Sensores sin contacto: descripción general, principio de funcionamiento, finalidad. Interruptor de sensor. Los sensores son fuentes de información primaria. Clasificación de sensores. Tipos y tipos de sensores Descripción de tipos de sensores y sensores

En los sistemas de automatización, el sensor está diseñado para convertir el valor controlado o controlado (parámetro del objeto controlado) en una señal de salida, más conveniente para el movimiento posterior de la información. Por lo tanto, el sensor a menudo se denomina convertidor, aunque este término es demasiado general, ya que cualquier elemento de automatización y telemecánica, que tenga una entrada y una salida, es hasta cierto punto un convertidor.

En el caso más simple, el sensor realiza solo una transformación Y \u003d f (X), como fuerzas en desplazamiento (en un resorte), o temperatura en una fuerza electromotriz (en un termoelemento), etc. Este tipo de sensor se llama sensores de conversión directa. Sin embargo, en varios casos, no es posible influir directamente en la cantidad de entrada X sobre la cantidad de entrada requerida U (si tal conexión es inconveniente o no proporciona las cualidades deseadas). En este caso, se llevan a cabo transformaciones secuenciales: el valor de entrada X afecta al intermedio Z, y el valor Z - en el valor requerido Y:

Z \u003d f1 (X); Y \u003d f2 (Z)

El resultado es una función que conecta X con Y:

Y \u003d f2 \u003d F (X).

El número de tales transformaciones secuenciales puede ser más de dos, y en el caso general enlace funcional Y con X puede pasar por varios valores intermedios:

Y \u003d fn (...) \u003d F (X).

Los sensores con tales dependencias se denominan sensores con conversión serial. Todas las demás partes se llaman cuerpos intermedios... En un sensor con dos conversiones, no hay órganos intermedios, solo tiene un sensor y un actuador. A menudo, un mismo elemento estructural realiza las funciones de varios órganos. Por ejemplo, una membrana elástica actúa como órgano receptor (convirtiendo la presión en fuerza) y como órgano ejecutivo (convirtiendo la fuerza en desplazamiento).

Clasificación de sensores.

La excepcional variedad de sensores utilizados en la automatización moderna requiere su clasificación. Actualmente, se conocen los siguientes tipos de sensores, que son los más convenientes para clasificar según un valor de entrada que se corresponde prácticamente con el principio de funcionamiento:

Nombre del sensor	Valor de entrada
Mecánico	Mover un cuerpo rígido
Eléctrico	Cantidad eléctrica
Hidráulico	Transferencia de fluidos
Neumático	Movimiento de gas
Térmico
Óptico	Cantidad de luz
Acústico	Valor de sonido
Onda de radio	Ondas de radio
	Radiación nuclear

Aquí consideramos los sensores más comunes en los que al menos uno de los valores (entrada o salida) es eléctrico.

Los sensores también se distinguen por el rango de la señal de entrada. Por ejemplo, algunos sensores electricos Las temperaturas están diseñadas para medir temperaturas de 0 a 100 ° C, y otras, de 0 a 1600 ° C. Es muy importante que el rango de variación de la señal de salida sea el mismo (unificado) para diferentes dispositivos. La unificación de las señales de salida de los sensores permite el uso de elementos amplificadores y actuadores comunes para una variedad de sistemas de automatización.

Los sensores eléctricos se encuentran entre los elementos más importantes de los sistemas de automatización. Con la ayuda de sensores, el valor monitoreado o regulado se convierte en una señal, dependiendo del cambio en el que se lleve a cabo todo el proceso de regulación. Los más extendidos en la automatización son los sensores con una señal de salida eléctrica. Esto se explica, en primer lugar, por la conveniencia de transmitir una señal eléctrica a distancia, procesarla y la capacidad de convertir la energía eléctrica en trabajo mecánico. Además de los sensores eléctricos, mecánicos, hidráulicos y neumáticos se utilizan ampliamente.

Los sensores eléctricos, según el principio de su conversión, se dividen en dos tipos: moduladores y generadores.

En los moduladores (sensores paramétricos), la energía de entrada afecta al circuito eléctrico auxiliar, cambiando sus parámetros y modulando el valor y la naturaleza de la corriente o voltaje de una fuente de energía externa. Esto amplifica simultáneamente la señal recibida en la entrada del sensor. La presencia de una fuente de energía externa es un requisito previo para el funcionamiento de los sensores: moduladores.

Figura: 1. Bloques funcionales del sensor - modulador (a) y sensor - generador (b).

La modulación se lleva a cabo cambiando uno de tres parámetros: resistencia óhmica, inductancia, capacitancia. En consecuencia, se distinguen grupos de sensores óhmicos, inductivos y capacitivos.

Cada uno de estos grupos se puede dividir en subgrupos. Por tanto, el grupo más extenso de sensores óhmicos se puede dividir en subgrupos: galgas extensométricas, potenciómetros, termistores, fotorresistores. El segundo subgrupo incluye opciones para sensores inductivos, magnetoelásticos y transformadores. El tercer subgrupo combina varios tipos sensores capacitivos.

El segundo tipo es que los generadores son simplemente transductores. Se basan en la aparición de una fuerza electromotriz bajo la influencia de varios procesos asociados con el valor controlado. La aparición de tal fuerza electromotriz puede ocurrir, por ejemplo, debido a la inducción electromagnética, termoelectricidad, piezoelectricidad, fotoelectricidad y otros fenómenos que provocan la separación de cargas eléctricas. De acuerdo con estos fenómenos, los sensores del generador se dividen en inducción, termoeléctricos, piezoeléctricos y fotoeléctricos.

También existen grupos de sensores eléctricos, electrostáticos, sensores Hall, etc.

Sensores potenciométricos y extensométricos.

Los sensores potenciométricos se utilizan para convertir los desplazamientos angulares o lineales en una señal eléctrica. El sensor potenciométrico es una resistencia variable que se puede encender según el circuito del reóstato o según el circuito del potenciómetro (divisor de voltaje).

Estructuralmente, un sensor potenciométrico es un dispositivo electromecánico (Fig.2-1), que consta de un marco 1 con un alambre delgado enrollado en él (bobinado) hecho de aleaciones con alta resistividad, un contacto deslizante: una escobilla 2 y un conductor 3 hecho en forma de contacto deslizante o un resorte helicoidal.

El marco con el cable enrollado se fija inmóvil y el cepillo está conectado mecánicamente a la parte móvil del amplificador operacional, cuyo movimiento debe convertirse en una señal eléctrica. Cuando el cepillo se mueve, la resistencia activa Rx de la sección del cable entre el cepillo y uno de los terminales del devanado del sensor cambia.

Dependiendo del circuito de conmutación del sensor, el movimiento se puede convertir en un cambio en la resistencia o corriente activa (con un esquema de conexión en serie) o un cambio de voltaje (con una conexión de divisor de voltaje). La precisión de conversión con conexión en serie está significativamente influenciada por el cambio en la resistencia de los cables de conexión, la resistencia de transición entre el cepillo y el devanado del sensor.

En los dispositivos de automatización, la inclusión de sensores potenciométricos de acuerdo con el esquema del divisor de voltaje se usa con más frecuencia. Con movimiento unidireccional de la parte móvil del sistema operativo, se utiliza un circuito de conmutación de ciclo único, que proporciona una característica estática irreversible. Con movimiento bidireccional, se utiliza un circuito de conmutación push-pull, que da una característica reversible (Fig. 2-2).

Existen varios tipos de sensores potenciométricos, según el diseño y la ley funcional que relaciona la salida del sensor con el movimiento del cepillo.

Sensores potenciométricos lineales.

Tienen la misma sección de marco en toda su longitud. El diámetro del alambre y el paso del devanado son constantes. En modo sin carga (con carga Rn → ∞ e I → 0), la tensión de salida del sensor potenciométrico lineal Uout es proporcional al movimiento del cepillo x: Uout \u003d (U0 / L) x, donde U0 es la tensión de alimentación del sensor; l es la longitud del devanado. La tensión de alimentación del sensor U0 y la longitud del devanado L son valores constantes, por lo tanto en la forma final: Uout \u003d kx, donde k \u003d U0 / L es el coeficiente de transferencia.

Sensores potenciométricos funcionales.

Tienen una relación funcional no lineal entre el movimiento del cepillo y la tensión de salida: Uout \u003d f (x). A menudo se utilizan potenciómetros funcionales con características trigonométricas, de ley de potencias o logarítmicas. Los potenciómetros funcionales se utilizan en dispositivos informáticos automáticos analógicos, en medidores de nivel de líquido flotante para tanques de formas geométricas complejas, etc. Puede obtener la dependencia funcional requerida para sensores potenciométricos diferentes métodos: cambiando la altura del marco del potenciómetro (suavemente o por pasos), derivando las secciones del devanado del potenciómetro con resistencias.

Sensores potenciométricos multivuelta.

Son una variación constructiva de sensores potenciométricos lineales con movimiento angular del cepillo. Para los sensores de múltiples vueltas, el cepillo debe girar en un ángulo de 360 \u200b\u200b° varias veces para mover toda la longitud del devanado L.Las ventajas de los sensores de múltiples vueltas son alta precisión, umbral de sensibilidad bajo, dimensiones pequeñas, desventajas: par de fricción relativamente grande, complejidad de diseño, la presencia de varios contactos deslizantes

y la dificultad de utilizarlo en sistemas de alta velocidad.

Sensores potenciométricos de película metálica.

Este es un nuevo diseño prometedor para sensores potenciométricos. Su marco es

una placa de vidrio o cerámica sobre la que se aplica una capa delgada (varios micrómetros) de metal de alta resistividad. La captación de la señal de los sensores potenciométricos de película metálica se realiza con cepillos sinterizados. Cambiar el ancho de la película metálica o su espesor permite obtener una característica lineal o no lineal del sensor potenciométrico sin cambiar su diseño. Utilizando el procesamiento de un rayo láser o electrónico, es posible ajustar automáticamente la resistencia del sensor y sus características a los valores especificados. Las dimensiones de los sensores potenciométricos de película metálica son mucho más pequeñas que las de los devanados y el umbral de sensibilidad es prácticamente nulo debido a la ausencia de vueltas de bobinado.

Al evaluar sensores potenciométricos, debe tenerse en cuenta que tienen ventajas e inconvenientes importantes. Sus ventajas son: simplicidad de diseño; alto nivel de la señal de salida (voltaje - hasta varias decenas de voltios, corriente - hasta varias decenas de miliamperios); la capacidad de trabajar tanto en corriente continua como alterna. Sus desventajas son: confiabilidad insuficientemente alta y durabilidad limitada debido a la presencia de contacto deslizante y abrasión del devanado; influencia en la característica de la resistencia de carga; pérdidas de energía debidas a la disipación de potencia por la resistencia activa del devanado; Se requiere un par relativamente grande para rotar la parte móvil del sensor con un cepillo.

Los tipos de transductores y sus nombres se determinan mediante el uso de varios transductores ultrasónicos y métodos de escaneo en ellos. Según el tipo de convertidores, se pueden distinguir:

● sensores mecánicos sectoriales (sonda mecánica sectorial) - con rejillas anulares de un elemento o de varios elementos;

● sensores lineales con matrices lineales de elementos múltiples;

● sondas convexas y microconvexas (sonda convexa o microconvexa) - con rejillas convexas y microconvexas, respectivamente;

● sensores sectoriales en fase (sonda de matriz en fase) - con matrices lineales de elementos múltiples;

● sensores de matriz 2Dth, lineal, convexo y sector.

Aquí hemos nombrado los principales tipos de sensores sin especificar su propósito médico, frecuencia de operación y características de diseño.

En los sensores mecánicos de sector (Fig. 2.11 a, 2.11 b), la superficie de trabajo (tapa protectora) cubre el volumen en el que hay un transductor de ultrasonido anular o de elemento único que se mueve a lo largo de la esquina. El volumen debajo de la tapa se llena con un líquido acústicamente transparente para reducir las pérdidas durante el paso de las señales de ultrasonido. Además de la frecuencia de operación, la característica principal de los sensores mecánicos de sector es el tamaño angular del sector de escaneo, que se indica en la marca del sensor (a veces se proporciona además la longitud del arco H correspondiente de la superficie de trabajo). Ejemplo de marcado: 3,5 MHz / 90 °.

En los sensores de barrido electrónico lineales, convexos, microconvexos y en fase (sector), la superficie de trabajo coincide con la superficie emisora \u200b\u200bdel transductor, que se denomina abertura, y es igual en tamaño. Los tamaños de apertura característicos se utilizan en el etiquetado del sensor y ayudan a determinar la elección del sensor.

En los sensores lineales, la longitud de apertura L es característica (Fig. 2.11 c), ya que es esta la que determina la anchura del área de visualización rectangular. Ejemplo de marcado para un transductor lineal de 7,5 MHz / 42 mm.

Debe tenerse en cuenta que el ancho del campo de visión en un sensor lineal es siempre menor en un 20-40% de la longitud de apertura. Por lo tanto, si el tamaño de apertura especificado es 42 mm, el ancho del campo de visión no es más de 34 mm.

En los sensores convexos, el campo de visión está determinado por dos dimensiones características: la longitud del arco H (a veces su cuerda), correspondiente a la parte de trabajo convexa, y el tamaño angular del sector de exploración α en grados Fig. 2.11 g. Ejemplo de marcado de un sensor convexo: 3,5 MHz / 60 ° / 60 mm. Utilice menos radio para marcar R curvatura de la superficie de trabajo, por ejemplo:

3,5 MHz / 60 R (radio - 60 mm).

Figura: 2.11. Los principales tipos de sensores para examen externo: a, b-

sector mecánico (a - cardiológico, b - con agua

boquilla); â - electrónica lineal; g - convexo;

d - microconvexo; e - sector por fases

En los sensores microconvexos, R es característico: el radio de curvatura de la superficie de trabajo (apertura), a veces se proporciona un ángulo de arco adicional α, que determina el tamaño angular del sector de visión (Figura 2.11, e). Ejemplo de marcado: 3,5 MHz / 20R (radio - 20 mm).

Para un transductor de sector en fase, se da el tamaño angular del sector de escaneo electrónico en grados. Ejemplo de marcado: 3,5 MHz / 90 °.

Como se muestra en la fig. 2.11 sensores se utilizan para examen al aire libre. Además de ellos, existe una gran cantidad de sensores intracavitarios y altamente especializados.

Es recomendable introducir una clasificación de sensores por áreas de aplicación médica.

1. Sensores universales para examen externo (sonda abdominal). Los sensores universales se utilizan para examinar la región abdominal y los órganos pélvicos en adultos y niños.

2. Sensores para órganos superficiales (sonda para piezas pequeñas). Se utiliza para estudiar estructuras y órganos pequeños y poco profundos (por ejemplo, la glándula tiroides, vasos periféricos, articulaciones)

3. Sensores cardiacos (sonda cardíaca). Para el estudio del corazón se utilizan sensores de tipo sectorial, lo que se asocia a la peculiaridad de la observación a través de la brecha intercostal. Se utilizan sensores de escaneo mecánicos (de un solo elemento o con una matriz anular) y electrónicos en fase.

4. Sensores pediátricos (sondas podiátricas). Se utilizan los mismos sensores para pediatría que para adultos , pero solo con una frecuencia superior (5 o 7,5 MHz), lo que le permite obtener una calidad de imagen superior. Esto es posible debido al pequeño tamaño de los pacientes.

5. Sensores intracavitarios (sondas intracavitarias). Existe una amplia variedad de transductores endocavitarios que difieren en aplicaciones médicas.

● Sensores transvaginales (intravaginales) (sonda transvaginal o edovaginal).

● Sensores transrectales (sonda transrectal o endorrectal).

● Sonda intraoperatoria.

● Sondas transuretrales.

● Sondas transesofágicas.

● Sondas intravasculares.

6... Sondas de biopsia o punción (sondas de biopsia o punción). Se utiliza para guiar con precisión agujas de biopsia o punción. Para este propósito, los sensores están especialmente diseñados en los que la aguja puede pasar a través de un orificio (o ranura) en la superficie de trabajo (apertura).

7. Sensores altamente especializados... La mayoría de los sensores mencionados anteriormente tienen una gama bastante amplia de aplicaciones. Al mismo tiempo, se puede distinguir un grupo de sensores de uso limitado, y se debe hacer una mención especial a ellos.

● Sensores oftálmicos (sondas oftalmológicas).

● Sensores para investigación transcraneal (sondas transcraneales).

● Sensores para el diagnóstico de sinusitis, sinusitis frontal y sinusitis.

● Sensores para medicina veterinaria (sondas veterinarias).

8. Sensores de banda ancha y multifrecuencia... Los sensores de banda ancha se utilizan cada vez más en instrumentos modernos complejos. Estos sensores están diseñados estructuralmente de manera similar a los sensores convencionales discutidos anteriormente y se diferencian de ellos en que utilizan un transductor ultrasónico de banda ancha, es decir, sensor con una amplia banda de frecuencias de funcionamiento.

9. Sensores Doppler... Los sensores se utilizan únicamente para obtener información sobre la velocidad o el espectro de las velocidades del flujo sanguíneo en los vasos. Estos transductores se describen en las secciones sobre instrumentos de ultrasonido Doppler.

10. Sensores para imágenes 3D... Rara vez se utilizan sensores especiales para obtener imágenes en 3D (tridimensionales). Con mayor frecuencia, los sensores de imagen 2D convencionales se utilizan junto con dispositivos especiales que permiten escanear a lo largo de la tercera coordenada.

La calidad de la información recibida depende del nivel técnico del dispositivo: cuanto más complejo y perfecto es el dispositivo, mayor es la calidad de la información de diagnóstico. Como regla general, según el nivel técnico, los dispositivos se dividen en cuatro grupos: dispositivos simples; dispositivos de clase media; dispositivos de clase avanzada; Electrodomésticos de alta gama (a veces llamados de gama alta).

No existen criterios acordados para evaluar la clase de dispositivos entre los fabricantes y usuarios de equipos de diagnóstico por ultrasonido, ya que existe una gran cantidad de características y parámetros mediante los cuales los dispositivos pueden compararse entre sí. Sin embargo, es posible estimar el nivel de complejidad del equipo, del cual depende en gran medida la calidad de la información recibida. Uno de los principales parámetros técnicos que determinan el nivel de complejidad de un escáner de ultrasonido es el número máximo de canales de recepción y transmisión en la unidad electrónica del dispositivo, ya que cuanto mayor es el número de canales, mejor es la sensibilidad y la resolución, las principales características de la calidad de la imagen de ultrasonido.

En escáneres de ultrasonido simples (generalmente portátiles), el número de canales de transmisión y recepción no es más de 16, en dispositivos de clase media y alta 32, 48 y 64. En dispositivos de clase alta, el número de canales puede ser más de 64, por ejemplo 128, 256, 512 y aún más. Por lo general, los escáneres de ultrasonido de gama alta y alta son dispositivos de imágenes Doppler color.

Los instrumentos de gama alta suelen aprovechar al máximo las capacidades modernas de procesamiento de señales digitales, comenzando prácticamente desde la salida del sensor. Por esta razón, estos dispositivos se denominan sistemas o plataformas digitales (sistema digital).

preguntas de prueba

1. ¿Qué es la impedancia acústica y su efecto sobre la reflexión?

¿ultrasonido?

2. ¿Cómo depende la atenuación del ultrasonido en los tejidos biológicos de la frecuencia?

3. ¿Cómo cambia el espectro de una señal de ultrasonido pulsada con respecto a la profundidad?

4. ¿Qué modos de funcionamiento se proporcionan en los escáneres ultrasónicos?

5. ¿Cuál es el modo de funcionamiento? EN?

6. ¿Cuál es el modo de funcionamiento? Y?

7. ¿Cuál es el modo de funcionamiento? METRO?

8. ¿Cuál es el modo de funcionamiento? re?

9. Explique el funcionamiento del transductor ultrasónico.

10. ¿Qué configuraciones de elementos piezoeléctricos se encuentran en diferentes tipos

sensores?

11. ¿Qué tipos de sensores hay en los escáneres ultrasónicos?

* Este trabajo no es un trabajo científico, no es un trabajo de calificación final y es el resultado del procesamiento, estructuración y formateo de la información recopilada destinada a ser utilizada como fuente de material para la auto-preparación del trabajo educativo.

1. El concepto de sensor

Una persona percibe con sus ojos la forma, tamaño y color de los objetos circundantes, escucha sonidos con sus oídos, huele con su nariz. Por lo general, hay cinco tipos de sensaciones asociadas con la vista, el oído, el olfato, el gusto y el tacto. Para la formación de sensaciones, una persona necesita la estimulación externa de ciertos órganos: "sensores sensoriales". Ciertos sentidos juegan el papel de sensores para diferentes tipos de sensaciones:

Ojos de visión

Oídos Auditivos

Lenguaje de gusto

Olfato nariz

Toque la piel

Sin embargo, los sentidos por sí solos no son suficientes para obtener sensación. Por ejemplo, con sensación visual, no significa en absoluto que una persona vea solo a través de sus ojos. Es bien sabido que a través de los ojos, los estímulos del entorno externo en forma de señales a lo largo de las fibras nerviosas se transmiten al cerebro, y ya en él se forma una sensación de grande y pequeño, blanco y negro, etc. Esta esquema general la aparición de sensación también se aplica a la audición, el olfato y otros tipos de sensación, es decir de hecho, los estímulos externos como algo dulce o amargo, silencioso o fuerte son evaluados por el cerebro, que necesita sensores que respondan a estos estímulos.

Se está formando un sistema similar en la automatización. El proceso de control consiste en recibir información sobre el estado del objeto de control, monitorearlo y procesarlo por el dispositivo central y emitir señales de control a los actuadores. Se utilizan sensores de magnitudes no eléctricas para recibir información. Así se controlan la temperatura, los movimientos mecánicos, la presencia o ausencia de objetos, la presión, los caudales de líquidos y gases, la velocidad de rotación, etc.

2. Principio de funcionamiento y clasificación

Los sensores informan sobre el estado del entorno externo interactuando con él y convirtiendo la reacción a esta interacción en señales eléctricas. Hay muchos fenómenos y efectos, tipos de transformación de propiedades y energía, que se pueden utilizar para crear sensores. Al clasificar los sensores, a menudo se utiliza como base el principio de su funcionamiento, que, a su vez, puede basarse en fenómenos y propiedades físicas o químicas.

3. Tipos principales:

3.1. Sensores de temperatura

Nos encontramos con la temperatura todos los días, y esta es la cantidad física más familiar para nosotros. Entre otros sensores, los sensores de temperatura se distinguen por una variedad particularmente amplia de tipos y son uno de los más comunes.

El termómetro de vidrio de columna de mercurio se conoce desde hace mucho tiempo y se usa ampliamente en la actualidad. Los termistores de resistencia, que cambian bajo la influencia de la temperatura, se utilizan con bastante frecuencia en varios dispositivos debido al costo relativamente bajo de este tipo de sensores. Hay tres tipos de termistores: con característica negativa (su resistencia disminuye al aumentar la temperatura), con característica positiva (al aumentar la temperatura, aumenta la resistencia) y con característica crítica (la resistencia aumenta a un valor de temperatura umbral). Por lo general, la resistencia cambia considerablemente bajo la influencia de la temperatura. Para expandir la sección lineal de este cambio, las resistencias se conectan en paralelo y en serie con el termistor.

Los termopares se utilizan especialmente en el campo de la medición. Usan el efecto Seebeck: un EMF surge en una unión de metales diferentes, aproximadamente proporcional a la diferencia de temperatura entre la unión en sí y sus terminales. El rango de temperaturas medidas por el termopar depende de los metales utilizados. En ferritas y condensadores termosensibles, se utiliza el efecto de la temperatura sobre la constante magnética y dieléctrica, respectivamente, a partir de un valor determinado, que se denomina temperatura de Curie y para un sensor en particular depende de los materiales utilizados en él. Los diodos térmicos y los tiristores son sensores semiconductores que utilizan la dependencia de la temperatura de la conductividad de la unión pn (generalmente en un cristal de silicio). Recientemente, han encontrado aplicación práctica los denominados sensores de temperatura integrados, que son un diodo sensible a la temperatura en un monocristal con circuitos periféricos, por ejemplo, un amplificador, etc.

3.2. Sensores ópticos.

Al igual que los sensores de temperatura, los sensores ópticos se distinguen por una gran variedad y aplicación masiva según el principio de conversión óptico-eléctrica, estos sensores se pueden dividir en cuatro tipos: basados \u200b\u200ben los efectos de emisión de fotoelectrones, fotoconductividad, fotovoltaica y piroeléctrica. Emisión fotovoltaica, o efecto fotoeléctrico externo, 0 es la emisión de electrones cuando la luz incide sobre un cuerpo físico. Para que los electrones escapen del cuerpo físico, necesitan superar la barrera de energía. Dado que la energía de los fotoelectrones es proporcional a 1hc / l0 (donde 1h0 es la constante de Planck, 1c0 es la velocidad de la luz, 1l0 es la longitud de onda de la luz), cuanto más corta es la longitud de onda de la luz irradiada, mayor es la energía de los electrones y más fácil es para ellos superar la barrera especificada.

Efecto de fotoconducción, o efecto fotoeléctrico intrínseco, 0 es un cambio resistencia eléctrica el cuerpo físico cuando es irradiado con luz. Entre los materiales con efecto de fotoconductividad, se encuentran ZnS, CdS, GaAs, Ge, PbS, etc. La máxima sensibilidad espectral de CdS se da aproximadamente a la luz con una longitud de onda de 500-550 nm, que corresponde aproximadamente a la mitad de la zona de sensibilidad de la visión humana. Los sensores ópticos que operan por efecto de la fotoconductividad se recomiendan para su uso en fotómetros y fotómetros de película, en interruptores automáticos y atenuadores, detectores de llama, etc. La desventaja de estos sensores es una respuesta lenta (50 ms o más).

El efecto fotovoltaico 0 consiste en la aparición de un EMF en los terminales de unión p-n en un semiconductor irradiado con luz. Bajo la influencia de la luz, aparecen electrones libres y huecos dentro de la unión p-n y se genera un EMF. Los sensores típicos que funcionan según este principio son los fotodiodos, fototransistores. El mismo principio de funcionamiento tiene la parte optoeléctrica de los sensores de imagen de estado sólido bidimensionales, por ejemplo, sensores en dispositivos con un dispositivo de carga acoplada (sensores CCD). El material de sustrato más utilizado para sensores fotovoltaicos es el silicio. La velocidad de respuesta relativamente alta y la alta sensibilidad en el rango de la zona del infrarrojo cercano (IR) a la luz visible proporcionan a estos sensores una amplia gama de aplicaciones. Los efectos piroeléctricos 0 son fenómenos en los que aparecen cargas eléctricas en la superficie de un cuerpo físico debido a cambios en el "relieve" de temperatura superficial correspondientes a estos cambios. Entre los materiales con propiedades similares se encuentran muchos otros materiales llamados piroeléctricos. Un transistor de efecto de campo está integrado en la carcasa del sensor, que permite convertir la alta impedancia del elemento pirotécnico con sus cargas eléctricas óptimas en una resistencia de salida más baja y óptima del sensor. De este tipo de sensores, los de infrarrojos son los más utilizados. Hay pocos sensores ópticos que tengan suficiente sensibilidad en todo el rango de luz.

La mayoría de los sensores tienen una sensibilidad óptima en una región del espectro ultravioleta, visible o infrarroja bastante estrecha. Principales ventajas frente a otros tipos de sensores:

1. Posibilidad de detección sin contacto.

2. Posibilidad (con ópticas adecuadas) de medir objetos con tamaños extremadamente grandes y extremadamente pequeños.

3. Alta velocidad de respuesta.

4. Conveniencia de utilizar tecnología integral (sensores ópticos, por regla general, de estado sólido y semiconductores), proporcionando pequeñas dimensiones y una larga vida útil.

5. Amplio ámbito de uso: medición de diversas cantidades físicas, determinación de la forma, reconocimiento de objetos, etc. Junto con las ventajas, los sensores ópticos también tienen algunas desventajas, a saber, son sensibles a la contaminación, están sujetos a la influencia de luz extraña, luz de fondo y también temperatura (con una base semiconductora).

3.3. Sensores de presión.

Siempre existe una gran necesidad de transmisores de presión y encuentran aplicaciones muy amplias.

El principio de registro de presión sirve como base para muchos otros tipos de sensores, por ejemplo, sensores de masa, posición, nivel de líquido y caudal, etc. En la inmensa mayoría de los casos, la indicación de presión se lleva a cabo debido a la deformación de cuerpos elásticos, por ejemplo, un diafragma, tubo de Proudhon, membrana corrugada. Dichos sensores tienen suficiente fuerza, bajo costo, pero es difícil recibir señales eléctricas en ellos. Los sensores de presión ultrasónicos potencialométricos (reostáticos), capacitivos, de inducción, magnetoestrictivos tienen una señal eléctrica en la salida, pero son relativamente difíciles de fabricar.

Hoy en día, las galgas extensométricas se utilizan cada vez más como sensores de presión. Las galgas extensométricas semiconductoras del tipo de difusión son especialmente prometedoras. Las galgas extensométricas de difusión sobre un sustrato de silicio tienen alta sensibilidad, tamaño pequeño y se integran fácilmente con circuitos periféricos. Se forma un diafragma circular en la superficie de un cristal de silicio con una permeabilidad de 1 n 0 mediante grabado con tecnología de película fina. En los bordes del diafragma se aplican por difusión resistencias de película con conductividad 1p 0. Si se aplica presión al diafragma, la resistencia de algunas resistencias aumenta, mientras que otras disminuyen.

La señal de salida del sensor se forma mediante un circuito puente que incluye estas resistencias. Los sensores de presión de semiconductores de tipo difusión como el descrito anteriormente son ampliamente utilizados en electrónica automotriz, en todo tipo de compresores. Los principales problemas son la dependencia de la temperatura, la inestabilidad ambiental y la vida útil.

3.4. Sensores de humedad y analizadores de gases.

La humedad es un parámetro físico al que, al igual que la temperatura, se ha enfrentado una persona desde la antigüedad; sin embargo, hace mucho que no se dispone de sensores fiables. La mayoría de las veces, se utilizó pelo humano o de caballo para dichos sensores, que se alarga o acorta con los cambios de humedad. Actualmente, se usa una película de polímero recubierta con cloruro de litio, que se hincha con la humedad, para determinar el contenido de humedad. Sin embargo, los sensores sobre esta base tienen histéresis, inestabilidad de características a lo largo del tiempo y un rango de medición estrecho. Los sensores más modernos son los que utilizan cerámica y electrolitos sólidos. Han eliminado las desventajas anteriores. Un área de aplicación de los sensores de humedad es una variedad de controladores atmosféricos. Los sensores de gas se utilizan ampliamente en las plantas de fabricación para detectar todo tipo de gases nocivos y en los hogares para detectar fugas de gas inflamable. En muchos casos, se requiere detectar ciertos tipos de gas y es deseable tener sensores de gas que sean selectivos en relación con el entorno gaseoso. Sin embargo, la respuesta a otros componentes de gas dificulta la creación de sensores de gas selectivos con alta sensibilidad y fiabilidad. Los sensores de gas se pueden fabricar sobre la base de transistores MOS, celdas galvánicas, electrolitos sólidos utilizando los fenómenos de catálisis, interferencia, absorción de rayos infrarrojos, etc. Las cerámicas semiconductoras, en particular, o los dispositivos que funcionan según el principio de combustión catalítica, se utilizan principalmente para detectar fugas de gas doméstico, por ejemplo, gas natural licuado o gas combustible como el propano. Cuando se utilizan sensores de gas y humedad para registrar el estado de varios medios, incluidos los agresivos, a menudo existe un problema de durabilidad.

3.5. Sensores magnéticos.

La característica principal de los sensores magnéticos, como los ópticos, es su velocidad y la capacidad de detectar y medir sin contacto, pero a diferencia de los sensores ópticos, este tipo de sensor no es sensible a la contaminación. Sin embargo, debido a la naturaleza de los fenómenos magnéticos, el funcionamiento eficaz de estos sensores depende en gran medida de un parámetro como la distancia, y normalmente los sensores magnéticos requieren una proximidad suficiente al campo magnético activo.

Los sensores Hall son bien conocidos entre los sensores magnéticos. Actualmente, se utilizan como elementos discretos, pero el uso de elementos Hall en forma de circuitos integrados hechos sobre un sustrato de silicio se está expandiendo rápidamente. Estos circuitos integrados son los que mejor se adaptan a los requisitos de sensores actuales. Los elementos semiconductores magnetorresistivos tienen una larga historia de desarrollo. Ahora, la investigación y el desarrollo de sensores magnetorresistivos, que utilizan ferroimanes, vuelven a reactivarse. La desventaja de estos sensores es el estrecho rango dinámico de cambios detectables en el campo magnético. Sin embargo, la alta sensibilidad, así como la posibilidad de crear sensores multielemento en forma de circuitos integrados por pulverización catódica, es decir, la capacidad de fabricación de su producción, constituyen ventajas indudables.

Lista de literatura usada

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2. W. Titze, K. Schenk. Circuitos semiconductores. M: Mir, 1982

3. P. Horowitz, W. Hill. El arte de los circuitos, vol. 2, M: Mir, 1984.

4. Libro de referencia del diseñador radioaficionado. M: Radio y comunicación, 1990.

Un sensor de presencia es un dispositivo electrónico que utiliza métodos sin contacto para registrar objetos de una determinada clase en el territorio de su control.

Dependiendo de los resultados del registro, puede cambiar los impulsos eléctricos, de acuerdo con las señales de las cuales otros dispositivos realizan diversas acciones.

El encendido automático del secador eléctrico al levantar la mano, la activación de algunos tipos de alarmas de los coches, la parada de transportadores en caso de llenado de contenedores en plantas industriales son ejemplos del funcionamiento de los sensores de presencia.

Por el principio de acción:

1. ultrasónico: barrera, difusión;
2. fotoeléctrico: barrera (tipo B), reflejo (tipo P), difusión (tipo D);
3. capacitivo
4. acústico;
5. infrarrojo;
6. sensores de carga;
7. conjunto.

Por el número de bloques de sensores:

1. posición única;
2. dos posiciones;
3. multiposición.

Por método de instalación:cartas de porte y empotradas.

Por el método de recepción de la señal entrante:activo y pasivo.

Por el método de transmisión de la señal saliente:cableado e inalámbrico.

Consideremos en detalle cada uno de los tipos, determinemos las áreas de su aplicación, evaluemos las ventajas y desventajas.

Detectores de presencia ultrasónicos

Emiten y reciben ondas que no pueden ser detectadas por el oído humano (con una frecuencia de unos 200 kHz).

Son posibles dos modos de funcionamiento:

Barrera : Una onda ultrasónica viaja entre sensores opuestos. No golpeará el receptor si aparece un objeto extraño (barrera) en el área de cobertura.

Difusión : usando un sensor que emite una onda y luego la recoge reflejada de un objeto en la trayectoria del rayo.

En ambos casos, cuando aparece un objeto extraño, se conmuta la señal, que se transmite a los dispositivos de ejecución.

Ventajas de los sensores ultrasónicos en comparación con los sensores ópticos que realizan tareas similares:

• detección de objetos transparentes;
• inmunidad a los destellos de luz y al deslumbramiento;
• rendimiento en condiciones difíciles (niebla, polvo, vapor).

Desventajas:

• fijación de rango bajo (umbral superior);
• registro no fiable de objetos de materiales blandos (tela, goma espuma);
• la presencia de una "zona ciega" (umbral de detección inferior).

Ejemplos de uso de sensores ultrasónicos: sistemas de estacionamiento de automóviles modernos, contando el número de unidades de productos terminados en un transportador.

Detectores de presencia fotoeléctricos

Los sensores fotoeléctricos tipo B y D funcionan de manera similar a los circuitos ultrasónicos. La diferencia radica en el uso de radiación óptica en lugar de radiación ultrasónica. Esto proporciona los siguientes beneficios:

• alto umbral de fijación (hasta 150 metros para sensores de barrera);
• rendimiento de alta velocidad;
• sin punto ciego.

Desventajas:

• imposibilidad de registrar objetos transparentes;
• fallas en niebla, polvo, destellos de luz y deslumbramiento.

Para los sensores de tipo P, el receptor y el emisor están montados en una carcasa. El haz emitido se refleja desde un reflector (reflector, reflector), ubicado a una distancia de hasta 8 metros, y regresa. El dispositivo emite una señal si el objeto de prueba interrumpe el flujo luminoso.

En comparación con el tipo B, el tipo P pierde alcance, pero sus ventajas son la compacidad y la facilidad de instalación.

Los sensores fotoeléctricos se utilizan para monitorear líneas de empaque y producción, verificar el nivel de llenado de contenedores transparentes, evitar el acceso no autorizado a áreas cerradas, detener equipos industriales cuando una persona ingresa a áreas peligrosas.

Capacitivo

Estructuralmente, son condensadores cilíndricos o plano-paralelos.

Cuando un objeto aparece en el área de acción, cambia su constante dieléctrica y, por lo tanto, su capacitancia, lo que provoca un disparador (ver).

Los dispositivos se utilizan para controlar el llenado de tanques con líquidos y materiales a granel, como contadores para unidades de productos terminados y elementos de sistemas antirrobo de automóviles.

Las ventajas de los sensores capacitivos son la baja inercia y el alto umbral de sensibilidad. La desventaja es la probabilidad de mal funcionamiento bajo la influencia de campos electromagnéticos externos.

Detectores de presencia acústica

En ellos, mediante materiales piezoeléctricos, una onda de sonido se convierte en una señal eléctrica.

Estos son micrófonos que funcionan en el rango de frecuencia de 20-20000 Hz:

• baja resistencia (inductores con imanes móviles);
• alta resistencia (condensadores variables equivalentes).

Se utilizan como sensores de luz de sonido, trabajando en conjunto y ahorrando energía. Cuando se excede el umbral de ruido en la habitación, la luz se enciende automáticamente. Si hay silencio, las lámparas se apagan después de 20-25 segundos.

Ventajas del dispositivo:

• simplicidad de diseño;
• fiabilidad.

Desventajas:

• la necesidad de utilizar amplificadores;
• la probabilidad de falsas alarmas como resultado de ruidos externos e internos (sonidos fuertes de la calle, encender la radio, llamadas telefónicas).

Detectores de presencia infrarrojos

El principio de funcionamiento de los dispositivos se basa en la fijación de cambios en el flujo de rayos infrarrojos (IR) como resultado de los movimientos humanos. Su presencia se reconoce por la mayor intensidad (en comparación con los elementos del interior) de la radiación, que depende directamente de la temperatura corporal.

Las partes principales del sensor son fotocélulas y una lente múltiple, que consta de una gran cantidad de segmentos: lentes pequeñas. Cada uno de ellos dirige los rayos que caen dentro de él a una fotocélula.

En movimiento, una persona se encuentra en las zonas de control de diferentes segmentos. La luz de la fotocélula desaparece y aparece, generando una señal eléctrica.

En el sentido estricto del principio de funcionamiento, tal dispositivo es, y no presencia. La última categoría incluye instrumentos particularmente precisos con un gran número de áreas de control. Son capaces de detectar la presencia de una persona en estado de reposo casi completo. Se registran los gestos más pequeños: sacudir la cabeza, presionar el teclado con los dedos, etc.

El radio de detección (R) es la característica principal del dispositivo. Su instalación debe realizarse de manera que la distancia a los rincones más lejanos de la habitación no exceda R. En habitaciones grandes, se requieren varios sensores.

Es necesario que no haya particiones en el camino del haz de infrarrojos, ni siquiera vidrio, que sean opacas para él.

Es inaceptable que el dispositivo golpee la luz directa de las lámparas; debe ubicarse a la distancia máxima de ventiladores, acondicionadores de aire y calentadores.

Los sensores infrarrojos se utilizan como un medio, como una herramienta adicional y para la automatización del suministro de energía, lo que genera ahorros de costos.

Sus ventajas:

• precisión de ajuste;
• total seguridad para la salud debido a la ausencia de cualquier tipo de radiación;
• reacción solo a objetos cuya temperatura excede el umbral.

Desventajas:

• inexactitud de funcionamiento en espacios abiertos (influencia de la precipitación, luz solar);
• la probabilidad de inclusiones falsas bajo la influencia de corrientes de aire caliente;
• interferencia de objetos que no transmiten radiación infrarroja;
• rango de temperatura de funcionamiento bajo.

Células de carga

Estos son convertidores que convierten la fuerza mecánica en corriente eléctrica.

Estructuralmente, el sensor es una galga extensométrica en forma de alambre delgado, en forma de zigzag, como un calentador de vidrio de automóvil, fijado sobre un sustrato elástico. La película de tela, caucho y polímero se utiliza como elemento elástico.

Bajo la acción de la fuerza, el conductor se deforma, su resistencia cambia, lo que genera una señal eléctrica que se suministra después de la amplificación a los actuadores.

Uso de electrodomésticos:

Como sensores de presencia de pasajeros. Regular: por motivos de seguridad (indicación de uso del cinturón de seguridad y datos para el despliegue de airbags). Instalado individualmente - para controlar el trabajo de un taxi (arreglar el estado del coche - "libre / ocupado").

Como elementos estacionarios y de seguridad, señalización de accesos no autorizados al recinto.

La ventaja de las celdas de carga con galgas extensométricas es su pequeño grosor, que permite una instalación oculta (disfrazada de alfombra en la puerta) y una fácil instalación en los asientos de los pasajeros.

Desventajas:

• la necesidad de utilizar un amplificador de señal;
• exposición a estrés mecánico repetitivo, que conduce a fallas;
• disminución de la sensibilidad a los cambios de temperatura.

Detectores de presencia combinados

A veces, un tipo de dispositivo no es suficiente para lograr sus objetivos. En tales casos, se pueden utilizar varios con diferentes principios de trabajo.

Usando un ejemplo, considere la operación sensor infrarojo presencia en combinación con un sensor de luz.

El primero da una señal para encender las lámparas cuando detecta a una persona en la habitación.

El segundo, en el caso de indicadores de iluminación por debajo del umbral establecido.

Trabajando juntos, están en modo automatico las lámparas se encenderán solo si hay personas en la habitación por la noche.

Este enfoque crea condiciones de vida cómodas y conduce a un ahorro de energía del 30-40%.

Al proteger objetos, los sensores con diferentes principios operativos se combinan en sistemas. Esto mejora la confiabilidad y reduce los falsos positivos.

Dispositivo de sensores de presencia

Los sensores son dispositivos que constan de uno (posición única), dos (dos posiciones) o varios bloques (posiciones múltiples). Cada uno es un dispositivo en una caja de plástico con un microcircuito para enviar, recibir y procesar señales.

Su característica de diseño es la ausencia de partes móviles que experimenten estrés mecánico. La excepción son los sustratos elásticos con galgas extensométricas en las celdas de carga.

Como resultado, los posibles fallos de funcionamiento se limitan al fallo de las piezas del microcircuito y no se pueden eliminar por sí solos.

Opciones de montaje del sensor... Dependiendo de caracteristicas de diseño Los sensores se instalan en cajas de conexiones o directamente en paredes o techos (modelos aéreos).

Ninguno de los métodos ofrece ventajas en la operación, solo las decisiones de diseño pueden afectar la elección.

Métodos de recepción de señales... Según el método de recepción de la señal, los sensores de presencia son de dos tipos:

• activo: emite energía al medio ambiente y recibe datos basados \u200b\u200ben la respuesta (ultrasónica, fotoeléctrica);
• pasivo: fije los objetos según sus propiedades, sin enviar primero señales (infrarrojos, acústicos, capacitivos, sensores de carga).

Transmisión de señales por detectores de presencia... Una vez recibida y procesada la información, el sensor de presencia envía una señal a los actuadores:

• por medio de cables eléctricos;
• a través de un canal de radio seguro.

En la segunda variante, la distancia entre el sensor y la unidad receptora alcanza los 200 m, el uso de amplificadores aumenta este indicador y se reducen los obstáculos en el camino.

Durante la transmisión inalámbrica de una señal para la comunicación con un actuador específico, al sensor se le asigna su código. Esto se hace instalando puentes (puentes).

Si usa dispositivos con un código de aprendizaje, entonces no es necesario instalar puentes: para cambiar, se requiere una presión simultánea suficiente de botones especiales en el sensor y la unidad receptora.

Las ventajas de la transmisión de señales inalámbricas son la facilidad de instalación de los equipos y la reducción de los costos de los cables eléctricos.

Fabricantes y modelos de detectores de presencia

Consideremos qué modelos de sensores de presencia ofrecen las empresas globales.

Theben AG (Alemania)

En 1921 en Stuttgart, Paul Schwenck fundó una empresa que producía temporizadores y accesorios para relojes.

El propietario entusiasta, que se esforzaba por ahorrar, inventó y en 1930 lanzó el primer sensor de cuenta atrás para el control de la iluminación, que se convirtió en un éxito.

El éxito ha estimulado un nuevo impulso a la innovación, que ha convertido a Theben AG en el líder europeo en dispositivos energéticamente eficientes, varios sensores, inteligentes y más.

Detectores de presencia Theben que controlan el sistema de iluminación:

ESFINGE 104-360	ESFINGE 104-360 / 2	SPHINX 104-360 AP
Principio de operación
infrarrojo	infrarrojo	infrarrojo
Metodo de instalacion
techo empotrado	techo empotrado	techo, factura
Ángulo de cobertura
360 sobre	360 sobre	360 sobre
Radio de control
7 m	7 m	7 m
Número de canales
1	2	1
Max. potencia de la lámpara
1800 vatios	1800 vatios	2000 vatios
Nivel de iluminacion
10-2000 Lx	10-2000 Lx	10-2000 Lx
Retraso
1 s-20 min	1 s-20 min	1 s-20 min
Nivel de protección
IP 41	IP 41	IP 41

Todos los dispositivos están equipados con un medidor de luz ajustable incorporado y un control remoto control remoto (cm. ).

SPHINX 104-360 / 2 tiene un segundo canal de salida, con un retardo de apagado de 10 segundos a 60 minutos, cuya señal se puede alimentar a un aire acondicionado, un radiador de calefacción eléctrico, un ventilador.

OMRON (Japón)

OMRON (Kioto), fundada por Kazuma Tateishi en 1933. En los años de la posguerra, se convirtió en uno de los creadores del "milagro económico japonés".

La actividad principal es la producción de equipos de automatización y sensores. En esta área, posee más del 40% del mercado japonés. La facturación anual de la empresa supera los 5.000 millones de dólares.

Sensores de detección fotoeléctrica OMRON:

E3FA / E3FB-B / -V	E3H2	E3T-C
Detección de objetos: distancia máxima de detección
Modo barrera
20 m	15 m	4 m
Modo reflejo
4 m	3m	2 m
Modo difuso
1 m	0,3 m	0,3 m
Fuente de luz (longitud de onda)
lED rojo (624 nm)	lED rojo (624 nm)	lED: infrarrojos (870 nm), rojos (630 nm)
Tensión de alimentación
10-30 V CC	10-30 V CC	10-30 V CC

El E3H2 está equipado con un indicador LED brillante para facilitar la alineación, y las dimensiones del E3T-C facilitan su instalación en espacios reducidos.

ESYLUX (Alemania)

La empresa ESYLUX (Ahrensburg) desarrolla y fabrica lámparas para iluminación de emergencia y exterior, detectores de presencia y movimiento, detectores de humo ,. El alto nivel de producción está confirmado por la marca de calidad “Ingeniería alemana” que ha recibido. Se abren sucursales y representaciones comerciales de la empresa en 13 países

La tabla muestra ejemplos de sensores de presencia ESYLUX.

PD 360/8 Básico	PD 360/8 Basic SMB	PD 180i / R
Principio de operación
infrarrojo	infrarrojo	infrarrojo
Metodo de instalacion
techo, factura	techo empotrado	empotrado en la pared
Ángulo de cobertura

En primer lugar, es necesario hacer una distinción entre los conceptos de "sensor" y "sensor". Un sensor se entiende tradicionalmente como un dispositivo capaz de convertir una acción de entrada de cualquier magnitud física en una señal conveniente para su uso posterior. Hoy en día existen varios requisitos para los sensores modernos:

• Dependencia inequívoca del valor de salida de la entrada.
• Lectura estable independientemente del tiempo de uso.
• Alto índice de sensibilidad.
• Talla pequeña y peso ligero.
• Falta de influencia del sensor en el proceso controlado.
• Capacidad para trabajar en diversas condiciones.
• Compatible con otros dispositivos.

Cualquier sensor incluye los siguientes elementos: un elemento sensible y un dispositivo de señalización. En algunos casos, se pueden agregar un amplificador y un selector de señal, pero a menudo no es necesario. Los componentes del sensor también determinan el principio de su funcionamiento posterior. En ese momento, cuando se produce algún cambio en el objeto de observación, éste es fijado por un elemento sensible. Inmediatamente después de esto, los cambios se muestran en el dispositivo de alarma, cuyos datos son objetivos e informativos, pero no se pueden procesar automáticamente.

Figura: 22.

Un termómetro de mercurio es un ejemplo del sensor más simple. El mercurio se utiliza como elemento sensible, la escala de temperatura actúa como un dispositivo de señalización y el objeto de observación es la temperatura. Sin embargo, es importante comprender que las lecturas de los sensores son conjuntos de datos, no información. No se almacenan en la memoria externa o interna y no son adecuados para el procesamiento, almacenamiento y transmisión automatizados.

Todos los sensores utilizados por diversas soluciones tecnológicas del campo de IoT se pueden dividir en varias categorías. Una de las clasificaciones más convenientes se basa en el propósito de los dispositivos "3:

• sensores de presencia y movimiento;
• detectores de posición, movimiento y nivel;
• sensores de velocidad y aceleración;
• sensores de fuerza y \u200b\u200btacto;
• Sensores de presión;
• Medidores de flujo;
• sensores acústicos;
• sensores de humedad;
• detectores de luz;
• sensores de temperatura;
• Sensores químicos y biológicos.

Los sensores funcionan de manera muy diferente a los sensores. En primer lugar, es necesario detenerse en la definición del concepto de "sensor". Se entiende por sensor un dispositivo capaz de convertir los cambios ocurridos en un objeto de observación en una señal de información apta para su posterior almacenamiento, procesamiento y transmisión.

El esquema de funcionamiento del sensor está cerca de la cadena típica del sensor. En cierto sentido, el sensor se puede interpretar como un sensor mejorado, ya que su estructura se puede expresar en forma de "componentes del sensor" + "unidad de procesamiento de información". El diagrama funcional del sensor es el siguiente.

Figura: 23.

En este caso, la clasificación de sensores por propósito es equivalente a la misma clasificación para sensores. A menudo, los sensores y los sensores pueden medir el mismo valor del mismo objeto, pero los sensores mostrarán datos y los sensores también los convertirán en una señal de información.

Además, hay un tipo especial de sensor que tiene sentido considerar para comprender el concepto de Internet de las cosas. Estos son los llamados sensores "inteligentes", diagrama funcional que se complementa con la presencia de algoritmos para el procesamiento primario de la información recopilada. Así, un sensor convencional es capaz de procesar datos y proporcionarlos en forma de información, mientras que un sensor "inteligente" es capaz de realizar cualquier acción con información capturada de forma independiente del entorno externo.

En el futuro, se puede esperar un desarrollo serio de sensores ZO capaces de escanear el espacio circundante con alta precisión y construir su modelo virtual. Entonces, de momento el sensor Capri 3D es capaz de detectar los movimientos de las personas y sus características métricas.

terísticos. Además, este sensor puede escanear un objeto del entorno externo y guardar la información en un archivo EPS para su posterior envío a imprimir en una impresora GE.

Figura: 24. Sensor Capri 3D conectado a Samsung Nexus 10

El desarrollo de dispositivos que combinan varios sensores a la vez merece una atención especial. diferentes tipos... Como se menciona en el párrafo 2.2.1, para adquirir conocimientos, se necesita información sobre las diversas características del objeto. Y el uso de diferentes sensores te permite obtener la información necesaria. En cierto sentido, estos dispositivos pueden reconocer a las personas. Un ejemplo de un dispositivo de este tipo es el controlador inalámbrico Kinekt utilizado en los videojuegos modernos.

Sensor de color del emisor de infrarrojos

Array de micrófono

Figura: 25. Dispositivo del controlador inalámbrico Kinekt 57

El controlador Kinekt contiene varios componentes a la vez: un emisor de infrarrojos; receptor de infrarrojos; cámara a color;

un juego de 4 micrófonos y un procesador de señal de sonido; medios de corrección de inclinación.

¡El principio de funcionamiento del controlador Klpek! Suficientemente simple. Los rayos emitidos por el emisor de infrarrojos se reflejan y entran en el receptor de infrarrojos. Debido a esto, es posible obtener información sobre la posición espacial de una persona que está jugando a un videojuego. La cámara puede capturar una variedad de datos de color y los micrófonos pueden captar los comandos de voz del jugador. Como resultado, el controlador puede recopilar suficiente información sobre la persona para que pueda controlar el juego a través de movimientos o comandos de voz.

En cierto sentido, ¡el controlador Ktek! pertenece al campo de las tecnologías IoT. Es capaz de identificar al jugador, recopilar información sobre él y transferirla a otros dispositivos (consola de juegos). Pero un conjunto similar de sensores se puede usar potencialmente en otras áreas prometedoras para el concepto de Internet de las cosas, incluido el despliegue de tecnologías de hogar inteligente.