Princip rada tipova senzora. Elektronski senzori. Kupite induktivni senzor

Senzori su složeni uređaji koji se često koriste za otkrivanje i reagiranje na električne ili optičke signale. Uređaj pretvara fizički parametar (temperaturu, krvni tlak, vlažnost, brzinu) u signal koji se može mjeriti pomoću uređaja.

Klasifikacija senzora u ovom slučaju može biti različita. Postoji nekoliko osnovnih parametara za distribuciju mjernih uređaja, o kojima će dalje biti riječi. U osnovi, ovo razdvajanje je posljedica djelovanja raznih sila.

To je lako objasniti na primjeru mjerenja temperature. Živa u staklenom termometru širi i komprimira tekućinu kako bi pretvorila izmjerenu temperaturu, koju promatrač može očitati iz kalibrirane staklene cijevi.

Kriteriji izbora

Postoje određene značajke koje je potrebno uzeti u obzir prilikom razvrstavanja senzora. Oni su navedeni u nastavku:

Točnost.
Uvjeti okoline - obično senzori imaju ograničenja u temperaturi, vlažnosti.
Raspon - granica mjerenja senzora.
Kalibracija je neophodna za većinu mjernih instrumenata jer se očitanja mijenjaju tijekom vremena.
Cijena.
Ponovljivost - varijabilna očitanja se mjere više puta u istom okruženju.

Distribucija po kategorijama

Klasifikacije senzora spadaju u sljedeće kategorije:

Primarni ulazni broj argumenata.
Principi transdukcije (uporaba fizikalnih i kemijskih učinaka).
Materijal i tehnologija.
Ugovoreni sastanak.

Načelo transdukcije temeljni je kriterij koji se slijedi za učinkovito prikupljanje informacija. U pravilu, logističke kriterije odabire razvojni tim.

Klasifikacija senzora na temelju svojstava distribuira se na sljedeći način:

Temperatura: termistori, termoparovi, otporni termometri, mikro krugovi.
Tlak: optička vlakna, vakuum, fleksibilni mjerači na bazi tekućine, LVDT, elektronički.
Protok: elektromagnetski, diferencijalni tlak, pozicijski pomak, toplinska masa.
Senzori razine: diferencijalni tlak, ultrazvučna radio frekvencija, radar, toplinski pomak.
Blizina i pomak: LVDT, fotonaponski, kapacitivni, magnetski, ultrazvučni.
Biosenzori: rezonantno zrcalo, elektrokemijski, površinska plazmonska rezonancija, potenciometrija koja se može adresirati na svjetlost.
Slika: uređaji povezani s punjenjem, CMOS.
Plin i kemija: poluvodički, infracrveni, vodljivi, elektrokemijski.
Ubrzanje: žiroskopi, akcelerometri.
Ostalo: senzor vlage, senzor brzine, masa, senzor nagiba, sila, viskozitet.

Ovo je velika grupa koja se sastoji od pododjeljaka. Važno je napomenuti da se s otkrivanjem novih tehnologija odjeljci stalno ažuriraju.

Svrha klasifikacije senzora na temelju smjera upotrebe:

Kontrola, mjerenje i automatizacija procesa proizvodnje.
Neindustrijska upotreba: zrakoplovstvo, medicinski uređaji, automobili, potrošačka elektronika.

Senzori se mogu klasificirati prema zahtjevima za snagom:

Aktivni senzor - uređaji koji zahtijevaju napajanje. Na primjer, LiDAR (detekcija svjetla i daljinomjer), fotokonduktivna ćelija.
Pasivni senzor - senzori koji ne zahtijevaju napajanje. Na primjer, radiometri, filmska fotografija.

Ova dva odjeljka uključuju sve uređaje poznate znanosti.

U trenutnim aplikacijama svrha klasifikacije senzora može se grupirati na sljedeći način:

Akcelerometri - temeljeni na tehnologiji mikroelektromehaničkih senzora. Koriste se za praćenje pacijenata koji uključuju pacemakere. i dinamički sustavi vozila.
Biosenzori - temeljeni na elektrokemijskoj tehnologiji. Koristi se za testiranje hrane, medicinskih uređaja, vode i otkrivanje opasnih bioloških patogena.
Senzori slike – temeljeni na CMOS tehnologiji. Koriste se u potrošačkoj elektronici, biometriji, prometnom i sigurnosnom nadzoru te računalnim slikama.
Detektori pokreta - temeljeni na infracrvenoj, ultrazvučnoj i mikrovalnoj/radarskoj tehnologiji. Koristi se u video igrama i simulacijama, aktivaciji svjetla i sigurnosnoj detekciji.

Tipovi senzora

Postoji i temeljna grupa. Podijeljen je u šest glavnih područja:

Temperatura.
Infracrveno zračenje.
Ultraljubičasto.
Senzor.
Pristup, kretanje.
Ultrazvuk.

Svaka grupa može uključivati pododjeljke, ako se tehnologija čak i djelomično koristi kao dio određenog uređaja.

1. Temperaturni senzori

Ovo je jedna od glavnih grupa. Klasifikacija temperaturnih senzora objedinjuje sve uređaje koji imaju mogućnost procjene parametara na temelju zagrijavanja ili hlađenja određene vrste tvari ili materijala.

Ovaj uređaj prikuplja informacije o temperaturi iz izvora i pretvara ih u oblik koji druga oprema ili ljudi mogu razumjeti. Najbolja ilustracija temperaturnog senzora je živa u staklenom termometru. Živa se u staklu širi i skuplja s promjenama temperature. Vanjska temperatura je početni element za mjerenje indikatora. Položaj žive promatrač promatra kako bi izmjerio parametar. Postoje dvije glavne vrste temperaturnih senzora:

kontaktni senzori. Ova vrsta uređaja zahtijeva izravan fizički kontakt s predmetom ili nosačem. Oni kontroliraju temperaturu krutih tvari, tekućina i plinova u širokom temperaturnom rasponu.
Beskontaktni senzori. Ova vrsta senzora ne zahtijeva nikakav fizički kontakt s mjernim objektom ili medijem. Oni kontroliraju nereflektirajuće krute tvari i tekućine, ali su beskorisni za plinove zbog svoje prirodne prozirnosti. Ovi instrumenti koriste Planckov zakon za mjerenje temperature. Ovaj zakon se odnosi na toplinu koju emitira izvor za mjerenje referentne vrijednosti.

Rad s raznim uređajima

Načelo rada i klasifikacija temperaturnih senzora također su podijeljeni na korištenje tehnologije u drugim vrstama opreme. To mogu biti nadzorne ploče u automobilu i posebne proizvodne jedinice u industrijskoj trgovini.

Termopar - moduli su izrađeni od dvije žice (svaka - od različitih homogenih legura ili metala), koje spajanjem na jednom kraju čine mjerni prijelaz. Ova mjerna jedinica je otvorena za proučavane elemente. Drugi kraj žice završava mjernim uređajem gdje se formira referentni spoj. Struja teče kroz strujni krug jer su temperature dvaju spojeva različite. Rezultirajući milivoltni napon se mjeri kako bi se odredila temperatura na spoju.
Otporni temperaturni detektori (RTD) vrste su termistora koji su napravljeni za mjerenje električnog otpora pri promjenama temperature. Oni su skuplji od bilo kojeg drugog uređaja za detekciju temperature.
Termistori. Oni su još jedan tip toplinskog otpornika u kojem je velika promjena otpora proporcionalna maloj promjeni temperature.

2. IR senzor

Ovaj uređaj emitira ili detektira infracrveno zračenje kako bi odredio određenu fazu u okolišu. U pravilu, toplinsko zračenje emitiraju svi objekti u infracrvenom spektru. Ovaj senzor detektira vrstu izvora koja nije vidljiva ljudskom oku.

Osnovna ideja je korištenje infracrvenih LED dioda za prijenos svjetlosnih valova na objekt. Za detekciju reflektiranog vala od objekta treba koristiti drugu IR diodu iste vrste.

Princip rada

Klasifikacija senzora u sustavu automatizacije u ovom smjeru je uobičajena. To je zbog činjenice da tehnologija omogućuje korištenje dodatnih alata za procjenu vanjskih parametara. Kada je infracrveni prijemnik izložen infracrvenom svjetlu, na žicama se razvija razlika napona. Električna svojstva komponenti IR senzora mogu se koristiti za mjerenje udaljenosti do objekta. Kada je infracrveni prijemnik izložen svjetlu, na žicama se razvija razlika potencijala.

Gdje se primjenjuje:

Termografija: Prema zakonu zračenja objekata, pomoću ove tehnologije moguće je promatrati okolinu sa ili bez vidljive svjetlosti.
Grijanje: infracrveno zračenje može se koristiti za kuhanje i zagrijavanje hrane. Mogu ukloniti led s krila zrakoplova. Pretvarači su popularni u industrijskom području kao što su tisak, prešanje plastike i zavarivanje polimera.
Spektroskopija: Ova tehnika se koristi za identifikaciju molekula analizom sastavnih veza. Tehnologija koristi svjetlosno zračenje za proučavanje organskih spojeva.
Meteorologija: izmjeriti visinu oblaka, izračunati temperaturu zemlje i površine moguće je ako su meteorološki sateliti opremljeni skenirajućim radiometrima.
Fotobiomodulacija: koristi se za kemoterapiju u bolesnika s rakom. Dodatno, tehnologija se koristi za liječenje virusa herpesa.
Klimatologija: praćenje razmjene energije između atmosfere i zemlje.
Komunikacija: Infracrveni laser daje svjetlo za komunikaciju optičkim vlaknima. Te se emisije također koriste za komunikaciju na kratkim udaljenostima između mobilnih i računalnih perifernih uređaja.

3. UV senzor

Ovi senzori mjere intenzitet ili snagu upadnog ultraljubičastog zračenja. Oblik elektromagnetskog zračenja ima veću valnu duljinu od rendgenskih zraka, ali je ipak kraći od vidljivog zračenja.

Aktivni materijal poznat kao polikristalni dijamant koristi se za pouzdano mjerenje ultraljubičastog zračenja. Instrumenti mogu otkriti različite utjecaje na okoliš.

Kriteriji odabira uređaja:

Rasponi valnih duljina u nanometrima (nm) koji se mogu detektirati ultraljubičastim senzorima.
Radna temperatura.
Točnost.
raspon snage.

Princip rada

UV senzor prima jednu vrstu energetskog signala i prenosi drugu vrstu signala. Za promatranje i bilježenje tih izlaznih tokova, oni se šalju u električni mjerač. Za izradu grafikona i izvješća pokazatelji se prenose u analogno-digitalni pretvarač (ADC), a zatim na računalo sa softverom.

Koristi se u sljedećim uređajima:

UV fotocijevi su senzori osjetljivi na zračenje koji prate tretman UV zraka, UV tretman vode i sunčevu izloženost.
Svjetlosni senzori - mjere intenzitet upadne zrake.
Senzori ultraljubičastog spektra su uređaji s nabojem (CCD) koji se koriste u laboratorijskim slikama.
UV detektori.
Baktericidni UV detektori.
Senzori fotostabilnosti.

4. Senzor dodira

Ovo je još jedna velika skupina uređaja. Klasifikacija senzora tlaka koristi se za procjenu vanjskih parametara odgovornih za pojavu dodatnih karakteristika pod djelovanjem određenog predmeta ili tvari.

Senzor dodira djeluje kao promjenjivi otpornik ovisno o tome gdje je spojen.

Senzor dodira se sastoji od:

Potpuno vodljiva tvar kao što je bakar.
Izolirani međumaterijal poput pjene ili plastike.
Djelomično vodljivi materijal.

Međutim, ne postoji stroga podjela. Klasifikacija senzora tlaka utvrđuje se odabirom specifičnog senzora, koji procjenjuje napon koji se pojavljuje unutar ili izvan promatranog objekta.

Princip rada

Djelomično vodljivi materijal suprotstavlja se strujanju. Princip linearnog enkodera je da se smatra da je struja suprotnija kada je duljina materijala kroz koji struja treba proći duža. Kao rezultat toga, otpor materijala se mijenja promjenom položaja u kojem dolazi u dodir s potpuno vodljivim objektom.

Klasifikacija senzora automatizacije u potpunosti se temelji na opisanom principu. Ovdje su uključeni dodatni resursi u obliku posebno razvijenog softvera. Obično je softver povezan sa senzorima dodira. Uređaji mogu zapamtiti "zadnji dodir" kada je senzor onemogućen. Oni mogu registrirati "prvi dodir" čim se senzor aktivira i razumjeti sva značenja povezana s njim. Ova radnja je slična pomicanju računalnog miša na drugi kraj podloge za miš kako biste pomaknuli pokazivač na drugu stranu zaslona.

5. Senzor blizine

Moderna vozila sve više koriste ovu tehnologiju. Klasifikacija električnih senzora koji koriste svjetlosne i senzorske module postaje sve popularnija među proizvođačima automobila.

Senzor blizine detektira prisutnost objekata koji su gotovo bez ikakvih dodirnih točaka. Budući da nema kontakta između modula i percipiranog objekta i nema mehaničkih dijelova, ovi uređaji imaju dug vijek trajanja i visoku pouzdanost.

Različite vrste senzora blizine:

Induktivni senzori blizine.
Kapacitivni senzori blizine.
Ultrazvučni senzori blizine.
Fotoelektrični senzori.
Hall senzori.

Princip rada

Senzor blizine emitira elektromagnetsko ili elektrostatičko polje ili snop elektromagnetskog zračenja (kao što je infracrveno) i čeka signal odgovora ili promjene u polju. Objekt koji treba otkriti poznat je kao cilj modula za registraciju.

Klasifikacija senzora prema principu rada i namjeni bit će sljedeća:

Induktivni uređaji: na ulazu se nalazi oscilator koji mijenja otpor gubitaka na blizinu električno vodljivog medija. Ovi uređaji su poželjni za metalne predmete.
Kapacitivni senzori blizine: Oni pretvaraju promjenu elektrostatičkog kapaciteta između elektroda za detekciju i uzemljenja. To se događa kada se približite obližnjem objektu s promjenom frekvencije titranja. Za detekciju obližnjeg objekta, frekvencija titranja se pretvara u istosmjerni napon, koji se uspoređuje s unaprijed određenim pragom. Ovi uređaji su poželjni za plastične predmete.

Klasifikacija mjerne opreme i senzora nije ograničena na gornji opis i parametre. Pojavom novih modela mjernih instrumenata opća skupina se povećava. Odobrene su različite definicije za razlikovanje senzora i pretvarača. Senzori se mogu definirati kao element koji osjeća energiju kako bi proizveo varijantu u istom ili drugačijem obliku energije. Senzor pretvara izmjerenu vrijednost u željeni izlazni signal koristeći princip pretvorbe.

Na temelju primljenih i stvorenih signala princip se može podijeliti u sljedeće skupine: električni, mehanički, toplinski, kemijski, radijacijski i magnetski.

6. Ultrazvučni senzori

Ultrazvučni senzor se koristi za otkrivanje prisutnosti objekta. To se postiže emitiranjem ultrazvučnih valova iz glave uređaja, a zatim primanjem reflektiranog ultrazvučnog signala od odgovarajućeg objekta. Pomaže u otkrivanju položaja, prisutnosti i kretanja objekata.

Budući da se ultrazvučni senzori za detekciju oslanjaju na zvuk, a ne na svjetlost, naširoko se koriste u mjerenju razine vode, medicinskim postupcima skeniranja i u automobilskoj industriji. Ultrazvučni valovi svojim reflektirajućim senzorima mogu otkriti nevidljive objekte kao što su prozirne folije, staklene boce, plastične boce i staklo.

Princip rada

Klasifikacija induktivnih senzora temelji se na opsegu njihove uporabe. Ovdje je važno uzeti u obzir fizikalna i kemijska svojstva predmeta. Kretanje ultrazvučnih valova razlikuje se ovisno o obliku i vrsti medija. Na primjer, ultrazvučni valovi putuju ravno kroz homogeni medij te se reflektiraju i prenose natrag do granice između različitih medija. Ljudsko tijelo u zraku uzrokuje značajnu refleksiju i može se lako otkriti.

Tehnologija koristi sljedeća načela:

Multirefleksija. Višestruka refleksija događa se kada se valovi reflektiraju više puta između senzora i mete.
Granična zona. Minimalna i maksimalna udaljenost senzora se mogu podesiti. To se zove granična zona.
zona detekcije. Ovo je interval između površine glave senzora i minimalne udaljenosti detekcije dobivene podešavanjem udaljenosti skeniranja.

Uređaji opremljeni ovom tehnologijom omogućuju skeniranje različitih vrsta objekata. Ultrazvučni izvori aktivno se koriste u stvaranju vozila.

Sve do 70. godine prošlog stoljeća svaki automobil je bio opremljen s najviše tri senzora: razine goriva, temperature rashladne tekućine i tlaka ulja. Bili su spojeni na magnetoelektrične i svjetlosne indikacijske uređaje na ploči s instrumentima. Njihova je svrha bila samo informirati vozača o parametrima motora i količini goriva. Tada je uređaj auto senzora bio vrlo jednostavan.

No, vrijeme je prolazilo, a 70-ih godina istog stoljeća proizvođači automobila počeli su smanjivati sadržaj štetnih tvari u ispušnim plinovima koji izlaze s njihovih automobilskih transportera. Za to potrebni automobilski senzori više nisu ništa javljali vozaču, već su samo prenosili informacije o radu motora. Njihov ukupan broj u svakom automobilu značajno se povećao. Sljedeće desetljeće obilježila je borba za sigurnost u korištenju strojeva, za što su dizajnirani novi senzori. Bili su namijenjeni za rad protublokiranja kočnica i aktiviranje zračnih jastuka tijekom prometnih nesreća.

ABS

Ovaj sustav je dizajniran da spriječi potpuno blokiranje kotača prilikom kočenja. Stoga uređaj nužno sadrži senzore brzine kotača. Njihovi su dizajni različiti. Oni su ili pasivni ili aktivni.

Pasivni su uglavnom induktivni senzori. Sam senzor se sastoji od čelične jezgre i zavojnice s velikim brojem zavoja od tanke emajlirane bakrene žice. Da bi obavljao svoje funkcije, čelični zupčanik se utiskuje na pogon kotača ili glavčinu. A senzor je fiksiran tako da kada se kotač okreće, zupci prolaze blizu jezgre i induciraju električne impulse u zavojnici. Njihova stopa ponavljanja bit će proporcionalan izraz brzine vrtnje kotača. Prednosti ovog tipa uređaja su: jednostavnost, nedostatak snage i niska cijena. Nedostatak im je što je amplituda pulsa premala pri brzinama do 7 km/h.

Aktivni, koji su dvije vrste. Neki se temelje na dobro poznatom Hallovom efektu. Drugi su magnetorezitivni na temelju istoimenog fenomena. Magnetorezitivni učinak sastoji se u promjeni električnog otpora poluvodiča kada uđe u magnetsko polje. Obje vrste aktivnih senzora karakterizira dovoljna amplituda impulsa pri bilo kojoj brzini. Ali njihov je uređaj složeniji, a trošak je veći od pasivnih. A to što im je potrebna hrana ne može se nazvati prednošću.

Sustav podmazivanja

Automobilski senzori koji kontroliraju parametre ovog sustava su tri vrste:

Hlađenje motora

Automobil s motorom s karburatorom bio je opremljen s dva temperaturna senzora. Jedan je uključivao električni ventilator radijatora za održavanje radne temperature. Uređaj za prikaz uzimao je očitanja s drugog. Sustav hlađenja modernog automobila opremljen elektroničkom upravljačkom jedinicom motora (ECU) također ima dva temperaturna senzora. Jedan od njih koristi uređaj za prikaz temperature rashladne tekućine u instrument tabli. Za rad ECU-a potreban je još jedan temperaturni senzor. Njihova struktura je bitno drugačija. Oba su NTC termistori. To jest, njihov otpor opada s padom temperature.

usisni trakt

Senzor masenog protoka zraka (DMRV). Dizajniran za određivanje volumena zraka koji ulazi u cilindre. To je potrebno za izračunavanje količine goriva za stvaranje uravnotežene mješavine zraka i goriva. Čvor se sastoji od djevičanskih platinastih niti kroz koje prolazi električna struja. Jedan od njih je u protoku zraka koji ulazi u motor. Drugi, referentni, udaljen je od njega. Struje koje prolaze kroz njih uspoređuju se u ECU-u. Razlika između njih određuje volumen zraka koji ulazi u motor. Ponekad se radi veće točnosti uzima u obzir temperatura zraka.

Senzor apsolutnog tlaka u usisnom razvodniku, koji se također naziva MAP senzor. Koristi se za određivanje volumena zraka koji ulazi u cilindre. Može biti alternativa DMRV-u za motore s turbopunjačem. Uređaj se sastoji od tijela i keramičke dijafragme obložene tenziorezistivnim filmom. Volumen tijela podijeljen je dijafragmom na 2 dijela. Jedan od njih je zapečaćen i iz njega se ispumpava zrak. Drugi je cijevi spojen na usisni razvodnik, pa je tlak u njemu jednak tlaku zraka koji se ubrizgava u motor. Pod djelovanjem tog pritiska dolazi do deformacije dijafragme, što mijenja otpor filma na njoj. Ovaj otpor karakterizira apsolutni tlak zraka u razdjelniku.
Senzor položaja leptira za gas (TPS). Daje signal proporcionalan kutu otvaranja zračne zaklopke. To je, u biti, varijabilni otpornik. Njegovi fiksni kontakti spojeni su na masu i na referentni napon. A s pomičnog, mehanički spojenog na os prigušne zaklopke, uklanja se izlazni napon.

Ispušni sustav

Senzor kisika. Ovaj uređaj igra ulogu povratne sprege za održavanje željenog omjera zraka i goriva u komorama za izgaranje. Njegov se rad temelji na principu rada galvanske ćelije s čvrstim elektrolitom. Potonji je keramika na bazi cirkonijevog dioksida. Konstrukcijske elektrode su taložene platine na obje strane keramike. Uređaj počinje s radom nakon zagrijavanja na temperaturu od 300 do 400 ◦ C.

Zagrijavanje do tako visoke temperature obično se provodi vrućim ispušnim plinovima ili grijaćim elementom. Takav temperaturni režim je neophodan za pojavu vodljivosti keramičkog elektrolita. Prisutnost neizgorenog goriva u ispuhu motora razlog je pojave razlike potencijala na elektrodama senzora. Unatoč činjenici da su svi navikli ovaj uređaj nazvati senzorom kisika, on je više senzor neizgorjelog goriva. Budući da se pojava izlaznog signala javlja kada njegova površina dođe u dodir ne s kisikom, već s parama goriva.

Ostali senzori

Najvažnije i najraširenije tehničko sredstvo automatizacije su senzori.

senzor naziva se primarni pretvarač kontrolirane ili regulirane vrijednosti u izlazni signal, prikladan za daljinski prijenos i daljnju upotrebu. Senzor se sastoji od percipirajućeg (osjetljivog) organa i jednog ili više međupretvornika. Često se senzor sastoji od samo jednog prijemnog elementa (na primjer: termoelementa, otpornog termometra itd.). Senzor karakteriziraju ulazne i izlazne vrijednosti.

Promjena izlazne vrijednosti ovisno o promjeni ulazne vrijednosti

pozvao osjetljivost senzora;

Promjena izlaznog signala koja je posljedica promjene unutarnjeg

svojstva senzora ili promjene vanjskih uvjeta njegovog rada – promjene

temperatura okoline, fluktuacije napona itd. pozvao greška senzora;

Kašnjenje promjena izlazne vrijednosti od promjena ulazne vrijednosti

pozvao inercija senzora.

Svi ovi pokazatelji senzora moraju se uzeti u obzir pri odabiru senzora za automatizaciju pojedinog stroja ili procesa.

Senzori dizajnirani da mjere fizičke (neelektrične ulazne vrijednosti razine vlažnosti, gustoće, temperature itd.) pretvaraju ih u električne izlazne vrijednosti koje se prenose na daljinu kako bi djelovale na aktuator.

Senzori se dijele na:

- po dogovoru- mjerenje kretanja sila, temperature, vlage, brzine

- prema principu djelovanja- električni, mehanički, toplinski, optički i

- prema načinu transformacije- neelektrična količina u električnu -

induktivni, termoelektrični, fotonaponski, radioaktivni, aktivni

otpori (potenciometrijski, tenzometrijski itd.).

Senzori su:

- kontakt(izravno u kontaktu);

- beskontaktno(ne dirajte: fotoelektrične, ultrazvučne,

radioaktivni, optički itd.).

SVITAK

koristi se u građevinarstvu za automatizaciju građevinskih strojeva i tehnoloških procesa, tehničkih sredstava automatizacije i automatiziranih upravljačkih sustava.

1. Za kontrolu i informacije:

1.1 kvaliteta zbijenog tla (gustoća);

1.2 izračun količine obavljenog posla (pređeni km, isporučena voda itd.);

1.3 brzina stroja;

1.4 prisutnost tekućine u posudi i njezina količina;

1,5 količina rasutih materijala u spremniku (cement, pijesak, drobljeni kamen

2. Za regulaciju:

2.1 održavanje zadane temperature tijekom zagrijavanja betona;

2.2 termostat rashladne tekućine motora s unutarnjim izgaranjem;

2.3 tlak tekućine u spremniku (sustavu);

2.4 tlak plinova (zrak) u sustavu (spremniku);

2.5 nosivost podiznih i drugih strojeva;

2.6 visina podizanja radnog tijela stroja (krana, radna platforma,

dizalice i dizala, utovarna skala, žlica itd.);

2.7 visina dizanja tereta stroja za dizanje;

2.8 rotacija kraka dizalice;

2.9 ograničenje kretanja stroja duž tračnica (toranjska ili nadzemna dizalica, kolica

2.10 ograničavanje pristupa žicama pod naponom (grana i

kranski kabel);

2.11 održavanje određene razine i nagiba dna jame i rova tijekom rada

bager;

2.12 zaštita od kratkog spoja;

2.13 zaštita od prenapona (podnapona);

2.14 Gašenje svih motora i pričvršćivanje hvataljkama za tračnice toranjskog krana, ovisno o brzini vjetra.

3. Za lokalnu automatizaciju upravljačkog sustava:

3.1 način rada motora ovisno o opterećenju radnog tijela (buldožer - produbljivanje deponije, strugač i grejder - produbljivanje nožem, bager - produbljivanje žlice);

3.2 postavljanje doza komponenti betonske smjese u skladu s recepturom;

3.3 doziranje sastavnih materijala za pripremu betonske mješavine;

3.4 određivanje trajanja i održavanje tog trajanja tijekom pripreme betonske mješavine.

4. Za automatizaciju upravljačkog sustava:

4.1 automatizirani upravljački sustav za rad postrojenja za miješanje betona;

4.2 automatizirani upravljački sustav za buldožer - set "AKA-Dormash", "Combiplan-10 LP", pri izvođenju radova na određenim visinama, nagibu i smjeru;

4.3 automatizirani upravljački sustav motornog grejdera - "Profil-20",

”Profil-30” za niveliranje cesta i planiranje teritorija;

4.4 automatizirani sustav upravljanja strugačem - “Kopir-Stabiplan-10” pri iskopu tla ili okomitom niveliranju na zadanu oznaku (visinski položaj žlice, pomicanje stražnje stijenke žlice, produbljivanje (podizanje) noža žlice i podešavanje motora traktora i njegov smjer;

4.5 automatizirani upravljački sustav za rotorni bager pri izradi rovova u zadanom smjeru, dubini kopanja, zadanom nagibu dna rova i regulaciji rada motora.

Za vizualni prikaz automatiziranog (automatskog) sustava koriste se grafičke slike:

Strukturni dijagram, koji odražava poboljšanu strukturu sustava i odnos između točaka kontrole i upravljanja objektima;

Funkcionalni dijagram, crtež na kojem su tehnološka oprema, komunikacije, kontrole i alati za automatizaciju (instrumenti, regulatori, senzori) shematski prikazani sa simbolima, koji označavaju veze između

tehnološka oprema i elementi automatizacije. Na dijagramu su prikazani parametri koji su podložni kontroli i regulaciji;

Kao i glavne, montažne i druge sheme.

Elektronički senzori (brojila) važna su komponenta u automatizaciji svih tehnoloških procesa i u upravljanju raznim strojevima i mehanizmima.

Uz pomoć elektroničkih uređaja možete dobiti potpune informacije o parametrima kontrolirane opreme.

Princip rada bilo kojeg elektroničkog senzora temelji se na pretvaranju kontroliranih indikatora u signal koji se prenosi na daljnju obradu od strane upravljačkog uređaja. Moguće je mjeriti bilo koje veličine - temperaturu, tlak, električni napon i jakost struje, intenzitet svjetla i druge pokazatelje.

Popularnost elektroničkih mjerača posljedica je brojnih značajki dizajna, a posebno je moguće:

prenijeti izmjerene parametre na gotovo bilo koju udaljenost;
pretvoriti indikatore u digitalni kod za postizanje visoke osjetljivosti i brzine;
prijenos podataka najvećom mogućom brzinom.

Prema principu rada elektronički senzori se dijele u nekoliko kategorija ovisno o principu rada. Neki od najtraženijih su:

kapacitet;
induktivni;
optički.

Svaka od opcija ima određene prednosti koje određuju optimalni opseg njezine primjene. Princip rada bilo koje vrste mjerača može varirati ovisno o dizajnu i korištenoj opremi za nadzor.

KAPACITIVNI SENZORI

Princip rada elektroničkog kapacitivnog senzora temelji se na promjeni kapacitivnosti ravnog ili cilindričnog kondenzatora, ovisno o kretanju jedne od ploča. Također se uzima u obzir takav pokazatelj kao što je dielektrična konstanta medija između ploča. Jedna od prednosti takvih uređaja je vrlo jednostavan dizajn, koji vam omogućuje postizanje dobre čvrstoće i pouzdanosti.

Također, mjerači ove vrste nisu podložni izobličenju pokazatelja tijekom promjena temperature. Jedini uvjet za točnu izvedbu je zaštita od prašine, vlage i korozije.

Kapacitivni senzori se široko koriste u raznim industrijama. Uređaje koji su jednostavni za proizvodnju karakteriziraju niska cijena proizvodnje, a imaju dugi vijek trajanja i visoku osjetljivost.

Ovisno o izvedbi, uređaji se dijele na jednokapacitivne i alkoholno-kapacitivne. Druga je opcija složenija za proizvodnju, ali karakterizira je povećana točnost mjerenja.

Područje primjene.

Za mjerenje linearnih i kutnih pomaka najčešće se koriste kapacitivni senzori, a dizajn uređaja može varirati ovisno o metodi mjerenja (mijenja se površina elektroda ili razmak između njih). Za mjerenje kutnih pomaka koriste se senzori s promjenjivom površinom ploča kondenzatora.

Kapacitivni pretvarači također se koriste za mjerenje tlaka. Dizajn predviđa prisutnost jedne elektrode s dijafragmom, koja se savija pod djelovanjem pritiska, mijenjajući kapacitet kondenzatora, koji je fiksiran mjernim krugom.

Dakle, kapacitivni mjerači mogu se koristiti u svim sustavima upravljanja i regulacije. U energetici, strojarstvu i građevinarstvu obično se koriste senzori linearnog i kutnog pomaka. Kapacitivni odašiljači razine najučinkovitiji su pri rukovanju rasutim materijalima i tekućinama, a često se koriste u kemijskoj i prehrambenoj industriji.

Elektronički kapacitivni senzori koriste se za precizno mjerenje vlažnosti zraka, debljine dielektrika, raznih deformacija, linearnih i kutnih ubrzanja, osiguravajući točnost u raznim uvjetima.

INDUKTIVNI SENZORI

Beskontaktni induktivni senzori rade na principu promjene induktiviteta zavojnice jezgre. Ključna značajka ove vrste mjerača je da reagiraju samo na promjene položaja metalnih predmeta. Metal ima izravan učinak na elektromagnetsko polje zavojnice, što dovodi do okidanja senzora.

Dakle, pomoću induktivnog senzora možete učinkovito pratiti položaj metalnih predmeta u prostoru. To omogućuje korištenje induktivnih mjerača u bilo kojoj industriji gdje je potrebno praćenje položaja različitih strukturnih elemenata.

Jedna od zanimljivosti senzora je da elektromagnetsko polje varira na različite načine, ovisno o vrsti metala, što donekle proširuje opseg uređaja.

Induktivni senzori imaju niz prednosti, od kojih posebnu pozornost zaslužuje nepostojanje pokretnih dijelova, što značajno povećava pouzdanost i čvrstoću konstrukcije. Također, senzori se mogu spojiti na industrijske izvore napona, a princip rada mjerača jamči visoku osjetljivost.

Induktivni senzori se proizvode u nekoliko faktora oblika, za najprikladniju instalaciju i rad, na primjer, dvostruka brojila (dva svitka u jednom kućištu).

Područje primjene.

Opseg upotrebe induktivnih brojila je automatizacija u bilo kojoj industriji. Jednostavan primjer - uređaj se može koristiti kao alternativa krajnjem prekidaču, dok će se brzina odziva povećati. Senzori su izrađeni u kućištu za zaštitu od prašine i vlage za rad u najtežim uvjetima.

Uređaji se mogu koristiti za mjerenje najrazličitijih veličina - za to se koriste pretvarači izmjerenog indikatora u vrijednost pomaka, koju uređaj fiksira.

OPTIČKI SENZORI

Beskontaktni elektronički optički senzori jedna su od najpopularnijih vrsta mjerača u industrijama koje zahtijevaju učinkovito pozicioniranje bilo kojeg objekta s maksimalnom točnošću.

Princip rada ove vrste mjerača temelji se na fiksiranju promjene svjetlosnog toka kada objekt prolazi kroz njega. Najjednostavniji sklop uređaja je emiter (LED) i fotodetektor koji pretvara svjetlosno zračenje u električni signal.

U modernim optičkim mjeračima koristi se suvremeni elektronički sustav kodiranja koji omogućuje isključivanje utjecaja stranih izvora svjetlosti (zaštita od lažnih pozitivnih rezultata).

Strukturno, optička mjerila mogu se izvoditi u odvojenim kućištima za odašiljač i prijemnik, ili u jednom, ovisno o principu rada uređaja i području njegove primjene. Kućište dodatno pruža zaštitu od prašine i vlage (za rad na niskim temperaturama koriste se posebna toplinska kućišta).

Optički senzori se klasificiraju ovisno o shemi rada. Najčešći tip je barijera, koja se sastoji od emitera i prijemnika koji se nalaze strogo jedan nasuprot drugome. Kada objekt prekine konstantni izlaz svjetla, uređaj daje odgovarajući signal.

Drugi popularni tip je difuzni optički mjerač, u kojem se emiter i fotodetektor nalaze u istom kućištu. Princip rada temelji se na refleksiji snopa od objekta. Reflektirani svjetlosni tok hvata fotodetektor, nakon čega se pokreće elektronika.

Treća opcija je reflektirajući optički senzor. Kao u difuznom mjeraču, emiter i prijemnik su strukturno izrađeni u istom kućištu, ali se svjetlosni tok reflektira od posebnog reflektora.

Korištenje.

Optički senzori se široko koriste u automatiziranim sustavima upravljanja i služe za otkrivanje objekata i njihovo brojanje. Relativno jednostavan dizajn osigurava pouzdanost i visoku točnost mjerenja. Kodirani svjetlosni signal pruža zaštitu od vanjskih čimbenika, a elektronika vam omogućuje da odredite ne samo prisutnost objekata, već i odredite njihova svojstva (dimenzije, prozirnost itd.).

Optički uređaji se široko koriste u sigurnosnim sustavima, gdje se koriste kao učinkoviti senzori pokreta. Bez obzira na vrstu, elektronički senzori su najbolja opcija za moderne upravljačke sustave i automatsku opremu.

Visoka točnost i brzina mjerenja osiguravaju pravilan rad opreme uz minimalna odstupanja. Istodobno, većina elektroničkih brojila je beskontaktna, što povećava pouzdanost uređaja nekoliko puta i jamči dug radni vijek čak iu teškim proizvodnim uvjetima.

Materijali predstavljeni na stranici su samo u informativne svrhe i ne mogu se koristiti kao smjernice i normativni dokumenti.

- to su senzori koji rade bez fizičkog i mehaničkog kontakta. Djeluju kroz električno i magnetsko polje, a naširoko se koriste i optički senzori. U ovom članku analizirat ćemo sve tri vrste senzora: optički, kapacitivni i induktivni, a na kraju ćemo napraviti eksperiment s induktivnim senzorom. Inače, narod zove i beskontaktne senzore blizinske sklopke, pa se nemojte bojati ako vidite takvo ime ;-).

optički senzor

Dakle, nekoliko riječi o optičkim senzorima ... Princip rada optičkih senzora prikazan je na donjoj slici

prepreka

Sjećate li se nekih kadrova iz filmova gdje su glavni likovi morali proći kroz optičke zrake i ne pogoditi niti jednu? Ako je zraku dotaknuo bilo koji dio tijela, aktivirao se alarm.

Zraku emitira neki izvor. A tu je i "prijemnik zraka", odnosno stvar koja prima zrak. Čim na prijemniku snopa nema snopa, kontakt će se u njemu odmah uključiti ili isključiti, što će izravno kontrolirati alarm ili nešto drugo po vašem nahođenju. U osnovi, izvor snopa i prijemnik, pravilno nazvani "fotodetektor", dolaze u paru.

SKB IS optički senzori pokreta vrlo su popularni u Rusiji.

Ove vrste senzora imaju i izvor svjetlosti i fotodetektor. Oni se nalaze u samom tijelu ovih senzora. Svaki tip senzora je cjelovitog dizajna i koristi se u brojnim strojevima gdje je potrebna povećana točnost obrade, do 1 mikrometar. Uglavnom, to su strojevi sa sustavom H logično P softver Na ploča ( CNC) koji rade prema programu i zahtijevaju minimalnu ljudsku intervenciju. Ovi beskontaktni senzori izgrađeni su na ovom principu

Ove vrste senzora označavaju se slovom “T” i nazivaju se barijera. Čim je optički snop bio prekinut, senzor je proradio.

Prednosti:

domet može doseći i do 150 metara
visoka pouzdanost i otpornost na buku

minusi:

na velikim udaljenostima senzora potrebno je fino podešavanje fotodetektora na optički snop.

Refleks

Reflektirajuća vrsta senzora označena je slovom R. Kod ovih tipova senzora emiter i prijemnik nalaze se u istom kućištu.

Princip rada može se vidjeti na donjoj slici.

Svjetlost od emitera odbija se od nekog reflektora (reflektora) i ulazi u prijemnik. Čim snop bude prekinut bilo kojim predmetom, senzor se aktivira. Ovaj senzor je vrlo prikladan na transportnim linijama kod brojanja proizvoda.

difuziju

I posljednja vrsta optičkih senzora - difuzija - označena slovom D. Mogu izgledati drugačije:

Princip rada je isti kao i kod refleksa, ali ovdje se svjetlost već reflektira od predmeta. Takvi senzori su dizajnirani za malu udaljenost senzora i nepretenciozni su u svom radu.

Kapacitivni i induktivni senzori

Optika je optika, ali induktivni i kapacitivni senzori smatraju se najnepretencioznijim u svom radu i vrlo pouzdanim. Ovako izgledaju

Oni su međusobno vrlo slični. Princip njihovog rada povezan je s promjenom magnetskog i električnog polja. Induktivni senzori se aktiviraju kada im se dovede bilo koji metal. Ne "kljuvaju" na druge materijale. Kapacitivne djeluju na gotovo svaku tvar.

Kako radi induktivni senzor

Kako kažu, bolje je jednom vidjeti nego sto puta čuti, pa napravimo mali eksperiment induktivni senzor.

Dakle, naš gost je induktivni senzor ruske proizvodnje

Čitamo što piše na njemu

Marka WBI senzora bla bla bla bla, S - udaljenost senzora, ovdje je 2 mm, U1 - verzija za umjerenu klimu, IP - 67 - razina zaštite(ukratko, razina zaštite ovdje je vrlo strma), U b - napon na kojem senzor radi, ovdje napon može biti u rasponu od 10 do 30 volti, I load - struja opterećenja, ovaj senzor može isporučiti do 200 miliampera struje na opterećenje, mislim da je ovo pristojno.

Na poleđini oznake nalazi se dijagram ožičenja za ovaj senzor.

Pa, procijenimo rad senzora? Da bismo to učinili, držimo se tereta. Opterećenje koje ćemo imati je LED spojena serijski s otpornikom nominalne vrijednosti 1 kOhm. Zašto nam je potreban otpornik? LED u trenutku uključivanja počinje mahnito jesti struju i izgara. Kako bi se to spriječilo, otpornik se postavlja u seriju s LED diodom.

Na smeđoj žici senzora isporučujemo plus iz napajanja, a na plavoj žici - minus. Napon koji sam uzeo bio je 15 volti.

Dolazi trenutak istine... Donosimo metalni predmet u radni prostor senzora, i senzor odmah radi, kako nam govori LED ugrađen u senzor, kao i naš eksperimentalni LED.

Senzor ne reagira na materijale osim metala. Tegla kolofonija mu ništa ne znači :-).

Umjesto LED-a može se koristiti ulaz logičkog kruga, odnosno senzor, kada se aktivira, daje logički jedan signal koji se može koristiti u digitalnim uređajima.

Zaključak

U svijetu elektronike, ove tri vrste senzora su u sve većoj upotrebi. Svake godine proizvodnja ovih senzora raste i raste. Koriste se u apsolutno različitim područjima industrije. Automatizacija i robotika ne bi bili mogući bez ovih senzora. U ovom članku analizirao sam samo najjednostavnije senzore koji nam daju samo “on-off” signal ili, profesionalnim jezikom rečeno, jednu informaciju. Sofisticiraniji tipovi senzora mogu pružiti različite parametre i čak se mogu izravno povezati s računalima i drugim uređajima.