เซนเซอร์แบบไม่สัมผัส: ภาพรวมหลักการทำงานวัตถุประสงค์ สวิตช์เซ็นเซอร์ เซนเซอร์เป็นแหล่งข้อมูลหลัก การจำแนกประเภทเซนเซอร์ ประเภทและประเภทของเซ็นเซอร์คำอธิบายประเภทของเซ็นเซอร์และเซ็นเซอร์

ในระบบอัตโนมัติเซ็นเซอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อแปลงค่าที่ควบคุมหรือควบคุม (พารามิเตอร์ของวัตถุที่ควบคุม) เป็นสัญญาณเอาท์พุตสะดวกยิ่งขึ้นสำหรับการเคลื่อนย้ายข้อมูลเพิ่มเติม ดังนั้นเซ็นเซอร์จึงมักเรียกว่าตัวแปลงแม้ว่าคำนี้จะกว้างเกินไปเนื่องจากองค์ประกอบใด ๆ ของระบบอัตโนมัติและระบบส่งสัญญาณโทรทัศน์ที่มีอินพุตและเอาต์พุตเป็นตัวแปลงไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง

ในกรณีที่ง่ายที่สุดเซ็นเซอร์จะทำการเปลี่ยนรูป Y \u003d f (X) เพียงครั้งเดียวเช่นแรงในการกระจัด (ในสปริง) หรืออุณหภูมิในแรงเคลื่อนไฟฟ้า (ในเทอร์โมองค์ประกอบ) เป็นต้น เซนเซอร์ชนิดนี้เรียกว่า เซ็นเซอร์แปลงโดยตรง อย่างไรก็ตามในหลายกรณีไม่สามารถส่งผลโดยตรงต่อปริมาณอินพุต X กับปริมาณอินพุตที่ต้องการ U (หากการเชื่อมต่อดังกล่าวไม่สะดวกหรือไม่ได้ให้คุณภาพที่ต้องการ) ในกรณีนี้การแปลงตามลำดับจะดำเนินการ: ค่าอินพุต X มีผลต่อ Z กลางและค่า Z - ตามค่าที่ต้องการ Y:

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

ผลลัพธ์คือฟังก์ชันที่เชื่อมต่อ X กับ Y:

Y \u003d f2 \u003d F (X)

จำนวนของการแปลงตามลำดับดังกล่าวสามารถมากกว่าสองและในกรณีทั่วไป ลิงค์การทำงาน Y กับ X สามารถส่งผ่านค่ากลางได้หลายค่า:

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

เรียกว่าเซนเซอร์ที่มีการอ้างอิงดังกล่าว เซ็นเซอร์ที่มีการแปลงอนุกรม ส่วนอื่น ๆ ทั้งหมดเรียกว่า ร่างกายระดับกลาง... ในเซ็นเซอร์ที่มีการแปลงสองครั้งไม่มีอวัยวะที่อยู่ตรงกลางมีเพียงการตรวจจับและตัวกระตุ้นเท่านั้น บ่อยครั้งที่องค์ประกอบโครงสร้างหนึ่งและองค์ประกอบเดียวกันทำหน้าที่ของอวัยวะต่างๆ ตัวอย่างเช่นเมมเบรนยืดหยุ่นทำหน้าที่เป็นอวัยวะรับ (เปลี่ยนแรงกดเป็นแรง) และอวัยวะบริหาร (การแปลงแรงเป็นการกระจัด)

การจำแนกประเภทเซนเซอร์

เซ็นเซอร์ที่หลากหลายที่ใช้ในระบบอัตโนมัติสมัยใหม่จำเป็นต้องมีการจำแนกประเภท ปัจจุบันเป็นที่รู้จักประเภทของเซ็นเซอร์ต่อไปนี้ซึ่งเหมาะสมที่สุดในการจำแนกตามค่าอินพุตซึ่งสอดคล้องกับหลักการทำงาน:

ชื่อเซนเซอร์	ค่าอินพุต
เครื่องกล	การเคลื่อนไหวร่างกายที่แข็ง
ไฟฟ้า	ปริมาณไฟฟ้า
ไฮดรอลิก	การถ่ายเทของเหลว
นิวเมติก	การเคลื่อนไหวของแก๊ส
ความร้อน
ออปติก	ปริมาณแสง
อะคูสติก	ค่าเสียง
คลื่นวิทยุ	คลื่นวิทยุ
	รังสีนิวเคลียร์

เซ็นเซอร์ที่พบบ่อยที่สุดได้รับการพิจารณาที่นี่ซึ่งอย่างน้อยหนึ่งในค่า (อินพุตหรือเอาต์พุต) เป็นไฟฟ้า

เซ็นเซอร์ยังแตกต่างกันไปตามช่วงของสัญญาณอินพุต ตัวอย่างเช่นบาง เซ็นเซอร์ไฟฟ้า อุณหภูมิได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิตั้งแต่ 0 ถึง 100 ° C และอื่น ๆ - ตั้งแต่ 0 ถึง 1600 ° C เป็นสิ่งสำคัญมากที่ช่วงของการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณเอาต์พุตจะเหมือนกัน (รวมกัน) สำหรับอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน การรวมสัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์ช่วยให้สามารถใช้องค์ประกอบขยายและแอคชั่นทั่วไปสำหรับระบบอัตโนมัติที่หลากหลาย

เซ็นเซอร์ไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของระบบอัตโนมัติ ด้วยความช่วยเหลือของเซ็นเซอร์ค่าที่ตรวจสอบหรือควบคุมจะถูกแปลงเป็นสัญญาณขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงซึ่งกระบวนการควบคุมทั้งหมดจะเกิดขึ้น ระบบอัตโนมัติที่แพร่หลายที่สุดคือเซ็นเซอร์ที่มีสัญญาณไฟฟ้าขาออก ก่อนอื่นนี่คือคำอธิบายโดยความสะดวกในการส่งสัญญาณไฟฟ้าในระยะไกลการประมวลผลและความสามารถในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นงานเชิงกล นอกจากเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเครื่องกลไฮดรอลิกและนิวเมติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายแล้ว

เซ็นเซอร์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับหลักการของการแปลงแบ่งออกเป็นสองประเภท - ตัวปรับและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ในโมดูเลเตอร์ (พาราเมตริกเซนเซอร์) พลังงานอินพุตจะมีผลต่อวงจรไฟฟ้าเสริมการเปลี่ยนพารามิเตอร์และปรับค่าและลักษณะของกระแสหรือแรงดันจากแหล่งพลังงานภายนอก สิ่งนี้จะขยายสัญญาณที่ได้รับที่อินพุตเซ็นเซอร์พร้อมกัน การมีแหล่งพลังงานภายนอกเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเซ็นเซอร์ - โมดูเลเตอร์

รูป: 1. บล็อกการทำงานของเซ็นเซอร์ - โมดูเลเตอร์ (a) และเซ็นเซอร์ - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (b)

การมอดูเลตจะดำเนินการโดยการเปลี่ยนหนึ่งในสามพารามิเตอร์ - ความต้านทานโอห์มมิก, ความเหนี่ยวนำ, ความจุ ดังนั้นกลุ่มของโอห์มมิก, อุปนัยและเซ็นเซอร์แบบคาปาซิทีฟจึงมีความโดดเด่น

แต่ละกลุ่มเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มย่อย ดังนั้นกลุ่มโอห์มมิกเซนเซอร์ที่กว้างขวางที่สุดจึงสามารถแบ่งออกเป็นกลุ่มย่อย ได้แก่ สเตรนเกจโพเทนชิโอมิเตอร์เทอร์มิสเตอร์โฟโตรีซิสเตอร์ กลุ่มย่อยที่สองประกอบด้วยตัวเลือกสำหรับเซ็นเซอร์อุปนัยแมกนีโตลาสติกและหม้อแปลงไฟฟ้า กลุ่มย่อยที่สามรวมประเภทต่างๆ เซ็นเซอร์ capacitive.

ประเภทที่สองคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นเพียงตัวแปลงสัญญาณ ขึ้นอยู่กับการเกิดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าภายใต้อิทธิพลของกระบวนการต่างๆที่เกี่ยวข้องกับค่าที่ควบคุมได้ การเกิดขึ้นของแรงเคลื่อนไฟฟ้าดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ตัวอย่างเช่นเนื่องจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกเพียโซอิเล็กทริกการเกิดโฟโตอิเล็กทริกและปรากฏการณ์อื่น ๆ ที่ทำให้เกิดการแยกตัวของประจุไฟฟ้า จากปรากฏการณ์เหล่านี้เซ็นเซอร์กำเนิดจะแบ่งออกเป็นเหนี่ยวนำเทอร์โมอิเล็กทริกเพียโซอิเล็กทริกและโฟโตอิเล็กทริก

นอกจากนี้ยังมีกลุ่มของเซ็นเซอร์ไฟฟ้าไฟฟ้าสถิตเซ็นเซอร์ฮอลล์ ฯลฯ

เซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกและมาตรวัดความเครียด

เซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกใช้ในการแปลงการกระจัดกระจายเชิงมุมหรือเชิงเส้นเป็นสัญญาณไฟฟ้า เซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกเป็นตัวต้านทานแบบแปรผันที่สามารถเปิดได้ตามวงจรรีโอสแตทหรือตามวงจรโพเทนชิออมิเตอร์ (ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า)

โครงสร้างเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกเป็นอุปกรณ์เครื่องกลไฟฟ้า (รูปที่ 2-1) ประกอบด้วยโครง 1 ที่มีลวดเส้นเล็กพันอยู่ (ขดลวด) ทำจากโลหะผสมที่มีความต้านทานสูงหน้าสัมผัสแบบเลื่อน - แปรง 2 และตัวนำ 3 ที่ทำในรูปแบบของหน้าสัมผัสแบบเลื่อน หรือคอยล์สปริง

โครงที่มีลวดพันแผลได้รับการแก้ไขโดยไม่เคลื่อนที่และแปรงเชื่อมต่อด้วยกลไกกับส่วนที่เคลื่อนไหวของ op-amp ซึ่งการเคลื่อนที่จะต้องถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า เมื่อแปรงเคลื่อนที่ความต้านทานที่ใช้งานอยู่ Rx ของส่วนลวดระหว่างแปรงและขั้วใดขั้วหนึ่งของขดลวดเซ็นเซอร์จะเปลี่ยนไป

ขึ้นอยู่กับวงจรสวิตชิ่งของเซ็นเซอร์การเคลื่อนไหวสามารถแปลงเป็นการเปลี่ยนแปลงความต้านทานหรือกระแสที่ใช้งานอยู่ (ด้วยวงจรสวิตชิ่งตามลำดับ) หรือการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า (เมื่อเปิดตามวงจรแบ่งแรงดันไฟฟ้า) ความแม่นยำในการแปลงด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรมได้รับอิทธิพลอย่างมีนัยสำคัญจากการเปลี่ยนแปลงความต้านทานของสายเชื่อมต่อความต้านทานการเปลี่ยนระหว่างแปรงและขดลวดเซ็นเซอร์

ในอุปกรณ์ระบบอัตโนมัติมักใช้การรวมเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกตามรูปแบบตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ด้วยการเคลื่อนไหวทางเดียวของส่วนที่เคลื่อนที่ของระบบปฏิบัติการจะใช้วงจรสวิตชิ่งแบบรอบเดียวซึ่งให้ลักษณะคงที่ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ด้วยการเคลื่อนที่แบบสองทางจะใช้วงจรสวิตชิ่งแบบกด - ดึงซึ่งให้คุณสมบัติย้อนกลับได้ (รูปที่ 2-2)

เซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับการออกแบบและกฎการทำงานที่เกี่ยวข้องกับเอาต์พุตเซ็นเซอร์ต่อการเคลื่อนไหวของแปรง

เซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกเชิงเส้น

พวกเขามีส่วนเฟรมเดียวกันตลอดความยาว เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดและระยะห่างของขดลวดคงที่ ในโหมดไม่โหลด (ที่โหลด Rn →∞และ I → 0) แรงดันขาออกของเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกเชิงเส้น Uout เป็นสัดส่วนกับการเคลื่อนที่ของแปรง x: Uout \u003d (U0 / L) x โดยที่ U0 คือแรงดันไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ l คือความยาวของขดลวด เซ็นเซอร์จ่ายแรงดัน U0 และความยาวของขดลวด L เป็นค่าคงที่ดังนั้นในรูปแบบสุดท้าย: Uout \u003d kx โดยที่ k \u003d U0 / L คือค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่าน

เซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกที่ใช้งานได้

พวกมันมีความสัมพันธ์แบบไม่เป็นเชิงเส้นระหว่างการเคลื่อนที่ของแปรงและแรงดันขาออก: Uout \u003d f (x) มักใช้โพเทนชิโอมิเตอร์เชิงฟังก์ชันที่มีลักษณะตรีโกณมิติกฎกำลังหรือลอการิทึม โพเทนชิโอมิเตอร์ที่ใช้งานได้ถูกใช้ในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อัตโนมัติแบบอะนาล็อกในมาตรวัดระดับของเหลวแบบลอยสำหรับถังที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเป็นต้นคุณสามารถรับการพึ่งพาการทำงานที่จำเป็นสำหรับเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริก วิธีการต่างๆ: โดยการเปลี่ยนความสูงของกรอบของโพเทนชิออมิเตอร์ (อย่างราบรื่นหรือตามลำดับ) โดยการปัดส่วนของโพเทนชิออมิเตอร์ที่คดเคี้ยวด้วยตัวต้านทาน

เซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกแบบหลายทิศทาง

พวกเขาเป็นเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกเชิงเส้นที่สร้างสรรค์ซึ่งมีการเคลื่อนไหวเชิงมุมของแปรง สำหรับเซ็นเซอร์หลายเลี้ยวแปรงจะต้องหมุน 360 °หลาย ๆ ครั้งเพื่อที่จะเลื่อนไปตลอดความยาวของขดลวด L ข้อดีของเซ็นเซอร์หลายเลี้ยวคือความแม่นยำสูงเกณฑ์ความไวต่ำขนาดเล็กข้อเสีย - แรงบิดเสียดทานค่อนข้างมากความซับซ้อนในการออกแบบการมีหน้าสัมผัสเลื่อนหลายตัว

และความยากในการใช้งานในระบบความเร็วสูง

เซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกฟิล์มโลหะ

นี่คือการออกแบบใหม่ที่มีแนวโน้มสำหรับเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริก กรอบของพวกเขาคือ

แผ่นแก้วหรือเซรามิกที่ใช้โลหะความต้านทานสูงบาง ๆ (ไม่กี่ไมโครเมตร) การรับสัญญาณจากเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกฟิล์มโลหะดำเนินการด้วยแปรงเผา การเปลี่ยนความกว้างของฟิล์มโลหะหรือความหนาทำให้ได้คุณสมบัติเชิงเส้นหรือไม่ใช่เชิงเส้นของเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกโดยไม่ต้องเปลี่ยนการออกแบบ การใช้การประมวลผลของลำแสงอิเล็กทรอนิกส์หรือเลเซอร์ทำให้สามารถปรับความต้านทานของเซ็นเซอร์และลักษณะของเซ็นเซอร์ให้เป็นค่าที่ระบุได้โดยอัตโนมัติ ขนาดของเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกแบบฟิล์มโลหะมีขนาดเล็กกว่าแบบลวดพันแผลอย่างมากและเกณฑ์ความไวจะเป็นศูนย์เนื่องจากไม่มีการหมุนของขดลวด

เมื่อประเมินเซ็นเซอร์โพเทนชิโอเมตริกควรสังเกตว่ามีทั้งข้อดีและข้อเสียที่สำคัญ ข้อดีของพวกเขาคือความเรียบง่ายของการออกแบบ สัญญาณเอาต์พุตระดับสูง (แรงดันไฟฟ้า - สูงถึงหลายสิบโวลต์กระแส - สูงถึงหลายสิบมิลลิแอมป์) ความสามารถในการทำงานทั้งกับกระแสตรงและกระแสสลับ ข้อเสียของพวกเขาคือ: ความน่าเชื่อถือสูงไม่เพียงพอและความทนทานที่ จำกัด เนื่องจากมีหน้าสัมผัสแบบเลื่อนและรอยขีดข่วนของขดลวด อิทธิพลต่อลักษณะของความต้านทานโหลด การสูญเสียพลังงานเนื่องจากการกระจายกำลังโดยความต้านทานที่ใช้งานอยู่ของขดลวด แรงบิดที่ค่อนข้างมากในการหมุนส่วนที่เคลื่อนไหวของเซ็นเซอร์ด้วยแปรง

ประเภทของทรานสดิวเซอร์และชื่อของพวกมันถูกกำหนดโดยการใช้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกต่างๆและวิธีการสแกนในตัวพวกมัน ขึ้นอยู่กับประเภทของตัวแปลงเราสามารถแยกแยะได้:

● เซ็นเซอร์เชิงกลภาค (หัววัดเชิงกลของเซกเตอร์) - พร้อมตะแกรงวงแหวนแบบองค์ประกอบเดียวหรือหลายองค์ประกอบ

● เซ็นเซอร์เชิงเส้นที่มีอาร์เรย์เชิงเส้นหลายองค์ประกอบ;

●โพรบนูนและไมโครคอนเว็กซ์ (โพรบนูนหรือไมโครคอนเว็กซ์) - มีตะแกรงนูนและไมโครคอนเว็กซ์ตามลำดับ;

● เซ็นเซอร์เซกเตอร์แบบค่อยเป็นค่อยไป (phased array probe) - มีอาร์เรย์เชิงเส้นหลายองค์ประกอบ

● เซ็นเซอร์อาร์เรย์ 2Dth, เชิงเส้น, นูนและเซกเตอร์

ที่นี่เราได้ตั้งชื่อเซ็นเซอร์ประเภทหลักโดยไม่ระบุวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ความถี่ในการทำงานและคุณสมบัติการออกแบบ

ในเซนเซอร์เชิงกลเซกเตอร์ (รูปที่ 2.11 a, 2.11 b) พื้นผิวการทำงาน (ฝาครอบป้องกัน) ครอบคลุมปริมาตรที่มีตัวแปลงสัญญาณอัลตราซาวนด์องค์ประกอบเดียวหรือวงแหวนเคลื่อนที่ไปตามมุม ปริมาตรใต้ฝาจะเต็มไปด้วยของเหลวใสด้านเสียงเพื่อลดการสูญเสียระหว่างการส่งสัญญาณอัลตร้าซาวด์ นอกเหนือจากความถี่ในการทำงานแล้วคุณสมบัติหลักของเซ็นเซอร์เชิงกลของเซกเตอร์คือขนาดเชิงมุมของเซกเตอร์การสแกนซึ่งระบุไว้ในการทำเครื่องหมายเซ็นเซอร์ (บางครั้งความยาวของส่วนโค้ง H ที่เกี่ยวข้องของพื้นผิวการทำงานจะเพิ่มขึ้น) ตัวอย่างการทำเครื่องหมาย: 3.5 MHz / 90 °

ในเซ็นเซอร์การสแกนอิเล็กทรอนิกส์แบบเชิงเส้นนูนไมโครคอนเว็กซ์และเฟส (ภาค) พื้นผิวการทำงานจะเกิดขึ้นพร้อมกับพื้นผิวเปล่งแสงของตัวแปลงสัญญาณซึ่งเรียกว่า รูรับแสงและมีขนาดเท่ากัน ขนาดรูรับแสงลักษณะเฉพาะถูกใช้ในการติดฉลากเซ็นเซอร์และช่วยในการพิจารณาเมื่อเลือกเซ็นเซอร์

ในเซนเซอร์เชิงเส้นความยาวรูรับแสง L เป็นลักษณะเฉพาะ (รูปที่ 2.11 c) เนื่องจากเป็นสิ่งที่กำหนดความกว้างของพื้นที่การมองภาพสี่เหลี่ยม ตัวอย่างการทำเครื่องหมายสำหรับตัวแปลงสัญญาณเชิงเส้น 7.5 MHz / 42 มม.

โปรดทราบว่าความกว้างของมุมมองภาพในเซนเซอร์เชิงเส้นจะน้อยกว่า 20-40% ของความยาวรูรับแสงเสมอ ดังนั้นหากขนาดรูรับแสงที่ระบุคือ 42 มม. ความกว้างของมุมมองภาพจะไม่เกิน 34 มม.

ในเซ็นเซอร์นูนขอบเขตการมองเห็นจะถูกกำหนดโดยสองมิติลักษณะคือความยาวของส่วนโค้ง H (บางครั้งก็เป็นคอร์ด) ที่สอดคล้องกับส่วนการทำงานที่นูนและขนาดเชิงมุมของภาคการสแกนαเป็นองศารูปที่ 2.11 กรัมตัวอย่างการทำเครื่องหมายของเซ็นเซอร์นูน: 3.5 MHz / 60 ° / 60 มม. ไม่ค่อยใช้รัศมีในการทำเครื่องหมาย ร ความโค้งของพื้นผิวการทำงานตัวอย่างเช่น:

3.5 เมกะเฮิรตซ์ / 60 ร (รัศมี - 60 มม.)

รูป: 2.11. ประเภทหลักของเซ็นเซอร์สำหรับการตรวจสอบภายนอก: a, b-

ภาคกล (a - cardiological, b - ด้วยน้ำ

หัวฉีด); •อิเล็กทรอนิกส์เชิงเส้น g - นูน;

d - ไมโครคอนเว็กซ์; e - ภาคแบ่งขั้นตอน

ในเซ็นเซอร์ไมโครคอนเว็กซ์ R เป็นลักษณะเฉพาะ - รัศมีความโค้งของพื้นผิวการทำงาน (รูรับแสง) บางครั้งมุมโค้งαจะถูกกำหนดเพิ่มเติมซึ่งกำหนดขนาดเชิงมุมของภาคการรับชม (รูปที่ 2.11, e) ตัวอย่างการทำเครื่องหมาย: 3.5 MHz / 20R (รัศมี - 20 มม.)

สำหรับทรานสดิวเซอร์เซกเตอร์แบบค่อยเป็นค่อยไปจะมีการกำหนดขนาดเชิงมุมของภาคการสแกนอิเล็กทรอนิกส์เป็นองศา ตัวอย่างการทำเครื่องหมาย: 3.5 MHz / 90 °

แสดงในรูป 2.11 เซ็นเซอร์ใช้สำหรับการตรวจสอบกลางแจ้ง นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์ภายในและความเชี่ยวชาญสูงอีกจำนวนมาก

ขอแนะนำให้แนะนำการจำแนกประเภทของเซ็นเซอร์ตามพื้นที่ของการใช้งานทางการแพทย์

1. เซ็นเซอร์สากลสำหรับการตรวจสอบภายนอก (โพรบในช่องท้อง). เซ็นเซอร์สากลใช้เพื่อตรวจสอบบริเวณช่องท้องและอวัยวะในอุ้งเชิงกรานในผู้ใหญ่และเด็ก

2. เซ็นเซอร์สำหรับอวัยวะผิวเผิน (หัววัดชิ้นส่วนขนาดเล็ก) ใช้เพื่อศึกษาอวัยวะและโครงสร้างขนาดเล็กที่ตื้น (ตัวอย่างเช่นต่อมไทรอยด์ท่อส่วนปลายข้อต่อ)

3. เซ็นเซอร์หัวใจ (เครื่องวัดการเต้นของหัวใจ). สำหรับการศึกษาเกี่ยวกับหัวใจจะใช้เซนเซอร์ชนิดเซกเตอร์ซึ่งเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของการสังเกตผ่านช่องว่างระหว่างซี่โครง ใช้เซ็นเซอร์การสแกนเชิงกล (องค์ประกอบเดียวหรืออาร์เรย์วงแหวน) และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบแบ่งขั้นตอน

4. เซ็นเซอร์สำหรับเด็ก (โพรบ podiatric). เซ็นเซอร์เดียวกันนี้ใช้สำหรับกุมารเวชศาสตร์และสำหรับผู้ใหญ่ , แต่ด้วยความถี่ที่สูงขึ้น (5 หรือ 7.5 MHz) ซึ่งช่วยให้คุณได้คุณภาพของภาพที่สูงขึ้น เป็นไปได้เนื่องจากผู้ป่วยมีขนาดเล็ก

5. เซ็นเซอร์ภายใน (หัววัดภายใน). มีเครื่องแปลงสัญญาณ endocavitary หลากหลายที่แตกต่างกันไปในการใช้งานทางการแพทย์

●เซ็นเซอร์ Transvaginal (intravaginal) (transvaginal หรือ edovaginal probe)

●เซนเซอร์ตรวจจับอวัยวะเพศ (transrectal หรือ endorectal probe)

●หัววัดระหว่างการผ่าตัด

●โพรบ Transurethral

●โพรบ Transesophageal

●การตรวจภายในหลอดเลือด

6... การตรวจชิ้นเนื้อหรือการเจาะ (การตรวจชิ้นเนื้อหรือการเจาะ) ใช้เพื่อแนะนำการตรวจชิ้นเนื้อหรือเข็มเจาะอย่างถูกต้อง เพื่อจุดประสงค์นี้เซ็นเซอร์ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้เข็มสามารถทะลุผ่านรู (หรือช่อง) ในพื้นผิวการทำงาน (รูรับแสง) ได้

7. เซ็นเซอร์ที่มีความเชี่ยวชาญสูง... เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ที่กล่าวมาข้างต้นมีการใช้งานที่ค่อนข้างหลากหลาย ในเวลาเดียวกันกลุ่มของเซ็นเซอร์ที่ใช้งานแคบสามารถแยกแยะได้และควรมีการกล่าวถึงเป็นพิเศษ

●เซนเซอร์ตรวจจักษุ (เครื่องตรวจจักษุวิทยา)

●เซนเซอร์สำหรับการวิจัยโครงร่าง (transcranial probes)

●เซนเซอร์สำหรับการวินิจฉัยไซนัสอักเสบไซนัสอักเสบหน้าผากและไซนัสอักเสบ

●เซนเซอร์สำหรับสัตวแพทยศาสตร์ (การตรวจสอบสัตวแพทย์)

8. เซ็นเซอร์บรอดแบนด์และหลายความถี่... เซ็นเซอร์บรอดแบนด์ถูกนำมาใช้มากขึ้นในเครื่องมือที่ซับซ้อนสมัยใหม่ เซ็นเซอร์เหล่านี้ได้รับการออกแบบโครงสร้างคล้ายกับเซ็นเซอร์ทั่วไปที่กล่าวถึงข้างต้นและแตกต่างจากเซ็นเซอร์ที่ใช้ตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิกแบบบรอดแบนด์เช่น เซ็นเซอร์ที่มีย่านความถี่การทำงานกว้าง

9. เซ็นเซอร์ Doppler... เซนเซอร์ใช้เพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วหรือสเปกตรัมของความเร็วการไหลของเลือดในหลอดเลือดเท่านั้น ตัวแปลงสัญญาณเหล่านี้จะกล่าวถึงในส่วนของเครื่องมืออัลตราซาวนด์ Doppler

10. เซนเซอร์สำหรับการถ่ายภาพ 3 มิติ... เซ็นเซอร์พิเศษสำหรับการรับภาพ 3 มิติ (สามมิติ) แทบไม่ได้ใช้ บ่อยครั้งที่เซ็นเซอร์ภาพ 2 มิติทั่วไปถูกใช้ร่วมกับอุปกรณ์พิเศษที่ให้การสแกนตามพิกัดที่สาม

คุณภาพของข้อมูลที่ได้รับขึ้นอยู่กับระดับทางเทคนิคของอุปกรณ์ - ยิ่งอุปกรณ์มีความซับซ้อนและสมบูรณ์แบบมากเท่าใดคุณภาพของข้อมูลการวินิจฉัยก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ตามกฎแล้วตามระดับทางเทคนิคอุปกรณ์จะแบ่งออกเป็นสี่กลุ่ม: อุปกรณ์ง่ายๆ อุปกรณ์ระดับกลาง อุปกรณ์ระดับสูง เครื่องใช้ไฟฟ้าระดับไฮเอนด์ (บางครั้งเรียกว่าระดับไฮเอนด์)

ไม่มีเกณฑ์ที่ตกลงกันสำหรับการประเมินระดับของอุปกรณ์ระหว่างผู้ผลิตและผู้ใช้อุปกรณ์ตรวจวินิจฉัยอัลตราซาวนด์เนื่องจากมีคุณสมบัติและพารามิเตอร์จำนวนมากที่สามารถเปรียบเทียบอุปกรณ์ซึ่งกันและกันได้ อย่างไรก็ตามเป็นไปได้ที่จะประมาณระดับความซับซ้อนของอุปกรณ์ซึ่งคุณภาพของข้อมูลที่ได้รับส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ หนึ่งในพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักที่กำหนดระดับความซับซ้อนของเครื่องสแกนอัลตร้าซาวด์คือจำนวนช่องรับและส่งสัญญาณสูงสุดในหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์เนื่องจากจำนวนช่องสัญญาณที่มากขึ้นความไวและความละเอียดก็จะยิ่งดีขึ้นซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของคุณภาพของภาพอัลตราซาวนด์

ในเครื่องสแกนอัลตร้าซาวด์ธรรมดา (โดยปกติจะพกพาได้) จำนวนช่องสัญญาณและการรับไม่เกิน 16 ในอุปกรณ์ระดับกลางและสูงกว่า 32, 48 และ 64 ในอุปกรณ์ระดับสูงจำนวนช่องสัญญาณอาจมากกว่า 64 เช่น 128, 256, 512 และ มากไปกว่านั้น. โดยปกติแล้วเครื่องสแกนอัลตร้าซาวด์ระดับไฮเอนด์และระดับไฮเอนด์เป็นอุปกรณ์ถ่ายภาพดอปเปลอร์สี

โดยปกติแล้วเครื่องมือระดับไฮเอนด์จะใช้ประโยชน์จากความสามารถในการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลสมัยใหม่อย่างเต็มที่โดยเริ่มจากเอาต์พุตเซ็นเซอร์ ด้วยเหตุนี้อุปกรณ์ดังกล่าวจึงเรียกว่าระบบดิจิทัลหรือแพลตฟอร์ม (ระบบดิจิทัล)

คำถามทดสอบ

1. อิมพีแดนซ์อะคูสติกคืออะไรและมีผลต่อการสะท้อน

อัลตราซาวนด์?

2. การลดทอนของอัลตราซาวนด์ในเนื้อเยื่อชีวภาพขึ้นอยู่กับความถี่อย่างไร?

3. สเปกตรัมของสัญญาณอัลตร้าซาวด์แบบพัลซิ่งเปลี่ยนจากความลึกได้อย่างไร?

4. โหมดการทำงานใดที่มีให้ในเครื่องสแกนอัลตราโซนิก?

5. โหมดการทำงานคืออะไร ใน?

6. โหมดการทำงานคืออะไร และ?

7. โหมดการทำงานคืออะไร ม?

8. โหมดการทำงานคืออะไร ง?

9. อธิบายการทำงานของตัวแปลงสัญญาณอัลตราโซนิก

10. พบการกำหนดค่าขององค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกในรูปแบบใด ประเภทต่างๆ

เซ็นเซอร์?

11. เครื่องสแกนอัลตราโซนิกมีเซ็นเซอร์ประเภทใดบ้าง?

* งานนี้ไม่ใช่งานทางวิทยาศาสตร์ไม่ใช่ผลงานขั้นสุดท้ายที่มีคุณสมบัติครบถ้วนและเป็นผลมาจากการประมวลผลการจัดโครงสร้างและการจัดรูปแบบข้อมูลที่รวบรวมไว้เพื่อใช้เป็นแหล่งวัสดุสำหรับการเตรียมงานด้านการศึกษาด้วยตนเอง

1. แนวคิดของเซ็นเซอร์

บุคคลรับรู้รูปร่างขนาดและสีของวัตถุรอบข้างด้วยตาได้ยินเสียงด้วยหูมีกลิ่นด้วยจมูก โดยทั่วไปมีความรู้สึก 5 ประเภทที่เกี่ยวข้องกับการมองเห็นการได้ยินกลิ่นรสและการสัมผัส สำหรับการก่อตัวของความรู้สึกบุคคลต้องการการกระตุ้นจากภายนอกของอวัยวะบางอย่าง - "เซ็นเซอร์รับความรู้สึก" สำหรับความรู้สึกประเภทต่างๆประสาทสัมผัสเฉพาะมีบทบาทของเซ็นเซอร์:

วิสัยทัศน์ตา

หูฟัง

ลิ้มรสภาษา

จมูกรับกลิ่น

แตะผิวหนัง

อย่างไรก็ตามความรู้สึกเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะรับความรู้สึก ตัวอย่างเช่นเมื่อมีความรู้สึกทางสายตาก็ไม่ได้หมายความว่าคน ๆ หนึ่งจะเห็นผ่านตาเท่านั้น เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าสิ่งเร้าจากสภาพแวดล้อมภายนอกในรูปแบบของสัญญาณตามเส้นใยประสาทถูกส่งไปยังสมองผ่านสายตาและความรู้สึกของขนาดใหญ่และขนาดเล็กสีดำและสีขาว ฯลฯ ได้ก่อตัวขึ้นผ่านสายตา นี้ โครงการทั่วไป การเกิดขึ้นของความรู้สึกยังหมายถึงการได้ยินกลิ่นและความรู้สึกประเภทอื่น ๆ เช่น ในความเป็นจริงสิ่งเร้าภายนอกที่เป็นสิ่งที่หวานหรือขมขื่นเงียบหรือดังถูกประเมินโดยสมองซึ่งต้องการเซ็นเซอร์ที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าเหล่านี้

ระบบที่คล้ายกันกำลังเกิดขึ้นในระบบอัตโนมัติ กระบวนการควบคุมประกอบด้วยการรับข้อมูลเกี่ยวกับสถานะของวัตถุควบคุมการตรวจสอบและการประมวลผลโดยอุปกรณ์กลางและออกสัญญาณควบคุมไปยังตัวกระตุ้น เซ็นเซอร์ของปริมาณที่ไม่ใช่ไฟฟ้าใช้ในการรับข้อมูล ดังนั้นอุณหภูมิการเคลื่อนไหวทางกลการมีหรือไม่มีของวัตถุความดันอัตราการไหลของของเหลวและก๊าซความเร็วในการหมุน ฯลฯ จะถูกควบคุม

2. หลักการทำงานและการจำแนกประเภท

เซ็นเซอร์แจ้งเกี่ยวกับสถานะของสภาพแวดล้อมภายนอกโดยการโต้ตอบกับมันและแปลงปฏิกิริยาโต้ตอบนี้เป็นสัญญาณไฟฟ้า มีปรากฏการณ์และผลกระทบมากมายประเภทของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติและพลังงานซึ่งสามารถใช้ในการสร้างเซ็นเซอร์ได้ เมื่อจำแนกประเภทของเซ็นเซอร์มักใช้หลักการทำงานเป็นพื้นฐานซึ่งในทางกลับกันอาจเป็นไปตามปรากฏการณ์และคุณสมบัติทางกายภาพหรือทางเคมี

3. ประเภทหลัก:

3.1. เซ็นเซอร์อุณหภูมิ

เราพบกับอุณหภูมิทุกวันและนี่คือปริมาณทางกายภาพที่เราคุ้นเคยมากที่สุด ในบรรดาเซ็นเซอร์อื่น ๆ เซ็นเซอร์อุณหภูมินั้นมีความแตกต่างหลากหลายโดยเฉพาะและเป็นหนึ่งในเซ็นเซอร์ที่พบมากที่สุด

ปรอทวัดไข้แก้วคอลัมน์เป็นที่รู้จักกันมานานและใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน เทอร์มิสเตอร์ความต้านทานซึ่งเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิมักใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ เนื่องจากเซ็นเซอร์ประเภทนี้มีต้นทุนค่อนข้างต่ำ เทอร์มิสเตอร์มีสามประเภท: มีลักษณะเป็นลบ (ความต้านทานจะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น) โดยมีลักษณะเชิงบวก (เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความต้านทานจะเพิ่มขึ้น) และมีลักษณะวิกฤต (ความต้านทานเพิ่มขึ้นที่ค่าอุณหภูมิเกณฑ์) โดยปกติความต้านทานจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิ ในการขยายส่วนเชิงเส้นของการเปลี่ยนแปลงนี้ตัวต้านทานจะเชื่อมต่อแบบขนานและเป็นอนุกรมกับเทอร์มิสเตอร์

เทอร์โมคัปเปิลถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านการวัด พวกเขาใช้เอฟเฟกต์ Seebeck: EMF เกิดขึ้นในทางแยกของโลหะที่แตกต่างกันโดยประมาณตามสัดส่วนของความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทางแยกกับขั้วของมัน ช่วงของอุณหภูมิที่วัดโดยเทอร์โมคัปเปิลขึ้นอยู่กับโลหะที่ใช้ ในเฟอร์ไรต์และตัวเก็บประจุที่ไวต่อความร้อนจะใช้ผลของอุณหภูมิต่อค่าคงที่แม่เหล็กและอิเล็กทริกตามลำดับโดยเริ่มจากค่าหนึ่งซึ่งเรียกว่าอุณหภูมิคูรีและสำหรับเซ็นเซอร์เฉพาะขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในนั้น ไดโอดความร้อนและไทริสเตอร์เป็นเซ็นเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้การพึ่งพาอุณหภูมิของการนำไฟฟ้าของจุดต่อ pn (โดยปกติจะเป็นผลึกซิลิกอน) เมื่อเร็ว ๆ นี้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบบูรณาการที่เรียกว่าซึ่งเป็นไดโอดที่ไวต่ออุณหภูมิบนคริสตัลเดี่ยวที่มีวงจรอุปกรณ์ต่อพ่วงเช่นแอมพลิฟายเออร์ ฯลฯ พบว่ามีการใช้งานจริง

3.2. เซ็นเซอร์ออปติคัล

เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิเซ็นเซอร์ออปติคอลมีความโดดเด่นด้วยความหลากหลายและการใช้งานจำนวนมากตามหลักการของการแปลงไฟฟ้าด้วยแสงเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถแบ่งออกได้เป็นสี่ประเภท: ขึ้นอยู่กับผลกระทบของการปล่อยโฟโตอิเล็กตรอนการนำแสงโฟโตโวลเทอิกและไพโรอิเล็กทริก การแผ่รังสีโฟโตวอลเทอิกหรือเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอก 0 คือการปล่อยอิเล็กตรอนเมื่อแสงตกลงบนร่างกาย เพื่อให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากร่างกายพวกเขาจำเป็นต้องเอาชนะอุปสรรคด้านพลังงาน เนื่องจากพลังงานของโฟโตอิเล็กตรอนเป็นสัดส่วนกับ 1hc / l0 (โดยที่ 1h0 เป็นค่าคงที่ของพลังค์ 1c0 คือความเร็วของแสง 1l0 คือความยาวคลื่นของแสง) ยิ่งความยาวคลื่นของแสงที่ฉายรังสีสั้นลงพลังงานของอิเล็กตรอนก็จะยิ่งมากขึ้นและง่ายต่อการเอาชนะอุปสรรคที่ระบุ

เอฟเฟกต์โฟโตคอนดัคชั่นหรือเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายใน 0 คือการเปลี่ยนแปลง ความต้านทานไฟฟ้า ร่างกายเมื่อฉายรังสีด้วยแสง ในบรรดาวัสดุที่มีผลของการเกิดแสง ได้แก่ ZnS, CdS, GaAs, Ge, PbS เป็นต้นความไวสเปกตรัมสูงสุดของ CdS เกิดขึ้นที่แสงโดยมีความยาวคลื่น 500-550 นาโนเมตรโดยประมาณซึ่งตรงกับช่วงกึ่งกลางของโซนความไวในการมองเห็นของมนุษย์ แนะนำให้ใช้เซ็นเซอร์ออปติคัลที่ทำงานโดยมีผลกระทบจากการนำแสงเพื่อใช้ในเครื่องวัดการเปิดรับแสงภาพถ่ายและฟิล์มในสวิตช์และสวิตช์หรี่ไฟอัตโนมัติเครื่องตรวจจับเปลวไฟเป็นต้นข้อเสียของเซ็นเซอร์เหล่านี้คือการตอบสนองช้า (50 ms ขึ้นไป)

Photovoltaic effect 0 ประกอบด้วยการเกิด EMF ที่ขั้วต่อ p-n-junction ในสารกึ่งตัวนำที่ฉายรังสีด้วยแสง ภายใต้อิทธิพลของแสงอิเล็กตรอนอิสระและโฮลจะปรากฏขึ้นภายในจุดเชื่อมต่อ p-n และจะมีการสร้าง EMF ขึ้น เซ็นเซอร์ทั่วไปที่ทำงานบนหลักการนี้ ได้แก่ โฟโตไดโอดโฟโตทรานซิสเตอร์ หลักการทำงานเดียวกันมีส่วนออปติคอล - ไฟฟ้าของเซ็นเซอร์ภาพโซลิดสเตตสองมิติตัวอย่างเช่นเซ็นเซอร์บนอุปกรณ์ที่มีอุปกรณ์ชาร์จคู่ (เซ็นเซอร์ CCD) วัสดุพื้นผิวที่ใช้บ่อยที่สุดสำหรับเซ็นเซอร์เซลล์แสงอาทิตย์คือซิลิกอน ความเร็วในการตอบสนองที่ค่อนข้างสูงและความไวสูงในช่วงตั้งแต่โซนอินฟราเรดใกล้ (IR) ไปจนถึงแสงที่มองเห็นได้ทำให้เซ็นเซอร์เหล่านี้มีการใช้งานที่หลากหลาย ผลกระทบของไพโรอิเล็กทริก 0 เป็นปรากฏการณ์ที่ประจุไฟฟ้าปรากฏบนพื้นผิวของร่างกายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิพื้นผิว "การบรรเทา" ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ในบรรดาวัสดุที่มีคุณสมบัติคล้ายคลึงกันยังมีวัสดุไพโรอิเล็กตริกอื่น ๆ อีกมากมายที่เรียกว่า ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามถูกสร้างขึ้นในตัวเรือนเซ็นเซอร์ซึ่งช่วยให้สามารถแปลงอิมพีแดนซ์สูงขององค์ประกอบดอกไม้ไฟด้วยประจุไฟฟ้าที่เหมาะสมให้เป็นความต้านทานเอาต์พุตที่ต่ำกว่าและเหมาะสมที่สุดของเซ็นเซอร์ เซนเซอร์ชนิดนี้ใช้กันมากที่สุดในเซนเซอร์อินฟราเรด มีเซ็นเซอร์ออปติคัลเพียงไม่กี่ตัวที่มีความไวเพียงพอตลอดช่วงแสงทั้งหมด

เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่มีความไวที่เหมาะสมที่สุดในอัลตราไวโอเลตที่ค่อนข้างแคบหรือมองเห็นได้หรือบริเวณอินฟราเรดของสเปกตรัม ข้อดีหลักของเซ็นเซอร์ประเภทอื่น ๆ :

1. ความเป็นไปได้ในการตรวจจับแบบไม่สัมผัส

2. ความเป็นไปได้ (ด้วยเลนส์ที่เหมาะสม) ในการวัดวัตถุที่มีทั้งขนาดใหญ่มากและขนาดเล็กมาก

3. ความเร็วในการตอบสนองสูง

4. ความสะดวกในการใช้เทคโนโลยีอินทิกรัล (เซ็นเซอร์ออปติคัลตามกฎแล้วโซลิดสเตตและเซมิคอนดักเตอร์) ให้ขนาดเล็กและอายุการใช้งานยาวนาน

5. ขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวาง: การวัดปริมาณทางกายภาพต่างๆการกำหนดรูปร่างการรับรู้วัตถุ ฯลฯ นอกจากข้อดีแล้วเซ็นเซอร์ออปติคัลยังมีข้อเสียบางประการกล่าวคือมีความไวต่อมลภาวะพวกมันอาจได้รับอิทธิพลจากแสงภายนอกแสงพื้นหลังและอุณหภูมิ (ด้วยฐานเซมิคอนดักเตอร์)

3.3. เซ็นเซอร์ความดัน

มีความจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับเครื่องส่งสัญญาณแรงดันและพบว่ามีการใช้งานที่กว้างมาก

หลักการของความดันในการบันทึกทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับเซ็นเซอร์ประเภทอื่น ๆ เช่นเซ็นเซอร์สำหรับมวลตำแหน่งระดับของเหลวและอัตราการไหลเป็นต้นในกรณีส่วนใหญ่ที่มีปัญหามากการบ่งชี้ความดันจะเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนรูปของเนื้อยางยืดเช่นไดอะแฟรมท่อพราวฮอนเยื่อกระดาษลูกฟูก เซ็นเซอร์ดังกล่าวมีความแข็งแรงเพียงพอต้นทุนต่ำ แต่รับสัญญาณไฟฟ้าได้ยาก Potentialometric (rheostatic), capacitive, induction, magnetostrictive, ultrasonic pressure เซ็นเซอร์มีสัญญาณไฟฟ้าที่เอาต์พุต แต่ผลิตได้ค่อนข้างยาก

ปัจจุบันเครื่องวัดความเครียดถูกนำมาใช้เป็นเซ็นเซอร์ความดันมากขึ้น มาตรวัดความเครียดของเซมิคอนดักเตอร์ชนิดแพร่มีแนวโน้มดีเป็นพิเศษ เครื่องวัดความเครียดการแพร่กระจายบนพื้นผิวซิลิกอนมีความไวสูงขนาดเล็กและรวมเข้ากับวงจรอุปกรณ์ต่อพ่วงได้อย่างง่ายดาย ไดอะแฟรมทรงกลมเกิดขึ้นบนพื้นผิวของผลึกซิลิกอนที่มีความสามารถในการซึมผ่าน 1 n 0 โดยการแกะสลักโดยใช้เทคโนโลยีฟิล์มบาง ที่ขอบของไดอะแฟรมตัวต้านทานฟิล์มที่มีค่าการนำไฟฟ้า 1p 0 จะถูกนำไปใช้โดยการแพร่กระจาย ถ้าแรงดันถูกใช้กับไดอะแฟรมความต้านทานของตัวต้านทานบางตัวจะเพิ่มขึ้นในขณะที่ตัวต้านทานอื่น ๆ ลดลง

สัญญาณเอาต์พุตของเซ็นเซอร์เกิดขึ้นโดยใช้วงจรบริดจ์ที่มีตัวต้านทานเหล่านี้ เซ็นเซอร์ความดันเซมิคอนดักเตอร์ชนิดแพร่กระจายเช่นเดียวกับที่อธิบายไว้ข้างต้นใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ในคอมเพรสเซอร์ทุกชนิด ปัญหาหลักคือการพึ่งพาอุณหภูมิความไม่แน่นอนของสิ่งแวดล้อมและอายุการใช้งาน

3.4. เซนเซอร์วัดความชื้นและเครื่องวิเคราะห์ก๊าซ

ความชื้นเป็นตัวแปรทางกายภาพที่มนุษย์ต้องเผชิญมาตั้งแต่สมัยโบราณเช่นเดียวกับอุณหภูมิ อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์ที่เชื่อถือได้ไม่สามารถใช้งานได้เป็นเวลานาน ส่วนใหญ่มักใช้ผมของมนุษย์หรือม้าสำหรับเซ็นเซอร์ดังกล่าวซึ่งจะยาวหรือสั้นลงเมื่อความชื้นเปลี่ยนแปลง ในปัจจุบันฟิล์มโพลีเมอร์ที่เคลือบด้วยลิเธียมคลอไรด์บวมจากความชื้นถูกใช้เพื่อกำหนดปริมาณความชื้น อย่างไรก็ตามเซ็นเซอร์บนพื้นฐานนี้มีฮิสเทอรีซิสความไม่แน่นอนของลักษณะเฉพาะเมื่อเวลาผ่านไปและช่วงการวัดที่แคบ ทันสมัยมากขึ้นคือเซ็นเซอร์ที่ใช้เซรามิกและอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง พวกเขาได้กำจัดข้อเสียข้างต้น แอปพลิเคชั่นหนึ่งสำหรับเซ็นเซอร์ความชื้นคือตัวควบคุมบรรยากาศที่หลากหลาย เซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานผลิตเพื่อตรวจจับก๊าซอันตรายทุกประเภทและในครัวเรือนเพื่อตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซไวไฟ ในหลายกรณีจำเป็นต้องตรวจจับก๊าซบางประเภทและเป็นที่พึงปรารถนาที่จะมีเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซที่เลือกได้โดยสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของก๊าซ อย่างไรก็ตามการตอบสนองต่อส่วนประกอบก๊าซอื่น ๆ ทำให้ยากที่จะสร้างเซ็นเซอร์ก๊าซแบบเลือกที่มีความไวและความน่าเชื่อถือสูง เซ็นเซอร์ก๊าซสามารถสร้างขึ้นโดยใช้ทรานซิสเตอร์ MOS เซลล์กัลวานิกอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งโดยใช้ปรากฏการณ์ของการเร่งปฏิกิริยาการรบกวนการดูดกลืนรังสีอินฟราเรดเป็นต้น เซรามิกเซมิคอนดักเตอร์โดยเฉพาะหรืออุปกรณ์ที่ทำงานบนหลักการของการเผาไหม้ตัวเร่งปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะใช้เพื่อตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซในประเทศตัวอย่างเช่นก๊าซธรรมชาติเหลวหรือก๊าซที่ติดไฟได้เช่นโพรเพน เมื่อใช้เซ็นเซอร์วัดก๊าซและความชื้นเพื่อลงทะเบียนสถานะของสื่อต่างๆรวมถึงเซ็นเซอร์ที่ก้าวร้าวมักจะมีปัญหาเรื่องความทนทาน

3.5. เซ็นเซอร์แม่เหล็ก

คุณสมบัติหลักของเซ็นเซอร์แม่เหล็กเช่นเซ็นเซอร์ออปติคัลคือความเร็วและความสามารถในการตรวจจับและวัดแบบไม่สัมผัส แต่ต่างจากเซ็นเซอร์ออปติคอลคือเซ็นเซอร์ประเภทนี้ไม่ไวต่อการปนเปื้อน อย่างไรก็ตามเนื่องจากลักษณะของปรากฏการณ์แม่เหล็กการทำงานที่มีประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์เช่นระยะทางและโดยปกติแล้วเซ็นเซอร์แม่เหล็กต้องการความใกล้เคียงที่เพียงพอกับสนามแม่เหล็กที่ทำหน้าที่

เซ็นเซอร์ฮอลล์เป็นที่รู้จักกันดีในหมู่เซ็นเซอร์แม่เหล็ก ปัจจุบันใช้เป็นองค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง แต่การใช้องค์ประกอบ Hall ในรูปแบบของ IC ที่ทำบนพื้นผิวซิลิกอนกำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว IC ดังกล่าวเหมาะสมที่สุดกับความต้องการเซ็นเซอร์สมัยใหม่ องค์ประกอบสารกึ่งตัวนำแม่เหล็กมีประวัติการพัฒนาที่ยาวนาน ขณะนี้การวิจัยและพัฒนาเซ็นเซอร์สนามแม่เหล็กซึ่งใช้แม่เหล็กไฟฟ้าได้รับการฟื้นฟูอีกครั้ง ข้อเสียของเซ็นเซอร์เหล่านี้คือช่วงไดนามิกที่แคบของการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจจับได้ในสนามแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามความไวสูงรวมถึงความเป็นไปได้ในการสร้างเซ็นเซอร์หลายองค์ประกอบในรูปแบบของ IC โดยการสปัตเตอริงกล่าวคือความสามารถในการผลิตของการผลิตเป็นข้อดีที่ไม่ต้องสงสัย

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้

1. Kako N. , Yamane Ya. เซนเซอร์และไมโครคอมพิวเตอร์. L: Energoatom เผยแพร่เมื่อปี 1986

2. W. Titze, K. Schenk. วงจรเซมิคอนดักเตอร์ M: เมียร์ 1982

3. P. Horowitz, W. Hill. The Art of Circuitry, Vol.2, M: Mir, 1984.

4. หนังสืออ้างอิงของนักออกแบบวิทยุสมัครเล่น. M: วิทยุและการสื่อสาร, 2533

เซ็นเซอร์แสดงตนเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วิธีการไม่สัมผัสเพื่อลงทะเบียนวัตถุของคลาสหนึ่ง ๆ ในอาณาเขตของการควบคุม

ขึ้นอยู่กับผลของการลงทะเบียนมันสามารถเปลี่ยนแรงกระตุ้นไฟฟ้าตามสัญญาณที่อุปกรณ์อื่น ๆ ดำเนินการหลายประเภท

การเปิดใช้งานเครื่องเป่าไฟฟ้าอัตโนมัติเมื่อยกมือขึ้นเรียกสัญญาณเตือนรถบางประเภทการหยุดสายพานลำเลียงในกรณีที่เติมถังขยะในโรงงานอุตสาหกรรมเป็นตัวอย่างของการทำงานของเซ็นเซอร์ตรวจจับการแสดงตน

โดยหลักการของการกระทำ:

1. อัลตราโซนิก: อุปสรรคการแพร่กระจาย;
2. ตาแมว: สิ่งกีดขวาง (ประเภท B), รีเฟล็กซ์ (ประเภท P), การแพร่กระจาย (ประเภท D);
3. capacitive;
4. อะคูสติก;
5. อินฟราเรด;
6. โหลดเซ็นเซอร์
7. รวมกัน

ตามจำนวนบล็อกเซ็นเซอร์:

1. ตำแหน่งเดียว;
2. สองตำแหน่ง;
3. หลายตำแหน่ง

โดยวิธีการติดตั้ง:ใบนำส่งสินค้าและในตัว

โดยวิธีการรับสัญญาณขาเข้า:ใช้งานและอยู่เฉยๆ

โดยวิธีการส่งสัญญาณขาออก:มีสายและไร้สาย

ให้เราพิจารณารายละเอียดแต่ละประเภทกำหนดขอบเขตของการใช้งานประเมินข้อดีและข้อเสีย

เครื่องตรวจจับอัลตราโซนิก

พวกมันส่งเสียงและรับคลื่นที่หูของมนุษย์ไม่สามารถตรวจจับได้ (ด้วยความถี่ประมาณ 200 kHz)

เป็นไปได้สองโหมดการทำงาน:

สิ่งกีดขวาง : คลื่นอัลตร้าโซนิคจะถูกส่งระหว่างเซ็นเซอร์ที่อยู่ตรงข้ามกัน จะไม่โดนตัวรับหากมีสิ่งแปลกปลอม (สิ่งกีดขวาง) ปรากฏในพื้นที่ครอบคลุม

การแพร่กระจาย : ใช้เซ็นเซอร์ที่ปล่อยคลื่นแล้วหยิบมันสะท้อนจากวัตถุในเส้นทางของลำแสง

ในทั้งสองกรณีเมื่อสิ่งแปลกปลอมปรากฏขึ้นสัญญาณจะถูกเปลี่ยนซึ่งจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ดำเนินการ

ข้อดีของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเมื่อเปรียบเทียบกับเซ็นเซอร์ออปติคัลที่ทำงานคล้ายกัน:

• การตรวจจับวัตถุโปร่งใส
• ภูมิคุ้มกันต่อแสงกะพริบและแสงจ้า
• ประสิทธิภาพในสภาวะที่ยากลำบาก (หมอกฝุ่นไอน้ำ)

ข้อเสีย:

• การตรึงช่วงต่ำ (เกณฑ์บน);
• การลงทะเบียนวัตถุที่ไม่น่าเชื่อถือจาก วัสดุอ่อนนุ่ม (ผ้ายางโฟม);
• การปรากฏตัวของ "โซนตาบอด" (เกณฑ์การตรวจจับที่ต่ำกว่า)

ตัวอย่างการใช้เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก: ระบบจอดรถของรถยนต์สมัยใหม่การนับจำนวนหน่วยของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปบนสายพานลำเลียง

เครื่องตรวจจับโฟโตอิเล็กทริค

โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์ชนิด B และ D ทำงานในลักษณะเดียวกันกับวงจรอัลตราโซนิก ความแตกต่างอยู่ที่การใช้รังสีออปติกแทนการใช้รังสีอัลตราโซนิก สิ่งนี้ให้ประโยชน์ดังต่อไปนี้:

• เกณฑ์การตรึงสูง (สูงถึง 150 เมตรสำหรับเซ็นเซอร์กั้น)
• ประสิทธิภาพความเร็วสูง
• ไม่มีจุดบอด

ข้อเสีย:

• ความเป็นไปไม่ได้ในการลงทะเบียนวัตถุโปร่งใส
• ความล้มเหลวในหมอกฝุ่นแสงกะพริบและแสงจ้า

สำหรับเซนเซอร์ชนิด P ตัวรับและตัวปล่อยจะติดตั้งในตัวเรือนเดียวกัน ลำแสงที่ปล่อยออกมาจะสะท้อนจากรีเฟลกเตอร์ (รีเฟลกเตอร์ตัวสะท้อนแสง) ซึ่งอยู่ในระยะสูงสุด 8 เมตรและส่งกลับ อุปกรณ์จะให้สัญญาณหากฟลักซ์ส่องสว่างถูกขัดจังหวะโดยวัตถุทดสอบ

เมื่อเปรียบเทียบกับประเภท B ประเภท P จะสูญเสียในระยะ แต่ข้อดีคือความกะทัดรัดและง่ายต่อการติดตั้ง

โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์ใช้เพื่อตรวจสอบบรรจุภัณฑ์และสายการผลิตตรวจสอบระดับการบรรจุของภาชนะโปร่งใสป้องกันการเข้าถึงพื้นที่ปิดโดยไม่ได้รับอนุญาตหยุดอุปกรณ์อุตสาหกรรมเมื่อบุคคลเข้าไปในพื้นที่อันตราย

Capacitive

โครงสร้างเป็นตัวเก็บประจุทรงกระบอกหรือแบบขนานระนาบ

เมื่อวัตถุปรากฏในพื้นที่ของการกระทำค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของพวกเขาและด้วยเหตุนี้ความจุจึงเปลี่ยนแปลงซึ่งทำให้เกิดทริกเกอร์ (ดู)

อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เพื่อควบคุมการเติมถังด้วยของเหลวและวัสดุจำนวนมากเป็นเคาน์เตอร์สำหรับหน่วยผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและองค์ประกอบของระบบกันขโมยรถยนต์

ข้อดีของเซ็นเซอร์แบบ capacitive คือความเฉื่อยต่ำและเกณฑ์ความไวสูง ข้อเสียคือโอกาสที่จะเกิดความผิดปกติภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก

เครื่องตรวจจับเสียง

ในพวกเขาโดยใช้วัสดุเพียโซอิเล็กทริกคลื่นเสียงจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า

นี่คือไมโครโฟนที่ทำงานในช่วงความถี่ 20-20000 Hz:

• ความต้านทานต่ำ (ตัวเหนี่ยวนำที่มีแม่เหล็กเคลื่อนที่);
• ความต้านทานสูง (ตัวเก็บประจุตัวแปรเทียบเท่า)

ใช้เป็นเซ็นเซอร์แสงเสียงทำงานร่วมกับและประหยัดพลังงาน เมื่อเสียงดังเกินเกณฑ์ในห้องไฟจะเปิดโดยอัตโนมัติ หากมีเสียงเงียบหลอดไฟจะดับลงหลังจากผ่านไป 20-25 วินาที

ข้อดีของอุปกรณ์:

• ความเรียบง่ายของการออกแบบ
• ความน่าเชื่อถือ

ข้อเสีย:

• ความจำเป็นในการใช้เครื่องขยายเสียง
• ความเป็นไปได้ของการเตือนภัยที่ผิดพลาดอันเป็นผลมาจากเสียงภายนอกและภายใน (เสียงดังจากถนนการเปิดวิทยุการโทรศัพท์)

เครื่องตรวจจับอินฟราเรด

หลักการทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการแก้ไขการเปลี่ยนแปลงการไหลของรังสีอินฟราเรด (IR) อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหวของมนุษย์ การปรากฏตัวของมันรับรู้ได้จากความเข้มที่มากขึ้น (เมื่อเทียบกับสิ่งของภายใน) ของรังสีซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของร่างกายโดยตรง

ชิ้นส่วนหลักของเซ็นเซอร์คือโฟโตเซลล์และเลนส์หลายตัวซึ่งประกอบด้วยส่วนจำนวนมาก - เลนส์ขนาดเล็ก แต่ละตัวจะนำรังสีที่ตกลงมาสู่ตาแมว

การย้ายบุคคลพบว่าตัวเองอยู่ในโซนควบคุมของส่วนต่างๆ แสงบนตาแมวจะหายไปและปรากฏขึ้นทำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้า

ในความหมายที่เข้มงวดของหลักการทำงานอุปกรณ์ดังกล่าวคือ - ไม่ใช่การแสดงตน หมวดหมู่สุดท้ายประกอบด้วยเครื่องมือที่แม่นยำเป็นพิเศษพร้อมพื้นที่ควบคุมจำนวนมาก พวกเขาสามารถตรวจจับการปรากฏตัวของบุคคลที่อยู่ในสภาพพักผ่อนเกือบสมบูรณ์ มีการบันทึกท่าทางสัมผัสที่เล็กที่สุด: การสั่นศีรษะการกดแป้นพิมพ์ด้วยนิ้ว ฯลฯ

รัศมีการตรวจจับ (R) เป็นลักษณะหลักของอุปกรณ์ การติดตั้งควรทำเพื่อให้ระยะห่างจากมุมที่ไกลที่สุดของห้องไม่เกิน R ในห้องขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีเซ็นเซอร์หลายตัว

จำเป็นที่จะต้องไม่มีพาร์ติชันในเส้นทางของลำแสง IR แม้กระทั่งกระจกซึ่งทึบแสงสำหรับมัน

เป็นที่ยอมรับไม่ได้ที่อุปกรณ์จะโดนแสงโดยตรงของหลอดไฟควรอยู่ในระยะห่างสูงสุดจากพัดลมเครื่องปรับอากาศและเครื่องทำความร้อน

เซ็นเซอร์อินฟราเรดถูกใช้เป็นเครื่องมือเป็นเครื่องมือเพิ่มเติมและสำหรับการจ่ายไฟอัตโนมัติซึ่งนำไปสู่การประหยัดต้นทุน

ข้อดีของพวกเขา:

• ความถูกต้องของการปรับ
• ความปลอดภัยต่อสุขภาพอย่างสมบูรณ์เนื่องจากไม่มีรังสีทุกประเภท
• ปฏิกิริยาเฉพาะกับวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าเกณฑ์

ข้อเสีย:

• ความไม่ถูกต้องของการทำงานในพื้นที่เปิดโล่ง (อิทธิพลของการตกตะกอนแสงแดด)
• ความน่าจะเป็นของการรวมเท็จภายใต้อิทธิพลของกระแสลมอุ่น
• การรบกวนจากวัตถุที่ไม่ส่งรังสีอินฟราเรด
• ช่วงอุณหภูมิในการทำงานต่ำ

โหลดเซลล์

สิ่งเหล่านี้เป็นตัวแปลงที่เปลี่ยนแรงกลเป็นกระแสไฟฟ้า

โครงสร้างเซ็นเซอร์คือมาตรวัดความเครียดในรูปแบบของเส้นลวดเส้นเล็กในลักษณะซิกแซกเช่นเดียวกับเครื่องทำความร้อนกระจกรถยนต์ซึ่งยึดติดกับวัสดุพิมพ์ที่ยืดหยุ่น ผ้ายางฟิล์มโพลีเมอร์ใช้เป็นองค์ประกอบยืดหยุ่น

ภายใต้การกระทำของแรงตัวนำจะถูกเปลี่ยนรูปความต้านทานจะเปลี่ยนไปซึ่งสร้างสัญญาณไฟฟ้าที่จ่ายให้หลังจากการขยายไปยังแอคชูเอเตอร์

การใช้เครื่องใช้ไฟฟ้า:

เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับผู้โดยสาร ปกติ - เพื่อความปลอดภัย (ข้อบ่งชี้ของการคาดเข็มขัดนิรภัยและข้อมูลสำหรับการปรับใช้ถุงลมนิรภัย) ติดตั้งแยกต่างหาก - เพื่อควบคุมการทำงานของรถแท็กซี่ (แก้ไขสถานะของรถ - "ว่าง / ไม่ว่าง")

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบที่อยู่กับที่และความปลอดภัยส่งสัญญาณการเข้าถึงสถานที่โดยไม่ได้รับอนุญาต

ข้อได้เปรียบของโหลดเซลล์แบบวัดความเครียดคือความหนาที่เล็กซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งแบบซ่อน (ปลอมตัวเป็นพรมข้างประตู) และติดตั้งบนที่นั่งผู้โดยสารได้ง่าย

ข้อเสีย:

• ความจำเป็นในการใช้เครื่องขยายสัญญาณ
• การสัมผัสกับความเครียดเชิงกลซ้ำ ๆ ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลว
• ลดความไวต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ

เครื่องตรวจจับการแสดงตนแบบรวม

บางครั้งอุปกรณ์ชนิดเดียวไม่เพียงพอที่จะบรรลุเป้าหมายที่ตั้งไว้ ในกรณีเช่นนี้สามารถใช้ได้หลายอย่างกับหลักการทำงานที่แตกต่างกัน

โดยใช้ตัวอย่างพิจารณาการดำเนินการ เซ็นเซอร์อินฟราเรด การมีอยู่ร่วมกับเซ็นเซอร์วัดแสง

อย่างแรกให้สัญญาณเปิดโคมไฟเมื่อตรวจพบบุคคลในห้อง

ประการที่สอง - ในกรณีที่ตัวบ่งชี้การส่องสว่างต่ำกว่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้

ทำงานร่วมกันพวกเขาอยู่ใน โหมดอัตโนมัติ โคมไฟจะสว่างก็ต่อเมื่อมีคนอยู่ในห้องตอนกลางคืน

แนวทางนี้สร้างสภาพความเป็นอยู่ที่สะดวกสบายและนำไปสู่การประหยัดพลังงาน 30-40%

เมื่อปกป้องวัตถุเซ็นเซอร์ที่มีหลักการทำงานต่างกันจะรวมกันเป็นระบบ สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและลดผลบวกปลอม

อุปกรณ์เซ็นเซอร์การแสดงตน

เซนเซอร์คืออุปกรณ์ที่ประกอบด้วยหนึ่ง (ตำแหน่งเดียว) สอง (สองตำแหน่ง) หรือหลายบล็อก (หลายตำแหน่ง) แต่ละชิ้นเป็นอุปกรณ์ในกล่องพลาสติกที่มีไมโครวงจรสำหรับส่งรับและประมวลผลสัญญาณ

คุณลักษณะการออกแบบของพวกเขาคือไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวซึ่งประสบกับความเครียดเชิงกล ข้อยกเว้นคือพื้นผิวยืดหยุ่นที่มีสเตรนเกจในโหลดเซลล์

เป็นผลให้ความผิดปกติที่อาจเกิดขึ้นได้ จำกัด อยู่ที่ความล้มเหลวของชิ้นส่วนไมโครวงจรและไม่สามารถกำจัดได้ด้วยตัวเอง

ตัวเลือกการติดตั้งเซนเซอร์... ขึ้นอยู่กับ คุณสมบัติการออกแบบ มีการติดตั้งเซ็นเซอร์ในกล่องรวมสัญญาณหรือบนผนังหรือเพดานโดยตรง (รุ่นเหนือศีรษะ)

ไม่มีวิธีใดที่ให้ข้อดีในการใช้งานการตัดสินใจในการออกแบบเท่านั้นที่มีผลต่อการเลือก

วิธีการรับสัญญาณ... ตามวิธีการรับสัญญาณเซ็นเซอร์แสดงตนมีสองประเภท:

• ใช้งานอยู่ - ปล่อยพลังงานสู่สิ่งแวดล้อมและรับข้อมูลตามการตอบสนอง (อัลตราโซนิก, โฟโตอิเล็กทริก);
• passive - แก้ไขวัตถุตามคุณสมบัติโดยไม่ต้องส่งสัญญาณก่อน (อินฟราเรด, อะคูสติก, capacitive, เซ็นเซอร์โหลด)

การส่งสัญญาณโดยเครื่องตรวจจับการแสดงตน... หลังจากได้รับและประมวลผลข้อมูลแล้วเซ็นเซอร์แสดงตนจะส่งสัญญาณไปยังตัวกระตุ้น:

• โดยใช้สายไฟฟ้า
• ผ่านช่องวิทยุที่ปลอดภัย

ในรุ่นที่สองระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์และหน่วยรับสัญญาณถึง 200 ม. การใช้แอมพลิฟายเออร์จะเพิ่มตัวบ่งชี้นี้และอุปสรรคระหว่างทางจะลดลง

ในระหว่างการส่งสัญญาณแบบไร้สายสำหรับการสื่อสารกับแอคชูเอเตอร์เฉพาะเซ็นเซอร์จะถูกกำหนดรหัสของมัน ทำได้โดยการติดตั้งจัมเปอร์ (จัมเปอร์)

หากคุณใช้อุปกรณ์ที่มีรหัสการเรียนรู้ไม่จำเป็นต้องติดตั้งจัมเปอร์: สำหรับการสลับจำเป็นต้องกดปุ่มพิเศษพร้อมกันบนเซ็นเซอร์และหน่วยรับสัญญาณ

ข้อดีของการส่งสัญญาณไร้สายคือความสะดวกในการติดตั้งอุปกรณ์และลดต้นทุนของสายไฟฟ้า

ผู้ผลิตและรุ่นเครื่องตรวจจับการแสดงตน

ลองพิจารณาว่ามีเซ็นเซอร์แสดงตนรุ่นใดบ้างที่ บริษัท ระดับโลกนำเสนอ

Theben AG (เยอรมนี)

ในปีพ. ศ. 2464 Paul Schwenck ได้ก่อตั้ง บริษัท ในสตุ๊ตการ์ทซึ่งผลิตตัวจับเวลาและอุปกรณ์นาฬิกา

เจ้าของที่กระตือรือร้นมุ่งมั่นในการประหยัดได้คิดค้นและในปีพ. ศ. 2473 ได้เปิดตัวเซ็นเซอร์นับถอยหลังตัวแรกสำหรับการควบคุมแสงซึ่งกลายเป็นที่นิยม

ความสำเร็จดังกล่าวได้กระตุ้นให้เกิดการขับเคลื่อนนวัตกรรมต่อไปซึ่งทำให้ Theben AG เป็นผู้นำของยุโรปในด้านอุปกรณ์ประหยัดพลังงานเซ็นเซอร์ต่างๆอัจฉริยะและอื่น ๆ

เครื่องตรวจจับการปรากฏตัวของ Theben ที่ควบคุมระบบแสงสว่าง:

SPHINX 104-360	สฟินซ์ 104-360 / 2	SPHINX 104-360 AP
หลักการทำงาน
อินฟราเรด	อินฟราเรด	อินฟราเรด
วิธีการติดตั้ง
ฝ้าเพดานในตัว	ฝ้าเพดานในตัว	เพดานใบแจ้งหนี้
มุมของความครอบคลุม
360 เกี่ยวกับ	360 เกี่ยวกับ	360 เกี่ยวกับ
รัศมีการควบคุม
7 ม	7 ม	7 ม
จำนวนช่อง
1	2	1
สูงสุด กำลังไฟ
1800 วัตต์	1800 วัตต์	2000 วัตต์
ระดับการส่องสว่าง
10-2000 lx	10-2000 lx	10-2000 lx
ล่าช้าออกไป
1 วินาที -20 นาที	1 วินาที -20 นาที	1 วินาที -20 นาที
ระดับการป้องกัน
IP 41	IP 41	IP 41

อุปกรณ์ทั้งหมดติดตั้ง Lux meter แบบปรับได้ในตัวและรีโมทคอนโทรล รีโมท (ซม.).

SPHINX 104-360 / 2 มีช่องสัญญาณออกที่สองโดยมีความล่าช้าในการปิดเครื่อง 10 วินาที - 60 นาทีสัญญาณที่สามารถป้อนไปยังเครื่องปรับอากาศหม้อน้ำทำความร้อนไฟฟ้าพัดลม

OMRON (ญี่ปุ่น)

OMRON (เกียวโต) ก่อตั้งโดย Kazuma Tateishi ในปีพ. ศ. 2476 ในช่วงหลังสงครามกลายเป็นหนึ่งในผู้สร้าง "ความมหัศจรรย์ทางเศรษฐกิจของญี่ปุ่น"

กิจกรรมหลักคือการผลิตอุปกรณ์อัตโนมัติและอุปกรณ์เซ็นเซอร์ ในพื้นที่นี้เป็นเจ้าของกว่า 40% ของตลาดญี่ปุ่น ผลประกอบการประจำปีของ บริษัท มากกว่า 5 พันล้านเหรียญ

OMRON โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์ตรวจจับ:

E3FA / E3FB-B / -V	E3H2	E3T-C
การตรวจจับวัตถุ: ระยะการตรวจจับสูงสุด
โหมด Barrier
20 ม	15 ม	4 ม
โหมดรีเฟล็กซ์
4 ม	3 ม	2 ม
โหมดกระจาย
1 ม	0.3 ม	0.3 ม
แหล่งกำเนิดแสง (ความยาวคลื่น)
lED สีแดง (624 นาโนเมตร)	lED สีแดง (624 นาโนเมตร)	ไฟ LED: อินฟราเรด (870 นาโนเมตร), สีแดง (630 นาโนเมตร)
แรงดันไฟฟ้า
10-30 โวลต์ DC	10-30 โวลต์ DC	10-30 โวลต์ DC

E3H2 มีไฟ LED ที่สว่างเพื่อให้จัดตำแหน่งได้ง่ายและขนาดของ E3T-C ทำให้ติดตั้งได้ง่ายในพื้นที่ จำกัด

ESYLUX (เยอรมนี)

บริษัท ESYLUX (Ahrensburg) พัฒนาและผลิตหลอดไฟสำหรับไฟฉุกเฉินและกลางแจ้งเครื่องตรวจจับการแสดงตนและการเคลื่อนไหวเครื่องตรวจจับควัน การผลิตระดับสูงได้รับการยืนยันโดยเครื่องหมายคุณภาพ "German Engineering" ที่ได้รับ สาขาและตัวแทนการค้าของ บริษัท เปิดใน 13 ประเทศ

ตารางแสดงตัวอย่างของเซ็นเซอร์ตรวจจับ ESYLUX

PD 360/8 พื้นฐาน	PD 360/8 SMB พื้นฐาน	PD 180i / R
หลักการทำงาน
อินฟราเรด	อินฟราเรด	อินฟราเรด
วิธีการติดตั้ง
เพดานใบแจ้งหนี้	ฝ้าเพดานในตัว	ฝังผนัง
มุมของความครอบคลุม

ก่อนอื่นจำเป็นต้องสร้างความแตกต่างระหว่างแนวคิดของ "เซ็นเซอร์" และ "เซ็นเซอร์" โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์เข้าใจว่าเป็นอุปกรณ์ที่สามารถแปลงการดำเนินการป้อนข้อมูลของปริมาณทางกายภาพใด ๆ ให้เป็นสัญญาณที่สะดวกสำหรับการใช้งานต่อไป ปัจจุบันมีข้อกำหนดหลายประการสำหรับเซ็นเซอร์สมัยใหม่:

• การพึ่งพาค่าเอาต์พุตบนอินพุตอย่างชัดเจน
• การอ่านที่เสถียรโดยไม่คำนึงถึงช่วงเวลาการใช้งาน
• ดัชนีความไวสูง
• ขนาดเล็กและน้ำหนักเบา
• การขาดอิทธิพลของเซ็นเซอร์ในกระบวนการควบคุม
• ความสามารถในการทำงานในสภาพต่างๆ
• เข้ากันได้กับอุปกรณ์อื่น ๆ

เซ็นเซอร์ใด ๆ มีองค์ประกอบต่อไปนี้: องค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนและอุปกรณ์ส่งสัญญาณ ในบางกรณีสามารถเพิ่มเครื่องขยายเสียงและตัวเลือกสัญญาณได้ แต่มักไม่จำเป็นต้องใช้ ชิ้นส่วนส่วนประกอบของเซ็นเซอร์ยังกำหนดหลักการของการทำงานต่อไป ในขณะนั้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในวัตถุของการสังเกตการเปลี่ยนแปลงจะได้รับการแก้ไขโดยองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อน ทันทีหลังจากนี้การเปลี่ยนแปลงจะแสดงบนตัวแจ้งเตือนข้อมูลซึ่งมีวัตถุประสงค์และเป็นข้อมูล แต่ไม่สามารถประมวลผลโดยอัตโนมัติได้

รูป: 22.

ปรอทวัดอุณหภูมิเป็นตัวอย่างของเซ็นเซอร์ที่ง่ายที่สุด ปรอทถูกใช้เป็นองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนมาตราส่วนอุณหภูมิทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณและวัตถุที่สังเกตคืออุณหภูมิ อย่างไรก็ตามสิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการอ่านเซ็นเซอร์เป็นชุดข้อมูลไม่ใช่ข้อมูล ไม่ได้เก็บไว้ในหน่วยความจำภายนอกหรือภายในและไม่เหมาะสำหรับการประมวลผลการจัดเก็บและการส่งอัตโนมัติ

เซนเซอร์ทั้งหมดที่ใช้โดยโซลูชันทางเทคโนโลยีต่างๆจากฟิลด์ IoT สามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท หนึ่งในการจำแนกประเภทที่สะดวกที่สุดขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ "3:

• เซ็นเซอร์การแสดงตนและการเคลื่อนไหว
• เครื่องตรวจจับตำแหน่งการเคลื่อนไหวและระดับ
• เซ็นเซอร์ความเร็วและความเร่ง
• เซ็นเซอร์แรงและสัมผัส
• เซ็นเซอร์ความดัน;
• เครื่องวัดการไหล
• เซ็นเซอร์อะคูสติก
• เซ็นเซอร์ความชื้น
• เครื่องตรวจจับแสง
• เซ็นเซอร์อุณหภูมิ
• เซ็นเซอร์ทางเคมีและชีวภาพ

เซนเซอร์ทำงานแตกต่างจากเซนเซอร์มาก ก่อนอื่นจำเป็นต้องอาศัยคำจำกัดความของแนวคิดของ "เซ็นเซอร์" เซ็นเซอร์ถูกเข้าใจว่าเป็นอุปกรณ์ที่สามารถแปลงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในวัตถุที่สังเกตเห็นเป็นสัญญาณข้อมูลที่เหมาะสมสำหรับการจัดเก็บการประมวลผลและการส่งข้อมูลเพิ่มเติม

โครงร่างการทำงานของเซ็นเซอร์ใกล้เคียงกับโซ่โดยทั่วไปสำหรับเซ็นเซอร์ ในแง่หนึ่งเซ็นเซอร์สามารถตีความได้ว่าเป็นเซ็นเซอร์ที่ได้รับการปรับปรุงเนื่องจากโครงสร้างของมันสามารถแสดงเป็น "ส่วนประกอบเซ็นเซอร์" + "หน่วยประมวลผลข้อมูล" แผนภาพการทำงานของเซ็นเซอร์มีดังต่อไปนี้

รูป: 23.

ในกรณีนี้การจำแนกประเภทของเซ็นเซอร์ตามวัตถุประสงค์จะเทียบเท่ากับการจำแนกประเภทเดียวกันสำหรับเซ็นเซอร์ บ่อยครั้งเซ็นเซอร์และเซ็นเซอร์สามารถวัดค่าเดียวกันจากวัตถุเดียวกัน แต่เซ็นเซอร์จะแสดงข้อมูลและเซ็นเซอร์จะแปลงเป็นสัญญาณข้อมูลด้วย

นอกจากนี้ยังมีเซ็นเซอร์ชนิดพิเศษที่ควรพิจารณาเพื่อทำความเข้าใจแนวคิดของ Internet of Things สิ่งเหล่านี้เรียกว่าเซ็นเซอร์ "อัจฉริยะ" แผนภาพการทำงาน ซึ่งเสริมด้วยการมีอยู่ของอัลกอริทึมสำหรับการประมวลผลหลักของข้อมูลที่รวบรวม ดังนั้นเซ็นเซอร์แบบเดิมจึงสามารถประมวลผลข้อมูลและให้ข้อมูลในรูปแบบของข้อมูลได้ในขณะที่เซ็นเซอร์“ อัจฉริยะ” สามารถดำเนินการใด ๆ กับข้อมูลที่จับโดยอิสระจากสภาพแวดล้อมภายนอก

ในอนาคตเราสามารถคาดหวังได้ว่าจะมีการพัฒนาเซ็นเซอร์ ZO อย่างจริงจังที่สามารถสแกนพื้นที่โดยรอบด้วยความแม่นยำสูงและสร้างโมเดลเสมือนจริง ดังนั้นในขณะนี้เซ็นเซอร์ Capri 3D สามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวของผู้คนและลักษณะเมตริกของพวกเขาได้

พระคริสต์ นอกจากนี้เซ็นเซอร์นี้ยังสามารถสแกนวัตถุของสภาพแวดล้อมภายนอกและบันทึกข้อมูลในไฟล์ EPS เพื่อส่งไปพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ GE ต่อไป

รูป: 24. เซ็นเซอร์ Capri 3D ที่เชื่อมต่อกับ Samsung Nexus 10

การพัฒนาอุปกรณ์ที่รวมเซ็นเซอร์หลายตัวพร้อมกันควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ ประเภทต่างๆ... ดังที่กล่าวไว้ในย่อหน้าที่ 2.2.1 เพื่อให้ได้รับความรู้จำเป็นต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะต่างๆของวัตถุ และการใช้เซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันทำให้คุณได้รับข้อมูลที่จำเป็น ในแง่หนึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถจดจำผู้คนได้จริง ตัวอย่างของอุปกรณ์ดังกล่าวคือคอนโทรลเลอร์ไร้สาย Kinekt ที่ใช้ในวิดีโอเกมสมัยใหม่

เซ็นเซอร์สี IR Emitter

ไมโครโฟน ar ray

รูป: 25. อุปกรณ์ของคอนโทรลเลอร์ไร้สาย Kinekt 57

คอนโทรลเลอร์ Kinekt ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างพร้อมกัน: ตัวปล่อยอินฟราเรด เครื่องรับอินฟราเรด กล้องสี

ชุดไมโครโฟน 4 ตัวและตัวประมวลผลสัญญาณเสียง วิธีการแก้ไขความเอียง

หลักการทำงานของคอนโทรลเลอร์ Klpek! ง่ายพอ รังสีที่ปล่อยออกมาจากตัวปล่อยอินฟราเรดจะสะท้อนและเข้าสู่ตัวรับอินฟราเรด ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งเชิงพื้นที่ของบุคคลที่กำลังเล่นวิดีโอเกม กล้องสามารถจับข้อมูลสีที่หลากหลายและไมโครโฟนสามารถรับคำสั่งเสียงของผู้เล่นได้ เป็นผลให้ผู้ควบคุมสามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับบุคคลได้เพียงพอเพื่อให้เขาสามารถควบคุมเกมผ่านการเคลื่อนไหวหรือคำสั่งเสียง

ในแง่หนึ่ง Ktek controller! เป็นของเทคโนโลยี IoT เขาสามารถระบุตัวผู้เล่นรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเขาและส่งไปยังอุปกรณ์อื่น ๆ (เครื่องเล่นเกม) แต่ชุดเซ็นเซอร์ที่คล้ายกันนี้สามารถใช้ในพื้นที่อื่น ๆ ที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นแนวคิดของ Internet of Things รวมถึงการปรับใช้เทคโนโลยีสมาร์ทโฮม