kamera

Temassız sensörler: genel bakış, çalışma prensibi, amaç. Dokunmatik anahtar. Sensörler birincil bilgi kaynaklarıdır. Sensörlerin sınıflandırılması. Sensör tipleri ve tipleri Sensör ve sensör tiplerinin tanımı

Otomasyon sistemlerinde sensör, kontrollü veya kontrollü bir değişkeni (ayarlanabilir bir nesnenin parametresi) daha fazla bilgi hareketi için daha uygun bir çıkış sinyaline dönüştürmek için tasarlanmıştır. Bu nedenle, bu terim çok genel olmasına rağmen, sensöre genellikle dönüştürücü denir, çünkü bir giriş ve çıkışa sahip herhangi bir otomasyon ve telemekanik elemanı, bir dereceye kadar veya bir dönüştürücüdür.

En basit durumda, sensör, örneğin yer değiştirmedeki kuvvetler (bir yayda) veya elektromotor kuvvetine (termokupl içinde) sıcaklık gibi yalnızca bir dönüşüm Y \u003d f (X) gerçekleştirir. Bu sensör tipine doğrudan dönüşümlü sensörler. Bununla birlikte, bazı durumlarda, X giriş miktarını gerekli giriş miktarı U üzerinde doğrudan etkilemek mümkün değildir (böyle bir bağlantı uygun değilse veya istenen nitelikleri vermezse). Bu durumda, sıralı dönüşümler gerçekleştirilir: X giriş değeri ara Z'yi etkiler ve Z değeri gerekli Y değerini etkiler:

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

Sonuç, X'i Y'ye bağlayan bir işlevdir:

Y \u003d f2 \u003d F (X).

Bu tür sıralı dönüşümlerin sayısı ikiden fazla olabilir ve genel durumda, Y ve X arasındaki fonksiyonel ilişki bir dizi ara miktardan geçebilir:

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

Bu tür bağımlılıklara sahip sensörler denir ardışık dönüşüm sensörleri. Diğer tüm parçalar denir ara organlar. İki dönüşümlü sensörde, ara organlar yoktur, sadece algılama ve yürütme organlarını içerir. Genellikle aynı yapısal eleman birkaç organın işlevlerini yerine getirir. Örneğin, elastik bir zar, alıcı bir organ (basıncı kuvvete dönüştüren) ve bir aktüatör (kuvveti yer değiştirmeye dönüştüren) görevi görür.

Sensörlerin sınıflandırılması.

Modern otomasyonda kullanılan sıra dışı sensör çeşitleri, bunların sınıflandırılmasını gerektirir. Şu anda, pratik olarak çalışma prensibine karşılık gelen bir giriş değerine göre sınıflandırmak için en uygun olan aşağıdaki sensör türleri bilinmektedir:

Sensör Adı	Giriş değeri
mekanik	Hareketli katı
elektrikli	Elektrik miktarı
hidrolik	Sıvı hareketi
havalı	Gaz hareketi
termal
optik	Işık değeri
akustik	Ses değeri
Radyo dalgası	Radyo dalgaları
	Nükleer radyasyon

Burada, miktarlardan (giriş veya çıkış) en az birinin elektrik olduğu en yaygın sensörleri ele alıyoruz.

Sensörler ayrıca giriş sinyalinin değişim aralığı ile ayırt edilir. Örneğin, bazı elektrikli sıcaklık sensörleri sıcaklığı 0 ila 100 ° C ve diğerleri 0 ila 1600 ° C ölçmek için tasarlanmıştır. Çıkış sinyali aralığının farklı cihazlar için aynı (birleşik) olması çok önemlidir. Sensörlerin çıkış sinyallerinin birleştirilmesi, çok çeşitli otomasyon sistemleri için ortak yükseltici ve harekete geçirici elemanların kullanılmasına izin verir.

Elektrik sensörleri otomasyon sistemlerinin en önemli unsurları arasındadır. Sensörler kullanılarak, tüm düzenleme sürecinin ilerlediği değişime bağlı olarak kontrollü veya ayarlanabilir bir değer bir sinyale dönüştürülür. Otomasyonda en yaygın olanı elektrik çıkış sinyaline sahip sensörlerdir. Bu, her şeyden önce, bir elektrik sinyalini bir mesafeden iletme kolaylığı, işlenmesi ve elektrik enerjisini mekanik işe dönüştürme olasılığı ile açıklanmaktadır. Elektrik, mekanik, hidrolik ve pnömatik sensörlere ek olarak dağıtım da kazanılmıştır.

Elektrik sensörleri, ürettikleri dönüşüm prensibine bağlı olarak, iki tipe ayrılır - modülatörler ve jeneratörler.

Modülatörler (parametrik sensörler) için, giriş enerjisi yardımcı elektrik devresine etki eder, parametrelerini değiştirir ve harici bir enerji kaynağından akım veya voltajın değerini ve doğasını modüle eder. Bu nedenle, sensörün girişinde alınan sinyal aynı anda güçlendirilir. Harici bir enerji kaynağının varlığı, sensörlerin - modülatörlerin çalışması için bir ön koşuldur.

Şek. 1. Sensör - modülatörün (a) ve sensör - jeneratörünün (b) fonksiyonel blokları.

Modülasyon, üç parametreden biri - omik direnç, endüktans, kapasitans - değiştirilerek gerçekleştirilir. Buna göre omik, endüktif ve kapasitif sensör grupları ayırt edilir.

Bu grupların her biri alt gruplara ayrılabilir. Böylece, en kapsamlı ohm sensörleri grubu alt gruplara ayrılabilir: gerinim ölçerler, potansiyometreler, termistörler, fotodirençler. İkinci alt grup, endüktif sensörler, manyetoelastik ve transformatör seçeneklerini içerir. Üçüncü alt grup, çeşitli kapasitif sensörleri birleştirir.

İkinci tip - sensörler-jeneratörler sadece dönüştürücülerdir. Kontrollü bir miktarla ilişkili çeşitli işlemlerin etkisi altında bir elektromotor kuvvetin ortaya çıkmasına dayanırlar. Böyle bir elektromotor kuvvetin oluşumu, örneğin elektromanyetik indüksiyon, termoelektriklik, piezoelektriklik, fotoelektriklik ve elektrik yüklerinin ayrılmasına neden olan diğer fenomenler nedeniyle ortaya çıkabilir. Bu fenomenlere göre, jeneratör sensörleri indüksiyon, termoelektrik, piezoelektrik ve fotoelektrik olarak ayrılır.

Elektrik, elektrostatik sensör, Hall sensör vb. Grupları da mümkündür.

Potansiyometrik ve tensometrik sensörler.

Potansiyometrik sensörler, açısal veya doğrusal yer değiştirmeleri bir elektrik sinyaline dönüştürmek için kullanılır. Potansiyometrik bir sensör, bir reosta devresine veya bir potansiyometre (gerilim bölücü) devresine göre açılabilen değişken bir dirençtir.

Yapısal olarak, potansiyometrik sensör, yüksek dirençli alaşımlardan yapılmış ince bir tel üzerine sarılmış bir çerçeveden (sargı), kayan bir temastan - bir fırça 2 ve bir akım 2'den oluşan bir elektromekanik cihazdır (Şekil 2-1). veya spiral yay.

Sarılı telli çerçeve hareketsiz olarak sabitlenir ve fırça, hareketi bir elektrik sinyaline dönüştürülmesi gereken op-amp'in hareketli kısmına mekanik olarak bağlanır. Fırçayı hareket ettirirken, fırça ile sensör sargısının terminallerinden biri arasındaki tel bölümünün direnci Rx değişir.

Sensör anahtarlama devresine bağlı olarak, yer değiştirme, aktif direnç veya akımdaki bir değişikliğe (sıralı bir anahtarlama devresi ile) veya bir voltaj değişikliğine (voltaj bölücü devresine göre açıldığında) dönüştürülebilir. Bağlantı tellerinin direncindeki bir değişiklik, fırça ile sensör sarımı arasındaki geçiş direnci, seri değiştirme sırasında dönüşümün doğruluğu üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

Otomasyon cihazlarında, voltaj bölücü şemasına göre potansiyometrik sensörlerin dahil edilmesi daha sık kullanılır. Op-amp'in hareketli kısmının tek taraflı hareketi ile, geri dönüşü olmayan bir statik karakteristik veren tek bir döngü anahtarlama devresi kullanılır. İki yönlü hareket için, tersine dönme özelliği sağlayan bir itme-çekme anahtarlama devresi kullanılır (Şekil 2-2).

Sensörün çıkış sinyalini fırçanın hareketine bağlayan tasarım ve işlevsel yasaya bağlı olarak, birkaç tip potansiyometrik sensör ayırt edilir.

Doğrusal potansiyometrik sensörler.

Tüm uzunluk boyunca çerçevenin aynı kesitine sahiptirler. Telin çapı ve sargı aralığı sabittir. Boş modda (Rn → ∞ ve I → 0 yüküyle), doğrusal potansiyometrik sensör Uout'un çıkış voltajı fırça hareketiyle x orantılıdır: Uout \u003d (U0 / L) x, burada U0, sensör besleme voltajıdır; l-sarım uzunluğu. Bu nedenle sensör besleme gerilimi U0 ve sargı uzunluğu L sabittir, bu nedenle son formdadır: Uout \u003d kx, burada k \u003d U0 / L transfer katsayısıdır.

Fonksiyonel potansiyometrik sensörler.

Fırça hareketi ile çıkış voltajı arasında fonksiyonel doğrusal olmayan bir ilişki vardır: Uout \u003d f (x). Genellikle, trigonometrik, güç veya logaritmik karakteristiklere sahip fonksiyonel potansiyometreler kullanılır. Fonksiyonel potansiyometreler, analog otomatik hesaplama cihazlarında, karmaşık geometrik şekillerdeki tanklar, vb. İçin şamandıra tipi sıvı seviye metrelerinde kullanılır. Potansiyometrik sensörlerin gerekli fonksiyonel bağımlılığı çeşitli yöntemlerle elde edilebilir: potansiyometre çerçevesinin yüksekliğini değiştirerek (düzgün veya kademeli olarak), potansiyometre sargısının dirençlerle bölümlerini atlayarak .

Çok turlu potansiyometrik sensörler.

Fırçanın açısal hareketi ile doğrusal potansiyometrik sensörlerin yapıcı bir varyantıdır. Çok turlu sensörler için, fırçanın sarımın tüm uzunluğunu hareket ettirmek için 360 ° açıyla birkaç kez dönmesi gerekir. Çok turlu sensörlerin avantajları yüksek doğruluk, düşük hassasiyet eşiği, küçük boyutlar, dezavantajlar - nispeten büyük bir sürtünme momenti, tasarım karmaşıklığı, birkaç kayan temasın varlığıdır.

ve yüksek hızlı sistemlerde kullanım zorluğu.

Metal film potansiyometrik sensörler.

Bu, potansiyometrik sensörlerin yeni umut verici bir tasarımıdır. Onlar için çerçeve

üzerine yüksek dirençli ince bir metal tabakasının (birkaç mikrometre) uygulandığı bir cam veya seramik plaka. Sinyal, metal-metal potansiyometrik sensörlerden seramik-metal fırçalarla çıkarılır. Metal filmin genişliğini veya kalınlığını değiştirmek, potansiyometrik sensörün tasarımını değiştirmeden doğrusal veya doğrusal olmayan bir özelliğini elde etmenizi sağlar. Elektronik veya lazer ışını ile işlem kullanarak, sensörün direncini ve özelliklerini önceden ayarlanan değerlere otomatik olarak ayarlamak mümkündür. Metal film potansiyometrik sensörlerin boyutları tel olanlardan önemli ölçüde daha küçüktür ve sargı dönüşlerinin olmaması nedeniyle hassasiyet eşiği neredeyse sıfırdır.

Potansiyometrik sensörleri değerlendirirken, hem önemli avantajlara hem de büyük dezavantajlara sahip oldukları belirtilmelidir. Avantajları: tasarımın sadeliği; çıkış sinyalinin yüksek seviyesi (voltaj - birkaç on volta kadar, akım - birkaç on miliampere kadar); hem doğru hem de alternatif akım üzerinde çalışma yeteneği. Dezavantajları şunlardır: kayan bir temasın varlığı ve sargının yıpranması nedeniyle yeterince yüksek güvenilirlik ve sınırlı dayanıklılık; yük direnci karakteristiği üzerindeki etkisi; sargının aktif direnci ile güç kaybından kaynaklanan enerji kaybı; sensörün hareketli kısmını bir fırça ile döndürmek için gereken nispeten büyük an.

Sensör tipleri ve isimleri, içinde çeşitli ultrason transdüserleri ve tarama yöntemleri kullanılarak belirlenir. Dönüştürücülerin türüne bağlı olarak ayırt edilebilir:

● sektör mekanik sensörleri (sektör mekanik probu) - tek elemanlı veya çok elemanlı halka ızgaralı;

● çok elemanlı doğrusal dizili doğrusal sensörler;

● konveks ve mikro konveks sensörler (konveks veya mikro konveks prob) - sırasıyla konveks ve mikro konveks ızgaralar ile;

● aşamalı sektör sensörleri (aşamalı dizi probu) - çok elemanlı lineer ızgaralarla;

● iki boyutlu ızgara sensörlerith, doğrusal, dışbükey ve sektörel.

Burada, tıbbi amaçlarını, çalışma sıklığını ve tasarım özelliklerini belirtmeden ana sensör türlerini adlandırdık.

Sektör mekanik sensörlerinde (Şekil 2.11 a, 2.11 b), çalışma yüzeyi (koruyucu kapak), köşe boyunca hareket eden tek elemanlı veya halka ultrasonik transdüserin bulunduğu hacmi kapatır. Kapağın altındaki hacim, ultrason sinyallerinin geçişi sırasında kayıpları azaltmak için akustik olarak şeffaf bir sıvı ile doldurulur. Çalışma frekansına ek olarak sektör mekanik sensörlerinin ana özelliği, sensörün işaretlenmesinde gösterilen tarama sektörünün açısal boyutudur (bazen çalışma yüzeyinin karşılık gelen ark N uzunluğu da verilir). İşaretleme örneği: 3,5 MHz / 90 °.

Doğrusal, dışbükey, mikro dışbükey ve fazlı (sektör) elektronik tarama sensörlerinde, çalışma yüzeyi, dönüştürücünün yayılan yüzeyi ile çakışır. açıklıkve boyut olarak eşittir. Açıklıkların karakteristik boyutları sensörlerin etiketlenmesinde kullanılır ve bir sensör seçerken belirlenmesine yardımcı olur.

Doğrusal sensörlerde, diyafram uzunluğu L karakteristiktir (Şekil 2.11 c), çünkü dikdörtgen görüş alanının genişliğini belirler. Doğrusal bir sensörün örnek işareti 7.5 MHz / 42 mm.

Doğrusal sensördeki görüş alanının genişliğinin her zaman açıklığın uzunluğunun% 20-40'ından az olduğu unutulmamalıdır. Bu nedenle, açıklık boyutu 42 mm ise, görüş alanının genişliği 34 mm'den fazla değildir.

Dışbükey sensörlerde, görüntüleme alanı iki karakteristik boyutla belirlenir - dışbükey çalışma parçasına karşılık gelen ark N'nin (bazen akorları) uzunluğu ve tarama sektörünün α açısal büyüklüğü Şekil 2.11 olarak belirlenir. Dışbükey sensörün işaretlenmesi örneği: 3.5 MHz / 60 ° / 60 mm. Yarıçapı işaretlemek için daha az kullanılır R, yüzey eğriliği, örneğin:

3,5 MHz / 60 R, (yarıçap - 60 mm).

Şek. 2.11. Harici muayene için ana sensör türleri: a, b-

mekanik sektör (a - kardiyolojik, b - su ile

Meme); doğrusal elektronik; g - dışbükey;

d - mikro konveks; e - aşamalı sektör

Mikro konveks sensörlerde, R karakteristiktir - çalışma yüzeyinin eğrilik yarıçapı (diyafram), bazen görüntüleme sektörünün açısal boyutunu belirleyen bir ark açısı a da verilir (Şekil 2.11, e). İşaretleme örneği: 3,5 MHz / 20R (yarıçap - 20 mm).

Aşamalı sektör sensörü için elektronik tarama sektörünün açısal boyutu derece olarak verilir. İşaretleme örneği: 3,5 MHz / 90 °.

Şek. Harici muayene için 2.11 sensörler kullanılır. Bunlara ek olarak, çok sayıda intrakaviter ve son derece uzmanlaşmış sensörler vardır.

Tıbbi uygulama alanına göre sensörlerin bir sınıflandırmasının yapılması tavsiye edilir.

1. Harici muayene için üniversal sensörler (karın probu). Evrensel sensörler, yetişkinlerde ve çocuklarda karın bölgesini ve pelvik organları incelemek için kullanılır.

2. Yüzeysel organlar için sensörler (küçük parça probu). Sığ yerleşimli küçük organları ve yapıları (örneğin tiroid bezi, periferik damarlar, eklemler) incelemek için kullanılırlar.

3. Kardiyak sensörler (kardiyak prob). Kalbin araştırılması için, interkostal boşluk yoluyla gözlemin tuhaflığı ile ilişkili sektör tipi sensörler kullanılır. Sensörler, mekanik tarama (tek elemanlı veya dairesel dizili) ve fazlı elektronik için kullanılır.

4. Pediatri sensörleri (podiatrik problar). Pediatri için yetişkinlerle aynı sensörler kullanılır. , ancak yalnızca daha yüksek bir frekans (5 veya 7,5 MHz) ile daha yüksek görüntü kalitesi sağlar. Bu, hastaların küçük boyutu nedeniyle mümkündür.

5. İntrakaviter sensörler (intrakaviter problar). Tıbbi uygulama alanlarında birbirinden farklı çok çeşitli intrakaviter sensörler vardır.

● Transvajinal (intravajinal) sensörler (transvajinal veya edovajinal prob).

● Transrektal sensörler (transrektal veya endorektal prob).

● İntraoperatif prob.

● Transüretral problar.

● Transözofageal problar (transözofageal problar).

● İntravasküler problar.

6. Biyopsi veya delinme sensörleri (biyopsi veya delinme probları). Biyopsi veya delinme iğnelerinin tam olarak yönlendirilmesi için kullanılır. Bu amaçla sensörler, iğnenin çalışma yüzeyindeki bir açıklıktan (veya açıklıktan) geçebileceği özel olarak tasarlanmıştır (açıklık).

7. Son derece uzmanlaşmış sensörler. Yukarıda bahsedilen sensörlerin çoğunun oldukça geniş bir uygulama alanı vardır. Aynı zamanda, bir grup dar uygulama sensörü ayırt edilebilir ve bunlardan bahsetmeye değer.

● Oftalmik sensörler (oftalmoloji probları).

● Transkraniyal problar için sensörler.

● Sinüzit, frontal sinüzit ve sinüzit tanısı için sensörler.

● Veterinerlik için sensörler (veterinerlik sondaları).

8. Geniş bant ve çok frekanslı sensörler. Günümüzün sofistike enstrümanlarında, geniş bant sensörleri giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu sensörler, yukarıda tartışılan konvansiyonel sensörlere benzer şekilde yapısal olarak tasarlanmıştır ve geniş bantlı bir ultrasonik transdüser kullanmaları, yani geniş bir çalışma frekansı bandına sahip sensör.

9. Doppler sensörleri. Sensörler sadece damarlardaki kan akış hızlarının hızı veya spektrumu hakkında bilgi edinmek için kullanılır. Bu sensörler, Doppler ultrason cihazlarına ayrılmış bölümlerde açıklanmaktadır.

10. 3D görüntüleme için sensörler. 3D (üç boyutlu) görüntüler için özel sensörler nadiren kullanılır. Daha yaygın olarak kullanılanlar, üçüncü koordinat boyunca tarama sağlayan özel cihazlarla birlikte geleneksel iki boyutlu görüntü sensörleridir.

Alınan bilgilerin kalitesi cihazın teknik seviyesine bağlıdır - cihaz ne kadar karmaşık ve gelişmişse, tanı bilgilerinin kalitesi o kadar yüksek olur. Kural olarak, teknik seviyeye göre, cihazlar dört gruba ayrılır: basit cihazlar; orta sınıf aletler; yüksek sınıf aletler; ileri teknoloji cihazlar (bazen ileri teknoloji olarak da adlandırılır).

Ultrasonik teşhis ekipmanı üreticileri ve kullanıcıları arasında cihaz sınıfını değerlendirmek için üzerinde anlaşmaya varılmış bir kriter yoktur, çünkü cihazların birbirleriyle karşılaştırılabileceği çok sayıda özellik ve parametre vardır. Bununla birlikte, alınan bilgilerin kalitesinin büyük ölçüde bağlı olduğu ekipmanın karmaşıklık düzeyini değerlendirmek mümkündür. Bir ultrason tarayıcının karmaşıklık seviyesini belirleyen ana teknik parametrelerden biri, cihazın elektronik ünitesindeki maksimum alıcı ve verici kanal sayısıdır, çünkü kanal sayısı ne kadar büyük olursa, hassasiyet ve çözünürlük o kadar iyidir - bir ultrason görüntüsünün kalitesinin ana özellikleri.

Basit (genellikle taşınabilir) ultrason tarayıcılarda, orta ve yüksek sınıf cihazlarda 32, 48 ve 64 iletim ve alım kanallarının sayısı 16'dan fazla değildir. Yüksek sınıf cihazlarda kanal sayısı 64'ten fazla olabilir, örneğin 128, 256, 512 ve daha da fazla. Kural olarak, yüksek ve gelişmiş ultrason tarayıcıları renkli Doppler eşlemeli cihazlardır.

Üst düzey cihazlar genellikle neredeyse sensör çıkışından başlayarak dijital sinyal işlemenin modern yeteneklerini maksimum ölçüde kullanır. Bu nedenle, bu tür cihazlara dijital sistemler veya platformlar (dijital sistem) denir.

Güvenlik soruları

1. Akustik empedans nedir ve yansıma üzerine etkisi

ultrason?

2. Biyolojik dokularda ultrasonun zayıflaması frekansa nasıl bağlıdır?

3. Darbeli bir ultrason sinyalinin spektrumu derinlikten nasıl değişir?

4. Ultrason tarayıcılarda hangi çalışma modları sağlanır?

5. çalışma modu nedir ?

6. çalışma modu nedir bir?

7. çalışma modu nedir M?

8. çalışma modu nedir D?

9. Ultrasonik dönüştürücünün çalışmasını açıklayın.

10. Çeşitli tiplerde piezoelektrik elemanların hangi konfigürasyonları bulunur?

sensörler?

11. Ultrason tarayıcılarda ne tür sensörler bulunur?

* Bu çalışma bilimsel bir çalışma değildir, nihai bir yeterlilik çalışması değildir ve eğitim çalışmalarının bağımsız hazırlanması için malzeme kaynağı olarak kullanılması amaçlanan toplanan bilgilerin işlenmesi, yapılandırılması ve biçimlendirilmesinin sonucudur.

1. sensör kavramı

Bir kişi gözleriyle çevreleyen nesnelerin şeklini, boyutunu ve rengini algılar, kulaklarıyla sesler duyar, burnuyla koklar. Genellikle görme, işitme, koku, tat ve dokunma ile ilgili beş tip duyumdan bahsederler. Duyumların oluşumu için, bir kişinin belirli organların - “duyu sensörleri” - dış tahrişine ihtiyacı vardır. Çeşitli duyum türleri için, sensörlerin rolü belirli duyu organları tarafından oynanır:

Vision Eyes

İşitme kulakları

Lezzet Dili

Kokulu Burun

Dokunmatik Cilt

Bununla birlikte, duyusal duyumlar tek başına yeterli değildir. Örneğin, görsel duyumla bir kişinin sadece gözlerinden gördüğü anlamına gelmez. Gözlerden, dış ortamdan sinir lifleri yoluyla sinyaller şeklinde tahrişlerin beyne iletildiği ve zaten içinde büyük ve küçük, siyah-beyaz vb. Bu genel duyum modeli işitme, koku ve diğer duyum türleri için de geçerlidir. aslında, tatlı veya acı, sessiz veya gürültülü bir şey gibi dış tahrişler, bu tahrişlere cevap veren sensörlere ihtiyaç duyan beyin tarafından değerlendirilir.

Benzer bir sistem otomasyonda da oluşur. Kontrol süreci, kontrol nesnesinin durumu, merkezi cihaz tarafından izlenmesi ve işlenmesi ve yürütme cihazlarına kontrol sinyalleri verilmesi hakkında bilgi almayı içerir. Bilgi almak için elektrik olmayan miktarlarda sensörler kullanılır. Böylece sıcaklık, mekanik hareketler, nesnelerin varlığı veya yokluğu, basınç, sıvı ve gazların akış hızları, dönüş hızı vb. Kontrol edilir.

2. Çalışma prensibi ve sınıflandırma

Sensörler, dış ortamın durumu ile etkileşime girerek ve reaksiyonu bu etkileşime elektrik sinyallerine dönüştürerek bilgilendirir. Sensörler oluşturmak için kullanılabilecek birçok fenomen ve etki, özelliklerin dönüşüm türleri ve enerji vardır. Sensörleri sınıflandırırken, eylemlerinin prensibi genellikle temel olarak kullanılır, bu da fiziksel veya kimyasal fenomenlere ve özelliklere dayanabilir.

3. ana türleri:

3.1. Sıcaklık sensörleri

Günlük olarak sıcaklıkla karşılaşıyoruz ve bu en tanıdık fiziksel miktar. Diğer sensörler arasında, sıcaklık sensörleri özellikle çok çeşitli tiplerle ayırt edilir ve en yaygın olanlardan biridir.

Merkür sütunlu cam termometre eski zamanlardan beri bilinmektedir ve bugün yaygın olarak kullanılmaktadır. Sıcaklığın etkisi altında değişen direnç termistörleri, bu tip sensörlerin nispeten düşük maliyeti nedeniyle çeşitli cihazlarda oldukça sık kullanılır. Üç tip termistör vardır: negatif bir karakteristik ile (dirençleri artan sıcaklıkla azalır), Pozitif bir karakteristikle (artan sıcaklıkla, direnç artar) ve kritik bir karakteristikle (direnç bir eşik sıcaklığı ile artar). Tipik olarak, sıcaklığın etkisi altındaki direnç oldukça keskin bir şekilde değişir. Bu değişikliğin doğrusal kısmını genişletmek için, dirençler termistöre paralel ve seri olarak bağlanır.

Termokupllar özellikle ölçüm alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Seebeck etkisini kullanırlar: farklı metallerden yapılmış bir kavşakta, birleşme yeri kendisi ve sonuçları arasındaki sıcaklık farkı ile yaklaşık olarak orantılı bir EMF ortaya çıkar. Termokupl tarafından ölçülen sıcaklık aralığı kullanılan metallere bağlıdır. Termosensitif ferritlerde ve kapasitörlerde, sıcaklığın Manyetik ve dielektrik geçirgenlik üzerindeki etkisi, Curie sıcaklığı olarak adlandırılan bir değerden başlayarak ve belirli bir sensör için kullanılan malzemelere bağlıdır. Termosensitif diyotlar ve tristörler, pn bağlantı noktasının iletkenliğinin sıcaklığa bağımlılığını kullanan yarı iletken sensörlerdir (genellikle bir silikon kristali üzerinde). Son zamanlarda, entegre sıcaklık sensörleri, örneğin, bir amplifikatör, vb. Gibi çevresel devrelerle aynı çip üzerinde ısıya duyarlı bir diyot olan pratik bir uygulama bulmuştur.

3.2. Optik sensörler.

Sıcaklık sensörleri gibi optik sensörler de çok çeşitlidir ve optoelektrik dönüşüm prensibine göre yaygın olarak kullanılır, bu sensörler dört türe ayrılabilir: fotoelektron emisyonu, foto iletkenlik, fotovoltaik ve piroelektrik etkilerine dayanarak. Fotovoltaik emisyon veya harici fotoelektrik etki, 0, fiziksel bir vücut üzerindeki ışık insidansı ile elektron emisyonudur. Elektronlardan fiziksel vücuttan kaçmak için, enerji bariyerini aşmaları gerekir. Fotoelektronların enerjisi 1hc / l0 ile orantılı olduğundan (burada 1h0 Planck sabiti, 1с0 ışık hızıdır, 1l0 ışığın dalga boyudur), ışınlama ışığının dalga boyu kısaldıkça, elektronların enerjisi daha büyüktür ve bu bariyerin üstesinden gelmek daha kolaydır.

Foto iletkenlik etkisi veya dahili fotoelektrik etki, 0, ışıkla ışınlandığında fiziksel bir cismin elektrik direncindeki bir değişikliktir. Foto iletkenlik etkisine sahip malzemeler arasında ZnS, CdS, GaAs, Ge, PbS, vb. Bulunmaktadır. CdS'nin maksimum spektral hassasiyeti, yaklaşık olarak insan görüşünün hassasiyet bölgesinin ortasına karşılık gelen 500-550 nm dalga boyuna sahip yaklaşık olarak ışığa düşer. Foto iletkenlik etkisi üzerinde çalışan optik sensörlerin fotoğraf ve film kamera ışık ölçülerinde, otomatik anahtarlarda ve dimmerlerde, alev dedektörlerinde vb. Kullanılması önerilir. Bu sensörlerin dezavantajı gecikmeli bir yanıttır (50 ms veya daha fazla).

Fotovoltaik etki 0, ışıkla ışınlanmış bir yarıiletken içinde pn bağlantısının terminallerinde bir EMF görünümünden oluşur. Işığın etkisi altında, pn bağlantısında serbest elektronlar ve delikler belirir ve emf oluşur. Bu prensipte çalışan tipik sensörler fotodiyotlar, fototransistörlerdir. İki boyutlu katı hal görüntü sensörlerinin optik prensibi, örneğin şarj bağlı cihazlardaki sensörler (CCD sensörleri) aynı çalışma prensibine sahiptir. Silikon çoğunlukla fotovoltaik sensörler için substrat malzemesi olarak kullanılır. Nispeten yüksek tepki hızı ve yakın kızılötesi (IR) bölgeden görünür ışığa kadar değişen yüksek hassasiyet, bu sensörlere çok çeşitli uygulamalar sağlar. Piroelektrik etkiler 0, bu değişikliklere karşılık gelen yüzey sıcaklığı "rahatlama" sındaki değişiklikler nedeniyle fiziksel bir vücudun yüzeyinde elektrik yüklerinin ortaya çıktığı fenomenlerdir. Benzer özelliklere sahip malzemeler arasında piroelektrik malzemeler olarak adlandırılan diğer birçok malzeme bulunmaktadır. Sensör mahfazasına, piroteknik elemanın optimum elektrik yükleriyle yüksek empedansının, sensörün daha düşük ve optimum çıkış empedansına dönüştürülmesini sağlayan bir alan etkili transistör bulunur. Bu tip sensörlerden IR sensörleri en yaygın olarak kullanılır. Optik sensörler arasında, tüm ışık aralığında yeterli hassasiyete sahip olacak az şey vardır.

Çoğu sensör, ultraviyole veya spektrumun görünür veya kızılötesi kısmında oldukça dar bir alanda optimum hassasiyete sahiptir. Diğer sensör türlerine göre ana avantajları:

1. Temassız algılama özelliği.

2. Hem çok büyük hem de alışılmadık derecede küçük boyutlarda nesneleri ölçme (uygun optiklerle).

3. Yüksek hızlı tepki.

4. Küçük boyut ve uzun hizmet ömrü sağlayan entegre teknolojinin (kural olarak katı sensörler ve yarı iletken) optik sensörler kullanımı.

5. Kapsamlı kullanım kapsamı: çeşitli fiziksel miktarların ölçümü, şekil tespiti, nesnelerin tanınması vb. Optik sensörlerin avantajlarının yanı sıra, bazı dezavantajları da vardır, yani kontaminasyona duyarlıdırlar ve yabancı ışık, açık arka plan ve ayrıca sıcaklığın (yarı iletken taban ile) etkisine maruz kalırlar.

3.3. Basınç sensörleri.

Basınç göstergeleri her zaman büyük talep görmektedir ve çok yaygın olarak kullanılmaktadır.

Kayıt basıncı prensibi, örneğin bir sıvının kütle, pozisyon, seviye ve akış hızı sensörleri, vb. Gibi diğer birçok sensör türü için temel görevi görür. Bu tür sensörler yeterli güce, düşük maliyete sahiptir, ancak içlerinde elektrik sinyalleri almak zordur. Potansiyometrik (reostatik), kapasitif, indüksiyon, manyetostriktif, ultrasonik basınç sensörleri çıkışta bir elektrik sinyaline sahiptir, ancak üretimi nispeten zordur.

Şu anda, tensometreler giderek artan bir şekilde basınç sensörleri olarak kullanılmaktadır. Özellikle umut verici olan, difüzyon tipinin yarı iletken gerinim ölçerleridir. Silikon bir substrat üzerindeki difüzyon tensometreleri oldukça hassastır, küçük boyutludur ve periferik devrelerle kolayca entegre edilir. İnce bir diyafram, silikon kristalinin yüzeyinde 1 n 0-proksisiteye sahip ince film teknolojisi kullanılarak dağlama ile oluşturulur. Diyaframın kenarlarına, 1p0 iletkenliğe sahip film dirençleri difüzyon yoluyla uygulanır. Diyaframa basınç uygulanırsa, bazı dirençlerin direnci artarken diğerleri azalır.

Sensörün çıkış sinyali, bu dirençleri içeren bir köprü devresi kullanılarak oluşturulur. Yukarıdakine benzer difüzyon tipi yarı iletken basınç sensörleri, otomotiv elektroniğinde her türlü kompresörde yaygın olarak kullanılmaktadır. Başlıca sorunlar sıcaklığa bağımlılık, dış ortama istikrarsızlık ve hizmet ömrüdür.

3.4. Nem sensörleri ve gaz analizörleri.

Nem, sıcaklık gibi bir insanın eski zamanlardan beri karşı karşıya kaldığı fiziksel bir parametredir; ancak uzun bir süre güvenilir bir sensör yoktu. Çoğu zaman, insan veya at kılı, bu tür sensörler için, nemdeki değişikliklerle uzatma veya kısaltma için kullanıldı. Şu anda, nemi belirlemek için nemden şişen lityum klorür ile kaplanmış bir polimer film kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu temeldeki sensörler histerezise, \u200b\u200bzaman içinde karakteristiklerin kararsızlığına ve dar bir ölçüm aralığına sahiptir. Daha modern olan, seramik ve katı elektrolit kullanan sensörlerdir. Yukarıdaki dezavantajları ortadan kaldırdılar. Nem sensörlerinin uygulama alanlarından biri çeşitli atmosferik regülatörlerdir. Gaz sensörleri, endüstriyel işletmelerde çeşitli zararlı gazları tespit etmek için ve ev odalarında yanıcı gaz sızıntılarını tespit etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Birçok durumda, belirli gaz türlerini tespit etmek gerekir ve gaz ortamına göre seçici bir karakteristiğe sahip gaz sensörlerinin olması arzu edilir. Bununla birlikte, diğer gaz bileşenlerine reaksiyon, yüksek hassasiyet ve güvenilirliğe sahip seçici gaz sensörleri oluşturmayı zorlaştırır. Gaz sensörleri, MOS transistörleri, galvanik hücreler, kataliz, parazit, kızılötesi ışınların emilmesi vb. Fenomenleri kullanılarak katı elektrolitler temelinde yapılabilir. Özellikle yarı iletken seramikler veya katalitik yanma prensibi ile çalışan cihazlar esas olarak sıvılaştırılmış doğal veya propan gibi yanıcı gaz gibi evsel gaz sızıntısını tespit etmek için kullanılır. Agresif olanlar da dahil olmak üzere çeşitli ortamların durumunu kaydetmek için gaz ve nem sensörleri kullanılırken, genellikle uzun ömürlü bir sorun ortaya çıkar.

3.5. Manyetik sensörler.

Optik sensörler gibi manyetik sensörlerin ana özelliği, hız ve temassız bir şekilde algılama ve ölçme yeteneğidir, ancak optik sensörlerin aksine, bu tür sensör kontaminasyona duyarlı değildir. Bununla birlikte, manyetik fenomenlerin doğası nedeniyle, bu sensörlerin etkili çalışması büyük ölçüde mesafe gibi bir parametreye bağlıdır ve genellikle manyetik sensörler için etkili manyetik alana yeterli yakınlık gereklidir.

Manyetik sensörler arasında Hall sensörleri iyi bilinmektedir. Şu anda, ayrı elemanlar olarak kullanılmaktadırlar, ancak Hall elemanlarının silikon bir substrat üzerinde yapılan IC'ler şeklinde kullanımı hızla genişlemektedir. Bu tür IC'ler mevcut sensör gereksinimlerini en iyi şekilde karşılar. Manyetorezistif yarı iletken elemanların uzun bir gelişim tarihi vardır. Şimdi ferromanyetik kullanan manyetorezistif sensörlerin araştırılması ve geliştirilmesi tekrar canlandırıldı. Bu sensörlerin dezavantajı, manyetik alandaki algılanabilir değişikliklerin dar dinamik aralığıdır. Bununla birlikte, yüksek hassasiyetin yanı sıra püskürtme şeklinde IP şeklinde çok elemanlı sensörler oluşturma yeteneği, yani üretimlerinin üretilebilirliği şüphesiz avantajlardır.

Referans listesi

1. Kako N., Yamane Y. Sensörler ve mikro bilgisayarlar. L: Enerji atomu yayınlandı, 1986.

2. W. Titze, K. Schenk. Yarıiletken devresi. M: Dünya, 1982.

3. P. Horowitz, W. Hill. Devre sanatı, cilt 2, M: Mir, 1984.

4. Amatör radyo tasarımcısının referans kitabı. M: Radyo ve iletişim, 1990.

Varlık sensörü, temassız yöntemler kullanarak kontrol bölgesinde belirli bir sınıftaki nesneleri algılayan elektronik bir cihazdır.

Kayıt sonuçlarına bağlı olarak, diğer cihazların çeşitli eylemler gerçekleştirdiği sinyallerine göre elektriksel uyarıları değiştirebilir.

Sanayi işletmelerinde çöp kutularının doldurulması durumunda, elektrikli bir kurutucunun el kaldırırken otomatik olarak dahil edilmesi, bazı araba alarmlarının çalıştırılması ve konveyörlerin durdurulması, varlık sensörlerinin çalışmasına örnektir.

Eylem ilkesine göre:

ultrason: bariyer, difüzyon;
fotoelektrik: bariyer (tip B), refleks (tip P), difüzyon (tip D);
kapasitif;
akustik;
kızılötesi;
yük sensörleri;
kombine.

Sensör bloklarının sayısına göre:

tek pozisyon;
dIP;
Çok pozisyonlu.

Kurulum yöntemi ile:tepegöz ve yerleşik.

Gelen sinyali alma yöntemiyle:aktif ve pasif.

Giden sinyali iletme yöntemiyle:kablolu ve kablosuz.

Türlerin her birini ayrıntılı olarak düşünün, uygulamalarını belirleyin, avantaj ve dezavantajlarını değerlendirin.

Ultrasonik Varlık Sensörleri

İnsan kulağı tarafından yakalanmayan dalgaları yayar ve alır (yaklaşık 200 kHz frekansında).

İki çalışma modu mümkündür:

bariyer : Birbirine zıt konumdaki sensörler arasında ultrasonik bir dalga geçer. Kapsama alanında yabancı bir cisim (bariyer) belirirse alıcıya girmez.

gereksiz uzatarak : bir dalga yayan ve ardından ışın yoluna takılan bir nesneden yansıyan bir sensör kullanan bir sensör kullanarak.

Her iki durumda da, yabancı bir nesne göründüğünde, yürütme cihazlarına iletilen bir sinyal iletilir.

Ultrasonik sensörlerin, benzer görevleri yerine getiren optik sensörlere kıyasla avantajları:

saydam nesnelerin algılanması;
ışığa ve parlamalara karşı bağışıklık;
zor koşullarda performans (sis, toz, buhar).

dezavantajları:

düşük fiksasyon aralığı (üst eşik);
yumuşak malzemelerden (kumaş, gözenekli kauçuk) nesnelerin kaydedilmesinin güvenilmezliği;
bir “kör bölge” nin varlığı (daha düşük tespit eşiği).

Ultrasonik sensörlerin kullanımına örnekler: modern araçların park sistemleri, konveyördeki bitmiş ürünlerin birim sayısını sayar.

Fotoelektrik Varlık Sensörleri

B ve D tipi fotoelektrik sensörler ultrasonik gibi çalışır. Fark, ultrason yerine optik radyasyon kullanılmasıdır. Bu, aşağıdaki avantajları sağlar:

yüksek sabitleme eşiği (bariyer sensörleri ile 150 metreye kadar);
performans;
kör nokta eksikliği.

dezavantajları:

saydam nesnelerin kaydedilmesinin imkansızlığı;
sis, toz, ışık belirtileri ve parlama tezahürü ile ilgili arızalar.

P tipi sensörler için alıcı ve verici aynı yuvaya monte edilir. Yayılan ışın, 8 metreye kadar mesafede bulunan reflektörden (reflektör) yansıtılır ve geri döner. Işık akısı kontrol nesnesi tarafından kesilirse cihaz bir sinyal verir.

Tip B ile karşılaştırıldığında, tip P menzili kaybeder, ancak avantajları kompaktlık ve kurulum kolaylığıdır.

Fotoelektrik sensörler, paketleme ve üretim hatlarını izlemek, şeffaf kapların doluluk seviyesini kontrol etmek, kapalı alanlara yetkisiz erişimi önlemek, bir kişi tehlikeli alanlara girdiğinde endüstriyel ekipmanı durdurmak için kullanılır.

kapasitif

Yapısal olarak, silindirik veya düzlem paralel kapasitörlerdir.

Kapsama alanında bir nesne göründüğünde, dielektrik sabitleri değişir ve dolayısıyla kapasitans, bu da bir açmaya neden olur (bkz.).

Rezervuarların, bitmiş ürünlerin sayaçları ve hırsızlık önleme sistemi elemanları gibi sıvı ve dökme malzemelerle doldurulmasını kontrol etmek için cihazlar kullanılır

Kapasitif sensörlerin avantajları düşük atalet ve yüksek hassasiyet eşiğidir. Dezavantajı, dış elektromanyetik alanların etkisi altındaki arızaların olasılığıdır.

Akustik Varlık Sensörleri

İçlerinde, piezoelektrik malzemeler aracılığıyla ses dalgası bir elektrik sinyaline dönüştürülür.

20-20000 Hz frekans aralığında çalışan mikrofonlardır:

düşük direnç (hareketli mıknatıslı indüktörler);
yüksek direnç (eşdeğer değişken kapasitörler).

Ses ışığı sensörleri olarak kullanılırlar, enerji ile birlikte çalışırlar ve enerji tasarrufu yaparlar. Gürültü eşiği aşıldığında, oda ışığı otomatik olarak açar. Sessizlik varsa, 20-25 saniye sonra lambalar söner.

Cihazın avantajları:

tasarımın sadeliği;
güvenilirlik.

dezavantajları:

amplifikatör ihtiyacı;
dış ve iç gürültüden kaynaklanan yanlış pozitif olma olasılığı (sokaktan keskin sesler, radyoyu açma, telefon görüşmeleri).

Kızılötesi Varlık Sensörleri

Cihazların çalışma prensibi, insan hareketlerinin bir sonucu olarak kızılötesi (IR) ışınların akışındaki değişiklikleri kaydetmeye dayanır. Kalması, doğrudan vücut sıcaklığına bağlı olan daha fazla radyasyon yoğunluğu (iç eşyalara kıyasla) ile tanınır.

Sensörün ana detayları fotoseller ve çok sayıda segmentten oluşan küçük lenslerdir - küçük lensler. Her biri üzerinde meydana gelen ışınları fotosele yönlendirir.

Hareketli, bir kişi farklı segmentlerin kontrol bölgelerinde. Fotoseldeki ışık kaybolur veya belirir ve elektrik sinyali üretir.

Eylem prensibinin katı bir şekilde anlaşılması halinde böyle bir cihaz - ve mevcudiyet değil. İkinci kategori, çok sayıda kontrol alanına sahip oldukça hassas enstrümanlar içerir. Neredeyse tamamen dinlenme durumunda olan bir kişinin varlığını tespit edebilirler. En küçük hareketler kaydedilir: başınızı sallamak, klavyeyi parmaklarınızla basmak vb.

Algılama yarıçapı (R), cihazın ana özelliğidir. Kurulumu, odanın en uzak köşelerine olan mesafenin R'yi geçmeyeceği şekilde yapılmalıdır. Geniş alanlı odalarda, birkaç sensörün kurulması gerekir.

IR ışınının yolunda, hatta opak olan cam olanların bile hiçbir bölümünün olmaması gerekir.

Cihazda lambalardan doğrudan ışığa izin verilmez; fanlardan, klimalardan ve ısıtıcılardan maksimum uzaklığa yerleştirilmelidir.

Kızılötesi sensörler, ek olarak ve güç kaynağının otomasyonu için bir araç olarak kullanılır ve bu da maliyet tasarrufu sağlar.

Avantajları:

hassas ayar;
herhangi bir radyasyonun bulunmaması nedeniyle sağlık için tam güvenlik;
sadece sıcaklığı eşiği aşan nesnelere reaksiyon.

dezavantajları:

açık alanlarda işleyişin yanlışlığı (yağış, güneş ışığı etkisi);
ılık hava akımlarının etkisi altında yanlış kapanma olasılığı;
kızılötesi radyasyon iletmeyen nesnelerden kaynaklanan parazit;
düşük çalışma sıcaklığı aralığı.

Yük sensörleri

Bunlar, mekanik kuvveti elektrik akımına dönüştüren dönüştürücülerdir.

Yapısal olarak, sensör, elastik bir alt tabaka üzerine monte edilmiş bir araba cam ısıtıcısı gibi ince bir tel, zikzak şeklinde ince bir gerinim ölçerdir. Elastik bir eleman olarak kumaş, kauçuk, polimer film kullanılır.

Kuvvetin etkisi altında, iletken deforme olur, direnci değişir, bu da amplifikasyondan sonra aktüatörlere verilen bir elektrik sinyali üretir.

Cihazların kullanımı:

Yolcu varlığı sensörü gibi. Düzenli - güvenlik nedeniyle (sabitlenmiş emniyet kemerinin göstergesi ve hava yastıklarının açılmasına ilişkin veriler). Bireysel olarak monte edilir - bir taksinin çalışmasını kontrol etmek için (aracın durumunu sabitleme - “serbest / meşgul”).

Sabit ve güvenlik unsurları olarak, odaya yetkisiz erişimi işaret eder.

Gerinim ölçer yük sensörlerinin avantajı, gizli kurulum (kapı paspası altında maskeleme) ve yolcu koltuklarına kurulum kolaylığı sağlayan küçük kalınlıklarıdır.

dezavantajları:

bir sinyal amplifikatörü kullanma ihtiyacı;
arızaya yol açan tekrar tekrar tekrarlanan mekanik yüklere maruz kalma;
sıcaklık değişimlerinde hassasiyette azalma.

Kombine Doluluk Sensörleri

Bazen tek tip bir cihaz hedeflerine ulaşmak için yeterli değildir. Bu gibi durumlarda, farklı çalışma prensipleriyle bir şekilde kullanılabilirler.

Örneğin, bir kızılötesi varlık sensörünün bir ışık sensörü ile birlikte çalışmasını düşünün.

Birincisi, odada bir kişiyi algıladığında lambaları açmak için bir sinyal verir.

İkincisi - belirlenen eşik değerinin altında aydınlatma göstergeleri durumunda.

Birlikte çalıştıklarında, lambaları yalnızca geceleri odada bulunan insanlar otomatik olarak yakarlar.

Bu yaklaşım konforlu yaşam koşulları yaratır ve% 30-40 enerji tasarrufu sağlar.

Nesneleri korurken, farklı çalışma prensiplerine sahip sensörler sistemlerde birleştirilir. Bu güvenilirliği artırır ve yanlış pozitif sayısını azaltır.

Varlık sensörü cihazı

Sensörler, bir (tek konumlu), iki (iki konumlu) veya birkaç (çok konumlu) bloktan oluşan cihazlardır. Her biri plastik bir kutuda sinyal göndermek, almak ve işlemek için bir mikro devreli bir cihazdır.

Tasarım özellikleri, mekanik stres yaşayan hareketli parçaların olmamasıdır. Bir istisna, yük hücrelerinde gerinim ölçerli elastik substratlardır.

Sonuç olarak, olası arızalar mikro devrelerin parçalarının arızalanmasıyla sınırlıdır ve bağımsız olarak ortadan kaldırılamaz.

Sensör Montaj Seçenekleri. Tasarım özelliklerine bağlı olarak, sensörler montaj kutularına veya doğrudan duvarlara veya tavana monte edilir (baş üstü modeller).

Yöntemlerin hiçbiri operasyonda avantaj sağlamaz; yalnızca tasarım kararları seçimi etkileyebilir.

Sinyal Yöntemleri. Sinyali alma yöntemine göre iki tür varlık sensörü vardır:

aktif - çevreye enerji yayar ve yanıta (ultrason, fotoelektrik) dayalı veri alır;
pasif - nesneleri, önce sinyal göndermeden (kızılötesi, akustik, kapasitif, yük sensörleri) özelliklerine göre sabitleyin.

Varlık sensörleri ile sinyal iletimi. Bilgileri aldıktan ve işledikten sonra, varlık sensörü aktüatörlere bir sinyal gönderir:

elektrik telleri vasıtasıyla;
güvenli bir radyo kanalında.

İkinci düzenlemede, sensör ve alıcı birim arasındaki mesafe 200 metreye ulaşır Amplifikatör kullanımı bu göstergeyi arttırır ve engelleri azaltır.

Belirli bir aktüatör ile iletişim kurmak için kablosuz olarak bir sinyal iletirken, sensöre kodu atanır. Bu, atlama kabloları (atlama kabloları) takılarak yapılır.

Eğitim koduna sahip cihazlar kullanıyorsanız, jumper takmaya gerek yoktur: anahtarlama için, sensör ve alıcı birimdeki özel düğmelere aynı anda basmanız yeterlidir.

Kablosuz sinyal iletiminin avantajları - ekipmanın kurulum kolaylığı ve elektrik kabloları için daha düşük maliyetler.

Varlık sensörleri üreticileri ve modelleri

Küresel varlık sensörlerinin hangi model modellerinin sunduğunu düşünün.

Theben AG (Almanya)

1921'de Paul Schwenk Stuttgart'ta zamanlayıcı ve saat aksesuarları üreten bir şirket kurdu.

Ekonomi için çabalayan yalın bir sahip icat etti ve 1930'da en çok satan haline gelen aydınlatma kontrolü için ilk geri sayım sensörünü başlattı.

Başarı, verimli enerji tasarrufu, çeşitli sensörler, “akıllı” vb. İçin cihazların üretiminde Theben AG'yi Avrupa lideri haline getiren yenilikler için daha fazla çaba sarf etmeyi teşvik etti.

Aydınlatma sistemini kontrol eden theben varlık sensörleri:

SPHINX 104-360	SPHINX 104-360 / 2	SPHINX 104-360 AP

Çalışma prensibi
kızılötesi	kızılötesi	kızılötesi
Montaj yöntemi
dahili tavan	dahili tavan	tavan faturası
Kapsama açısı
360 hakkında	360 hakkında	360 hakkında
Kontrol yarıçapı
7 metre	7 metre	7 metre
Kanal sayısı
1	2	1
Maks. lamba gücü
1800 watt	1800 watt	2000 watt
Işık seviyesi
10-2000 Lx	10-2000 Lx	10-2000 Lx
Kapanma gecikmesi
1 s-20 dk	1 s-20 dk	1 s-20 dk
Koruma seviyesi
IP 41	IP 41	IP 41

Tüm cihazlarda dahili ayarlanabilir ışık ölçer ve uzaktan kumanda bulunur (bkz.).

SPHINX 104-360 / 2, iklimlendirme kanalına, elektrikli ısıtma radyatörüne, fana beslenebilen 10 saniye - 60 dakika gecikme süresine sahip ikinci bir çıkış kanalına sahiptir.

OMRON (Japonya)

OMRON şirketi (Kyoto), Kazuma Tateishi tarafından 1933 yılında kuruldu. Savaş sonrası yıllarda, "Japon ekonomik mucizesi" nin yaratıcılarından biri oldu.

Ana faaliyet otomasyon ekipmanı ve dokunmatik cihazların üretimidir. Bu alanda, Japon pazarının% 40'ından fazlasına sahiptir. Şirketin yıllık cirosu 5 milyar dolardan fazla.

OMRON Fotoelektrik Algılama Sensörleri:

E3FA / E3FB-B / -V	E3H2	E3T-Cı

Nesne Algılama: Maksimum Tetik Mesafesi
Bariyer modu
20 metre	15 metre	4 metre
Refleks modu
4 metre	3 metre	2 m
Dağınık mod
1 metre	0.3 m	0.3 m
Işık kaynağı (dalga boyu)
kırmızı LED (624 nm)	kırmızı LED (624 nm)	lED'ler: kızılötesi (870 nm), kırmızı (630 nm)
Besleme gerilimi
10-30 V DC	10-30 V DC	10-30 V DC

E3H2 cihazı, hizalamayı kolaylaştıran parlak bir LED gösterge ile donatılmıştır ve E3T-C'nin boyutları dar alanlara kurulumunu kolaylaştırır.

ESYLUX (Almanya)

ESYLUX Company (Arensburg), acil durum ve dış mekan aydınlatması, varlık ve hareket sensörleri, duman dedektörleri için lambalar geliştirir ve üretir. Yüksek seviyedeki ürünlerin teyidi, aldığı Alman Mühendislik kalite işaretidir. Şirketin şubeleri ve satış ofisleri 13 ülkede hizmet vermektedir.

Tablo ESYLUX varlık sensörü örneklerini göstermektedir.

PD 360/8 Temel	PD 360/8 Temel SMB	PD 180i / R

Çalışma prensibi
kızılötesi	kızılötesi	kızılötesi
Montaj yöntemi
tavan faturası	dahili tavan	duvar gömülü
Kapsama açısı

Her şeyden önce, “sensör” ve “sensör” kavramlarını birbirinden ayırmak gerekir. Bir sensör geleneksel olarak, herhangi bir fiziksel miktarın giriş hareketini daha fazla kullanım için uygun bir sinyale dönüştürebilen bir cihaz olarak anlaşılmaktadır. Bugün, modern sensörler için bir dizi gereksinim var:

Çıkış miktarının girişe açık bir şekilde bağımlılığı.
Kullanım süresine bakılmaksızın kararlı okumalar.
Yüksek hassasiyet.
Küçük boyut ve hafiflik.
Kontrollü süreç üzerinde sensör etkisi yoktur.
Çeşitli koşullarda çalışma becerisi.
Diğer cihazlarla uyumludur.

Herhangi bir sensör aşağıdaki öğeleri içerir: hassas bir öğe ve bir alarm. Bazı durumlarda, bir amplifikatör ve bir sinyal seçici eklenebilir, ancak çoğu zaman bunlara gerek yoktur. Sensörün bileşenleri, daha ileri çalışma prensibini belirler. Gözlem nesnesinde herhangi bir değişikliğin meydana geldiği anda, hassas bir eleman tarafından sabitlenirler. Bundan hemen sonra değişiklikler, verileri objektif ve bilgilendirici olan, ancak otomatik olarak işlenemeyen uyarıcıda görüntülenir.

Şek. 22.

Basit bir sensöre örnek bir cıva termometresidir. Civa hassas bir eleman olarak kullanılır, sıcaklık ölçeği bir sinyal cihazı olarak hareket eder ve gözlem nesnesi sıcaklıktır. Sensör okumalarının bilgi değil bir veri kümesi olduğunu anlamak önemlidir. Harici veya dahili bellekte depolanmazlar ve otomatik işleme, depolama ve aktarma için uygun değildir.

Nesnelerin interneti alanından çeşitli teknolojik çözümler tarafından kullanılan tüm sensörler birkaç kategoriye ayrılabilir. En uygun sınıflandırmalardan birinin temeli, cihazların atanmasıdır "3:

varlık ve hareket sensörleri;
konum, yer değiştirme ve seviye detektörleri;
hız ve ivme sensörleri;
kuvvet ve dokunma sensörleri;
basınç sensörleri;
akış ölçerler;
akustik sensörler;
nem sensörleri;
ışık radyasyonu detektörleri;
sıcaklık sensörleri;
kimyasal ve biyolojik sensörler.

Sensörlerin çalışması sensörlerin çalışmasından çok farklıdır. Her şeyden önce, “sensör” kavramının tanımı üzerinde durmak gerekir. Sensör, bir gözlem nesnesinde meydana gelen değişiklikleri, daha fazla depolama, işleme ve iletim için uygun bir bilgi sinyaline dönüştürebilen bir cihazdır.

Sensör çalışma şeması sensörün zincir özelliğine yakındır. Bir anlamda, bir sensör geliştirilmiş bir sensör olarak yorumlanabilir, çünkü yapısı “sensör kurucu elemanlar” + “bilgi işlem birimi” şeklinde ifade edilebilir. Sensörün fonksiyonel şeması aşağıdaki gibidir.

Şek. 23.

Ayrıca, sensörlerin kullanım amaçlarına göre sınıflandırılması, sensörler için aynı sınıflandırmaya eşdeğerdir. Genellikle sensörler ve sensörler aynı nesne için aynı değeri ölçebilir, ancak sensörler verileri gösterecek ve sensörler de onları bir bilgi sinyaline dönüştürecektir.

Ayrıca, nesnelerin interneti kavramını anlamak için dikkate alınması gereken özel bir sensör türü vardır. Bunlar, fonksiyonel diyagramı toplanan bilgilerin birincil işlenmesi için algoritmaların varlığı ile desteklenmiş “akıllı” sensörlerdir. Böylece, geleneksel bir sensör verileri işleyebilir ve bilgi şeklinde sağlayabilir ve “akıllı” bir sensör, dış ortamdan bağımsız olarak yakalanan bilgilerle herhangi bir eylem gerçekleştirebilir.

Gelecekte, çevreleyen alanı yüksek hassasiyetle tarayabilen ve sanal modelini oluşturabilen 3D sensörlerin ciddi bir şekilde gelişmesini bekleyebiliriz. Böylece, şu anda, Capri 3D sensörü insanların hareketlerini ve metrik özelliklerini belirleyebiliyor

güç değerlerine. Buna ek olarak, bu sensör harici ortamın nesnesini tarayabilir ve bilgileri Ze-yazıcıda yazdırmak üzere göndermek için SAE dosyasına kaydedebilir.

Şek. 24. Samsung Nexus 10 cihazına bağlı Capri 3D sensör

Özellikle, çeşitli tiplerdeki birkaç sensörü bir kerede birleştiren cihazların geliştirilmesidir. 2.2.1 paragrafında belirtildiği gibi, bilgi elde etmek için, bir nesnenin çeşitli özellikleri hakkında bilgiye ihtiyaç vardır. Ve farklı sensörlerin kullanımı, gerekli bilgileri almanızı sağlar. Bir bakıma, bu tür cihazlar insanları gerçekten tanıyabilir. Böyle bir cihazın bir örneği, modern video oyunlarında kullanılan Kinekt kablosuz denetleyicidir.

IR Verici Renk Sensörü

Mikrofon ar ışını

Şek. 25. Kinekt 57 kablosuz denetleyici cihazı

Kinekt denetleyici aynı anda birkaç bileşen içerir: kızılötesi yayıcı; kızılötesi alıcı; renkli kamera;

4 mikrofon seti ve ses işlemcisi; eğim düzeltme aracı.

Klpek kontrolörünün çalışma prensibi! yeterince basit. Kızılötesi yayıcıdan çıkan ışınlar yansıtılır ve kızılötesi alıcıya düşer. Bu nedenle, video oyunu oynayan kişinin mekansal pozisyonu hakkında bilgi edinmek mümkündür. Kamera çeşitli renk verilerini yakalayabilir ve mikrofonlar müzikçaların ses komutlarını alabilir. Sonuç olarak, kontrolör bir kişi hakkında yeterli miktarda bilgi toplayabilir, böylece oyunu hareketler veya sesli komutlarla kontrol edebilir.

Bir anlamda Ktek kontrolörü! nesnelerin interneti teknolojileri ile ilgili teknolojiler Oyuncuyu tanımlayabilir, onun hakkında bilgi toplayabilir ve diğer cihazlara iletebilir (oyun konsolu). Ancak benzer ev sensörleri, akıllı ev teknolojilerinin konuşlandırılması da dahil olmak üzere, şeylerin İnternet kavramı için umut vaat eden diğer alanlarda potansiyel olarak kullanılabilir.