. Gordin, Yu.Sh. Mitnik, V.A. Ο Τάρλιν

Βασικές αρχές αυτοματισμού και επιστήμη των υπολογιστών

Μόσχα "Μηχανική", 1978

2) Gustav Olsson, Gianguido Piani

Ψηφιακά συστήματα αυτοματισμού και ελέγχου

Αγία Πετρούπολη: Nevsky Dialect, 2001

3) V.V. Sazonov Κατευθυντήριες γραμμέςγια εργαστηριακές εργασίες

«Έρευνα αισθητήρα ρεοστατικής γραμμικής μετατόπισης»

4) Chugainov N.G. Περίληψη "Αισθητήρας θερμοκρασίας", Krasnoyarsk 2003

5) Fedosov A. V. Abstract "Speed ​​​​sensors" - Μόσχα 2003

6) D. N. Shestakov, Γενικός Διευθυντής της PromRadar LLC

Αισθητήρες μικροκυμάτων για βιομηχανικές εφαρμογές

7) Περιοδικό «Σύγχρονη Ηλεκτρονική» 6, 2006

8) Κατάλογος της επιχείρησης "Sensor"

9) Εξαρτήματα OMRON / Φωτοηλεκτρικοί Αισθητήρες

Συντάκτης άρθρου : Sergey Nikulin, λέκτορας, EE "Gomel State Polytechnic Κολλέγιο " .

Αισθητήρας παρουσίας - μια ηλεκτρονική συσκευή που καταχωρεί αντικείμενα μιας συγκεκριμένης κατηγορίας στην επικράτεια του ελέγχου της με μεθόδους χωρίς επαφή.

Ανάλογα με τα αποτελέσματα της εγγραφής, μπορεί να αλλάξει ηλεκτρικούς παλμούς, στα σήματα των οποίων άλλες συσκευές εκτελούν διάφορα είδη ενεργειών.

Αυτόματη ενεργοποίηση του ηλεκτρικού στεγνωτηρίου όταν τα χέρια είναι σηκωμένα, λειτουργία ορισμένων τύπων συναγερμοί αυτοκινήτων, στάση των μεταφορέων σε περίπτωση πλήρωσης αποθηκών επί βιομηχανικές επιχειρήσεις– παραδείγματα λειτουργίας αισθητήρων παρουσίας.

Σύμφωνα με την αρχή της δράσης:

1. υπερήχων: φράγμα, διάχυση;
2. φωτοηλεκτρικό: φράγμα (τύπος Β), ανακλαστήρας (τύπος R), διάχυση (τύπος D);
3. χωρητικο?
4. ακουστικός;
5. υπέρυθρες?
6. αισθητήρες φορτίου?
7. σε συνδυασμό.

Με τον αριθμό των μπλοκ αισθητήρων:

1. ενιαία θέση?
2. on-off?
3. πολλαπλών θέσεων.

Σύμφωνα με τη μέθοδο εγκατάστασης:γενικά και ενσωματωμένα.

Με τη μέθοδο λήψης του εισερχόμενου σήματος:ενεργητική και παθητική.

Σύμφωνα με τη μέθοδο μετάδοσης του εξερχόμενου σήματος:ενσύρματα και ασύρματα.

Ας εξετάσουμε λεπτομερώς κάθε έναν από τους τύπους, προσδιορίζουμε τους τομείς εφαρμογής τους, αξιολογούμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα.

Αισθητήρες παρουσίας υπερήχων

Εκπέμπουν και λαμβάνουν κύματα που δεν συλλαμβάνονται από το ανθρώπινο αυτί (με συχνότητα περίπου 200 kHz).

Δύο τρόποι λειτουργίας είναι δυνατοί:

εμπόδιο : ένα υπερηχητικό κύμα διέρχεται μεταξύ των αισθητήρων που βρίσκονται ο ένας απέναντι από τον άλλο. Δεν θα εισέλθει στον δέκτη εάν εμφανιστεί ένα ξένο αντικείμενο (φράγμα) στην περιοχή κάλυψης.

διάχυση : Χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα που εκπέμπει ένα κύμα και στη συνέχεια το σηκώνει καθώς αναπηδά από ένα αντικείμενο στη διαδρομή της δέσμης.

Και στις δύο περιπτώσεις, όταν εμφανίζεται ένα ξένο αντικείμενο, αλλάζει ένα σήμα που μεταδίδεται στις συσκευές εκτέλεσης.

Πλεονεκτήματα των αισθητήρων υπερήχων σε σύγκριση με τους οπτικούς αισθητήρες που εκτελούν παρόμοιες εργασίες:

• ανίχνευση διαφανών αντικειμένων.
• ανοσία σε λάμψεις φωτός και λάμψη.
• απόδοση σε δύσκολες συνθήκες (ομίχλη, σκόνη, ατμός).

Μειονεκτήματα:

• στερέωση χαμηλού εύρους (ανώτερο κατώφλι).
• αναξιοπιστία καταχώρισης αντικειμένων από μαλακά υλικά (ύφασμα, πορώδες καουτσούκ).
• η παρουσία μιας «τυφλής ζώνης» (χαμηλότερο όριο ανίχνευσης).

Παραδείγματα χρήσης αισθητήρων υπερήχων: συστήματα στάθμευσης σύγχρονων αυτοκινήτων, μέτρηση του αριθμού των μονάδων τελικών προϊόντων στον μεταφορέα.

Φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες παρουσίας

Οι φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες τύπου Β και Δ λειτουργούν με παρόμοιο τρόπο κύκλωμα υπερήχων. Η διαφορά έγκειται στη χρήση οπτικής ακτινοβολίας αντί για υπερηχητική ακτινοβολία. Αυτό παρέχει τα ακόλουθα οφέλη:

• υψηλό κατώφλι στερέωσης (έως 150 μέτρα για αισθητήρες φραγμού).
• Ταχύτητα;
• καμία τυφλή ζώνη.

Μειονεκτήματα:

• αδυναμία καταχώρισης διαφανών αντικειμένων.
• αστοχίες σε ομίχλη, σκόνη, λάμψεις φωτός και λάμψη.

Για αισθητήρες τύπου P, ο δέκτης και ο πομπός είναι τοποθετημένοι σε ένα περίβλημα. Η εκπεμπόμενη δέσμη ανακλάται από έναν ανακλαστήρα (ανακλαστήρας, ανακλαστήρας) που βρίσκεται σε απόσταση έως και 8 μέτρων, και επιστρέφει πίσω. Η συσκευή δίνει ένα σήμα εάν η φωτεινή ροή διακοπεί από το αντικείμενο ελέγχου.

Σε σύγκριση με τον τύπο Β, ο τύπος P χάνει την εμβέλειά του, αλλά τα πλεονεκτήματά του είναι η συμπαγής και η ευκολία εγκατάστασης.

Οι φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των γραμμών συσκευασίας και παραγωγής, τον έλεγχο του επιπέδου πλήρωσης των διαφανών δοχείων, την αποτροπή μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης σε κλειστούς χώρους, τη διακοπή βιομηχανικός εξοπλισμόςόταν ένα άτομο εισέρχεται στην επικίνδυνη ζώνη.

χωρητικός

Δομικά, είναι κυλινδρικοί ή επίπεδοι παράλληλοι πυκνωτές.

Όταν ένα αντικείμενο εμφανίζεται στην περιοχή κάλυψης, η διηλεκτρική του σταθερά αλλάζει και ως εκ τούτου η χωρητικότητα, η οποία προκαλεί μια σκανδάλη (βλ.).

Οι συσκευές χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της πλήρωσης δεξαμενών με υγρά και χύμα υλικά, ως μετρητές μονάδων τελικών προϊόντων και στοιχεία αντικλεπτικών συστημάτων αυτοκινήτων.

Τα πλεονεκτήματα των χωρητικών αισθητήρων είναι η χαμηλή αδράνεια και το υψηλό κατώφλι ευαισθησίας. Το μειονέκτημα είναι η πιθανότητα δυσλειτουργιών υπό την επίδραση εξωτερικών ηλεκτρομαγνητικών πεδίων.

Αισθητήρες ακουστικής παρουσίας

Σε αυτά, μέσω πιεζοηλεκτρικών υλικών, ένα ηχητικό κύμα μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα.

Είναι μικρόφωνα που λειτουργούν στην περιοχή συχνοτήτων 20-20000 Hz:

• χαμηλής αντίστασης (επαγωγείς με κινούμενους μαγνήτες).
• υψηλής αντίστασης (ισοδύναμοι μεταβλητοί πυκνωτές).

Χρησιμοποιούνται ως αισθητήρες φωτός ήχου που λειτουργούν σε συνδυασμό και εξοικονομούν ενέργεια. Όταν ξεπεραστεί το όριο θορύβου στο δωμάτιο, αυτόματη ενεργοποίησηΣβέτα. Εάν υπάρχει σιωπή, μετά από 20-25 δευτερόλεπτα οι λάμπες σβήνουν.

Πλεονεκτήματα της συσκευής:

• απλότητα σχεδιασμού?
• αξιοπιστία.

Μειονεκτήματα:

• την ανάγκη χρήσης ενισχυτών.
• την πιθανότητα ψευδών συναγερμών ως αποτέλεσμα εξωτερικού και εσωτερικού θορύβου (οξείς ήχοι από το δρόμο, ενεργοποίηση του ραδιοφώνου, τηλεφωνικές κλήσεις).

Αισθητήρες παρουσίας υπερύθρων

Η αρχή λειτουργίας των συσκευών βασίζεται στον καθορισμό αλλαγών στη ροή των υπέρυθρων ακτίνων (IR) ως αποτέλεσμα των ανθρώπινων κινήσεων. Η παραμονή του αναγνωρίζεται από τη μεγαλύτερη ένταση (σε σύγκριση με εσωτερικά αντικείμενα) ακτινοβολίας, η οποία εξαρτάται άμεσα από τη θερμοκρασία του σώματος.

Τα κύρια μέρη του αισθητήρα είναι φωτοκύτταρα και ένας πολλαπλός φακός που αποτελείται από μεγάλο αριθμό τμημάτων - μικρούς φακούς. Καθένα από αυτά κατευθύνει τις ακτίνες που πέφτουν σε αυτό σε ένα φωτοκύτταρο.

Μετακινώντας, ένα άτομο βρίσκεται στις ζώνες ελέγχου διαφορετικών τμημάτων. Το φως στο φωτοκύτταρο εμφανίζεται και εξαφανίζεται, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό σήμα.

Με μια αυστηρή έννοια, σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, μια τέτοια συσκευή είναι, και όχι παρουσία. Η τελευταία κατηγορία περιλαμβάνει ιδιαίτερα ακριβή όργανα με μεγάλο αριθμό περιοχών ελέγχου. Είναι σε θέση να ανιχνεύσουν την παρουσία ενός ατόμου που βρίσκεται σε κατάσταση σχεδόν πλήρους ανάπαυσης. Καταγράφονται οι μικρότερες χειρονομίες: κούνημα του κεφαλιού, πάτημα του πληκτρολογίου με τα δάχτυλα κ.λπ.

Η ακτίνα ανίχνευσης (R) είναι το κύριο χαρακτηριστικό της συσκευής. Η τοποθέτησή του θα πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε η απόσταση από τις πιο απομακρυσμένες γωνίες του δωματίου να μην υπερβαίνει το R. Τα μεγάλα δωμάτια απαιτούν την εγκατάσταση πολλών αισθητήρων.

Είναι απαραίτητο να μην υπάρχουν χωρίσματα στη διαδρομή της δέσμης υπερύθρων, ακόμη και γυάλινα, τα οποία είναι αδιαφανή γι 'αυτό.

Είναι απαράδεκτο να χτυπάτε τη συσκευή με άμεσο φως από λαμπτήρες, πρέπει να βρίσκεται σε μέγιστη απόσταση από ανεμιστήρες, κλιματιστικά και θερμάστρες.

Οι αισθητήρες υπερύθρων χρησιμοποιούνται ως μέσο, ​​ως πρόσθετο και για αυτοματοποίηση της παροχής ρεύματος, με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση κόστους.

Τα πλεονεκτήματά τους:

• ακρίβεια προσαρμογής·
• πλήρης ασφάλεια για την υγεία λόγω της απουσίας οποιουδήποτε τύπου ακτινοβολίας·
• αντίδραση μόνο σε αντικείμενα των οποίων η θερμοκρασία υπερβαίνει το όριο.

Μειονεκτήματα:

• ανακρίβεια λειτουργίας σε ανοιχτούς χώρους (επιρροή βροχοπτώσεων, ηλιακό φως).
• την πιθανότητα ψευδών εγκλεισμάτων υπό την επίδραση ρευμάτων θερμού αέρα.
• παρεμβολές από αντικείμενα που δεν μεταδίδουν υπέρυθρη ακτινοβολία.
• χαμηλό εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας.

Φόρτωση κυψελών

Πρόκειται για μετατροπείς που μετατρέπουν τη μηχανική δύναμη σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Δομικά, ο αισθητήρας είναι ένας μετρητής τάσης με τη μορφή ενός λεπτού σύρματος, ζιγκ-ζαγκ σαν θερμαντήρας υαλοπινάκων αυτοκινήτου, στερεωμένος σε ένα ελαστικό υπόστρωμα. Ως ελαστικό στοιχείο, χρησιμοποιείται ύφασμα, καουτσούκ, πολυμερές φιλμ.

Υπό τη δράση μιας δύναμης, ο αγωγός παραμορφώνεται, η αντίστασή του αλλάζει, γεγονός που δημιουργεί ένα ηλεκτρικό σήμα που παρέχεται μετά την ενίσχυση στους ενεργοποιητές.

Χρήση συσκευών:

Όπως αισθητήρες παρουσίας επιβατών. Κανονικό - για λόγους ασφαλείας (ένδειξη δεμένης ζώνης ασφαλείας και δεδομένα για την ενεργοποίηση των αερόσακων). Εγκατεστημένο μεμονωμένα - για τον έλεγχο της λειτουργίας ενός ταξί (διόρθωση της κατάστασης του αυτοκινήτου - "ελεύθερο / απασχολημένο").

Ως ακίνητα και στοιχεία ασφαλείας, σηματοδοτούν μη εξουσιοδοτημένη πρόσβαση στις εγκαταστάσεις.

Το πλεονέκτημα των κυψελών φορτίου με μετρητή τάσης είναι το χαμηλό πάχος τους, το οποίο παρέχει κρυφή εγκατάσταση (καμουφλάζ κάτω από ένα χαλί στην πόρτα) και ευκολία εγκατάστασης στα καθίσματα των επιβατών.

Μειονεκτήματα:

• την ανάγκη χρήσης ενισχυτή σήματος.
• ευαισθησία σε επανειλημμένα επαναλαμβανόμενα μηχανικά φορτία, που οδηγεί σε αστοχία.
• μείωση της ευαισθησίας στις αλλαγές θερμοκρασίας.

Συνδυασμένοι ανιχνευτές παρουσίας

Μερικές φορές ένας τύπος συσκευής δεν αρκεί για να πετύχετε τους στόχους σας. Σε τέτοιες περιπτώσεις, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλά με διαφορετικές αρχές λειτουργίας.

Χρησιμοποιώντας ένα παράδειγμα, θα εξετάσουμε τη λειτουργία ενός αισθητήρα παρουσίας υπερύθρων σε συνδυασμό με έναν αισθητήρα φωτός.

Το πρώτο δίνει ένα σήμα για να ανάψουν οι λάμπες όταν εντοπίσει ένα άτομο στο δωμάτιο.

Το δεύτερο - στην περίπτωση των φωτεινών ενδείξεων κάτω από την καθορισμένη τιμή κατωφλίου.

Δουλεύοντας μαζί, θα ανάψουν αυτόματα τις λάμπες μόνο εάν υπάρχουν άτομα στο δωμάτιο τη νύχτα.

Αυτή η προσέγγιση δημιουργεί άνετες συνθήκες διαβίωσης και οδηγεί σε εξοικονόμηση ενέργειας 30-40%.

Κατά την προστασία αντικειμένων, αισθητήρες με διαφορετικές αρχές λειτουργίας συνδυάζονται σε συστήματα. Αυτό βελτιώνει την αξιοπιστία και μειώνει τον αριθμό των ψευδώς θετικών.

Συσκευή αισθητήρα παρουσίας

Οι αισθητήρες είναι συσκευές που αποτελούνται από ένα μπλοκ (μονής θέσης), δύο (δύο θέσεων) ή πολλά (πολλαπλών θέσεων). Το καθένα είναι μια συσκευή σε πλαστική θήκη με μικροκύκλωμα για αποστολή, λήψη και επεξεργασία σημάτων.

Το σχεδιαστικό τους χαρακτηριστικό είναι η απουσία κινούμενων, μηχανικά φορτισμένων εξαρτημάτων. Εξαίρεση αποτελούν τα ελαστικά υποστρώματα με μετρητές καταπόνησης σε κυψέλες φορτίου.

Συνεπώς, πιθανά σφάλματαπεριορίζεται στην αστοχία εξαρτημάτων μικροκυκλώματος και αυτοεξάλειψηδεν υπόκεινται.

Επιλογές τοποθέτησης αισθητήρα. Εξαρτάται από χαρακτηριστικά σχεδίουείναι εγκατεστημένοι αισθητήρες κουτιά τοποθέτησηςή απευθείας στους τοίχους ή στην οροφή (μοντέλα επιφανειών).

Καμία από τις μεθόδους δεν δίνει πλεονεκτήματα στη λειτουργία· μόνο οι αποφάσεις σχεδιασμού μπορούν να επηρεάσουν την επιλογή.

Τρόποι λήψης σήματος. Σύμφωνα με τη μέθοδο λήψης ενός σήματος, υπάρχουν δύο τύποι αισθητήρων παρουσίας:

• ενεργό - ακτινοβολούν ενέργεια σε περιβάλλονκαι να λαμβάνουν δεδομένα με βάση την απόκριση (υπερηχητικά, φωτοηλεκτρικά).
• παθητικό - στερεώστε αντικείμενα σύμφωνα με τις ιδιότητές τους, χωρίς να στείλετε πρώτα σήματα (υπέρυθρες, ακουστικές, χωρητικές, αισθητήρες φορτίου).

Μετάδοση σήματος με ανιχνευτές παρουσίας. Έχοντας λάβει και επεξεργαστεί τις πληροφορίες, ο αισθητήρας παρουσίας στέλνει ένα σήμα στους ενεργοποιητές:

• μέσω ηλεκτρικών καλωδίων?
• μέσω ενός ασφαλούς ραδιοφωνικού καναλιού.

Στη δεύτερη επιλογή, η απόσταση μεταξύ του αισθητήρα και της μονάδας λήψης φτάνει τα 200 μ. Η χρήση ενισχυτών αυξάνει αυτό το ποσοστό και τα εμπόδια στο δρόμο τον μειώνουν.

Κατά την ασύρματη μετάδοση ενός σήματος για επικοινωνία με έναν συγκεκριμένο ενεργοποιητή, εκχωρείται ο κωδικός του αισθητήρα. Αυτό γίνεται με την εγκατάσταση jumpers (jumpers).

Εάν χρησιμοποιείτε συσκευές με κωδικό εκμάθησης, τότε δεν χρειάζεται να εγκαταστήσετε βραχυκυκλωτήρες: για εναλλαγή, αρκεί να πατήσετε ταυτόχρονα τα ειδικά κουμπιά στον αισθητήρα και στη μονάδα λήψης.

Τα πλεονεκτήματα της ασύρματης μετάδοσης σήματος είναι η ευκολία εγκατάστασης του εξοπλισμού και το μειωμένο κόστος για τα ηλεκτρικά καλώδια.

Κατασκευαστές και μοντέλα αισθητήρων παρουσίας

Ας εξετάσουμε ποια μοντέλα αισθητήρων παρουσίας προσφέρονται από παγκόσμιες εταιρείες.

Theben AG (Γερμανία)

Ο Paul Schwenk ίδρυσε μια εταιρεία στη Στουτγάρδη το 1921 που κατασκεύαζε χρονόμετρα και αξεσουάρ ρολογιών.

Ο συνετός ιδιοκτήτης, επιδιώκοντας να εξοικονομήσει χρήματα, εφηύρε και το 1930 κυκλοφόρησε τον πρώτο αισθητήρα αντίστροφης μέτρησης για τον έλεγχο του φωτισμού, ο οποίος έγινε μπεστ σέλερ.

Η επιτυχία τόνωσε μια περαιτέρω ώθηση για καινοτομία, η οποία κατέστησε την Theben AG ηγέτη στην Ευρώπη στην παραγωγή αποδοτικών συσκευών εξοικονόμησης ενέργειας, διαφόρων αισθητήρων, «έξυπνων» συσκευών κ.λπ.

Αισθητήρες παρουσίας Theben που ελέγχουν το σύστημα φωτισμού:

SPHINX 104-360	SPHINX 104-360/2	SPHINX 104-360AP
Λειτουργική αρχή
υπέρυθρες	υπέρυθρες	υπέρυθρες
Μέθοδος τοποθέτησης
οροφής, εντοιχισμένο	οροφής, εντοιχισμένο	οροφή, εναέρια
Γωνία κάλυψης
360 περίπου	360 περίπου	360 περίπου
ακτίνα ελέγχου
7 μ	7 μ	7 μ
Αριθμός καναλιών
1	2	1
Μέγιστη. ισχύς λαμπτήρα
1800 W	1800 W	2000 W
Επίπεδο φωτός
10-2000 lx	10-2000 lx	10-2000 lx
Απενεργοποιήστε την καθυστέρηση
1 s-20 min	1 s-20 min	1 s-20 min
Επίπεδο προστασίας
IP 41	IP 41	IP 41

Όλες οι συσκευές είναι εξοπλισμένες με ενσωματωμένο ρυθμιζόμενο φωτόμετρο και τηλεχειριστήριο τηλεχειριστήριο(εκ. ).

Το SPHINX 104-360/2 διαθέτει δεύτερο κανάλι εξόδου, με καθυστέρηση απενεργοποίησης 10 δευτερολέπτων - 60 λεπτών, το σήμα από το οποίο μπορεί να σταλεί σε κλιματιστικό, ηλεκτρική θέρμανση, ανεμιστήρα.

OMRON (Ιαπωνία)

Η εταιρεία OMRON (Κιότο), που ιδρύθηκε από τον Kazuma Tateishi το 1933. Στα μεταπολεμικά χρόνια έγινε ένας από τους δημιουργούς του «ιαπωνικού οικονομικού θαύματος».

Η κύρια δραστηριότητα είναι η παραγωγή συσκευών αυτοματισμού και αισθητήρων. Σε αυτόν τον τομέα, κατέχει περισσότερο από το 40% της ιαπωνικής αγοράς. Ο ετήσιος κύκλος εργασιών της εταιρείας είναι πάνω από 5 δισεκατομμύρια δολάρια.

Φωτοηλεκτρικοί αισθητήρες ανίχνευσης OMRON:

E3FA/E3FB-B/-V	E3H2	E3T-C
Ανίχνευση αντικειμένου: μέγιστη απόσταση ανίχνευσης
καθεστώς φραγμού
20 μ	15 μ	4 μ
αντανακλαστική λειτουργία
4 μ	3μ	2 μ
διάχυτη λειτουργία
1μ	0,3 μ	0,3 μ
Πηγή φωτός (μήκος κύματος)
κόκκινο LED (624 nm)	κόκκινο LED (624 nm)	LED: υπέρυθρες (870 nm), κόκκινο (630 nm)
Τάση τροφοδοσίας
10-30V DC	10-30V DC	10-30V DC

Το E3H2 διαθέτει φωτεινή ένδειξη LED για εύκολη ευθυγράμμιση και οι διαστάσεις του E3T-C διευκολύνουν την τοποθέτηση σε στενούς χώρους.

ESYLUX (Γερμανία)

Η ESYLUX (Arensburg) αναπτύσσει και κατασκευάζει φωτιστικά για φωτισμό έκτακτης ανάγκης και εξωτερικού χώρου, αισθητήρες παρουσίας και κίνησης, ανιχνευτές καπνού, . Επιβεβαίωση υψηλό επίπεδοπροϊόντα είναι το σήμα ποιότητας «Γερμανική Μηχανική» που έλαβε. Υποκαταστήματα και γραφεία πωλήσεων της εταιρείας είναι ανοιχτά σε 13 χώρες

Ο πίνακας δείχνει παραδείγματα αισθητήρων παρουσίας που κατασκευάζονται από την ESYLUX.

ΠΔ 360/8 Βασικό	PD 360/8 Basic SMB	PD 180i/R
Λειτουργική αρχή
υπέρυθρες	υπέρυθρες	υπέρυθρες
Μέθοδος τοποθέτησης
οροφή, εναέρια	οροφής, εντοιχισμένο	τοίχο, εντοιχισμένο
Γωνία κάλυψης

Οι τύποι των αισθητήρων και τα ονόματά τους καθορίζονται από τη χρήση διάφορων μετατροπέων υπερήχων και μεθόδων σάρωσης σε αυτούς. Ανάλογα με τον τύπο των μετατροπέων, μπορούμε να διακρίνουμε:

● τομεακοί μηχανικοί αισθητήρες(τομέας μηχανικός καθετήρας) - με δακτυλιοειδείς σχάρες ενός στοιχείου ή πολλαπλών στοιχείων.

● γραμμικοί αισθητήρες με γραμμικούς πίνακες πολλαπλών στοιχείων;

● κυρτές και μικροκυρτές αισθητήρες(κυρτός ή μικροκυρτός καθετήρας) - με κυρτές και μικροκυρτές σχάρες, αντίστοιχα.

● αισθητήρες σταδιακού τομέα(φασικός ανιχνευτής συστοιχίας) - με γραμμικούς πίνακες πολλαπλών στοιχείων.

● δισδιάστατοι αισθητήρες σχάραςου, γραμμικό, κυρτό και τομέα.

Εδώ ονομάσαμε τους κύριους τύπους αισθητήρων, χωρίς να προσδιορίσουμε τον ιατρικό σκοπό, τη συχνότητα λειτουργίας και τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού τους.

Στους τομεακούς μηχανικούς αισθητήρες (Εικ. 2.11 α, 2.11 β), η επιφάνεια εργασίας (προστατευτικό κάλυμμα) κλείνει τον όγκο στον οποίο υπάρχει ένας μετατροπέας υπερήχων μονού στοιχείου ή δακτυλίου που κινείται κατά μήκος της γωνίας. Ο όγκος κάτω από το καπάκι είναι γεμάτος με ένα ακουστικά διαφανές υγρό για τη μείωση των απωλειών κατά τη διέλευση των υπερηχητικών σημάτων. Το κύριο χαρακτηριστικό των τομεακών μηχανικών αισθητήρων, εκτός από τη συχνότητα λειτουργίας, είναι το γωνιακό μέγεθος του τομέα σάρωσης, το οποίο υποδεικνύεται στη σήμανση του αισθητήρα (μερικές φορές δίνεται επιπλέον το μήκος του αντίστοιχου τόξου H της επιφάνειας εργασίας). Παράδειγμα σήμανσης: 3,5 MHz/90°.

Σε γραμμικούς, κυρτούς, μικροκυρτούς και σταδιακούς (τομέα) αισθητήρες ηλεκτρονικής σάρωσης, η επιφάνεια εργασίας συμπίπτει με την επιφάνεια ακτινοβολίας του μορφοτροπέα, η οποία ονομάζεται άνοιγμα, και είναι ίσο σε μέγεθος με αυτό. Χαρακτηριστικά μεγέθη διαφράγματος χρησιμοποιούνται στην επισήμανση αισθητήρων και βοηθούν στον προσδιορισμό της επιλογής ενός αισθητήρα.

Στους γραμμικούς αισθητήρες, το μήκος του διαφράγματος L είναι χαρακτηριστικό (Εικ. 2.11 γ), αφού καθορίζει το πλάτος της ορθογώνιας περιοχής θέασης. Ένα παράδειγμα σήμανσης γραμμικού αισθητήρα 7,5 MHz / 42 mm.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το πλάτος του οπτικού πεδίου σε έναν γραμμικό αισθητήρα είναι πάντα μικρότερο από το 20-40% του μήκους του διαφράγματος. Έτσι, εάν το μέγεθος του διαφράγματος είναι 42 mm, το πλάτος του οπτικού πεδίου δεν είναι μεγαλύτερο από 34 mm.

Στους κυρτούς αισθητήρες, το οπτικό πεδίο καθορίζεται από δύο χαρακτηριστικές διαστάσεις - το μήκος του τόξου H (μερικές φορές η χορδή του) που αντιστοιχεί στο κυρτό τμήμα εργασίας και το γωνιακό μέγεθος του τομέα σάρωσης α στον βαθμό του Σχ. 2.11 d Παράδειγμα επισήμανσης ενός κυρτού αισθητήρα: 3,5 MHz / 60 ° / 60 mm. Λιγότερο συχνά, χρησιμοποιείτε μια ακτίνα για σήμανση Rκαμπυλότητα της επιφάνειας εργασίας, για παράδειγμα:

3,5 MHz/60 R(ακτίνα - 60 mm).

Ρύζι. 2.11. Οι κύριοι τύποι αισθητήρων για εξωτερική εξέταση: α, β-

τομέας μηχανικός (α - καρδιολογικός, β - με νερό

στόμιο); γ - γραμμική ηλεκτρονική? d - κυρτό?

e - μικροκυρτή? e - σταδιακός τομέας

Στους μικροκυρτούς αισθητήρες, το R είναι χαρακτηριστικό - η ακτίνα καμπυλότητας της επιφάνειας εργασίας (άνοιγμα), μερικές φορές δίνεται επιπλέον η γωνία του τόξου α, η οποία καθορίζει το γωνιακό μέγεθος του τομέα προβολής (Εικ. 2.11, e). Παράδειγμα σήμανσης: 3,5 MHz/20R (ακτίνα - 20 mm).

Για έναν αισθητήρα σταδιακού τομέα, το γωνιακό μέγεθος του τομέα ηλεκτρονικής σάρωσης δίνεται σε μοίρες. Παράδειγμα σήμανσης: 3,5 MHz/90° .

Εμφανίζεται στο σχ. 2.11 αισθητήρες χρησιμοποιούνται για εξωτερική εξέταση. Εκτός από αυτούς, υπάρχει μεγάλος αριθμός ενδοκοιλιακών και ιδιαίτερα εξειδικευμένων αισθητήρων.

Συνιστάται η εισαγωγή μιας ταξινόμησης αισθητήρων σύμφωνα με τους τομείς ιατρικής εφαρμογής.

1. Γενικοί αισθητήρες για εξωτερική εξέταση(κοιλιακός καθετήρας). Οι γενικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για την εξέταση της κοιλιακής περιοχής και των πυελικών οργάνων σε ενήλικες και παιδιά.

2. Αισθητήρες για επιφανειακά όργανα(ανιχνευτής μικρών εξαρτημάτων). Χρησιμοποιούνται για τη μελέτη μικρών οργάνων και δομών που βρίσκονται ρηχά (για παράδειγμα, ο θυρεοειδής αδένας, τα περιφερειακά αγγεία, οι αρθρώσεις)

3. Αισθητήρες καρδιάς(καρδιακός ανιχνευτής). Για τη μελέτη της καρδιάς χρησιμοποιούνται αισθητήρες τομέα τύπου, ο οποίος σχετίζεται με την ιδιαιτερότητα της παρατήρησης μέσω του μεσοπλεύριου κενού. Χρησιμοποιούνται αισθητήρες μηχανικής σάρωσης (μονοστοιχειακού ή με δακτυλιοειδή διάταξη) και ηλεκτρονικοί αισθητήρες σε φάση.

4. Αισθητήρες για παιδιατρική(ποδιατρικοί ανιχνευτές). Για την παιδιατρική, χρησιμοποιούνται οι ίδιοι αισθητήρες όπως και για τους ενήλικες. , αλλά μόνο με υψηλότερη συχνότητα (5 ή 7,5 MHz), η οποία σας επιτρέπει να έχετε υψηλότερη ποιότητα εικόνας. Αυτό είναι δυνατό λόγω του μικρού μεγέθους των ασθενών.

5. Ενδοκοιλατικοί αισθητήρες(ενδοκοιλοειδείς ανιχνευτές). Υπάρχει μεγάλη ποικιλία ενδοκοιλιακών αισθητήρων, οι οποίοι διαφέρουν μεταξύ τους στους τομείς της ιατρικής εφαρμογής.

● Διακολπικοί (ενδοκολπικοί) αισθητήρες (διακολπικός ή ενδοκολπικός καθετήρας).

● Διορθικοί αισθητήρες (διορθικός ή ενδοορθικός καθετήρας).

● Διεγχειρητικούς αισθητήρες (διεγχειρητικός καθετήρας).

● Διουρηθρικοί αισθητήρες (διουρηθρικοί ανιχνευτές).

● Διοισοφαγικοί ανιχνευτές.

● Ενδαγγειακοί αισθητήρες (ενδοαγγειακές ανιχνευτές).

6. Ανιχνευτές βιοψίας ή παρακέντησης(βιοψία ή ανιχνευτές παρακέντησης). Χρησιμοποιείται για την ακριβή καθοδήγηση των βελόνων βιοψίας ή παρακέντησης. Για το σκοπό αυτό, είναι ειδικά σχεδιασμένοι αισθητήρες στους οποίους η βελόνα μπορεί να περάσει μέσα από μια οπή (ή σχισμή) στην επιφάνεια εργασίας (άνοιγμα).

7. Εξαιρετικά εξειδικευμένοι αισθητήρες. Οι περισσότεροι από τους αισθητήρες που αναφέρονται παραπάνω έχουν ένα αρκετά ευρύ φάσμα εφαρμογών. Ταυτόχρονα, μπορεί να ξεχωρίσει μια ομάδα αισθητήρων στενής εφαρμογής, οι οποίοι θα πρέπει να αναφέρονται ξεχωριστά.

● Οφθαλμικοί αισθητήρες (οφθαλμολογικοί ανιχνευτές).

● Αισθητήρες για διακρανιακές μελέτες (transcranial probes).

● Αισθητήρες για τη διάγνωση της ιγμορίτιδας, της μετωπιαίας ιγμορίτιδας και της ιγμορίτιδας.

● Αισθητήρες κτηνιατρικής (κτηνιατρικοί ανιχνευτές).

8. Ευρυζωνικοί αισθητήρες και αισθητήρες πολλαπλών συχνοτήτων. Στις σύγχρονες πολύπλοκες συσκευές, οι ευρυζωνικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο. Αυτοί οι αισθητήρες έχουν σχεδιαστεί δομικά παρόμοια με τους συμβατικούς αισθητήρες που συζητήθηκαν παραπάνω και διαφέρουν από αυτούς στο ότι χρησιμοποιούν έναν μορφοτροπέα υπερήχων ευρείας ζώνης, δηλ. αισθητήρας με ευρεία ζώνη συχνοτήτων λειτουργίας.

9. Μετατροπείς Doppler. Οι αισθητήρες χρησιμοποιούνται μόνο για τη λήψη πληροφοριών σχετικά με την ταχύτητα ή το εύρος των ταχυτήτων ροής αίματος στα αγγεία. Αυτοί οι μορφοτροπείς συζητούνται στις ενότητες για τα όργανα υπερήχων Doppler.

10. Αισθητήρες 3D απεικόνισης. Σπάνια χρησιμοποιούνται ειδικοί αισθητήρες για τη λήψη τρισδιάστατων (τρισδιάστατων) εικόνων. Συνηθέστερα, χρησιμοποιούνται συμβατικοί δισδιάστατοι αισθητήρες εικόνας μαζί με ειδικές συσκευές που παρέχουν σάρωση κατά μήκος της τρίτης συντεταγμένης.

Η ποιότητα των πληροφοριών που λαμβάνονται εξαρτάται από το τεχνικό επίπεδο της συσκευής - όσο πιο περίπλοκη και τέλεια είναι η συσκευή, τόσο υψηλότερη είναι η ποιότητα των διαγνωστικών πληροφοριών. Κατά κανόνα, σύμφωνα με το τεχνικό επίπεδο, οι συσκευές χωρίζονται σε τέσσερις ομάδες: απλές συσκευές. συσκευές μεσαίας τάξης? συσκευές υψηλής κατηγορίας. συσκευές υψηλής τεχνολογίας (μερικές φορές ονομάζονται high-end).

Δεν υπάρχουν συμφωνημένα κριτήρια για την αξιολόγηση της κατηγορίας συσκευών μεταξύ των κατασκευαστών και των χρηστών διαγνωστικού εξοπλισμού υπερήχων, καθώς υπάρχει ένας πολύ μεγάλος αριθμός χαρακτηριστικών και παραμέτρων με τις οποίες οι συσκευές μπορούν να συγκριθούν μεταξύ τους. Ωστόσο, είναι δυνατό να εκτιμηθεί το επίπεδο πολυπλοκότητας του εξοπλισμού, από το οποίο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό η ποιότητα των πληροφοριών που λαμβάνονται. Μία από τις κύριες τεχνικές παραμέτρους που καθορίζουν το επίπεδο πολυπλοκότητας ενός σαρωτή υπερήχων είναι ο μέγιστος αριθμός καναλιών λήψης και εκπομπής στην ηλεκτρονική μονάδα της συσκευής, καθώς όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των καναλιών, τόσο καλύτερη είναι η ευαισθησία και η ανάλυση - το κύριο χαρακτηριστικά της ποιότητας μιας εικόνας υπερήχων.

Σε απλούς (συνήθως φορητούς) σαρωτές υπερήχων, ο αριθμός των καναλιών μετάδοσης-λήψης δεν είναι μεγαλύτερος από 16, σε συσκευές μεσαίας και ανώτερης κατηγορίας 32, 48 και 64. Σε συσκευές υψηλής κατηγορίας, ο αριθμός των καναλιών μπορεί να είναι μεγαλύτερος από 64 , για παράδειγμα 128, 256, 512 και ακόμη περισσότερα. Κατά κανόνα, οι σαρωτές υπερήχων προηγμένων και προηγμένων είναι συσκευές με έγχρωμη χαρτογράφηση Doppler.

Οι συσκευές υψηλής τεχνολογίας συνήθως εκμεταλλεύονται πλήρως τα σύγχρονα χαρακτηριστικά ψηφιακή επεξεργασίασήματα, ξεκινώντας σχεδόν από την έξοδο των αισθητήρων. Για το λόγο αυτό, τέτοιες συσκευές ονομάζονται ψηφιακά συστήματα ή πλατφόρμες (ψηφιακό σύστημα).

ερωτήσεις δοκιμής

1. Τι είναι η ακουστική αντίσταση και η επίδρασή της στην ανάκλαση

υπέρηχος?

2. Πώς εξαρτάται από τη συχνότητα η εξασθένηση των υπερήχων σε βιολογικούς ιστούς;

3. Πώς αλλάζει το φάσμα του παλμικού υπερηχητικού σήματος ανάλογα με το βάθος;

4. Ποιοι τρόποι λειτουργίας προβλέπονται στους σαρωτές υπερήχων;

5. Ποιος είναι ο τρόπος λειτουργίας ΣΕ?

6. Ποιος είναι ο τρόπος λειτουργίας ΑΛΛΑ?

7. Ποιος είναι ο τρόπος λειτουργίας Μ?

8. Ποιος είναι ο τρόπος λειτουργίας ρε?

9. Εξηγήστε τη λειτουργία του μορφοτροπέα υπερήχων.

10. Σε ποιες διαμορφώσεις πιεζοηλεκτρικών στοιχείων βρίσκονται διάφοροι τύποι

Αισθητήρες?

11. Τι τύποι αισθητήρων υπάρχουν στους σαρωτές υπερήχων;