सेंसर का उद्देश्य क्या है। निकटता सेंसर: सिंहावलोकन, संचालन का सिद्धांत, उद्देश्य

एक आधुनिक कार कई मैकेनिकल, इलेक्ट्रोमैकेनिकल और इलेक्ट्रॉनिक घटकों से बनी होती है। बाहरी परिस्थितियों की परवाह किए बिना इंजन का इष्टतम संचालन सुनिश्चित किया जाना चाहिए। जब बाहरी कारक बदलते हैं, तो नोड्स और घटकों के संचालन को उनके अनुकूल होना चाहिए। कार के संचालन के लिए वाहन सेंसर एक तरह के ट्रैकिंग डिवाइस के रूप में काम करते हैं। मुख्य सेंसर पर विचार करें:

3. कार में वायु प्रवाह संवेदक - यह क्या प्रभावित करता है?

वायु प्रवाह संवेदक के संचालन का सिद्धांत इंजन के सेवन में वायु प्रवाह को दी गई गर्मी की मात्रा को कई गुना मापने पर आधारित है। गरम करना
सेंसर तत्व कार के एयर फिल्टर के सामने स्थापित है। परिवर्तन
वायु प्रवाह दर और, तदनुसार, इसका द्रव्यमान अंश, डिग्री में परिलक्षित होता है
MAF सेंसर के हीटिंग कॉइल के तापमान में परिवर्तन।

संचालन और शक्ति के नुकसान के दौरान इंजन का "ट्रिपलिंग" वायु प्रवाह सेंसर की संभावित विफलता को इंगित करता है।

4. ऑक्सीजन सेंसर, लैम्ब्डा जांच - सेंसर की खराबी

एक ऑक्सीजन सेंसर या लैम्ब्डा जांच ईंधन के दहन के बाद निकास में कई गुना ऑक्सीजन की मात्रा का पता लगाती है। लैम्ब्डा जांच इलेक्ट्रॉनिक इंजन प्रबंधन प्रणाली का हिस्सा है, जो ईंधन की मात्रा को नियंत्रित करती है, इसके पूर्ण दहन को सुनिश्चित करती है। ईंधन की खपत में वृद्धि एक संभावित सेंसर खराबी की विशेषता है।

5. थ्रॉटल सेंसर - खराबी के लक्षण

यह सेंसर एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिवाइस है जिसमें एक सेंसिंग एलिमेंट और एक स्टेपर मोटर होता है।

संवेदनशील तत्व है
तापमान संवेदक, और स्टेपर मोटर एक्चुएटर है।
यह इलेक्ट्रोमैकेनिकल डिवाइस थ्रॉटल वाल्व की स्थिति को बदल देता है
शीतलक तापमान के सापेक्ष। इस प्रकार, घूर्णन आवृत्ति
इंजन का क्रैंकशाफ्ट शीतलक के ताप की डिग्री पर निर्भर करता है।

इस सेंसर की खराबी का एक विशिष्ट लक्षण वार्म-अप गति की कमी और ईंधन की खपत में वृद्धि है।

6. तेल दबाव सेंसर - कार्य, विफलता

जापानी ब्रांड की कारों पर एक डायाफ्राम ऑयल प्रेशर सेंसर लगाया जाता है
प्रकार। सेंसर में एक लचीली झिल्ली द्वारा अलग किए गए दो गुहा होते हैं। तेल
एक तरफ झिल्ली पर कार्य करता है, दबाव से झुकता है। मापने में
सेंसर गुहा की झिल्ली रिओस्तात रॉड से जुड़ी होती है।

इंजन के तेल के दबाव के आधार पर, डायाफ्राम सेंसर के समग्र प्रतिरोध को बदलते हुए, कम या ज्यादा फ्लेक्स करता है। ऑयल प्रेशर सेंसर इंजन ब्लॉक पर स्थित है।

कार पैनल पर एक जलती हुई तेल दबाव रोशनी सेंसर की विफलता का संकेत दे सकती है।

7. क्या इंजन में नॉक सेंसर काम नहीं कर रहा है?

इंजन नॉक सेंसर इग्निशन टाइमिंग को मापता है। सामान्य इंजन संचालन के दौरान, सेंसर "निष्क्रिय" मोड में होता है। जब प्रक्रिया बदल जाती है
ईंधन-विस्फोट के दहन की विस्फोटक प्रकृति की दिशा में दहन, सेंसर एक संकेत भेजता है इलेक्ट्रॉनिक प्रणालीअग्रिम कोण बदलने के लिए इंजन नियंत्रण
कम करने की दिशा में प्रज्वलन।

यह सिलेंडर ब्लॉक पर एयर फिल्टर क्षेत्र में स्थित है। दस्तक सेंसर के प्रदर्शन की जांच करने के लिए, आपको दौड़ना होगा।

8. कैंषफ़्ट कोण सेंसर - ट्रिट इंजन

यह सेंसर सिलेंडर हेड पर स्थित होता है और इंजन की गति को मापता है।
इंजन के कैंषफ़्ट, और सेंसर से संकेतों के आधार पर, नियंत्रण इकाई सिलेंडर में पिस्टन की वर्तमान स्थिति निर्धारित करती है।

असमान इंजन संचालन और ट्रिपलिंग सेंसर के गलत संचालन का संकेत देते हैं। सेंसर टर्मिनलों के बीच प्रतिरोध को मापने, एक ओममीटर का उपयोग करके जांच की जाती है।

9. कार में ABS / ABS सेंसर - परफॉर्मेंस चेक करें

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक टाइप एबीएस सेंसर कार के पहियों पर लगे होते हैं और कार के एंटी-लॉक ब्रेकिंग सिस्टम का हिस्सा होते हैं।

सेंसर समारोहपहिया गति का माप है। सेंसर की माप का उद्देश्य सिग्नल गियर डिस्क है, जो व्हील हब पर लगा होता है। यदि एबीएस सेंसर दोषपूर्ण है, तो इंजन शुरू करने के बाद नियंत्रण कक्ष पर नियंत्रण प्रकाश बाहर नहीं जाता है।

सेंसर की संचालन क्षमता निर्धारित करने की तकनीक सेंसर के संपर्कों के बीच प्रतिरोध को मापना है; खराबी के मामले में, प्रतिरोध शून्य है।

10. कार में ईंधन स्तर सेंसर - कैसे जांचें कि यह काम करता है या नहीं?

ईंधन स्तर सेंसर ईंधन पंप आवास में स्थापित होता है और इसमें कई घटक होते हैं। फ्लोट, एक लंबी छड़ के माध्यम से, एक सेक्टर रिओस्टेट पर कार्य करता है, जो कार के टैंक में ईंधन स्तर के आधार पर सेंसर के प्रतिरोध को बदलता है। सेंसर सिग्नल वाहन कंट्रोल पैनल पर एक पॉइंटर या इलेक्ट्रॉनिक पॉइंटर को भेजे जाते हैं। ईंधन स्तर सेंसर के प्रदर्शन की जाँच एक ओममीटर के साथ की जाती है, जो सेंसर संपर्कों के बीच प्रतिरोध को मापता है।

एक सेंसर क्या है?

निश्चित रूप से आपने "सेंसर" शब्द एक से अधिक बार सुना होगा। जाहिर है, इस शब्द का अर्थ किसी प्रकार का तकनीकी उपकरण है। सेंसर क्या है और यह कैसे काम करता है? सेंसर कितने प्रकार के होते हैं? आइए इन सभी सवालों पर अधिक विस्तार से विचार करें।

एक सेंसर की अवधारणा

वर्तमान में, सेंसर को एक ऐसा तत्व कहना आम बात है जो माध्यम से प्राप्त जानकारी को किसी अन्य डिवाइस में जानकारी स्थानांतरित करने के लिए विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करता है। आमतौर पर, सेंसर माप प्रणाली का संरचनात्मक रूप से अलग हिस्सा होता है।

सेंसर हर जगह उपयोग किए जाते हैं: कारों, हीटिंग सिस्टम, पानी की आपूर्ति, उत्पादन में, दवा में, यहां तक ​​​​कि खानपान प्रतिष्ठानों में तापमान को मापने के लिए एक डिश की तैयारी की डिग्री निर्धारित करने के लिए।

सेंसर वर्गीकरण

सेंसर वर्गीकरण के कई प्रकार हैं। हम सबसे बुनियादी प्रस्तुत करते हैं।

माप के प्रकार से:

• दबाव सेंसर;
• प्रवाह सेंसर;
• स्तर माप सेंसर;
• तापमान माप सेंसर;
• एकाग्रता सेंसर;
• रेडियोधर्मिता सेंसर;
• आंदोलन सेंसर;
• कोणीय स्थिति सेंसर;
• यांत्रिक मात्रा को मापने के लिए सेंसर;
• कंपन सेंसर।

विनिर्माण प्रौद्योगिकी द्वारा वर्गीकरण:

• मौलिक सेंसर;
• सेंसर अभिन्न हैं।

कार्रवाई के सिद्धांत के अनुसार वर्गीकरण:

यह भी शामिल है:

• ऑप्टिकल सेंसर जो विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उपयोग करते हैं और जल वाष्प, धुएं और पर प्रतिक्रिया करते हैं विभिन्न प्रकारएरोसोल। वे गैर-संपर्क सेंसर हैं। उनके काम का सिद्धांत एक संवेदनशील सेंसर द्वारा किसी भी अड़चन के प्रभाव को पकड़ने पर आधारित है, उदाहरण के लिए, जल वाष्प। इन सेंसरों का व्यापक रूप से स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।
• आगमनात्मक सेंसर। वे गैर-संपर्क सेंसर से संबंधित हैं, जिन्हें किसी वस्तु की स्थिति की गणना करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। आगमनात्मक सेंसर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के उतार-चढ़ाव को पूरी तरह से पकड़ लेते हैं। उनका डिज़ाइन एक जनरेटर पर आधारित है, जो एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाता है, जिसके प्रभाव से धातु की वस्तु पर दोलन आयाम उत्पन्न होते हैं, जिसके लिए सेंसर प्रतिक्रिया करता है। ऐसे सेंसर व्यापक रूप से मेटल डिटेक्टरों के साथ-साथ विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक तालों में उपयोग किए जाते हैं।
• कैपेसिटिव सेंसर। ये सेंसर हैं जो कारों में बारिश सेंसर, टच बटन के रूप में उपयोग किए जाते हैं घरेलू उपकरण, द्रव माप सेंसर। उनकी कार्रवाई का सिद्धांत तरल की कार्रवाई का जवाब देना है। ऐसे सेंसर के इन्सुलेटर में एक ढांकता हुआ स्थिरांक होता है। इन्सुलेटर पर अभिनय करने वाला तरल, विद्युत संकेत की उपस्थिति का कारण बनता है, जिसे सूचना में परिवर्तित किया जाता है। ऐसे सेंसर घरेलू उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
• लोड कोशिकाओं। लोड सेल बल, दबाव, टोक़, त्वरण या विस्थापन को मापने के लिए एक उपकरण है। उनकी क्रिया का तंत्र लोचदार बल के सिद्धांत पर आधारित है। ऐसे सेंसर व्यापक रूप से विभिन्न प्रकार के पैमानों में उपयोग किए जाते हैं। वे विरूपण की मात्रा को विद्युत संकेत में परिवर्तित करते हैं, दूसरे शब्दों में, सेंसर उस पर किसी बल के प्रभाव का पता लगाता है, जिसके बाद लोचदार तत्व विकृत हो जाता है और तनाव गेज का प्रतिरोध, जो इस तरह के सेंसर में बनाया जाता है, बदल जाता है . इसके बाद, सूचना को विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है और किसी अन्य डिवाइस, जैसे डिस्प्ले में स्थानांतरित किया जाता है।
• पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर। ऐसे सेंसर माइक्रोफोन और सोनार में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। उनके संचालन का सिद्धांत यांत्रिक तनाव के प्रभाव में ढांकता हुआ के ध्रुवीकरण पर आधारित है। दूसरे शब्दों में, पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर यांत्रिक रूप से प्रभावित विद्युत क्षेत्र में बदलाव को पकड़ लेते हैं। उदाहरण के लिए, एक माइक्रोफोन में, यह आवाज का प्रभाव है। विरूपण का परिणाम प्राप्त सिग्नल का विद्युत एक में रूपांतरण और दूसरे उपकरण में इसका संचरण होगा। ये सेंसर 1880 में जैक्स और पियरे क्यूरी की बदौलत पैदा हुए थे।
• चुंबकीय-विद्युत सेंसर। ये ऐसे सेंसर हैं जिनका संचालन सिद्धांत तथाकथित हॉल प्रभाव पर आधारित है। इन सेंसरों का उपयोग स्मार्टफोन में इलेक्ट्रॉनिक कंपास के संचालन के लिए, इलेक्ट्रिक मोटर्स में और करंट मीटर में आधार के रूप में किया जाता है।
• नैनो सेंसर। विकास के अधीन हैं। उनके लिए सबसे अधिक मांग वाला क्षेत्र दवा और रोबोटिक्स होना चाहिए। यह माना जाता है कि ये सेंसर एक नया वर्ग बन जाएंगे और भविष्य में व्यापक रूप से उपयोग किए जाएंगे। उनके संचालन का सिद्धांत कई अन्य सेंसर के समान होगा (इसलिए नाम नैनो-पीजो सेंसर, नैनो-स्ट्रेन सेंसर, आदि), लेकिन उनके आयाम कई गुना छोटे होंगे

सेंसर के बारे में अधिक जानने के लिए, इन लेखों को पढ़ें।

इलेक्ट्रोटेक्निकल इनसाइक्लोपीडिया #16।

सेंसर

सेंसर का वर्गीकरण, उनके लिए बुनियादी आवश्यकताएं

विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं के स्वचालन, विभिन्न इकाइयों, मशीनों, तंत्रों के प्रभावी नियंत्रण के लिए विभिन्न भौतिक मात्राओं के कई मापों की आवश्यकता होती है।

सेंसर(साहित्य में अक्सर ट्रांसड्यूसर को मापने के लिए भी कहा जाता है), या दूसरे शब्दों में, सेंसरकई स्वचालन प्रणालियों के तत्व हैं - उनकी मदद से वे नियंत्रित प्रणाली या उपकरण के मापदंडों के बारे में जानकारी प्राप्त करते हैं।

सेंसर - यह एक मापने, सिग्नलिंग, विनियमन या नियंत्रण उपकरण का एक तत्व है जो एक नियंत्रित मूल्य (तापमान, दबाव, आवृत्ति, चमकदार तीव्रता, विद्युत वोल्टेज, वर्तमान, आदि) को माप, संचरण, भंडारण, प्रसंस्करण के लिए सुविधाजनक सिग्नल में परिवर्तित करता है। , पंजीकरण, और कभी-कभी नियंत्रित प्रक्रियाओं पर उन्हें प्रभावित करने के लिए। या आसान सेंसरएक उपकरण है जो किसी भी भौतिक मात्रा की इनपुट क्रिया को एक संकेत में परिवर्तित करता है जो आगे उपयोग के लिए सुविधाजनक है।

उपयोग किए गए सेंसर बहुत विविध हैं और हो सकते हैं विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत:

इनपुट के प्रकार (मापा) मात्रा के आधार पर के बीच अंतर: यांत्रिक विस्थापन के सेंसर (रैखिक और कोणीय), वायवीय, विद्युत, प्रवाह मीटर, गति के सेंसर, त्वरण, बल, तापमान, दबाव, आदि।

वर्तमान में, उद्योग में विभिन्न भौतिक मात्राओं के माप के अनुपात का लगभग निम्नलिखित वितरण है: तापमान - 50%, प्रवाह (द्रव्यमान और आयतन) - 15%, दबाव - 10%, स्तर - 5%, मात्रा (द्रव्यमान, आयतन) ) - 5%, समय - 4%, विद्युत और चुंबकीय मात्रा - 4% से कम।

आउटपुट मान के प्रकार से जिसमें इनपुट मान परिवर्तित होता है , अंतर करना गैर बिजलीतथा विद्युतीय: डीसी करंट सेंसर (ईएमएफ या वोल्टेज), आयाम सेंसर प्रत्यावर्ती धारा(ईएमएफ या वोल्टेज), एसी आवृत्ति सेंसर (ईएमएफ या वोल्टेज), प्रतिरोध सेंसर (सक्रिय, आगमनात्मक या कैपेसिटिव), आदि।

अधिकांश सेंसर विद्युत हैं। यह विद्युत माप के निम्नलिखित लाभों के कारण है:

विद्युत मात्रा को दूरी पर प्रसारित करना सुविधाजनक है, और संचरण उच्च गति पर किया जाता है;

विद्युत मात्राएँ इस अर्थ में सार्वभौमिक हैं कि किसी भी अन्य मात्रा को विद्युत मात्रा में परिवर्तित किया जा सकता है और इसके विपरीत;

वे सटीक रूप से एक डिजिटल कोड में परिवर्तित हो जाते हैं और आपको प्राप्त करने की अनुमति देते हैं उच्च परिशुद्धतामाप उपकरणों की संवेदनशीलता और गति।

कार्रवाई के सिद्धांत के अनुसार सेंसर को दो वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: उत्पादकतथा पैरामीट्रिक(सेंसर-मॉड्यूलेटर)। जेनरेटर सेंसर इनपुट वैल्यू को सीधे इलेक्ट्रिकल सिग्नल में बदलने का काम करते हैं।

पैरामीट्रिक सेंसर इनपुट मान को कुछ विद्युत पैरामीटर में परिवर्तन में परिवर्तित करते हैं (सेंसर के आर, एल या सी)।

कार्रवाई के सिद्धांत के अनुसार सेंसर को ओमिक, रिओस्टैटिक, फोटोइलेक्ट्रिक (ऑप्टो-इलेक्ट्रॉनिक), इंडक्टिव, कैपेसिटिव आदि में भी विभाजित किया जा सकता है।

सेंसर के तीन वर्ग हैं:

एनालॉग सेंसर, यानी सेंसर जो इनपुट मूल्य में परिवर्तन के अनुपात में एनालॉग सिग्नल उत्पन्न करते हैं;

पल्स ट्रेन या बाइनरी शब्द उत्पन्न करने वाले डिजिटल सेंसर;

बाइनरी (बाइनरी) सेंसर जो केवल दो स्तरों का संकेत उत्पन्न करते हैं: "चालू / बंद" (दूसरे शब्दों में, 0 या 1); उनकी सादगी के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

सेंसर के लिए आवश्यकताएँ :

इनपुट पर आउटपुट मूल्य की स्पष्ट निर्भरता;

समय के साथ विशेषताओं की स्थिरता;

उच्च संवेदनशील;

छोटे आकार और वजन;

नियंत्रित प्रक्रिया और नियंत्रित पैरामीटर पर प्रतिक्रिया का अभाव;

विभिन्न परिचालन स्थितियों के तहत काम करना;

- विभिन्न विकल्पबढ़ते.

पैरामीट्रिक सेंसर (सेंसर मॉड्यूलेटर) इनपुट मूल्यएक्स कुछ विद्युत पैरामीटर में परिवर्तन में परिवर्तित हो जाता है (आर, एल या सी ) सेंसर। ऊर्जा-वाहक सिग्नल (वोल्टेज या करंट) के बिना सेंसर के सूचीबद्ध मापदंडों में बदलाव को दूर तक प्रसारित करना असंभव है। सेंसर की वर्तमान या वोल्टेज की प्रतिक्रिया से सेंसर के संबंधित पैरामीटर में परिवर्तन का पता लगाना केवल संभव है, क्योंकि सूचीबद्ध पैरामीटर इस प्रतिक्रिया की विशेषता रखते हैं। इसलिए, पैरामीट्रिक सेंसरों को प्रत्यक्ष या प्रत्यावर्ती धारा द्वारा संचालित विशेष माप सर्किट के उपयोग की आवश्यकता होती है।

ओमिक (प्रतिरोधक) सेंसर - ऑपरेशन का सिद्धांत लंबाई में बदलाव के साथ उनके सक्रिय प्रतिरोध में बदलाव पर आधारित है मैं, संकर अनुभागीय क्षेत्र एसया प्रतिरोधकता पी:

आर= पीएल /एस

इसके अलावा, संपर्क दबाव और फोटोकल्स की रोशनी पर सक्रिय प्रतिरोध के मूल्य की निर्भरता का उपयोग किया जाता है। इसके अनुसार, ओमिक सेंसर में विभाजित हैं: संपर्क, पोटेंशियोमेट्रिक (रिओस्टैटिक), तनाव-प्रतिरोधक, थर्मिस्टर, फोटोरेसिस्टर.

संपर्क सेंसर - ये है सबसे सरल तरीकाप्रतिरोधक सेंसर जो प्राथमिक तत्व की गति को विद्युत परिपथ के प्रतिरोध में अचानक परिवर्तन में परिवर्तित करते हैं। संपर्क सेंसर की मदद से, वे बलों, विस्थापन, तापमान, वस्तुओं के आकार, उनके आकार को नियंत्रित करने आदि को मापते हैं और नियंत्रित करते हैं। संपर्क सेंसर में शामिल हैं यात्रा करनातथा लिमिट स्विच, संपर्क थर्मामीटरऔर तथाकथित इलेक्ट्रोड सेंसर, मुख्य रूप से विद्युत प्रवाहकीय तरल पदार्थों के सीमा स्तर को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

संपर्क सेंसर प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा दोनों पर काम कर सकते हैं। माप सीमा के आधार पर, संपर्क सेंसर सिंगल-लिमिट और मल्टी-लिमिट हो सकते हैं। उत्तरार्द्ध का उपयोग उन मात्राओं को मापने के लिए किया जाता है जो महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती हैं, जबकि रोकनेवाला के हिस्से आर, विद्युत परिपथ में शामिल, श्रृंखला में छोटा किया जाता है।

संपर्क सेंसर का नुकसान निरंतर निगरानी की कठिनाई और संपर्क प्रणाली की सीमित सेवा जीवन है। लेकिन इन सेंसरों की अत्यधिक सादगी के कारण, इनका व्यापक रूप से स्वचालन प्रणालियों में उपयोग किया जाता है।

रिओस्टेटिक सेंसर एक परिवर्तनीय प्रतिरोध प्रतिरोधी हैं। सेंसर का इनपुट मूल्य संपर्क की गति है, और आउटपुट मूल्य इसके प्रतिरोध में परिवर्तन है। गतिमान संपर्क यांत्रिक रूप से उस वस्तु से जुड़ा होता है जिसका विस्थापन (कोणीय या रैखिक) रूपांतरित किया जाना है।

रिओस्टेट सेंसर पर स्विच करने के लिए सबसे व्यापक पोटेंशियोमेट्रिक सर्किट है, जिसमें वोल्टेज डिवाइडर सर्किट के अनुसार रिओस्तात को चालू किया जाता है। याद रखें कि वोल्टेज विभक्त प्रत्यक्ष या वैकल्पिक वोल्टेज को भागों में विभाजित करने के लिए एक विद्युत उपकरण है; एक वोल्टेज विभक्त आपको विद्युत सर्किट के तत्वों के माध्यम से उपलब्ध वोल्टेज के केवल एक हिस्से को हटाने (उपयोग) करने की अनुमति देता है जिसमें प्रतिरोधक, कैपेसिटर या इंडक्टर्स शामिल होते हैं। वोल्टेज डिवाइडर सर्किट के अनुसार जुड़े एक चर अवरोधक को पोटेंशियोमीटर कहा जाता है।

आमतौर पर, रिओस्टेट सेंसर का उपयोग यांत्रिक में किया जाता है मापन उपकरणउनके रीडिंग को विद्युत मात्रा (वर्तमान या वोल्टेज) में परिवर्तित करने के लिए, उदाहरण के लिए, तरल पदार्थ के लिए फ्लोट स्तर मीटर में, विभिन्न दबाव गेज, आदि।

एक साधारण रिओस्टेट के रूप में सेंसर का उपयोग इसकी स्थिर विशेषता की महत्वपूर्ण गैर-रैखिकता के कारण लगभग कभी नहीं किया जाता है। मैं n \u003d f (x), जहाँ मैं n- भार बिजली।

ऐसे सेंसर का आउटपुट मान वोल्टेज ड्रॉप है यू आउट चलती और निश्चित संपर्कों में से एक के बीच। संपर्क के विस्थापन x पर आउटपुट वोल्टेज की निर्भरतायू आउट \u003d एफ(x) विभवमापी के अनुदिश प्रतिरोध में परिवर्तन के नियम के अनुरूप है। इसके डिजाइन द्वारा निर्धारित पोटेंशियोमीटर की लंबाई के साथ प्रतिरोध के वितरण का नियम रैखिक या गैर-रेखीय हो सकता है।

पोटेंशियोमेट्रिक सेंसर, जो संरचनात्मक रूप से परिवर्तनशील प्रतिरोधक होते हैं, विभिन्न सामग्रियों से बने होते हैं - घुमावदार तार, धातु की फिल्म, अर्धचालक, आदि।

स्ट्रेन गेजेस (स्ट्रेन गेजेस) यांत्रिक तनाव, छोटे विकृति, कंपन को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। स्ट्रेन गेज की क्रिया टेंसोरेफेक्ट पर आधारित होती है, जिसमें कंडक्टर और सेमीकंडक्टर सामग्री के सक्रिय प्रतिरोध को उन पर लागू बलों के प्रभाव में बदलना शामिल है।

थर्मोमेट्रिक सेंसर (thermistors) - प्रतिरोध तापमान पर निर्भर करता है। सेंसर के रूप में थर्मिस्टर्स का उपयोग दो तरह से किया जाता है:

1) थर्मिस्टर का तापमान पर्यावरण द्वारा निर्धारित किया जाता है; थर्मिस्टर से गुजरने वाला करंट इतना छोटा होता है कि यह थर्मिस्टर को गर्म नहीं करता है। इस स्थिति के तहत, थर्मिस्टर का उपयोग तापमान संवेदक के रूप में किया जाता है और इसे अक्सर "प्रतिरोध थर्मामीटर" के रूप में जाना जाता है।

2) थर्मिस्टर का तापमान निरंतर वर्तमान और शीतलन स्थितियों द्वारा हीटिंग की डिग्री से निर्धारित होता है। इस मामले में, स्थिर तापमान थर्मिस्टर सतह की गर्मी हस्तांतरण स्थितियों (पर्यावरण की गति - गैस या तरल - थर्मिस्टर के सापेक्ष, इसकी घनत्व, चिपचिपाहट और तापमान) द्वारा निर्धारित किया जाता है, इसलिए थर्मिस्टर का उपयोग एक के रूप में किया जा सकता है प्रवाह वेग, परिवेश तापीय चालकता, गैस घनत्व, आदि के लिए सेंसर। इस तरह के सेंसर में, एक दो-चरण परिवर्तन होता है, जैसा कि यह था: मापा मूल्य पहले थर्मिस्टर के तापमान में परिवर्तन में परिवर्तित हो जाता है, जो तब होता है प्रतिरोध में परिवर्तन में परिवर्तित हो गया।

थर्मिस्टर्स शुद्ध धातु और अर्धचालक दोनों से बने होते हैं।जिस सामग्री से ऐसे सेंसर बनाए जाते हैं, उनमें प्रतिरोध का उच्च तापमान गुणांक होना चाहिए, यदि संभव हो तो तापमान पर प्रतिरोध की रैखिक निर्भरता, गुणों की अच्छी प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता और पर्यावरणीय प्रभावों की जड़ता। सबसे बड़ी सीमा तक, प्लेटिनम इन सभी गुणों को संतुष्ट करता है; थोड़े छोटे में - तांबा और निकल।

धातु थर्मिस्टर्स की तुलना में, सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स (थर्मिस्टर्स) में उच्च संवेदनशीलता होती है।

आगमनात्मक सेंसर मशीनों, तंत्रों, रोबोटों आदि के काम करने वाले निकायों की गतिविधियों के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए संपर्क रहित सेवा प्रदान करना। और इस जानकारी को विद्युत संकेत में परिवर्तित करना।

एक आगमनात्मक सेंसर के संचालन का सिद्धांत चुंबकीय सर्किट (आर्मेचर, कोर, आदि) के अलग-अलग तत्वों की स्थिति के आधार पर, चुंबकीय सर्किट पर घुमावदार के अधिष्ठापन में परिवर्तन पर आधारित है। ऐसे सेंसर में, रैखिक या कोणीय गति एक्स(इनपुट मात्रा) को अधिष्ठापन में परिवर्तन में परिवर्तित किया जाता है ( ली) सेंसर। उनका उपयोग कोणीय और रैखिक विस्थापन, विकृति, आयामी नियंत्रण आदि को मापने के लिए किया जाता है।

सबसे सरल मामले में, एक प्रेरक सेंसर एक चुंबकीय सर्किट के साथ एक प्रारंभ करनेवाला होता है, जिसका गतिमान तत्व (आर्मेचर) मापा मूल्य की क्रिया के तहत चलता है।

आगमनात्मक सेंसर सभी प्रवाहकीय वस्तुओं को पहचानता है और तदनुसार प्रतिक्रिया करता है। आगमनात्मक सेंसर गैर-संपर्क है, यांत्रिक क्रिया की आवश्यकता नहीं है, यह विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र को बदलकर गैर-संपर्क काम करता है।

लाभ

- कोई यांत्रिक वस्त्र नहीं, कोई संपर्क विफलता नहीं;

- कोई संपर्क नहीं उछाल और झूठी सकारात्मक

- 3000 . तक उच्च स्विचिंग आवृत्ति हर्ट्ज

- यांत्रिक तनाव के लिए प्रतिरोधी

कमियां - अपेक्षाकृत कम संवेदनशीलता, आपूर्ति वोल्टेज की आवृत्ति पर आगमनात्मक प्रतिरोध की निर्भरता, मापा मूल्य पर सेंसर का एक महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया प्रभाव (कोर को आर्मेचर के आकर्षण के कारण)।

कैपेसिटिव सेंसर - संचालन का सिद्धांत संधारित्र के विद्युत समाई की आयामों पर, उसकी प्लेटों की सापेक्ष स्थिति और उनके बीच के माध्यम के ढांकता हुआ स्थिरांक पर निर्भरता पर आधारित है।

दो-प्लेट फ्लैट संधारित्र के लिए, विद्युत समाई अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित की जाती है:

सी \u003d ई 0 ई एस /एच

कहाँ पे ई 0- पारद्युतिक स्थिरांक; इ- प्लेटों के बीच माध्यम की सापेक्ष पारगम्यता; एस- प्लेटों का सक्रिय क्षेत्र; एचसंधारित्र प्लेटों के बीच की दूरी है।

निर्भरता सी(एस) तथा सी(एच) यांत्रिक आंदोलनों को समाई में परिवर्तन में परिवर्तित करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

कैपेसिटिव सेंसर, साथ ही आगमनात्मक, वैकल्पिक वोल्टेज (आमतौर पर बढ़ी हुई आवृत्ति - दसियों मेगाहर्ट्ज़ तक) द्वारा संचालित होते हैं। सर्किट को मापने के रूप में, ब्रिज सर्किट और रेज़ोनेंट सर्किट का उपयोग करने वाले सर्किट आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। बाद के मामले में, एक नियम के रूप में, गुंजयमान सर्किट के समाई पर जनरेटर दोलन आवृत्ति की निर्भरता का उपयोग किया जाता है, अर्थात। सेंसर में एक आवृत्ति आउटपुट होता है।

कैपेसिटिव सेंसर के फायदे सादगी, उच्च संवेदनशीलता और कम जड़ता हैं। नुकसान - बाहरी विद्युत क्षेत्रों का प्रभाव, मापने वाले उपकरणों की सापेक्ष जटिलता।

कैपेसिटिव सेंसर का उपयोग कोणीय विस्थापन, बहुत छोटे रैखिक विस्थापन, कंपन, गति गति आदि को मापने के साथ-साथ निर्दिष्ट कार्यों (हार्मोनिक, सॉटूथ, आयताकार, आदि) को पुन: पेश करने के लिए किया जाता है।

कैपेसिटिव ट्रांसड्यूसर, पारगम्यताइ जो ढांकता हुआ की संरचना में परिवर्तन, विरूपण या परिवर्तन के कारण बदलता है, गैर-प्रवाहकीय तरल पदार्थ, थोक और पाउडर सामग्री के लिए स्तर सेंसर के रूप में उपयोग किया जाता है, गैर-प्रवाहकीय सामग्री (मोटाई गेज) की एक परत की मोटाई, साथ ही साथ आर्द्रता और पदार्थ संरचना की निगरानी।

सेंसर - जेनरेटर

जेनरेटर सेंसर इनपुट मूल्य का प्रत्यक्ष रूपांतरण करेंएक्स एक विद्युत संकेत में। इस तरह के सेंसर इनपुट (मापा) मात्रा के स्रोत की ऊर्जा को तुरंत विद्युत संकेत में परिवर्तित करते हैं, अर्थात। वे, जैसे थे, बिजली के जनरेटर हैं (इसलिए ऐसे सेंसर का नाम - वे एक विद्युत संकेत उत्पन्न करते हैं)।

ऐसे सेंसर के संचालन के लिए अतिरिक्त शक्ति स्रोतों की मौलिक रूप से आवश्यकता नहीं होती है (फिर भी, सेंसर के आउटपुट सिग्नल को बढ़ाने, इसे अन्य प्रकार के संकेतों में बदलने और अन्य उद्देश्यों के लिए अतिरिक्त शक्ति की आवश्यकता हो सकती है)। जनरेटर थर्मोइलेक्ट्रिक, पीजोइलेक्ट्रिक, इंडक्शन, फोटोइलेक्ट्रिक और कई अन्य प्रकार के सेंसर हैं।

आगमनात्मक सेंसर मापी गई गैर-विद्युत मात्रा को प्रेरण के EMF में परिवर्तित किया जाता है। सेंसर के संचालन का सिद्धांत विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के नियम पर आधारित है। इन सेंसरों में प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा के टैकोजेनरेटर शामिल हैं, जो छोटे इलेक्ट्रिक मशीन जनरेटर हैं, जिसमें आउटपुट वोल्टेज जनरेटर शाफ्ट के रोटेशन की कोणीय गति के समानुपाती होता है। टैकोजेनरेटर का उपयोग कोणीय वेग सेंसर के रूप में किया जाता है।

टैकोजेनरेटर एक इलेक्ट्रिक मशीन है जो जनरेटर मोड में काम करती है। इस मामले में, उत्पन्न ईएमएफ रोटेशन की गति और चुंबकीय प्रवाह के परिमाण के समानुपाती होता है। इसके अलावा, रोटेशन की गति में बदलाव के साथ, ईएमएफ की आवृत्ति भी बदल जाती है। इनका उपयोग गति संवेदक (गति) के रूप में किया जाता है।

तापमान संवेदकतथा। आधुनिक औद्योगिक उत्पादन में, तापमान माप सबसे आम हैं (उदाहरण के लिए, एक मध्यम आकार के परमाणु ऊर्जा संयंत्र में लगभग 1500 बिंदु होते हैं जहां इस तरह के माप किए जाते हैं, और एक बड़े रासायनिक उद्योग उद्यम में ऐसे 20 हजार से अधिक बिंदु होते हैं) . मापा तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला, माप उपकरणों के उपयोग के लिए विभिन्न स्थितियां और उनके लिए आवश्यकताएं उपयोग किए जाने वाले तापमान मापने वाले उपकरणों की विविधता निर्धारित करती हैं।

यदि हम औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए तापमान सेंसर पर विचार करते हैं, तो हम उनके मुख्य वर्गों को अलग कर सकते हैं: सिलिकॉन तापमान सेंसर, बाईमेटेलिक सेंसर, तरल और गैस थर्मामीटर, तापमान संकेतक, थर्मिस्टर्स, थर्मोकपल्स, प्रतिरोध तापमान कन्वर्टर्स, इन्फ्रारेड सेंसर।

सिलिकॉन तापमान सेंसर तापमान पर अर्धचालक सिलिकॉन के प्रतिरोध की निर्भरता का उपयोग करें। मापा तापमान की सीमा -50…+150 0 C है। वे मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के अंदर के तापमान को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

बाईमेटल सेंसर दो अलग-अलग धातु की प्लेटों से बना होता है जो एक साथ बांधा जाता है। विभिन्न धातुओं में अलग-अलग थर्मल विस्तार गुणांक होते हैं। यदि प्लेट से जुड़ी धातुओं को गर्म या ठंडा किया जाता है, तो यह विद्युत संपर्कों को बंद (खोलने) या संकेतक तीर को घुमाने पर झुक जाएगी। बाईमेटेलिक सेंसर्स की ऑपरेटिंग रेंज -40…+550 0 C. ठोसों की सतह और तरल पदार्थों के तापमान को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। आवेदन के मुख्य क्षेत्र मोटर वाहन उद्योग, हीटिंग और वॉटर हीटिंग सिस्टम हैं।

थर्मल संकेतक - ये विशेष पदार्थ हैं जो तापमान के प्रभाव में अपना रंग बदलते हैं। रंग परिवर्तन प्रतिवर्ती या अपरिवर्तनीय हो सकता है। वे फिल्मों के रूप में निर्मित होते हैं।

प्रतिरोध थर्मल कन्वर्टर्स

प्रतिरोध थर्मोकपल (थर्मिस्टर्स) के संचालन का सिद्धांत तापमान (पहले चर्चा की गई) के आधार पर कंडक्टरों और अर्धचालकों के विद्युत प्रतिरोध में परिवर्तन पर आधारित है।

प्लेटिनम थर्मिस्टर्स को -260 से 1100 0 सी की सीमा में तापमान को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सस्ते कॉपर थर्मिस्टर्स, जो तापमान पर प्रतिरोध की रैखिक निर्भरता रखते हैं, व्यापक रूप से व्यवहार में उपयोग किए जाते हैं।

तांबे का नुकसान इसकी कम प्रतिरोधकता और उच्च तापमान पर आसान ऑक्सीकरण है, जिसके परिणामस्वरूप तांबे के प्रतिरोध थर्मामीटर के उपयोग की अंतिम सीमा 180 0 सी के तापमान तक सीमित है। विशेषताओं की स्थिरता और पुनरुत्पादन के संदर्भ में, तांबा थर्मिस्टर्स प्लैटिनम वाले से नीच हैं। कमरे के तापमान रेंज में माप के लिए सस्ते सेंसर में निकेल का उपयोग किया जाता है।

सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स (थर्मिस्टर्स) में प्रतिरोध का एक नकारात्मक या सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, जिसका मान 20 0 C (2 ... 8) * 10 -2 (0 C) -1, अर्थात होता है। तांबे और प्लेटिनम की तुलना में अधिक परिमाण का एक क्रम। बहुत छोटे आकार वाले सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स में उच्च प्रतिरोध मान (1 MΩ तक) होते हैं। अर्धचालक के रूप में। उपयोग की जाने वाली सामग्री धातु ऑक्साइड है: केएमटी प्रकार के अर्धचालक थर्मिस्टर्स - कोबाल्ट और मैंगनीज और एमएमटी - तांबा और मैंगनीज के ऑक्साइड का मिश्रण।

सेमीकंडक्टर तापमान सेंसर में समय के साथ विशेषताओं की उच्च स्थिरता होती है और तापमान को -100 से 200 0 तक बदलने के लिए उपयोग किया जाता है।

थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स (थर्मोकॉल्स) - पी थर्मोकपल के संचालन का सिद्धांत थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित है, जो इस तथ्य में शामिल है कि दो असमान धातुओं या अर्धचालकों के जंक्शनों (जंक्शनों) के बीच तापमान अंतर की उपस्थिति में, सर्किट में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न होता है, जिसे थर्मोइलेक्ट्रोमोटिव बल (थर्मो-ईएमएफ के रूप में संक्षिप्त) कहा जाता है। एक निश्चित तापमान सीमा में, हम मान सकते हैं कि थर्मो-ईएमएफ तापमान अंतर के सीधे आनुपातिक हैΔT\u003d टी 1 - टी 0 जंक्शन और थर्मोकपल के सिरों के बीच।

जिस माध्यम का तापमान मापा जाता है, उसमें डूबे हुए थर्मोकपल के परस्पर जुड़े सिरे को थर्मोकपल का वर्किंग एंड कहा जाता है। वे सिरे जो पर्यावरण के संपर्क में आते हैं और आमतौर पर तारों द्वारा मापने वाले सर्किट से जुड़े होते हैं, मुक्त छोर कहलाते हैं। इन सिरों का तापमान स्थिर रखा जाना चाहिए। इस स्थिति में, थर्मो-ईएमएफ ई टी केवल तापमान पर निर्भर करेगा टी1काम का अंत।

यू आउट \u003d ई टी \u003d सी ( टी 1 - टी 0) ,

जहां सी थर्मोकपल कंडक्टर की सामग्री के आधार पर एक गुणांक है।

थर्मोकपल द्वारा बनाया गया ईएमएफ अपेक्षाकृत छोटा है: यह प्रत्येक 100 0 सी के लिए 8 एमवी से अधिक नहीं होता है और आमतौर पर पूर्ण मूल्य में 70 एमवी से अधिक नहीं होता है। थर्मोकपल आपको -200 से 2200 0 तक की सीमा में तापमान मापने की अनुमति देते हैं।

थर्मोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स के निर्माण के लिए प्लेटिनम, प्लैटिनम-रोडियम, क्रोमेल और एल्यूमेल का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

थर्मोकपल में निम्नलिखित होते हैं फ़ायदे: निर्माण में आसानी और संचालन में विश्वसनीयता, कम लागत, की कमीबिजली की आपूर्ति और एक विस्तृत तापमान सीमा पर मापने की क्षमता।

इसके साथ ही, थर्मोकपल भी कुछ की विशेषता है सीमाओं- थर्मिस्टर्स की तुलना में कम माप सटीकता, महत्वपूर्ण तापीय जड़ता की उपस्थिति, मुक्त सिरों के तापमान में सुधार की आवश्यकता और विशेष कनेक्टिंग तारों का उपयोग करने की आवश्यकता।

इन्फ्रारेड सेंसर (पाइरोमीटर) - गर्म पिंडों की विकिरण ऊर्जा का उपयोग करें, जो आपको सतह के तापमान को कुछ ही दूरी पर मापने की अनुमति देता है। पाइरोमीटर को विकिरण, चमक और रंग में विभाजित किया गया है।

विकिरण पाइरोमीटर का उपयोग तापमान को 20 से 2500 0 C तक मापने के लिए किया जाता है, और यह उपकरण वास्तविक वस्तु की अभिन्न विकिरण तीव्रता को मापता है।

चमक (ऑप्टिकल) पाइरोमीटर का उपयोग 500 से 4000 0 C तक तापमान मापने के लिए किया जाता है। वे एक अनुकरणीय उत्सर्जक (फोटोमेट्रिक लैंप) की चमक के साथ अध्ययन के तहत वस्तु की चमक के स्पेक्ट्रम के एक संकीर्ण हिस्से में तुलना पर आधारित होते हैं।

रंग पाइरोमीटर दो तरंग दैर्ध्य पर विकिरण तीव्रता के अनुपात को मापने पर आधारित होते हैं, जिन्हें आमतौर पर स्पेक्ट्रम के लाल या नीले हिस्से में चुना जाता है; इनका उपयोग 800 0 सी की सीमा में तापमान मापने के लिए किया जाता है।

पाइरोमीटर आपको दुर्गम स्थानों में तापमान और चलती वस्तुओं के तापमान को मापने की अनुमति देता है, उच्च तापमानजहां अन्य सेंसर काम नहीं करते।

तापमान को -80 से 250 0 तक मापने के लिए, तथाकथित क्वार्ट्ज थर्मल कन्वर्टर्स का उपयोग अक्सर तापमान पर क्वार्ट्ज तत्व की प्राकृतिक आवृत्ति की निर्भरता का उपयोग करके किया जाता है। इन सेंसरों का संचालन इस तथ्य पर आधारित है कि तापमान पर ट्रांसड्यूसर आवृत्ति की निर्भरता और रूपांतरण फ़ंक्शन की रैखिकता क्वार्ट्ज क्रिस्टल की कुल्हाड़ियों के सापेक्ष कट के उन्मुखीकरण के आधार पर बदलती है। इन सेंसरों का व्यापक रूप से डिजिटल थर्मामीटर में उपयोग किया जाता है।

पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर

पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर की कार्रवाई पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव (पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव) के उपयोग पर आधारित होती है, जिसमें यह तथ्य होता है कि जब कुछ क्रिस्टल संकुचित या खिंचे हुए होते हैं, तो उनके चेहरे पर एक विद्युत आवेश दिखाई देता है, जिसका परिमाण अभिनय के समानुपाती होता है। ताकत।

पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव प्रतिवर्ती है, अर्थात, लागू वोल्टेज पीजोइलेक्ट्रिक नमूने के विरूपण का कारण बनता है - लागू वोल्टेज के संकेत के अनुसार इसका संपीड़न या खिंचाव। इस घटना, जिसे व्युत्क्रम पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है, का उपयोग ध्वनि और अल्ट्रासोनिक आवृत्तियों के ध्वनिक कंपन को उत्तेजित करने और प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

बल, दबाव, कंपन आदि को मापने के लिए उपयोग किया जाता है।

ऑप्टिकल (फोटोइलेक्ट्रिक) सेंसर

अंतर करना अनुरूपतथा अलगऑप्टिकल सेंसर। एनालॉग सेंसर के लिए, आउटपुट सिग्नल परिवेश प्रकाश के अनुपात में बदलता है। आवेदन का मुख्य क्षेत्र स्वचालित प्रकाश नियंत्रण प्रणाली है।

असतत-प्रकार के सेंसर रोशनी के निर्धारित मूल्य तक पहुंचने पर आउटपुट स्थिति को विपरीत में बदल देते हैं।

फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर लगभग सभी उद्योगों में लगाए जा सकते हैं। असतत एक्शन सेंसर का उपयोग किसी भी तकनीकी लाइन पर गिनती, पता लगाने, स्थिति और अन्य कार्यों के लिए निकटता स्विच के रूप में किया जाता है।

, परिवर्तन दर्ज करता है चमकदार प्रवाहनियंत्रित क्षेत्र में , तंत्र और मशीनों के किसी भी गतिमान भागों की स्थिति में परिवर्तन, वस्तुओं की अनुपस्थिति या उपस्थिति से जुड़ा हुआ है। बड़ी संवेदन दूरियों के लिए धन्यवाद ऑप्टिकल निकटता सेंसर मिल गया विस्तृत आवेदनउद्योग में और उससे आगे।

ऑप्टिकल निकटता सेंसर दो कार्यात्मक इकाइयों, रिसीवर और एमिटर से मिलकर बनता है। इन नोड्स को एक ही आवास और विभिन्न आवासों में बनाया जा सकता है।

ऑब्जेक्ट डिटेक्शन विधि के अनुसार, फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर को 4 समूहों में बांटा गया है:

1) बीम क्रॉसिंग- इस पद्धति में, ट्रांसमीटर और रिसीवर को अलग-अलग आवासों में विभाजित किया जाता है, जो उन्हें एक दूसरे के विपरीत कार्य दूरी पर स्थापित करने की अनुमति देता है। संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि ट्रांसमीटर लगातार एक प्रकाश किरण भेजता है, जो रिसीवर द्वारा प्राप्त किया जाता है। यदि सेंसर का प्रकाश संकेत बंद हो जाता है, तो तीसरे पक्ष की वस्तु द्वारा अतिव्यापी होने के परिणामस्वरूप, रिसीवर तुरंत आउटपुट की स्थिति को बदलकर प्रतिक्रिया करता है।

2) परावर्तक से परावर्तन- इस तरीके में सेंसर का रिसीवर और ट्रांसमीटर एक ही हाउसिंग में होता है। सेंसर के विपरीत एक परावर्तक (परावर्तक) स्थापित किया गया है। परावर्तक सेंसर इस तरह से डिज़ाइन किए गए हैं कि, एक ध्रुवीकरण फिल्टर के लिए धन्यवाद, वे केवल परावर्तक से प्रतिबिंब का अनुभव करते हैं। ये रिफ्लेक्टर हैं जो दोहरे परावर्तन के सिद्धांत पर काम करते हैं। उपयुक्त परावर्तक का चुनाव आवश्यक दूरी और बढ़ते संभावनाओं द्वारा निर्धारित किया जाता है।

ट्रांसमीटर द्वारा भेजा गया प्रकाश संकेत परावर्तक से परिलक्षित होता है और सेंसर रिसीवर में प्रवेश करता है। यदि प्रकाश संकेत बंद हो जाता है, तो रिसीवर तुरंत आउटपुट की स्थिति को बदलकर प्रतिक्रिया करता है।

3) वस्तु से परावर्तन- इस तरीके में सेंसर का रिसीवर और ट्रांसमीटर एक ही हाउसिंग में होता है। सेंसर की कार्यशील अवस्था के दौरान, उसके कार्य क्षेत्र में आने वाली सभी वस्तुएँ एक प्रकार के परावर्तक बन जाते हैं। जैसे ही वस्तु से परावर्तित प्रकाश किरण सेंसर रिसीवर से टकराती है, यह तुरंत आउटपुट स्थिति को बदलकर प्रतिक्रिया करता है।

4) स्थिर वस्तु परावर्तन - सेंसर के संचालन का सिद्धांत "वस्तु से प्रतिबिंब" के समान है, लेकिन समायोजन से वस्तु के विचलन के प्रति अधिक संवेदनशील है। उदाहरण के लिए, केफिर की बोतल पर सूजे हुए कॉर्क का पता लगाना संभव है, उत्पादों के साथ वैक्यूम पैकेज का अधूरा भरना आदि।

उनके उद्देश्य के अनुसार, फोटो सेंसर को दो मुख्य समूहों में विभाजित किया जाता है: सामान्य उपयोग के लिए सेंसर और विशेष सेंसर। विशेष सेंसर में कार्यों की एक संकीर्ण श्रेणी को हल करने के लिए डिज़ाइन किए गए सेंसर के प्रकार शामिल हैं। उदाहरण के लिए, किसी वस्तु पर रंग के निशान का पता लगाना, एक विपरीत सीमा का पता लगाना, एक पारदर्शी पैकेज पर एक लेबल की उपस्थिति आदि।

सेंसर का काम दूर की वस्तु का पता लगाना है। यह दूरी चयनित सेंसर प्रकार और पता लगाने की विधि के आधार पर 0.3mm-50m के बीच भिन्न होती है।

माइक्रोवेव सेंसर

पुश-बटन-रिले कंसोल को माइक्रोप्रोसेसर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है स्वचालित प्रणालीप्रबंधन तकनीकी प्रक्रिया(एपीसीएस) उच्चतम प्रदर्शन और विश्वसनीयता के, सेंसर डिजिटल संचार इंटरफेस से लैस हैं, लेकिन इससे हमेशा सिस्टम की समग्र विश्वसनीयता और इसके संचालन की विश्वसनीयता में वृद्धि नहीं होती है। इसका कारण यह है कि अधिकांश ज्ञात प्रकार के सेंसर के संचालन के सिद्धांत उन परिस्थितियों पर गंभीर प्रतिबंध लगाते हैं जिनके तहत उनका उपयोग किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए, गैर-संपर्क (कैपेसिटिव और इंडक्टिव), साथ ही टैकोजेनरेटर स्पीड कंट्रोल डिवाइस (यूकेएस) का व्यापक रूप से औद्योगिक तंत्र की गति की निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है। Tachogenerator UKS का एक चलती वस्तु के साथ एक यांत्रिक संबंध होता है, और गैर-संपर्क उपकरणों का संवेदनशीलता क्षेत्र कुछ सेंटीमीटर से अधिक नहीं होता है।

यह सब न केवल सेंसर की स्थापना के दौरान असुविधा पैदा करता है, बल्कि इन उपकरणों के उपयोग को धूल की स्थिति में भी जटिल करता है जो काम की सतहों से चिपक जाते हैं, जिससे झूठे अलार्म होते हैं। सूचीबद्ध प्रकार के सेंसर किसी वस्तु को सीधे नियंत्रित करने में सक्षम नहीं हैं (उदाहरण के लिए, एक कन्वेयर बेल्ट) - वे रोलर्स, इम्पेलर्स, टेंशन ड्रम आदि की गति के लिए तैयार हैं। कुछ उपकरणों के आउटपुट सिग्नल इतने कमजोर हैं कि वे हैं शक्तिशाली विद्युत मशीनों के संचालन से औद्योगिक हस्तक्षेप के स्तर से नीचे।

इसी तरह की कठिनाइयाँ पारंपरिक स्तर के डिटेक्टरों का उपयोग करते समय उत्पन्न होती हैं - थोक उत्पाद की उपस्थिति के लिए सेंसर। उत्पादन टैंकों को कच्चे माल की आपूर्ति को समय पर बंद करने के लिए ऐसे उपकरण आवश्यक हैं। झूठे अलार्म न केवल चिपके और धूल के कारण होते हैं, बल्कि हॉपर में प्रवेश करने पर उत्पाद प्रवाह को छूने से भी होते हैं। गर्म न किए गए कमरों में, सेंसर का संचालन परिवेश के तापमान से प्रभावित होता है। झूठे अलार्म बार-बार रुकने और लोड प्रक्रिया उपकरण के शुरू होने का कारण बनते हैं - इसकी दुर्घटनाओं का मुख्य कारण, रुकावटें, कन्वेयर का टूटना, आग और विस्फोट के खतरे।

इन समस्याओं ने कई साल पहले मौलिक रूप से नए प्रकार के उपकरणों का विकास किया - गति नियंत्रण, गति और बैकवाटर सेंसर के लिए रडार सेंसर, जिसका संचालन लगभग 10 की आवृत्ति के साथ एक रेडियो सिग्नल के साथ एक नियंत्रित वस्तु की बातचीत पर आधारित है। 10 हर्ट्ज।

तकनीकी उपकरणों की स्थिति की निगरानी के लिए माइक्रोवेव विधियों के उपयोग से पारंपरिक प्रकार के सेंसर की कमियों से पूरी तरह छुटकारा पाना संभव हो जाता है।

इन उपकरणों की मुख्य विशेषताएं हैं:

वस्तु (पर्यावरण) के साथ यांत्रिक और विद्युत संपर्क की कमी, सेंसर से वस्तु की दूरी कई मीटर हो सकती है;

वस्तु का सीधा नियंत्रण (कन्वेयर बेल्ट, चेन) और न कि उनके ड्राइव, टेंशन ड्रम, आदि;

कम बिजली की खपत;

लंबे समय तक काम करने की दूरी के कारण चिपके हुए उत्पाद के प्रति असंवेदनशीलता;

उच्च शोर उन्मुक्ति और कार्रवाई की प्रत्यक्षता;

संपूर्ण सेवा जीवन के लिए एकमुश्त समायोजन;

उच्च विश्वसनीयता, सुरक्षा, आयनीकरण विकिरण की अनुपस्थिति।

सेंसर के संचालन का सिद्धांत एक चलती वस्तु से परावर्तित रेडियो सिग्नल की आवृत्ति में परिवर्तन पर आधारित है। यह घटना ( "डॉपलर प्रभाव") दूरस्थ गति मापन के लिए रडार सिस्टम में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक चलती वस्तु के कारण माइक्रोवेव ट्रांसीवर मॉड्यूल के आउटपुट पर एक विद्युत संकेत दिखाई देता है।

चूंकि संकेत स्तर परावर्तक वस्तु के गुणों पर निर्भर करता है, गति संवेदकों का उपयोग एक खुले सर्किट (बेल्ट) को संकेत करने के लिए किया जा सकता है, कन्वेयर बेल्ट पर किसी भी वस्तु या सामग्री की उपस्थिति। टेप में एक चिकनी सतह और कम परावर्तन होता है। जब उत्पाद कन्वेयर की कार्यशील शाखा के ऊपर स्थापित सेंसर से आगे बढ़ना शुरू कर देता है, तो प्रतिबिंब गुणांक बढ़ जाता है, डिवाइस आंदोलन को संकेत देता है, यानी वास्तव में, बेल्ट खाली नहीं है। आउटपुट पल्स की अवधि से, कोई भी वस्तु के आकार को काफी दूरी पर ले जाया जा सकता है, चयन कर सकता है, आदि।

यदि किसी कंटेनर (बंकर से शाफ्ट तक) को भरना आवश्यक है, तो आप उस क्षण को सटीक रूप से निर्धारित कर सकते हैं जब भरना पूरा हो गया है - एक निश्चित गहराई तक कम किया गया सेंसर भराव की गति को तब तक दिखाएगा जब तक कि वह भर न जाए।

विभिन्न उद्योगों में माइक्रोवेव मोशन सेंसर के उपयोग के विशिष्ट उदाहरण इसकी बारीकियों से निर्धारित होते हैं, लेकिन सामान्य तौर पर वे उपकरणों के परेशानी से मुक्त संचालन की विभिन्न प्रकार की समस्याओं को हल करने और स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों की सूचना सामग्री को बढ़ाने में सक्षम होते हैं।

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लेख लेखक : सर्गेई निकुलिन, व्याख्याता, ईई "गोमेल स्टेट पॉलिटेक्निक" कॉलेज " .

उपस्थिति सेंसर - एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जो गैर-संपर्क विधियों द्वारा अपने नियंत्रण के क्षेत्र में एक निश्चित वर्ग की वस्तुओं को पंजीकृत करता है।

पंजीकरण के परिणामों के आधार पर, यह विद्युत आवेगों को स्विच कर सकता है, जिसके संकेतों पर अन्य उपकरण विभिन्न प्रकार की क्रियाएं करते हैं।

हाथ उठाए जाने पर इलेक्ट्रिक ड्रायर का स्वचालित स्विचिंग, कुछ प्रकार का संचालन कार अलार्म, बंकर भरने के मामले में कन्वेयर का बंद होना औद्योगिक उद्यम- उपस्थिति सेंसर के कामकाज के उदाहरण।

कार्रवाई के सिद्धांत के अनुसार:

1. अल्ट्रासोनिक: बाधा, प्रसार;
2. फोटोइलेक्ट्रिक: बैरियर (टाइप बी), रिफ्लेक्टर (टाइप आर), डिफ्यूजन (टाइप डी);
3. कैपेसिटिव;
4. ध्वनिक;
5. अवरक्त;
6. लोड सेंसर;
7. संयुक्त।

सेंसर ब्लॉक की संख्या से:

1. एकल स्थिति;
2. चालू बंद;
3. बहुपद।

स्थापना विधि के अनुसार:ओवरहेड और एम्बेडेड।

आने वाले सिग्नल को प्राप्त करने की विधि द्वारा:सक्रिय और निष्क्रिय।

आउटगोइंग सिग्नल प्रसारित करने की विधि के अनुसार:वायर्ड और वायरलेस।

आइए हम प्रत्येक प्रकार के बारे में विस्तार से विचार करें, उनके आवेदन के क्षेत्रों का निर्धारण करें, फायदे और नुकसान का मूल्यांकन करें।

अल्ट्रासोनिक उपस्थिति सेंसर

वे तरंगों का उत्सर्जन करते हैं और प्राप्त करते हैं जो मानव कान द्वारा नहीं उठाए जाते हैं (लगभग 200 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति के साथ)।

ऑपरेशन के दो तरीके संभव हैं:

रुकावट : एक अल्ट्रासोनिक तरंग एक दूसरे के विपरीत स्थित सेंसर के बीच से गुजरती है। यदि कवरेज क्षेत्र में कोई विदेशी वस्तु (बाधा) दिखाई देती है तो यह रिसीवर में प्रवेश नहीं करेगा।

प्रसार : एक सेंसर का उपयोग करना जो एक तरंग का उत्सर्जन करता है और फिर इसे बीम के पथ में किसी वस्तु से परावर्तित करता है।

दोनों ही मामलों में, जब कोई विदेशी वस्तु दिखाई देती है, तो एक संकेत स्विच किया जाता है जो निष्पादन उपकरणों को प्रेषित किया जाता है।

समान कार्य करने वाले ऑप्टिकल सेंसर की तुलना में अल्ट्रासोनिक सेंसर के लाभ:

• पारदर्शी वस्तुओं का पता लगाना;
• प्रकाश चमक और चकाचौंध के लिए प्रतिरक्षा;
• कठिन परिस्थितियों (कोहरे, धूल, भाप) में प्रदर्शन।

कमियां:

• कम सीमा (ऊपरी दहलीज) निर्धारण;
• नरम सामग्री (कपड़े, झरझरा रबर) से बनी वस्तुओं के पंजीकरण की अविश्वसनीयता;
• एक "ब्लाइंड ज़ोन" (निचली पहचान सीमा) की उपस्थिति।

अल्ट्रासोनिक सेंसर के उपयोग के उदाहरण: आधुनिक कारों की पार्किंग व्यवस्था, कन्वेयर पर तैयार उत्पादों की इकाइयों की संख्या की गणना करना।

फोटोइलेक्ट्रिक उपस्थिति सेंसर

फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर B और D प्रकार के समान कार्य करते हैं अल्ट्रासोनिक सर्किट. अंतर अल्ट्रासोनिक विकिरण के बजाय ऑप्टिकल विकिरण के उपयोग में है। यह निम्नलिखित लाभ प्रदान करता है:

• उच्च निर्धारण सीमा (बैरियर सेंसर के लिए 150 मीटर तक);
• रफ़्तार;
• कोई अंधा क्षेत्र नहीं।

कमियां:

• पारदर्शी वस्तुओं को पंजीकृत करने में असमर्थता;
• कोहरे, धूल, प्रकाश की चमक और चकाचौंध में विफलता।

टाइप पी सेंसर के लिए, रिसीवर और एमिटर एक आवास में लगे होते हैं। उत्सर्जित बीम 8 मीटर तक की दूरी पर स्थित एक परावर्तक (परावर्तक, परावर्तक) से परिलक्षित होता है, और वापस लौटता है। यदि नियंत्रण वस्तु द्वारा चमकदार प्रवाह बाधित होता है तो डिवाइस एक संकेत देता है।

टाइप बी की तुलना में, टाइप पी अपनी सीमा खो देता है, लेकिन इसके फायदे कॉम्पैक्टनेस और इंस्टॉलेशन में आसानी हैं।

फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर का उपयोग पैकेजिंग और उत्पादन लाइनों को नियंत्रित करने, पारदर्शी कंटेनरों के भरने के स्तर की जांच करने, बंद क्षेत्रों में अनधिकृत पहुंच को रोकने, रोकने के लिए किया जाता है। औद्योगिक उपकरणजब कोई व्यक्ति खतरे के क्षेत्र में प्रवेश करता है।

संधारित्र

संरचनात्मक रूप से, वे बेलनाकार या समतल-समानांतर संधारित्र होते हैं।

जब कोई वस्तु कवरेज क्षेत्र में दिखाई देती है, तो उनका ढांकता हुआ निरंतर बदल जाता है, और इसलिए समाई, जो ट्रिगर का कारण बनती है (देखें)।

उपकरणों का उपयोग तरल और थोक सामग्री के साथ टैंकों को भरने को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, तैयार उत्पादों की इकाइयों के काउंटर और कार एंटी-थेफ्ट सिस्टम के तत्वों के रूप में।

कैपेसिटिव सेंसर के फायदे कम जड़ता और उच्च संवेदनशीलता थ्रेशोल्ड हैं। नुकसान बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के प्रभाव में खराबी की संभावना है।

ध्वनिक उपस्थिति सेंसर

उनमें, पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के माध्यम से, एक ध्वनि तरंग को विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है।

वे 20-20000 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में काम करने वाले माइक्रोफोन हैं:

• कम प्रतिरोध (चलती चुम्बक के साथ प्रेरक);
• उच्च प्रतिरोध (समतुल्य परिवर्तनीय कैपेसिटर)।

उनका उपयोग ध्वनि प्रकाश सेंसर के रूप में किया जाता है जो ऊर्जा के साथ मिलकर काम करते हैं और ऊर्जा बचाते हैं। जब कमरे में शोर की सीमा पार हो जाती है, स्वचालित स्विच ऑनस्वेता। अगर सन्नाटा है तो 20-25 सेकेंड के बाद दीये बंद हो जाते हैं।

डिवाइस के फायदे:

• डिजाइन की सादगी;
• विश्वसनीयता।

कमियां:

• एम्पलीफायरों का उपयोग करने की आवश्यकता;
• बाहरी और आंतरिक शोर (सड़क से तेज आवाज, रेडियो चालू करना, फोन कॉल) के परिणामस्वरूप झूठे अलार्म की संभावना।

इन्फ्रारेड उपस्थिति सेंसर

उपकरणों के संचालन का सिद्धांत मानव आंदोलनों के परिणामस्वरूप अवरक्त (IR) किरणों के प्रवाह में परिवर्तन को ठीक करने पर आधारित है। उनके प्रवास को विकिरण की अधिक तीव्रता (आंतरिक वस्तुओं की तुलना में) से पहचाना जाता है, जो सीधे शरीर के तापमान पर निर्भर करता है।

सेंसर के मुख्य भाग फोटोकल्स और मल्टीलेंस होते हैं जिनमें बड़ी संख्या में सेगमेंट होते हैं - छोटे लेंस। उनमें से प्रत्येक इसमें पड़ने वाली किरणों को एक फोटोकेल की ओर निर्देशित करता है।

चलते हुए, एक व्यक्ति खुद को विभिन्न क्षेत्रों के नियंत्रण के क्षेत्रों में पाता है। फोटोकेल पर प्रकाश दिखाई देता है और गायब हो जाता है, जिससे विद्युत संकेत उत्पन्न होता है।

एक सख्त अर्थ में, ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, ऐसा उपकरण है, न कि उपस्थिति। बाद की श्रेणी में बड़ी संख्या में नियंत्रण क्षेत्रों के साथ विशेष रूप से सटीक उपकरण शामिल हैं। वे एक ऐसे व्यक्ति की उपस्थिति का पता लगाने में सक्षम हैं जो लगभग पूर्ण आराम की स्थिति में है। सबसे छोटे इशारों को रिकॉर्ड किया जाता है: सिर हिलाना, कीबोर्ड को उंगलियों से दबाना आदि।

डिटेक्शन रेडियस (R) डिवाइस की मुख्य विशेषता है। इसकी स्थापना इस तरह से की जानी चाहिए कि कमरे के सबसे दूर के कोनों की दूरी आर से अधिक न हो। बड़े कमरों में कई सेंसर लगाने की आवश्यकता होती है।

यह आवश्यक है कि आईआर बीम के पथ पर कोई विभाजन न हो, यहां तक ​​​​कि कांच वाले भी, जो इसके लिए अपारदर्शी हैं।

दीपक से सीधे प्रकाश के साथ डिवाइस को हिट करना अस्वीकार्य है, यह प्रशंसकों, एयर कंडीशनर और हीटर से अधिकतम दूरी पर होना चाहिए।

इन्फ्रारेड सेंसर का उपयोग एक साधन के रूप में, एक अतिरिक्त के रूप में और बिजली आपूर्ति के स्वचालन के लिए किया जाता है, जिससे लागत बचत होती है।

उनके फायदे:

• समायोजन सटीकता;
• किसी भी प्रकार के विकिरण की अनुपस्थिति के कारण स्वास्थ्य के लिए पूर्ण सुरक्षा;
• केवल उन वस्तुओं पर प्रतिक्रिया जिनका तापमान दहलीज से अधिक है।

कमियां:

• खुले स्थानों में कामकाज की अशुद्धि (वर्षा, धूप का प्रभाव);
• गर्म हवा की धाराओं के प्रभाव में झूठे समावेशन की संभावना;
• उन वस्तुओं से हस्तक्षेप जो अवरक्त विकिरण संचारित नहीं करते हैं;
• कम ऑपरेटिंग तापमान रेंज।

लोड कोशिकाओं

ये कन्वर्टर्स हैं जो यांत्रिक बल को विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करते हैं।

संरचनात्मक रूप से, सेंसर एक पतले तार के रूप में एक तनाव गेज है, एक लोचदार सब्सट्रेट पर तय कार ग्लास हीटर की तरह ज़िगज़ैग। एक लोचदार तत्व के रूप में, कपड़े, रबर, बहुलक फिल्म का उपयोग किया जाता है।

बल की कार्रवाई के तहत, कंडक्टर विकृत हो जाता है, इसका प्रतिरोध बदल जाता है, जो एक विद्युत संकेत उत्पन्न करता है जो एक्चुएटर्स को प्रवर्धन के बाद आपूर्ति की जाती है।

उपकरणों का उपयोग:

यात्री उपस्थिति सेंसर की तरह। नियमित - सुरक्षा उद्देश्यों के लिए (एयरबैग की तैनाती के लिए एक बन्धन बेल्ट और डेटा का संकेत)। व्यक्तिगत रूप से स्थापित - एक टैक्सी के संचालन को नियंत्रित करने के लिए (कार की स्थिति को ठीक करना - "मुक्त / व्यस्त")।

स्थिर और सुरक्षा तत्वों के रूप में, परिसर में अनधिकृत पहुंच का संकेत।

तनाव गेज लोड कोशिकाओं का लाभ उनकी कम मोटाई है, जो छिपी हुई स्थापना (दरवाजे पर एक गलीचा के नीचे छलावरण), और यात्री सीटों पर स्थापना में आसानी प्रदान करता है।

कमियां:

• सिग्नल एम्पलीफायर का उपयोग करने की आवश्यकता;
• बार-बार दोहराए जाने वाले यांत्रिक भार की संवेदनशीलता, जो विफलता की ओर ले जाती है;
• तापमान परिवर्तन के प्रति संवेदनशीलता में कमी।

संयुक्त उपस्थिति डिटेक्टर

कभी-कभी आपके लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए एक प्रकार का उपकरण पर्याप्त नहीं होता है। ऐसे मामलों में, उन्हें ऑपरेशन के विभिन्न सिद्धांतों के साथ कई उपयोग किया जा सकता है।

एक उदाहरण का उपयोग करते हुए, हम एक प्रकाश संवेदक के साथ संयोजन में एक अवरक्त उपस्थिति सेंसर के संचालन पर विचार करेंगे।

जब यह कमरे में किसी व्यक्ति का पता लगाता है तो पहला लैंप चालू करने का संकेत देता है।

दूसरा - सेट थ्रेशोल्ड मान के नीचे प्रकाश संकेतकों के मामले में।

एक साथ काम करते हुए, रात में कमरे में लोग होने पर ही वे स्वचालित रूप से दीपक चालू कर देंगे।

यह दृष्टिकोण आरामदायक रहने की स्थिति बनाता है और 30-40% ऊर्जा बचत की ओर जाता है।

वस्तुओं की सुरक्षा करते समय, विभिन्न ऑपरेटिंग सिद्धांतों वाले सेंसर सिस्टम में संयुक्त होते हैं। यह विश्वसनीयता में सुधार करता है और झूठी सकारात्मक की संख्या को कम करता है।

उपस्थिति सेंसर डिवाइस

सेंसर ऐसे उपकरण होते हैं जिनमें एक (एकल-स्थिति), दो (दो-स्थिति) या कई (बहु-स्थिति) ब्लॉक होते हैं। प्रत्येक एक प्लास्टिक के मामले में एक उपकरण है जिसमें सिग्नल भेजने, प्राप्त करने और संसाधित करने के लिए एक माइक्रोक्रिकिट होता है।

उनकी डिज़ाइन विशेषता चलती, यांत्रिक रूप से लोड किए गए भागों की अनुपस्थिति है। एक अपवाद लोड कोशिकाओं में तनाव गेज के साथ लोचदार सबस्ट्रेट्स हैं।

फलस्वरूप, संभावित दोष microcircuit भागों की विफलता तक सीमित और आत्म उन्मूलनविषय नहीं हैं।

सेंसर बढ़ते विकल्प. निर्भर करना डिज़ाइन विशेषताएँसेंसर स्थापित हैं बढ़ते बक्सेया सीधे दीवारों या छत (सतह मॉडल) पर।

कोई भी तरीका संचालन में लाभ नहीं देता है, केवल डिजाइन निर्णय ही चुनाव को प्रभावित कर सकते हैं।

सिग्नल प्राप्त करने के तरीके. सिग्नल प्राप्त करने की विधि के अनुसार, दो प्रकार के उपस्थिति सेंसर होते हैं:

• सक्रिय - विकिरण ऊर्जा in वातावरणऔर प्रतिक्रिया (अल्ट्रासोनिक, फोटोइलेक्ट्रिक) के आधार पर डेटा प्राप्त करें;
• निष्क्रिय - पहले सिग्नल (इन्फ्रारेड, ध्वनिक, कैपेसिटिव, लोड सेंसर) भेजे बिना, उनके गुणों के अनुसार वस्तुओं को ठीक करें।

उपस्थिति डिटेक्टरों द्वारा सिग्नल ट्रांसमिशन. सूचना प्राप्त करने और संसाधित करने के बाद, उपस्थिति सेंसर एक्चुएटर्स को एक संकेत भेजता है:

• बिजली के तारों के माध्यम से;
• एक सुरक्षित रेडियो चैनल पर।

दूसरे विकल्प में, सेंसर और प्राप्त करने वाली इकाई के बीच की दूरी 200 मीटर तक पहुंच जाती है। एम्पलीफायरों के उपयोग से यह आंकड़ा बढ़ जाता है, और रास्ते में आने वाली बाधाएं इसे कम कर देती हैं।

एक विशिष्ट एक्ट्यूएटर के साथ संचार के लिए सिग्नल के वायरलेस ट्रांसमिशन के दौरान, सेंसर को अपना कोड सौंपा जाता है। यह जंपर्स (जंपर्स) लगाकर किया जाता है।

यदि आप लर्निंग कोड वाले उपकरणों का उपयोग करते हैं, तो जंपर्स स्थापित करने की कोई आवश्यकता नहीं है: स्विच करने के लिए, सेंसर और प्राप्त करने वाली इकाई पर एक साथ विशेष बटन दबाने के लिए पर्याप्त है।

वायरलेस सिग्नल ट्रांसमिशन के फायदे उपकरणों की स्थापना में आसानी और बिजली के तारों के लिए कम लागत हैं।

उपस्थिति सेंसर के निर्माता और मॉडल

आइए विचार करें कि वैश्विक कंपनियों द्वारा उपस्थिति सेंसर के कौन से मॉडल पेश किए जाते हैं।

थेबेन एजी (जर्मनी)

पॉल श्वेंक ने 1921 में स्टटगार्ट में एक कंपनी की स्थापना की जिसने टाइमर और घड़ी का सामान बनाया।

विवेकपूर्ण मालिक, पैसे बचाने के लिए, आविष्कार किया और 1930 में प्रकाश नियंत्रण के लिए पहला उलटी गिनती सेंसर लॉन्च किया, जो बेस्टसेलर बन गया।

सफलता ने नवाचार के लिए एक और अभियान को प्रेरित किया, जिसने थेबेन एजी को कुशल ऊर्जा बचत उपकरणों, विभिन्न सेंसर, "स्मार्ट" उपकरणों आदि के उत्पादन में यूरोपीय नेता बना दिया।

प्रकाश व्यवस्था को नियंत्रित करने वाले थेबेन उपस्थिति सेंसर:

स्फिंक्स 104-360	स्फिंक्स 104-360/2	स्फिंक्स 104-360AP
परिचालन सिद्धांत
अवरक्त	अवरक्त	अवरक्त
बढ़ते विधि
छत, अंतर्निर्मित	छत, अंतर्निर्मित	छत, उपरि
कवरेज कोण
360 के बारे में	360 के बारे में	360 के बारे में
नियंत्रण त्रिज्या
7 वर्ग मीटर	7 वर्ग मीटर	7 वर्ग मीटर
चैनलों की संख्या
1	2	1
मैक्स। दीपक शक्ति
1800 डब्ल्यू	1800 डब्ल्यू	2000 डब्ल्यू
प्रकाश स्तर
10-2000 एलएक्स	10-2000 एलएक्स	10-2000 एलएक्स
देरी बंद करें
1 एस-20 मिनट	1 एस-20 मिनट	1 एस-20 मिनट
सुरक्षा स्तर
आईपी ​​​​41	आईपी ​​​​41	आईपी ​​​​41

सभी डिवाइस बिल्ट-इन एडजस्टेबल लाइट मीटर और रिमोट कंट्रोल से लैस हैं रिमोट कंट्रोल(सेमी। )।

SPHINX 104-360/2 में दूसरा आउटपुट चैनल है, जिसमें 10 सेकंड - 60 मिनट की टर्न-ऑफ देरी है, जिससे सिग्नल एयर कंडीशनर, इलेक्ट्रिक हीटिंग रेडिएटर, पंखे को भेजा जा सकता है।

ओमरॉन (जापान)

ओमरॉन कंपनी (क्योटो), जिसकी स्थापना 1933 में कज़ुमा तातेशी ने की थी। युद्ध के बाद के वर्षों में, यह "जापानी आर्थिक चमत्कार" के रचनाकारों में से एक बन गया।

मुख्य गतिविधि स्वचालन और सेंसर उपकरणों का उत्पादन है। इस क्षेत्र में, यह जापानी बाजार के 40% से अधिक का मालिक है। कंपनी का सालाना कारोबार 5 अरब डॉलर से अधिक है।

ओमरॉन फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन सेंसर:

E3FA/E3FB-B/-V	E3H2	E3T-सी
वस्तु का पता लगाना: अधिकतम संवेदन दूरी
बाधा व्यवस्था
20 वर्ग मीटर	15 वर्ग मीटर	4 वर्ग मीटर
पलटा मोड
4 वर्ग मीटर	3मी	2 वर्ग मीटर
फैलाना मोड
1m	0.3 वर्ग मीटर	0.3 वर्ग मीटर
प्रकाश स्रोत (तरंग दैर्ध्य)
लाल एलईडी (624 एनएम)	लाल एलईडी (624 एनएम)	एल ई डी: इन्फ्रारेड (870 एनएम), लाल (630 एनएम)
वोल्टेज आपूर्ति
10-30 वी डीसी	10-30 वी डीसी	10-30 वी डीसी

E3H2 में आसान संरेखण के लिए एक उज्ज्वल एलईडी संकेतक है, और E3T-C के आयाम तंग जगहों में माउंट करना आसान बनाते हैं।

ESYLUX (जर्मनी)

ESYLUX (Arensburg) आपातकालीन और बाहरी प्रकाश व्यवस्था, उपस्थिति और गति सेंसर, धूम्रपान डिटेक्टरों के लिए ल्यूमिनेयर का विकास और निर्माण करता है। पुष्टीकरण उच्च स्तरउत्पाद इसके द्वारा प्राप्त गुणवत्ता चिह्न "जर्मन इंजीनियरिंग" है। कंपनी की शाखाएं और बिक्री कार्यालय 13 देशों में खुले हैं

तालिका ESYLUX द्वारा निर्मित उपस्थिति सेंसर के उदाहरण दिखाती है।

पीडी 360/8 बेसिक	पीडी 360/8 बेसिक एसएमबी	पीडी 180i/आर
परिचालन सिद्धांत
अवरक्त	अवरक्त	अवरक्त
बढ़ते विधि
छत, उपरि	छत, अंतर्निर्मित	दीवार, अंतर्निर्मित
कवरेज कोण

सेंसर के प्रकार और उनके नाम विभिन्न अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के उपयोग और उनमें स्कैनिंग विधियों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। कन्वर्टर्स के प्रकार के आधार पर, हम भेद कर सकते हैं:

● क्षेत्रीय यांत्रिक सेंसर(सेक्टर यांत्रिक जांच) - एकल-तत्व या बहु-तत्व कुंडलाकार झंझरी के साथ;

● बहु-तत्व रैखिक सरणियों के साथ रैखिक सेंसर;

● उत्तल और सूक्ष्म उत्तल सेंसर(उत्तल या सूक्ष्म उत्तल जांच) - क्रमशः उत्तल और सूक्ष्म उत्तल झंझरी के साथ;

● चरणबद्ध क्षेत्र सेंसर(चरणबद्ध सरणी जांच) - बहु-तत्व रैखिक सरणी के साथ;

● दो आयामी झंझरी सेंसरवें, रैखिक, उत्तल और सेक्टर।

यहां हमने मुख्य प्रकार के सेंसर का नाम दिया है, उनके चिकित्सा उद्देश्य, ऑपरेटिंग आवृत्ति और डिजाइन सुविधाओं को निर्दिष्ट किए बिना।

सेक्टोरल मैकेनिकल सेंसर (चित्र। 2.11 ए, 2.11 बी) में, काम करने वाली सतह (सुरक्षात्मक टोपी) उस मात्रा को बंद कर देती है जिसमें कोने के साथ एक एकल-तत्व या रिंग अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर चलता है। अल्ट्रासोनिक संकेतों के पारित होने के दौरान नुकसान को कम करने के लिए टोपी के नीचे की मात्रा ध्वनिक रूप से पारदर्शी तरल से भर जाती है। ऑपरेटिंग आवृत्ति के अलावा, क्षेत्रीय यांत्रिक सेंसर की मुख्य विशेषता, स्कैनिंग क्षेत्र का कोणीय आकार है, जो सेंसर अंकन में इंगित किया जाता है (कभी-कभी काम की सतह के संबंधित चाप एच की लंबाई अतिरिक्त रूप से दी जाती है)। अंकन उदाहरण: 3.5 मेगाहर्ट्ज / 90 डिग्री।

रैखिक, उत्तल, सूक्ष्म उत्तल और चरणबद्ध (सेक्टर) इलेक्ट्रॉनिक स्कैनिंग सेंसर में, काम करने वाली सतह ट्रांसड्यूसर की विकिरण सतह के साथ मेल खाती है, जिसे कहा जाता है छेद, और इसके आकार के बराबर है। विशेषता एपर्चर आकार सेंसर लेबलिंग में उपयोग किए जाते हैं और सेंसर चुनते समय निर्धारित करने में सहायता करते हैं।

रैखिक सेंसर में, एपर्चर लंबाई एल विशेषता है (चित्र 2.11 सी), क्योंकि यह आयताकार देखने के क्षेत्र की चौड़ाई निर्धारित करता है। रैखिक सेंसर 7.5 मेगाहर्ट्ज / 42 मिमी को चिह्नित करने का एक उदाहरण।

यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि रैखिक सेंसर में देखने के क्षेत्र की चौड़ाई हमेशा एपर्चर लंबाई के 20-40% से कम होती है। इस प्रकार, यदि एपर्चर का आकार 42 मिमी है, तो देखने के क्षेत्र की चौड़ाई 34 मिमी से अधिक नहीं है।

उत्तल सेंसर में, देखने का क्षेत्र दो विशिष्ट आयामों द्वारा निर्धारित किया जाता है - उत्तल कार्य भाग के अनुरूप चाप एच (कभी-कभी इसकी जीवा) की लंबाई, और स्कैनिंग क्षेत्र α का कोणीय आकार अंजीर की डिग्री में। 2.11 डी उत्तल सेंसर को चिह्नित करने का एक उदाहरण: 3.5 मेगाहर्ट्ज / 60 ° / 60 मिमी। कम बार, आप अंकन के लिए त्रिज्या का उपयोग करते हैं आरकाम की सतह की वक्रता, उदाहरण के लिए:

3.5 मेगाहर्ट्ज / 60 आर(त्रिज्या - 60 मिमी)।

चावल। 2.11. बाहरी परीक्षा के लिए मुख्य प्रकार के सेंसर: ए, बी-

सेक्टर मैकेनिकल (ए - कार्डियोलॉजिकल, बी - पानी के साथ

नोक); सी - रैखिक इलेक्ट्रॉनिक; डी - उत्तल;

ई - सूक्ष्म उत्तल; ई - चरणबद्ध क्षेत्र

माइक्रोकॉन्वेक्स सेंसर में, आर विशेषता है - कामकाजी सतह (एपर्चर) की वक्रता की त्रिज्या, कभी-कभी चाप α का कोण अतिरिक्त रूप से दिया जाता है, जो देखने के क्षेत्र के कोणीय आकार को निर्धारित करता है (चित्र। 2.11,ई)। अंकन उदाहरण: 3.5 मेगाहर्ट्ज / 20 आर (त्रिज्या - 20 मिमी)।

चरणबद्ध सेक्टर सेंसर के लिए, इलेक्ट्रॉनिक स्कैनिंग सेक्टर का कोणीय आकार डिग्री में दिया गया है। अंकन उदाहरण: 3.5 मेगाहर्ट्ज / 90 डिग्री।

अंजीर में दिखाया गया है। 2.11 सेंसर बाहरी जांच के लिए उपयोग किए जाते हैं। उनके अलावा, बड़ी संख्या में इंट्राकैविटी और अत्यधिक विशिष्ट सेंसर हैं।

चिकित्सा अनुप्रयोग के क्षेत्रों के अनुसार सेंसरों का वर्गीकरण शुरू करना उचित है।

1. बाहरी परीक्षा के लिए यूनिवर्सल सेंसर(पेट की जांच)। वयस्कों और बच्चों में उदर क्षेत्र और श्रोणि अंगों की जांच के लिए यूनिवर्सल सेंसर का उपयोग किया जाता है।

2. सतही अंगों के लिए सेंसर(छोटे भागों की जांच)। उनका उपयोग उथले छोटे अंगों और संरचनाओं (उदाहरण के लिए, थायरॉयड ग्रंथि, परिधीय वाहिकाओं, जोड़ों) का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।

3. कार्डिएक सेंसर(हृदय जांच)। दिल का अध्ययन करने के लिए, सेक्टर-प्रकार के सेंसर का उपयोग किया जाता है, जो इंटरकोस्टल गैप के माध्यम से अवलोकन की ख़ासियत से जुड़ा होता है। मैकेनिकल स्कैनिंग सेंसर (एकल-तत्व या एक कुंडलाकार सरणी के साथ) और चरणबद्ध इलेक्ट्रॉनिक सेंसर का उपयोग किया जाता है।

4. बाल रोग के लिए सेंसर(पोडियाट्रिक जांच)। बाल रोग के लिए, वयस्कों के लिए समान सेंसर का उपयोग किया जाता है। , लेकिन केवल उच्च आवृत्ति (5 या 7.5 मेगाहर्ट्ज) के साथ, जो आपको उच्च छवि गुणवत्ता प्राप्त करने की अनुमति देता है। यह रोगियों के छोटे आकार के कारण संभव है।

5. इंट्राकेवेटरी सेंसर(इंट्राकेवेटरी जांच)। इंट्राकेवेटरी सेंसर की एक विस्तृत विविधता है, जो चिकित्सा अनुप्रयोग के क्षेत्रों में आपस में भिन्न हैं।

ट्रांसवेजिनल (इंट्रावागिनल) सेंसर (ट्रांसवेजिनल या एडोवैजिनल प्रोब)।

ट्रांसरेक्टल सेंसर (ट्रांसरेक्टल या एंडोरेक्टल जांच)।

इंट्राऑपरेटिव सेंसर (इंट्राऑपरेटिव जांच)।

ट्रांसयूरेथ्रल सेंसर (ट्रांसयूरेथ्रल प्रोब)।

Transesophageal जांच।

इंट्रावास्कुलर सेंसर (इंट्रावास्कुलर प्रोब)।

6. बायोप्सी या पंचर जांच(बायोप्सी या पंचर जांच)। बायोप्सी या पंचर सुइयों के सटीक मार्गदर्शन के लिए उपयोग किया जाता है। इस उद्देश्य के लिए, सेंसर विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए हैं जिसमें सुई काम की सतह (एपर्चर) में एक छेद (या स्लॉट) से गुजर सकती है।

7. अत्यधिक विशिष्ट सेंसर. ऊपर वर्णित अधिकांश सेंसर में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। उसी समय, संकीर्ण अनुप्रयोग सेंसर के एक समूह को अलग किया जा सकता है, और उनका अलग से उल्लेख किया जाना चाहिए।

ऑप्थेलमिक सेंसर (ऑप्थैटमोलॉजी प्रोब)।

ट्रांसक्रानियल अध्ययन के लिए सेंसर (ट्रांसक्रानियल जांच)।

साइनसिसिटिस, फ्रंटल साइनसिसिटिस और साइनसिसिटिस के निदान के लिए सेंसर।

पशु चिकित्सा के लिए सेंसर (पशु चिकित्सा जांच)।

8. ब्रॉडबैंड और बहु-आवृत्ति सेंसर. आधुनिक जटिल उपकरणों में, ब्रॉडबैंड सेंसर का तेजी से उपयोग किया जाता है। ये सेंसर संरचनात्मक रूप से ऊपर चर्चा किए गए पारंपरिक सेंसर के समान डिज़ाइन किए गए हैं और उनसे अलग हैं कि वे ब्रॉडबैंड अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर का उपयोग करते हैं, अर्थात। ऑपरेटिंग आवृत्तियों की एक विस्तृत बैंड के साथ सेंसर।

9. डॉपलर ट्रांसड्यूसर. सेंसर का उपयोग केवल वाहिकाओं में रक्त प्रवाह गति की गति या सीमा के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इन ट्रांसड्यूसरों की चर्चा डॉपलर अल्ट्रासाउंड उपकरणों के अनुभागों में की गई है।

10. 3डी इमेजिंग सेंसर. 3डी (त्रि-आयामी) छवियों को प्राप्त करने के लिए विशेष सेंसर का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है। पारंपरिक दो-आयामी छवि सेंसर आमतौर पर विशेष उपकरणों के साथ उपयोग किए जाते हैं जो तीसरे समन्वय के साथ स्कैनिंग प्रदान करते हैं।

प्राप्त जानकारी की गुणवत्ता डिवाइस के तकनीकी स्तर पर निर्भर करती है - डिवाइस जितना अधिक जटिल और उत्तम होगा, नैदानिक ​​जानकारी की गुणवत्ता उतनी ही अधिक होगी। एक नियम के रूप में, तकनीकी स्तर के अनुसार, उपकरणों को चार समूहों में विभाजित किया जाता है: सरल उपकरण; मध्यम वर्ग के उपकरण; उच्च श्रेणी के उपकरण; उच्च अंत उपकरण (कभी-कभी उच्च अंत कहा जाता है)।

अल्ट्रासोनिक डायग्नोस्टिक उपकरण के निर्माताओं और उपयोगकर्ताओं के बीच उपकरणों के वर्ग के मूल्यांकन के लिए कोई सहमत मानदंड नहीं हैं, क्योंकि बहुत बड़ी संख्या में विशेषताएं और पैरामीटर हैं जिनके द्वारा उपकरणों की एक दूसरे के साथ तुलना की जा सकती है। फिर भी, उपकरण की जटिलता के स्तर का अनुमान लगाना संभव है, जिस पर प्राप्त जानकारी की गुणवत्ता काफी हद तक निर्भर करती है। अल्ट्रासाउंड स्कैनर की जटिलता के स्तर को निर्धारित करने वाले मुख्य तकनीकी मापदंडों में से एक डिवाइस की इलेक्ट्रॉनिक इकाई में चैनलों को प्राप्त करने और प्रसारित करने की अधिकतम संख्या है, क्योंकि चैनलों की संख्या जितनी अधिक होगी, संवेदनशीलता और संकल्प उतना ही बेहतर होगा - मुख्य एक अल्ट्रासाउंड छवि की गुणवत्ता की विशेषताएं।

साधारण (आमतौर पर पोर्टेबल) अल्ट्रासाउंड स्कैनर में, ट्रांसमिट-प्राप्त चैनलों की संख्या 16 से अधिक नहीं होती है; मध्यम और उच्च वर्ग के उपकरणों में, 32, 48, और 64। उच्च श्रेणी के उपकरणों में, चैनलों की संख्या हो सकती है 64 से अधिक, उदाहरण के लिए, 128, 256, 512, और इससे भी अधिक। एक नियम के रूप में, उच्च अंत और उन्नत अल्ट्रासाउंड स्कैनर रंग डॉपलर मैपिंग वाले उपकरण हैं।

हाई-एंड उपकरण आमतौर पर आधुनिक सुविधाओं का पूरा लाभ उठाते हैं डिजिटल प्रसंस्करणसिग्नल, लगभग सेंसर के आउटपुट से शुरू होते हैं। इस कारण से, ऐसे उपकरणों को डिजिटल सिस्टम या प्लेटफॉर्म (डिजिटल सिस्टम) कहा जाता है।

परीक्षण प्रश्न

1. ध्वनिक प्रतिबाधा क्या है और परावर्तन पर इसका प्रभाव

अल्ट्रासाउंड?

2. जैविक ऊतकों में अल्ट्रासाउंड का क्षीणन आवृत्ति पर कैसे निर्भर करता है?

3. स्पंदित अल्ट्रासोनिक सिग्नल का स्पेक्ट्रम गहराई के साथ कैसे बदलता है?

4. अल्ट्रासोनिक स्कैनर में संचालन के कौन से तरीके प्रदान किए जाते हैं?

5. ऑपरेशन का तरीका क्या है पर?

6. ऑपरेशन का तरीका क्या है लेकिन?

7. ऑपरेशन का तरीका क्या है एम?

8. ऑपरेशन का तरीका क्या है डी?

9. अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के संचालन की व्याख्या करें।

10. पीजोइलेक्ट्रिक तत्वों के कौन से विन्यास पाए जाते हैं विभिन्न प्रकार के

सेंसर?

11. अल्ट्रासाउंड स्कैनर में किस प्रकार के सेंसर मौजूद होते हैं?