Parimi i funksionimit të llojeve të sensorëve. Sensorë elektronikë. Bleni sensor induktiv

Sensorët janë pajisje komplekse që përdoren shpesh për të zbuluar dhe për t'iu përgjigjur sinjaleve elektrike ose optike. Pajisja konverton një parametër fizik (temperatura, presioni i gjakut, lagështia, shpejtësia) në një sinjal që mund të matet nga pajisja.

Klasifikimi i sensorëve në këtë rast mund të jetë i ndryshëm. Ekzistojnë disa parametra bazë për shpërndarjen e pajisjeve matëse, të cilat do të diskutohen më tej. Në thelb, kjo ndarje është për shkak të veprimit të forcave të ndryshme.

Kjo është e lehtë të shpjegohet me shembullin e matjes së temperaturës. Mërkuri në një termometër qelqi zgjeron dhe ngjesh lëngun për të kthyer temperaturën e matur, e cila mund të lexohet nga një vëzhgues nga një tub qelqi i kalibruar.

Kriteret e zgjedhjes

Ekzistojnë disa veçori që duhet të merren parasysh kur klasifikoni një sensor. Ato janë renditur më poshtë:

Saktësia.
Kushtet mjedisore - zakonisht sensorët kanë kufizime në temperaturë, lagështi.
Gama - kufiri i matjes së sensorit.
Kalibrimi është thelbësor për shumicën e instrumenteve matëse pasi leximet ndryshojnë me kalimin e kohës.
Çmimi.
Përsëritshmëria - Leximet e ndryshueshme maten në mënyrë të përsëritur në të njëjtin mjedis.

Shpërndarja e kategorive

Klasifikimi i sensorëve ndahet në kategoritë e mëposhtme:

Numri kryesor i hyrjes së argumenteve.
Parimet e transduksionit (përdorimi i efekteve fizike dhe kimike).
Materiali dhe teknologjia.
Emërimi.

Parimi i transduksionit është një kriter themelor i ndjekur për mbledhjen efektive të informacionit. Në mënyrë tipike, kriteret logjistike zgjidhen nga ekipi i zhvillimit.

Klasifikimi i sensorëve në bazë të vetive shpërndahet si më poshtë:

Temperatura: termistorë, termoçift, termometra me rezistencë, mikroqarqe.
Presioni: Fibra optike, vakum, matës fleksibël me bazë lëngu, LVDT, elektronik.
Rrjedha: elektromagnetike, presioni diferencial, zhvendosja e pozicionit, masa termike.
Sensorët e nivelit: presion diferencial, radio frekuencë tejzanor, radar, zhvendosje termike.
Afërsia dhe zhvendosja: LVDT, fotovoltaik, kapacitiv, magnetik, tejzanor.
Biosensorët: pasqyrë rezonante, elektrokimike, rezonancë plazmonike sipërfaqësore, potenciometrik i adresueshëm me dritë.
Imazhi: Karikimi i pajisjeve të lidhura, CMOS.
Gazi dhe kimia: gjysmëpërçues, infra të kuqe, përçueshmëri, elektrokimike.
Përshpejtimi: xhiroskopë, akselerometra.
Të tjera: sensori i lagështisë, sensori i shpejtësisë, masa, sensori i animit, forca, viskoziteti.

Ky është një grup i madh i përbërë nga nënseksione. Vlen të përmendet se me zbulimin e teknologjive të reja, seksionet përditësohen vazhdimisht.

Qëllimi i klasifikimit të sensorëve bazuar në drejtimin e përdorimit:

Kontrolli, matja dhe automatizimi i procesit të prodhimit.
Përdorim jo-industrial: aviacion, pajisje mjekësore, automobila, elektronikë të konsumit.

Sensorët mund të klasifikohen sipas kërkesave të tyre të fuqisë:

Sensori aktiv - pajisje që kërkojnë energji. Për shembull, LiDAR (zbulimi i dritës dhe zbuluesi i rrezes), një qelizë fotopërçuese.
Sensori pasiv - sensorë që nuk kërkojnë energji. Për shembull, radiometrat, fotografia filmike.

Këto dy seksione përfshijnë të gjitha pajisjet e njohura për shkencën.

Në aplikimet aktuale, qëllimi i klasifikimit të sensorëve mund të grupohet si më poshtë:

Përshpejtuesit - bazuar në teknologjinë e sensorëve mikroelektromekanikë. Ato përdoren për të monitoruar pacientët që ndezin stimuluesin kardiak. dhe sistemet dinamike të automjetit.
Biosensorë - bazuar në teknologjinë elektrokimike. Përdoret për të testuar ushqimin, pajisjet mjekësore, ujin dhe zbulimin e patogjenëve të rrezikshëm biologjikë.
Sensorët e imazhit - bazuar në teknologjinë CMOS. Ato përdoren në elektronikë të konsumit, biometrikë, mbikqyrje të trafikut dhe sigurisë, dhe imazhe kompjuterike.
Detektorë lëvizjeje - bazuar në teknologjitë infra të kuqe, ultrasonike dhe mikrovalë/radar. Përdoret në lojëra video dhe simulime, aktivizimin e dritës dhe zbulimin e sigurisë.

Llojet e sensorëve

Ekziston edhe një grup thelbësor. Ai është i ndarë në gjashtë fusha kryesore:

Temperatura.
Rrezatimi infra të kuqe.
Ultraviolet.
Sensori.
Qasje, lëvizje.
Ultratinguj.

Çdo grup mund të përfshijë nënseksione, nëse teknologjia përdoret edhe pjesërisht si pjesë e një pajisjeje të caktuar.

1. Sensorët e temperaturës

Ky është një nga grupet kryesore. Klasifikimi i sensorëve të temperaturës bashkon të gjitha pajisjet që kanë aftësinë për të vlerësuar parametrat bazuar në ngrohjen ose ftohjen e një lloji të veçantë të substancës ose materialit.

Kjo pajisje mbledh informacionin e temperaturës nga një burim dhe e konverton atë në një formë që pajisjet e tjera ose njerëzit mund ta kuptojnë. Ilustrimi më i mirë i një sensori të temperaturës është merkuri në një termometër xhami. Mërkuri në xhami zgjerohet dhe tkurret me ndryshimet e temperaturës. Temperatura e jashtme është elementi fillestar për matjen e treguesit. Pozicioni i merkurit vëzhgohet nga shikuesi për të matur parametrin. Ekzistojnë dy lloje kryesore të sensorëve të temperaturës:

sensorë kontakti. Ky lloj pajisjeje kërkon kontakt të drejtpërdrejtë fizik me objektin ose transportuesin. Ata kontrollojnë temperaturën e lëndëve të ngurta, lëngjeve dhe gazeve në një gamë të gjerë temperaturash.
Sensorë pa kontakt. Ky lloj sensori nuk kërkon ndonjë kontakt fizik me objektin ose mediumin e matur. Ata kontrollojnë solidet dhe lëngjet jo-reflektuese, por janë të padobishme për gazrat për shkak të transparencës së tyre natyrore. Këto instrumente përdorin ligjin e Planck-ut për të matur temperaturën. Ky ligj ka të bëjë me nxehtësinë e emetuar nga burimi për të matur standardin.

Puna me pajisje të ndryshme

Parimi i funksionimit dhe klasifikimi i sensorëve të temperaturës ndahet gjithashtu në përdorimin e teknologjisë në llojet e tjera të pajisjeve. Këto mund të jenë tabela në një makinë dhe njësi të veçanta prodhimi në një dyqan industrial.

Termoçift - modulet janë bërë nga dy tela (secila - nga lidhje të ndryshme homogjene ose metale), të cilat formojnë një tranzicion matës duke u lidhur në njërën skaj. Kjo njësi matës është e hapur për elementët e studiuar. Fundi tjetër i telit përfundon me një pajisje matëse ku formohet një kryqëzim referencë. Rryma rrjedh nëpër qark sepse temperaturat e dy kryqëzimeve janë të ndryshme. Tensioni i milivoltit që rezulton matet për të përcaktuar temperaturën në kryqëzim.
Detektorët e temperaturës së rezistencës (RTD) janë lloje të termistorëve që janë bërë për të matur rezistencën elektrike gjatë ndryshimeve të temperaturës. Ato janë më të shtrenjta se çdo pajisje tjetër për zbulimin e temperaturës.
Termistorët. Ato janë një lloj tjetër i rezistencës termike në të cilën një ndryshim i madh në rezistencë është proporcional me një ndryshim të vogël të temperaturës.

2. Sensori IR

Kjo pajisje lëshon ose zbulon rrezatim infra të kuqe për të përcaktuar fazën specifike në mjedis. Si rregull, rrezatimi termik emetohet nga të gjitha objektet në spektrin infra të kuq. Ky sensor zbulon një lloj burimi që nuk është i dukshëm për syrin e njeriut.

Ideja bazë është përdorimi i LED-ve infra të kuqe për të transmetuar valët e dritës në një objekt. Një diodë tjetër IR e të njëjtit lloj duhet të përdoret për të zbuluar valën e reflektuar nga objekti.

Parimi i funksionimit

Klasifikimi i sensorëve në sistemin e automatizimit në këtë drejtim është i zakonshëm. Kjo për faktin se teknologjia bën të mundur përdorimin e mjeteve shtesë për vlerësimin e parametrave të jashtëm. Kur një marrës infra të kuqe ekspozohet ndaj dritës infra të kuqe, një ndryshim tensioni zhvillohet nëpër tela. Vetitë elektrike të komponentëve të sensorit IR mund të përdoren për të matur distancën nga një objekt. Kur një marrës infra të kuqe është i ekspozuar ndaj dritës, një ndryshim potencial zhvillohet nëpër tela.

Ku aplikohet:

Termografia: Sipas ligjit të rrezatimit të objekteve, është e mundur të vëzhgohet mjedisi me ose pa dritë të dukshme duke përdorur këtë teknologji.
Ngrohja: rrezatimi infra i kuq mund të përdoret për të gatuar dhe ngrohur ushqimin. Ata mund të heqin akullin nga krahët e avionit. Konvertorët janë të njohur në fushën industriale si printimi, formimi i plastikës dhe saldimi me polimer.
Spektroskopia: Kjo teknikë përdoret për të identifikuar molekulat duke analizuar lidhjet përbërëse. Teknologjia përdor rrezatimin e dritës për të studiuar përbërjet organike.
Meteorologjia: matja e lartësisë së reve, llogaritja e temperaturës së tokës dhe sipërfaqes është e mundur nëse satelitët meteorologjikë janë të pajisur me radiometra skanues.
Fotobiomodulimi: përdoret për kimioterapi në pacientët me kancer. Përveç kësaj, teknologjia përdoret për të trajtuar virusin herpes.
Klimatologjia: monitorimi i shkëmbimit të energjisë midis atmosferës dhe tokës.
Komunikimi: Një lazer infra të kuqe siguron dritë për komunikimin me fibra optike. Këto emetime përdoren gjithashtu për komunikim në distancë të shkurtër ndërmjet pajisjeve periferike të celularit dhe kompjuterit.

3. Sensori UV

Këta sensorë matin intensitetin ose fuqinë e rrezatimit ultravjollcë të rënë. Një formë e rrezatimit elektromagnetik ka një gjatësi vale më të madhe se rrezet X, por është akoma më e shkurtër se rrezatimi i dukshëm.

Një material aktiv i njohur si diamant polikristalor përdoret për të matur në mënyrë të besueshme rrezet ultravjollcë. Instrumentet mund të zbulojnë ndikime të ndryshme mjedisore.

Kriteret e zgjedhjes së pajisjes:

Gama e gjatësisë së valës në nanometra (nm) që mund të zbulohet nga sensorët ultravjollcë.
Temperatura e punës.
Saktësia.
diapazoni i fuqisë.

Parimi i funksionimit

Sensori UV merr një lloj sinjali energjie dhe transmeton një lloj tjetër sinjalesh. Për të vëzhguar dhe regjistruar këto rryma dalëse, ato dërgohen në një matës elektrik. Për të krijuar grafikë dhe raporte, treguesit transferohen në një konvertues analog në dixhital (ADC), dhe më pas në një kompjuter me softuer.

Përdoret në pajisjet e mëposhtme:

Fototubat UV janë sensorë të ndjeshëm ndaj rrezatimit që monitorojnë trajtimin e ajrit UV, trajtimin e ujit UV dhe ekspozimin diellor.
Sensorët e dritës - matin intensitetin e rrezes së përplasjes.
Sensorët e spektrit ultravjollcë janë pajisje të lidhura me ngarkesë (CCD) që përdoren në imazhet laboratorike.
Detektorë UV.
Detektorë baktericid UV.
Sensorët e fotostabilitetit.

4. Sensori me prekje

Ky është një grup tjetër i madh i pajisjeve. Klasifikimi i sensorëve të presionit përdoret për të vlerësuar parametrat e jashtëm përgjegjës për shfaqjen e karakteristikave shtesë nën veprimin e një objekti ose lënde të caktuar.

Sensori i prekjes vepron si një rezistencë e ndryshueshme sipas vendit ku është i lidhur.

Sensori i prekjes përbëhet nga:

Një substancë plotësisht përcjellëse siç është bakri.
Material i ndërmjetëm i izoluar si shkuma ose plastika.
Material pjesërisht përçues.

Megjithatë, nuk ka një ndarje të rreptë. Klasifikimi i sensorëve të presionit përcaktohet duke zgjedhur një sensor specifik, i cili vlerëson tensionin e daljes brenda ose jashtë objektit në studim.

Parimi i funksionimit

Një material pjesërisht përçues kundërshton rrjedhën e rrymës. Parimi i koduesit linear është se rrjedha e rrymës konsiderohet të jetë më e kundërt kur gjatësia e materialit nëpër të cilin duhet të kalojë rryma është më e madhe. Si rezultat, rezistenca e materialit ndryshon duke ndryshuar pozicionin në të cilin ai bie në kontakt me një objekt plotësisht përçues.

Klasifikimi i sensorëve të automatizimit bazohet tërësisht në parimin e përshkruar. Këtu përfshihen burime shtesë në formën e softuerit të zhvilluar posaçërisht. Në mënyrë tipike, softueri shoqërohet me sensorë me prekje. Pajisjet mund të kujtojnë "prekjen e fundit" kur sensori është i çaktivizuar. Ata mund të regjistrojnë "prekjen e parë" sapo sensori të aktivizohet dhe të kuptojnë të gjitha kuptimet që lidhen me të. Ky veprim është i ngjashëm me lëvizjen e miut kompjuterik në skajin tjetër të tastierës së mausit për të lëvizur kursorin në anën e largët të ekranit.

5. Sensori i afërsisë

Gjithnjë e më shumë, automjetet moderne po përdorin këtë teknologji. Klasifikimi i sensorëve elektrikë që përdorin modulet e dritës dhe sensorëve po fiton popullaritet në mesin e prodhuesve të automobilave.

Sensori i afërsisë zbulon praninë e objekteve që janë pothuajse pa asnjë pikë kontakti. Meqenëse nuk ka kontakt midis moduleve dhe objektit të perceptuar dhe nuk ka pjesë mekanike, këto pajisje kanë një jetë të gjatë shërbimi dhe besueshmëri të lartë.

Lloje të ndryshme të sensorëve të afërsisë:

Sensorët induktiv të afërsisë.
Sensorë kapacitiv të afërsisë.
Sensorët e afërsisë tejzanor.
Sensorë fotoelektrikë.
Sensorët e sallës.

Parimi i funksionimit

Sensori i afërsisë lëshon një fushë elektromagnetike ose elektrostatike ose një rreze rrezatimi elektromagnetik (si p.sh. infra të kuqe) dhe pret për një sinjal përgjigjeje ose ndryshime në fushë. Objekti që do të zbulohet njihet si objektivi i modulit të regjistrimit.

Klasifikimi i sensorëve sipas parimit të funksionimit dhe qëllimit do të jetë si më poshtë:

Pajisjet induktive: ka një oshilator në hyrje që ndryshon rezistencën e humbjes në afërsinë e një mediumi elektrik përçues. Këto pajisje preferohen për objekte metalike.
Sensorët kapacitiv të afërsisë: Këta konvertojnë ndryshimin në kapacitetin elektrostatik midis elektrodave të zbulimit dhe tokës. Kjo ndodh kur i afroheni një objekti afër me një ndryshim në frekuencën e lëkundjes. Për të zbuluar një objekt afër, frekuenca e lëkundjes konvertohet në një tension DC, i cili krahasohet me një vlerë të pragut të paracaktuar. Këto pajisje preferohen për objekte plastike.

Klasifikimi i pajisjeve matëse dhe sensorëve nuk kufizohet në përshkrimin dhe parametrat e mësipërm. Me ardhjen e modeleve të reja të instrumenteve matëse, grupi i përgjithshëm po rritet. Janë miratuar përkufizime të ndryshme për të dalluar sensorët dhe transduktorët. Sensorët mund të përkufizohen si një element që ndjen energjinë për të prodhuar një variant në të njëjtën ose një formë të ndryshme të energjisë. Sensori konverton vlerën e matur në sinjalin e dëshiruar të daljes duke përdorur parimin e konvertimit.

Në bazë të sinjaleve të marra dhe të krijuara, parimi mund të ndahet në grupet e mëposhtme: elektrike, mekanike, termike, kimike, rrezatuese dhe magnetike.

6. Sensorë tejzanor

Një sensor tejzanor përdoret për të zbuluar praninë e një objekti. Kjo arrihet duke emetuar valë ultrasonike nga koka e pajisjes dhe më pas duke marrë sinjalin ultrasonik të reflektuar nga objekti përkatës. Ndihmon në zbulimin e pozicionit, pranisë dhe lëvizjes së objekteve.

Për shkak se sensorët tejzanor mbështeten në zë dhe jo në dritë për zbulim, ato përdoren gjerësisht në matjet e nivelit të ujit, procedurat e skanimit mjekësor dhe në industrinë e automobilave. Valët tejzanor mund të zbulojnë objekte të padukshme si transparenca, shishe qelqi, shishe plastike dhe fletë xhami me sensorët e tyre reflektues.

Parimi i funksionimit

Klasifikimi i sensorëve induktiv bazohet në qëllimin e përdorimit të tyre. Këtu është e rëndësishme të merren parasysh vetitë fizike dhe kimike të objekteve. Lëvizja e valëve tejzanor ndryshon në varësi të formës dhe llojit të mediumit. Për shembull, valët ultrasonike udhëtojnë drejt përmes një mediumi homogjen dhe reflektohen dhe transmetohen përsëri në kufirin midis mediave të ndryshme. Trupi i njeriut në ajër shkakton reflektim të rëndësishëm dhe mund të zbulohet lehtësisht.

Teknologjia përdor parimet e mëposhtme:

Multireflektimi. Reflektimi i shumëfishtë ndodh kur valët reflektohen më shumë se një herë midis sensorit dhe objektivit.
Zona kufizuese. Distanca minimale e sensorit dhe distanca maksimale e sensorit mund të rregullohen. Kjo quhet zona kufitare.
zona e zbulimit. Ky është intervali midis sipërfaqes së kokës së sensorit dhe distancës minimale të zbulimit të marrë duke rregulluar distancën e skanimit.

Pajisjet e pajisura me këtë teknologji lejojnë skanimin e llojeve të ndryshme të objekteve. Burimet tejzanor përdoren në mënyrë aktive në krijimin e automjeteve.

Deri në vitin e 70-të të shekullit të kaluar, çdo makinë ishte e pajisur me maksimum tre sensorë: niveli i karburantit, temperatura e ftohësit dhe presioni i vajit. Ata ishin të lidhur me pajisje magnetoelektrike dhe treguese të dritës në panelin e instrumenteve. Qëllimi i tyre ishte vetëm të informonin shoferin për parametrat e motorit dhe sasinë e karburantit. Atëherë pajisja e sensorëve të makinave ishte shumë e thjeshtë.

Por koha kaloi dhe në vitet 70 të të njëjtit shekull, prodhuesit e makinave filluan të zvogëlojnë përmbajtjen e substancave të dëmshme në gazrat e shkarkimit që dilnin nga transportuesit e makinave të tyre. Sensorët e makinës të nevojshme për këtë nuk i raportuan më asgjë shoferit, por vetëm i transmetonin informacione rreth funksionimit të motorit. Numri total i tyre në çdo makinë është rritur ndjeshëm. Dekada e ardhshme u shënua nga lufta për siguri në përdorimin e makinave, për të cilat u projektuan sensorë të rinj. Ato ishin të destinuara për funksionimin e sistemit të frenimit kundër bllokimit dhe vendosjen e airbagëve gjatë aksidenteve të trafikut.

ABS

Ky sistem është krijuar për të parandaluar bllokimin e plotë të rrotave gjatë frenimit. Prandaj, pajisja përmban domosdoshmërisht sensorë të shpejtësisë së rrotave. Modelet e tyre janë të ndryshme. Ata janë ose pasivë ose aktivë.

Pasivë janë kryesisht sensorë induktivë. Vetë sensori përbëhet nga një bërthamë çeliku dhe një spirale me një numër të madh kthesash të telit të hollë bakri të emaluar. Në mënyrë që ai të kryejë funksionet e tij, një unazë ingranazhi çeliku shtypet në makinën ose shpërndarësin e timonit. Dhe sensori është i fiksuar në mënyrë që kur rrota të rrotullohet, dhëmbët të kalojnë pranë bërthamës dhe të nxisin impulse elektrike në spirale. Shkalla e përsëritjes së tyre do të jetë një shprehje proporcionale e shpejtësisë së rrotullimit të timonit. Përparësitë e këtij lloji të pajisjes janë: thjeshtësia, mungesa e fuqisë dhe kostoja e ulët. Disavantazhi i tyre është se amplituda e pulsit është shumë e vogël me shpejtësi deri në 7 km/h.

Aktive, të cilat janë dy llojesh. Disa bazohen në efektin e njohur Hall. Të tjerët janë magnetorezistues bazuar në fenomenin me të njëjtin emër. Efekti magnetorezistues konsiston në ndryshimin e rezistencës elektrike të një gjysmëpërçuesi kur ai hyn në një fushë magnetike. Të dy llojet e sensorëve aktivë karakterizohen nga një amplitudë e mjaftueshme pulsesh me çdo shpejtësi. Por pajisja e tyre është më e ndërlikuar dhe kostoja është më e lartë se ato pasive. Dhe fakti që ata kanë nevojë për ushqim nuk mund të quhet një avantazh.

Sistemi i vajosjes

Sensorët e automobilave që kontrollojnë parametrat e këtij sistemi janë të tre llojeve:

Ftohja e motorit

Një makinë me një motor karburatori ishte e pajisur me dy sensorë të temperaturës. Njëri përfshinte një tifoz elektrik radiatori për të ruajtur temperaturën e funksionimit. Pajisja e ekranit mori lexime nga tjetra. Sistemi i ftohjes së një makine moderne të pajisur me një njësi elektronike të kontrollit të motorit (ECU) ka gjithashtu dy sensorë të temperaturës. Njëri prej tyre përdor një pajisje për shfaqjen e temperaturës së ftohësit në grupin e instrumenteve. Një sensor tjetër i temperaturës kërkohet për funksionimin e ECU. Struktura e tyre është thelbësisht e ndryshme. Të dy janë termistorë NTC. Kjo do të thotë, rezistenca e tyre zvogëlohet me uljen e temperaturës.

trakti i marrjes

Sensori i rrjedhës së ajrit në masë (DMRV). Projektuar për të përcaktuar vëllimin e ajrit që hyn në cilindra. Kjo është e nevojshme për të llogaritur sasinë e karburantit për të formuar një përzierje të ekuilibruar ajër-karburant. Nyja përbëhet nga fije platini të virgjëra nëpër të cilat kalon një rrymë elektrike. Një prej tyre është në rrjedhën e ajrit që hyn në motor. Tjetri, ai referues, është larg tij. Rrymat që kalojnë nëpër to krahasohen në ECU. Dallimi midis tyre përcakton vëllimin e ajrit që hyn në motor. Ndonjëherë, për saktësi më të madhe, merret parasysh temperatura e ajrit.

Sensori i presionit absolut të kolektorit të marrjes, i quajtur gjithashtu sensor MAP. Përdoret për të përcaktuar vëllimin e ajrit që hyn në cilindra. Mund të jetë një alternativë ndaj DMRV për motorët me turbocharged. Pajisja përbëhet nga një trup dhe një diafragmë qeramike e veshur me një film tensionues. Vëllimi i trupit ndahet nga diafragma në 2 pjesë. Njëra prej tyre është e mbyllur dhe ajri pompohet prej tij. Tjetri është i lidhur me një tub me kolektorin e marrjes, kështu që presioni në të është i barabartë me presionin e ajrit të injektuar në motor. Nën veprimin e këtij presioni, diafragma deformohet, gjë që ndryshon rezistencën e filmit në të. Kjo rezistencë karakterizon presionin absolut të ajrit në kolektor.
Sensori i pozicionit të mbytjes (TPS). Siguron një sinjal proporcional me këndin e hapjes së amortizatorit të ajrit. Ai është, në thelb, një rezistencë e ndryshueshme. Kontaktet e tij fikse janë të lidhura me tokën dhe me tensionin e referencës. Dhe nga lëvizshmëria, e lidhur mekanikisht me boshtin e valvulës së mbytjes, voltazhi i daljes hiqet.

Sistemi i shkarkimit

Sensori i oksigjenit. Kjo pajisje luan rolin e reagimit për të ruajtur raportin e dëshiruar të ajrit dhe karburantit në dhomat e djegies. Puna e tij bazohet në parimin e funksionimit të një qelize galvanike me një elektrolit të ngurtë. Kjo e fundit është qeramika e bazuar në dioksid zirkoniumi. Elektrodat e ndërtimit janë depozitim platini në të dy anët e qeramikës. Pajisja fillon të punojë pas ngrohjes deri në një temperaturë prej 300 deri në 400 ◦ C.

Ngrohja deri në një temperaturë kaq të lartë zakonisht kryhet nga gazrat e nxehtë të shkarkimit ose një element ngrohës. Një regjim i tillë i temperaturës është i nevojshëm për shfaqjen e përçueshmërisë së elektrolitit qeramik. Prania e karburantit të padjegur në shkarkimin e motorit është arsyeja e shfaqjes së një ndryshimi potencial në elektrodat e sensorit. Përkundër faktit se të gjithë janë mësuar ta quajnë këtë pajisje një sensor oksigjeni, ai është më shumë një sensor i karburantit të padjegur. Meqenëse shfaqja e sinjalit të daljes ndodh kur sipërfaqja e tij bie në kontakt jo me oksigjenin, por me avujt e karburantit.

Sensorë të tjerë

Mjetet teknike më të rëndësishme dhe më të përdorura të automatizimit janë sensorët.

Sensori quhet konverteri kryesor i një vlere të kontrolluar ose të rregulluar në një sinjal dalës, i përshtatshëm për transmetim në distancë dhe përdorim të mëtejshëm. Sensori përbëhet nga një organ perceptues (i ndjeshëm) dhe një ose më shumë transduktorë të ndërmjetëm. Shumë shpesh, sensori përbëhet nga vetëm një element marrës (për shembull: termoelement, termometër rezistence, etj.). Sensori karakterizohet nga vlerat hyrëse dhe dalëse.

Ndryshimi i vlerës së daljes në varësi të ndryshimit në vlerën hyrëse

thirrur ndjeshmëria e sensorit;

Një ndryshim në sinjalin e daljes që rezulton nga një ndryshim në atë të brendshëm

vetitë e sensorit ose ndryshimet në kushtet e jashtme të funksionimit të tij - ndryshime

temperatura e ambientit, luhatjet e tensionit etj. thirrur gabim sensor;

Vonesa e ndryshimeve në vlerën dalëse nga ndryshimet në vlerën hyrëse

thirrur inercia e sensorit.

Të gjithë këta tregues të sensorëve duhet të merren parasysh kur zgjidhni sensorë për automatizimin e një makine ose procesi të veçantë.

Sensorët e krijuar për të matur fizikun (vlerat e hyrjes jo elektrike të nivelit të lagështisë, densitetit, temperaturës, etj.) i konvertojnë ato në vlera të prodhimit elektrik të transmetuara në distancë për të vepruar në aktuator.

Sensorët ndahen në:

- me takim- matja e lëvizjes së forcave, temperaturës, lagështisë, shpejtësisë

- sipas parimit të veprimit- elektrike, mekanike, termike, optike dhe

- sipas metodës së transformimit- sasia jo elektrike në elektrike -

induktive, termoelektrike, fotovoltaike, radioaktive, aktive

rezistenca (potenciometrike, tensometrike, etj.).

Sensorët janë:

- kontakt(drejtpërdrejt në kontakt);

- pa kontakt(mos prekni: fotoelektrike, ultrasonike,

radioaktive, optike, etj.).

LËVIZJE

përdoret në industrinë e ndërtimit për të automatizuar makineritë e ndërtimit dhe proceset teknologjike, mjetet teknike të automatizimit dhe sistemet e automatizuara të kontrollit.

1. Për kontroll dhe informacion:

1.1 cilësia e tokës së ngjeshur (dendësia);

1.2 llogaritja e sasisë së punës së kryer (km e kaluar, uji i furnizuar, etj.);

1.3 shpejtësia e makinës;

1.4 prania e lëngut në enë dhe sasia e tij;

1.5 sasia e materialeve me shumicë në rezervuar (çimento, rërë, gur i grimcuar

2. Për rregullore:

2.1 ruajtja e temperaturës së caktuar gjatë ngrohjes së betonit;

2.2 termostati i ftohësit të motorit me djegie të brendshme;

2.3 presioni i lëngut në enë (sistem);

2.4 presioni i gazeve (ajrit) në sistem (rezervuar);

2.5 kapaciteti mbajtës i makinerive ngritëse dhe të tjera;

2.6 lartësia e ngritjes së trupit të punës së makinës (bumi i vinçit, platforma e punës,

ngritësit dhe ashensorët, kapakun e ngarkimit, kovë, etj.);

2.7 lartësia e ngritjes së ngarkesës së makinës ngritëse;

2.8 rrotullimi i bumit të vinçit;

2.9 kufizimi i lëvizjes së makinës përgjatë binarëve (kullë ose vinç sipërm, karroca

2.10 kufizimi i qasjes ndaj telave të drejtpërdrejtë (bum dhe

kabllo vinçi);

2.11 ruajtja e nivelit dhe pjerrësisë së specifikuar të pjesës së poshtme të gropës dhe kanalit gjatë operimit

ekskavator;

2.12 mbrojtje nga qarku i shkurtër;

2.13 mbrojtja nga mbitensioni (nëntensioni);

2.14 fikja e të gjithë motorëve dhe fiksimi me kapëse për shinat e vinçit të kullës, në varësi të shpejtësisë së erës.

3. Për automatizimin lokal të sistemit të kontrollit:

3.1 modaliteti i funksionimit të motorit në varësi të ngarkesës në trupin e punës (buldozer - thellim hale, kruese dhe grader - thellim thike, ekskavator - thellim kovë);

3.2 vendosja e dozave të përbërësve të përzierjes së betonit në përputhje me recetën;

3.3 dozimin e materialeve përbërës për përgatitjen e përzierjes së betonit;

3.4 Përcaktimi i kohëzgjatjes dhe ruajtja e kësaj kohëzgjatjeje gjatë përgatitjes së përzierjes së betonit.

4. Për të automatizuar sistemin e kontrollit:

4.1 Sistemi i automatizuar i kontrollit për funksionimin e një impianti të përzierjes së betonit;

4.2 Sistemi i automatizuar i kontrollit për një buldozer - një grup "AKA-Dormash", "Combiplan-10 LP", kur kryen punë në lartësi, pjerrësi dhe drejtim të specifikuar;

4.3 Sistemi i automatizuar i kontrollit të klasës motorike - "Profile-20",

“Profili-30” për klasifikimin e rrugëve dhe planifikimin e territorit;

4.4 Sistemi i automatizuar i kontrollit të krueseve - "Kopir-Stabiplan-10" kur gërmoni dheun ose nivelimin vertikal në një shenjë të caktuar (pozicioni i lartësisë së kovës, lëvizja e murit të pasmë të kovës, thellimi (ngritja) e thikës së kovës dhe rregullimi i motorit të traktorit dhe drejtimin e tij;

4.5 Sistemi i automatizuar i kontrollit për një ekskavator me rrota kovë kur zhvillon llogore në një drejtim të caktuar, thellësi gërmimi, një pjerrësi të caktuar të fundit të kanalit dhe rregullon funksionimin e motorit.

Për një paraqitje vizuale të një sistemi të automatizuar (automatik), përdoren imazhe grafike:

Diagrami strukturor, i cili pasqyron strukturën e përmirësuar të sistemit dhe marrëdhëniet midis pikave të kontrollit dhe menaxhimit të objekteve;

Diagrami funksional, një vizatim në të cilin pajisjet teknologjike, komunikimet, kontrollet dhe mjetet e automatizimit (instrumentet, rregullatorët, sensorët) tregohen në mënyrë skematike me simbole, duke treguar lidhjet midis

pajisjet teknologjike dhe elementet e automatizimit. Diagrami tregon parametrat që i nënshtrohen kontrollit dhe rregullimit;

Si dhe skemat kryesore, montimi dhe të tjera.

Sensorët (matësit) elektronikë janë një komponent i rëndësishëm në automatizimin e çdo procesi teknologjik dhe në kontrollin e makinave dhe mekanizmave të ndryshëm.

Me ndihmën e pajisjeve elektronike, mund të merrni informacion të plotë për parametrat e pajisjeve të kontrolluara.

Parimi i funksionimit të çdo sensori elektronik bazohet në shndërrimin e treguesve të kontrolluar në një sinjal që transmetohet për përpunim të mëtejshëm nga pajisja e kontrollit. Është e mundur të matet çdo sasi - temperatura, presioni, tensioni elektrik dhe forca e rrymës, intensiteti i dritës dhe tregues të tjerë.

Popullariteti i njehsorëve elektronikë është për shkak të një numri karakteristikash të projektimit, në veçanti, është e mundur:

transmetoni parametrat e matur në pothuajse çdo distancë;
konvertoni treguesit në një kod dixhital për të arritur ndjeshmëri dhe shpejtësi të lartë;
transferimi i të dhënave me shpejtësinë më të lartë të mundshme.

Sipas parimit të funksionimit, sensorët elektronikë ndahen në disa kategori në varësi të parimit të funksionimit. Disa nga më të kërkuarit janë:

kapacitiv;
induktiv;
optike.

Secila prej opsioneve ka disa avantazhe që përcaktojnë shtrirjen optimale të zbatimit të saj. Parimi i funksionimit të çdo lloji të njehsorit mund të ndryshojë në varësi të modelit dhe pajisjes së monitorimit të përdorur.

SENSORË KAPACITIVE

Parimi i funksionimit të një sensor elektronik kapacitiv bazohet në një ndryshim në kapacitetin e një kondensatori të sheshtë ose cilindrik, në varësi të lëvizjes së njërës prej pllakave. Gjithashtu merret parasysh një tregues i tillë si konstanta dielektrike e mediumit midis pllakave. Një nga avantazhet e pajisjeve të tilla është një dizajn shumë i thjeshtë, i cili ju lejon të arrini forcë dhe besueshmëri të mirë.

Gjithashtu, njehsorët e këtij lloji nuk i nënshtrohen shtrembërimit të treguesve gjatë ndryshimeve të temperaturës. Kushti i vetëm për performancë të saktë është mbrojtja nga pluhuri, lagështia dhe korrozioni.

Sensorët kapacitiv përdoren gjerësisht në një shumëllojshmëri të gjerë industrish. Pajisjet e lehta për t'u prodhuar karakterizohen nga kosto e ulët e prodhimit, ndërsa kanë një jetë të gjatë shërbimi dhe ndjeshmëri të lartë.

Në varësi të dizajnit, pajisjet ndahen në një kapacitet dhe shpirt-kapacitiv. Opsioni i dytë është më i ndërlikuar për t'u prodhuar, por karakterizohet nga saktësia e rritur e matjes.

Zona e aplikimit.

Më shpesh, sensorë kapacitiv përdoren për të matur zhvendosjet lineare dhe këndore, dhe dizajni i pajisjes mund të ndryshojë në varësi të metodës së matjes (zona e elektrodave ose hendeku midis tyre ndryshon). Për të matur zhvendosjet këndore, përdoren sensorë me një zonë të ndryshueshme të pllakave të kondensatorëve.

Transduktorët kapacitiv përdoren gjithashtu për të matur presionin. Dizajni parashikon praninë e një elektrode me një diafragmë, e cila përkulet nën veprimin e presionit, duke ndryshuar kapacitetin e kondensatorit, i cili fiksohet nga qarku matës.

Kështu, njehsorët kondensativ mund të përdoren në çdo sistem kontrolli dhe rregullimi. Në energji, inxhinieri mekanike dhe ndërtim, zakonisht përdoren sensorë të zhvendosjes lineare dhe këndore. Transmetuesit e nivelit kapacitiv janë më efektivët kur merren me materiale dhe lëngje me shumicë dhe shpesh përdoren në industrinë kimike dhe ushqimore.

Sensorët elektronikë kapacitiv përdoren për të matur me saktësi lagështinë e ajrit, trashësinë dielektrike, deformimet e ndryshme, përshpejtimet lineare dhe këndore, duke siguruar saktësi në kushte të ndryshme.

SENSORET INDUKTIVE

Sensorët induktivë pa kontakt punojnë në parimin e ndryshimit të induktivitetit të një spirale bërthamore. Karakteristika kryesore e këtij lloji të matësve është se ata reagojnë vetëm ndaj ndryshimeve në vendndodhjen e objekteve metalike. Metali ka një efekt të drejtpërdrejtë në fushën elektromagnetike të spirales, e cila çon në ndezjen e sensorit.

Kështu, duke përdorur një sensor induktiv, mund të gjurmoni në mënyrë efektive pozicionin e objekteve metalike në hapësirë. Kjo lejon përdorimin e njehsorëve induktivë në çdo industri ku kërkohet monitorimi i pozicionit të elementeve të ndryshëm strukturorë.

Një nga veçoritë interesante të sensorit është se fusha elektromagnetike ndryshon në mënyra të ndryshme, në varësi të llojit të metalit, gjë që zgjeron disi fushëveprimin e pajisjeve.

Sensorët induktivë kanë një numër avantazhesh, nga të cilat mungesa e pjesëve lëvizëse meriton vëmendje të veçantë, gjë që rrit ndjeshëm besueshmërinë dhe forcën e strukturës. Gjithashtu, sensorët mund të lidhen me burimet e tensionit industrial, dhe parimi i funksionimit të njehsorit garanton ndjeshmëri të lartë.

Sensorët induktiv janë bërë në disa faktorë formash, për instalimin dhe funksionimin më të përshtatshëm, për shembull, matës të dyfishtë (dy mbështjellje në një strehim).

Zona e aplikimit.

Fusha e përdorimit të njehsorëve induktivë është automatizimi në çdo industri. Një shembull i thjeshtë - pajisja mund të përdoret si një alternativë ndaj një ndërprerës kufi, ndërsa shpejtësia e përgjigjes do të rritet. Sensorët janë bërë në një strehë mbrojtëse nga pluhuri dhe lagështia për funksionim në kushtet më të vështira.

Pajisjet mund të përdoren për të matur një shumëllojshmëri të gjerë sasish - për këtë përdoren konvertuesit e treguesit të matur në vlerën e zhvendosjes, e cila fiksohet nga pajisja.

SENSORË OPTIK

Sensorët optikë elektronikë pa kontakt janë një nga llojet më të njohura të njehsorëve në industri që kërkojnë pozicionim efikas të çdo objekti me saktësi maksimale.

Parimi i funksionimit të këtij lloji të njehsorëve bazohet në fiksimin e ndryshimit të fluksit të dritës kur një objekt kalon nëpër të. Qarku më i thjeshtë i pajisjes është një emetues (LED) dhe një fotodetektor që konverton rrezatimin e dritës në një sinjal elektrik.

Në njehsorët optikë modernë, përdoret një sistem modern i kodimit elektronik, i cili bën të mundur përjashtimin e ndikimit të burimeve të jashtme të dritës (mbrojtja kundër pozitivëve të rremë).

Strukturisht, njehsorët optikë mund të kryhen si në strehë të veçantë për emetuesin dhe marrësin, ose në një, në varësi të parimit të funksionimit të pajisjes dhe fushës së aplikimit të tij. Kutia siguron gjithashtu mbrojtje kundër pluhurit dhe lagështisë (këllëfet speciale termike përdoren për funksionimin në temperatura të ulëta).

Sensorët optikë klasifikohen në varësi të skemës së funksionimit. Lloji më i zakonshëm është barriera, e përbërë nga një emetues dhe një marrës të vendosur rreptësisht përballë njëri-tjetrit. Kur dalja e vazhdueshme e dritës ndërpritet nga një objekt, pajisja jep një sinjal përkatës.

Lloji i dytë popullor është një matës optik difuz, në të cilin emetuesi dhe fotodetektori janë të vendosur në të njëjtin strehim. Parimi i funksionimit bazohet në reflektimin e rrezes nga objekti. Fluksi i reflektuar i dritës kapet nga një fotodetektor, pas së cilës aktivizohet elektronika.

Opsioni i tretë është një sensor optik reflektues. Ashtu si në një matës difuz, emetuesi dhe marrësi janë bërë strukturisht në të njëjtin strehë, por fluksi i dritës reflektohet nga një reflektor i veçantë.

Përdorimi.

Sensorët optikë përdoren gjerësisht në sistemet e automatizuara të kontrollit dhe shërbejnë për zbulimin e objekteve dhe numërimin e tyre. Dizajni relativisht i thjeshtë siguron besueshmëri dhe saktësi të lartë të matjes. Sinjali i koduar i dritës siguron mbrojtje nga faktorët e jashtëm, dhe elektronika ju lejon të përcaktoni jo vetëm praninë e objekteve, por edhe të përcaktoni vetitë e tyre (dimensionet, transparenca, etj.).

Pajisjet optike përdoren gjerësisht në sistemet e sigurisë, ku përdoren si sensorë efektivë të lëvizjes. Pavarësisht nga lloji, sensorët elektronikë janë alternativa më e mirë për sistemet moderne të kontrollit dhe pajisjet automatike.

Saktësia dhe shpejtësia e lartë e matjes sigurojnë funksionimin e duhur të pajisjes me devijime minimale. Në të njëjtën kohë, shumica e matësve elektronikë janë pa kontakt, gjë që rrit disa herë besueshmërinë e pajisjeve dhe garanton një jetë të gjatë shërbimi edhe në kushte të vështira prodhimi.

Materialet e paraqitura në faqe janë vetëm për qëllime informative dhe nuk mund të përdoren si udhëzime dhe dokumente normative.

- këto janë sensorë që punojnë pa kontakt fizik dhe mekanik. Ata punojnë përmes një fushe elektrike dhe magnetike, dhe sensorët optikë përdoren gjithashtu gjerësisht. Në këtë artikull do të analizojmë të tre llojet e sensorëve: optik, kapacitiv dhe induktiv dhe në fund do të bëjmë një eksperiment me një sensor induktiv. Nga rruga, njerëzit i quajnë edhe sensorë pa kontakt çelsin e afërsisë, ndaj mos kini frikë nëse shihni një emër të tillë ;-).

sensor optik

Pra, disa fjalë për sensorët optikë ... Parimi i funksionimit të sensorëve optikë është paraqitur në figurën më poshtë

pengesë

A ju kujtohet ndonjë shkrepje nga filmat ku personazhet kryesore duhej të kalonin nëpër rreze optike dhe të mos goditnin asnjë prej tyre? Nëse rreze prekej nga ndonjë pjesë e trupit, aktivizohej një alarm.

Rrezja lëshohet nga ndonjë burim. Dhe ekziston gjithashtu një "marrës rreze", domethënë gjëja që merr rreze. Sapo të mos ketë rreze në marrësin e rrezes, kontakti do të ndizet ose fiket menjëherë në të, i cili do të kontrollojë drejtpërdrejt alarmin ose diçka tjetër sipas gjykimit tuaj. Në thelb, një burim rreze dhe një marrës, i quajtur siç duhet "fotodetektor", vijnë në çifte.

Sensorët e lëvizjes optike SKB IS janë shumë të njohura në Rusi.

Këto lloj sensorë kanë një burim drite dhe një fotodetektor. Ato janë të vendosura pikërisht në trupin e këtyre sensorëve. Çdo lloj sensori është një dizajn i plotë dhe përdoret në një numër makinerish ku nevojitet një saktësi e shtuar e përpunimit, deri në 1 mikrometër. Në thelb, këto janë makina me një sistem H logjike P software Në bord ( CNC) që punojnë sipas programit dhe kërkojnë ndërhyrje minimale njerëzore. Këta sensorë pa kontakt janë ndërtuar mbi këtë parim

Këto lloj sensorë shënohen me shkronjën “T” dhe quhen pengesë. Sapo rrezja optike u ndërpre, sensori funksionoi.

Të mirat:

distanca mund të arrijë deri në 150 metra
besueshmëri e lartë dhe imunitet ndaj zhurmës

Minuset:

në distanca të mëdha ndijuese, kërkohet rregullim i imët i fotodetektorit me rrezen optike.

Refleks

Lloji reflektues i sensorëve tregohet me shkronjën R. Në këto lloj sensorë, emituesi dhe marrësi janë të vendosura në të njëjtin strehë.

Parimi i funksionimit mund të shihet në figurën më poshtë.

Drita nga emetuesi reflektohet nga ndonjë reflektor (reflektori) dhe hyn në marrës. Sapo rrezja ndërpritet nga ndonjë objekt, sensori aktivizohet. Ky sensor është shumë i përshtatshëm në linjat e transportuesit kur numëroni produktet.

difuzionit

Dhe lloji i fundit i sensorëve optikë - difuzioni - shënohet me shkronjën D. Ato mund të duken ndryshe:

Parimi i funksionimit është i njëjtë me atë të refleksit, por këtu drita tashmë reflektohet nga objektet. Sensorë të tillë janë krijuar për një distancë të vogël ndijuese dhe janë jo modest në punën e tyre.

Sensorë kapacitiv dhe induktiv

Optika është optikë, por sensorët induktivë dhe kapacitorë konsiderohen më të thjeshtët në punën e tyre dhe shumë të besueshëm. Kështu duken ato

Ata janë shumë të ngjashëm me njëri-tjetrin. Parimi i funksionimit të tyre shoqërohet me një ndryshim në fushat magnetike dhe elektrike. Sensorët induktivë aktivizohen kur u sillet ndonjë metal. Ata nuk "goditin" në materiale të tjera. Kapacitivet punojnë në pothuajse çdo substancë.

Si funksionon një sensor induktiv

Siç thonë ata, është më mirë të shohësh një herë sesa të dëgjosh njëqind herë, kështu që le të bëjmë një eksperiment të vogël me të induktive sensor.

Pra, i ftuari ynë është një sensor induktiv i prodhuar nga Rusia

Lexojmë se çfarë shkruhet në të

Marka e sensorëve WBI bla bla bla bla, S - distanca e ndjeshme, këtu është 2 mm, versioni U1 për një klimë të butë, IP - 67 - niveli i mbrojtjes(shkurt, niveli i mbrojtjes këtu është shumë i pjerrët), U b - voltazhi në të cilin funksionon sensori, këtu voltazhi mund të jetë në intervalin nga 10 në 30 volt, I ngarkoj - ngarkoj rrymë, ky sensor mund të japë deri në 200 miliamps rrymë në ngarkesë, mendoj se kjo është e mirë.

Në anën e pasme të etiketës është një diagram instalime elektrike për këtë sensor.

Epo, le të vlerësojmë punën e sensorit? Për ta bërë këtë, ne kapemi pas ngarkesës. Ngarkesa që do të kemi është një LED i lidhur në seri me një rezistencë me vlerë nominale 1 kOhm. Pse na duhet një rezistencë? LED në momentin e përfshirjes fillon të hajë furishëm rrymë dhe digjet. Për të parandaluar këtë, një rezistencë vendoset në seri me LED.

Në telin kafe të sensorit ne furnizojmë një plus nga furnizimi me energji elektrike, dhe në telin blu - një minus. Tensioni që mora ishte 15 volt.

Momenti i së vërtetës po vjen ... Ne sjellim një objekt metalik në zonën e punës të sensorit dhe sensori funksionon menjëherë, siç na tregon LED-i i integruar në sensor, si dhe LED-i ynë eksperimental.

Sensori nuk i përgjigjet materialeve të tjera përveç metaleve. Një kavanoz me kolofon nuk do të thotë asgjë për të :-).

Në vend të një LED, mund të përdoret një hyrje qarku logjik, domethënë, sensori, kur aktivizohet, nxjerr një sinjal logjik një që mund të përdoret në pajisjet dixhitale.

konkluzioni

Në botën e elektronikës, këto tre lloje sensorë janë në përdorim në rritje. Çdo vit prodhimi i këtyre sensorëve po rritet dhe po rritet. Ato përdoren në fusha absolutisht të ndryshme të industrisë. Automatizimi dhe robotika nuk do të ishin të mundura pa këta sensorë. Në këtë artikull, unë kam analizuar vetëm sensorët më të thjeshtë që na japin vetëm një sinjal "on-off" ose, për ta thënë në një gjuhë profesionale, një grimë informacion. Llojet më të sofistikuara të sensorëve mund të ofrojnë parametra të ndryshëm dhe madje mund të lidhen drejtpërdrejt me kompjuterë dhe pajisje të tjera.