Sensorer - Typer og applikationer

Tryksensorer

Tryksensorer bruges generelt til at måle tryk på gas eller væsker. Normalt fungerer en trykføler som en transducer. Det genererer trykket i analogt elektrisk eller digitalt signal. Der er også en kategori af trykfølere, der er klassificeret med hensyn til tryk, nogle af dem er absolut tryksensor, måler trykføler. Der er også en type trykføler, der fortæller dig, hvornår din bil har lidt gas eller olie.

Tryksensorer er typiske transducere, som registrerer trykket og konverterer det til elektriske signalparametre. Typiske eksempler på trykfølere er trækmålere, kapacitive trykfølere og piezoelektriske trykfølere. Stregmålere arbejder på princippet om ændring i modstand med anvendelse af tryk, hvor de piezoelektriske trykfølere arbejder på princippet om ændring i spænding på tværs af enheden ved påføring af tryk.

Tryksensor kredsløbsdiagram:

Følgende er kredsløbsdiagrammet for en PIC Microcontroller-baseret trykmåler:

Kredsløbet involverer følgende komponenter:

• En PIC-mikrocontroller, der får input fra trykføleren, og som følgelig giver output til displayet på 4 syv segmenter.
• En 6-polet trykføler IC MPX4115, som er en silicium-trykføler og giver højt analogt udgangssignal.
• 4 syv segmentskærme får input fra PIC-mikrocontroller og drives af hver transistor.
• Et krystalarrangement, der giver urinput til mikrocontrolleren.

Betjening af tryksensor:

Ovenstående video beskriver, hvordan tryksensoren er interfacet med mikrocontroller for at vise værdien af ​​trykket i syv segmentvisninger. Tryksensoren består af 6 ben og tilsluttet 5V forsyning.

Pin 3 er tilsluttet strømforsyning, pin 2 er jordforbundet, og pin 1 er forbundet til RA0 / AN0-pin på mikrocontroller som en analog indgang. Til visning af værdierne her bruges vi 4-cifret syv segment display, der drives af fælles anodekonfiguration af fire transistorer.

Her er 28,50 PSI-trykføler tilsluttet mikrokontrolleren, så når vi kan ændre sensorværdien til lav eller høj, registrerer mikrokontroller disse værdier og vises i displayet med syv segmenter.

Hvis denne trykværdi krydser dens tærskelniveauer, giver mikrokontroller brugeren alarm. På denne måde kan man grænsefladen til enhver form for sensor til mikrokontrolleren for at overvåge, behandle og vise realtidsværdier.

Tryksensorapplikationer:

Der er mange applikationer til trykføler som trykregistrering, højdeføling, strømningsregistrering, linje- eller dybdefølelse.

• Det bruges også i realtid, bilalarmer og trafikkameraer bruger trykfølere til at vide, om nogen kører for hurtigt.
• Tryksensorer anvendes også i berøringsskærmskærme til at bestemme påføringspunktet for tryk og give passende anvisninger til processoren.
• De bruges også i digitale blodtryksmålere og ventilatorer.
• Industriel anvendelse af trykfølere involverer overvågning af gasser og deres partielle tryk.
• De bruges også i flyplaner til at skabe balance mellem atmosfærisk tryk og kontrolsystemet.
• De bruges også til at bestemme havdybden i tilfælde af marine operationer for at bestemme passende driftsforhold for de elektroniske systemer.

Et eksempel på trykføler - piezoelektrisk transducer

Piezoelektrisk transducer er en måleenhed, der omdanner elektriske impulser til mekaniske vibrationer og omvendt. Piezoelektrisk kvartskrystal og piezoelektrisk effekt er de to ting, der er nødvendige for at forstå de piezoelektriske transducere.

Piezoelektrisk kvartskrystal:

En kvartskrystal er et piezoelektrisk materiale. Det kan generere spændingen, når der påføres noget mekanisk stress på krystallen. Den piezoelektriske krystal bøjer sig i forskellige retninger ved forskellige værdier af frekvenser. Dette kaldes vibrationsmåde. For at opnå forskellige vibrationstilstande kan krystallen fremstilles i forskellige former.

Piezoelektrisk effekt:

Piezoelektrisk effekt er dannelsen af ​​elektrisk ladning i visse krystaller og keramik på grund af anvendt mekanisk belastning på dem. Generationshastigheden for elektrisk ladning er proportional med kraften, der påføres den. Den piezoelektriske effekt fungerer også i omvendt rækkefølge, således at når der tilføres spænding til piezoelektrisk materiale, kan den generere noget mekanisk energi.

De piezoelektriske transducere kan bruges i mikrofoner på grund af deres høje følsomhed, hvor de omdanner lydtryk til spænding. De kan bruges i accelerometre, bevægelsesdetektorer og kan bruges som ultralyddetektorer og generatorer. Ultralydsformering udføres ikke i materiale af dets gennemsigtighed.

Ansøgning:

De piezoelektriske transducere kan bruges både som aktuatorer og sensorer. Sensoren omdanner mekanisk kraft til elektriske spændingsimpulser, og aktuatoren omdanner spændingsimpulser til mekaniske vibrationer. Piezoelektriske sensorer kan registrere ubalancer i roterende maskindele. De kan bruges til måling af ultralydsniveau og måling af strømningshastighedsapplikationer. Bortset fra vibrationerne til detektering af ubalancer, kan de bruges til måling af ultralydsniveauer og strømningshastigheder.

Fugtighedssensor

En fugtighedsføler registrerer relativ fugtighed. Dette indebærer, at den måler både lufttemperatur og fugtighed. Fugtighedsregistrering er vigtig i kontrolsystemer i industrier og indenlandske. Disse er designet til store mængder, omkostningsfølsomme applikationer, f.eks. Kontorautomation, bilkontrol, husholdningsapparater og industrielle proceskontrolsystemer og også i applikationer, hvor fugtighedskompensation er påkrævet. Fugtighedssensorer er generelt af den kapacitive eller resistive type.

Svaret fra kondensatorsensorer er mere lineært sammenlignet med de resistive sensorer. Kapacitive sensorer er desuden anvendelige over hele området fra 0 til 100 procent relativ fugtighed (RH), hvor det resistive element normalt er begrænset til ca. 20 til 90 procent relativ fugtighed (RH). Her skal vi diskutere om den kapacitive sensor.

En kapacitiv fugtighedsføler ændrer sin kapacitans baseret på luften i den omgivende luft. Sensorens dielektriske konstant ændres med fugtighedsniveau på en måde, der kan måles. Kapacitansen øges med relativ fugtighed.

Fugtighedssensor

Funktioner:

• Høj pålidelighed og langvarig stabilitet.
• Det bruges i kredsløb med spændings- eller frekvensudgang.
• Blyfri komponent. Komponenter fri for bly.
• Øjeblikkelig ændring til desaturering fra mættet fase.
• Hurtig svartid.

Specifikationer:

• Strømkrav: 5 til 10 VDC.
• Kommunikation: Kapacitiv komponent.
• Dimensioner: 0,25 x 0,40 i diameter (6,2 x 10,2 mm i diameter).
• Driftstemperaturområde: -40 til 212 ° F (-40 til 100 ° C).

Fugtighedssensorer har en bred vifte af applikationer såsom industrielle og husholdningsapplikationer, medicinske applikationer og bruges til at give en indikation af fugtighedsniveauerne i miljøet.

Måling af fugtighed er vanskelig. Generelt måles luftfugtigheden som den brøkdel af den maksimale mængde vand, som luft kan absorbere ved en bestemt temperatur. Under atmosfæriske forhold og en given temperatur kan denne fraktion variere mellem 0 og 100%. Denne relative fugtighed er kun gyldig ved en bestemt temperatur og et atmosfærisk tryk. Derfor er det vigtigt, at en fugtighedsføler hverken påvirkes af temperatur eller tryk.

Fugtighedssensor kredsløb

Strøm, der passerer gennem termistoren, får den til at varme op og øger dermed temperaturen. Varmeafledning er mere i den forseglede termistor sammenlignet med den eksponerede termistor på grund af forskellen i termisk ledningsevne for vanddamp og tørt nitrogen. Forskellen i modstand hos termistorer er proportional med den absolutte fugtighed.

Gassensor:

Gassensorer er en grundlæggende komponent i mange sikkerhedssystemer og moderne metoder, der giver feedback til systemets vigtige kvalitetskontrol. Og disse fås i brede specifikationer afhængigt af følsomhedsniveauerne, typen af ​​gas, der skal registreres, fysiske målinger og forskellige forskellige elementer.

Gassensorer er generelt batteridrevne. De sender advarsler via en række hørbare og synlige signaler som alarmer og blinkende lys, når der identificeres farlige niveauer af gasdampe. En anden gas bruges som referencepunkt af sensoren, da den måler gaskoncentrationen.

Gassensor

Sensormodulet består af et ståleksoskelet, under hvilket en sensorkomponent er anbragt. Denne sensorkomponent udsættes for strøm gennem forbindelsesledninger. Denne strøm kaldes opvarmningsstrøm igennem den, og gasserne, der kommer tæt på sensorkomponenten, bliver ioniserede og absorberes af sensorkomponenten. Dette ændrer modstanden af ​​sensorkomponenten, som ændrer værdien af ​​strømmen, der går ud af den.

Funktioner:

1. Stabil ydelse, lang levetid, lave omkostninger.
2. Simpelt drevkredsløb.
3. Hurtigt svar.
4. Høj følsomhed over for brændbar gas i bred vifte.
5. Stabil ydelse, lang levetid, lave omkostninger.

Gasdetektorer kan bruges til at detektere brændbare, brandfarlige og giftige gasser og iltforbrug. Denne type enhed bruges bredt i industrien og kan findes i en række forskellige områder, f.eks. På olierigge, til screening af produktionsformularer og nye teknologier såsom solceller. De kan desuden bruges inden for brandslukning.

Gassensoren er velegnet til påvisning af brændbare gasser, fx hydrogen, methan eller propan / butan (LPG).

Gasføler kredsløb

Når brændbare eller reducerende gasser kommer i kontakt med måleelementet, udsættes de for katalytisk forbrænding, hvilket medfører en stigning i temperaturen, hvilket medfører en ændring i modstand af elementet. Ændringen i sensormodstand opnås som ændring af udgangsspændingen over belastningsmodstanden (RL) i serie med sensormodstanden (RS). Koncentrationen af ​​den testede gas bestemmes af ændring i ledningsevne, når sensoroverfladen absorberer de reducerende gasser. Den konstante 5V output fra dataopsamlingskortet er tilgængelig til sensoren (VH) og til detekteringskredsløbet (VC).

Nu har du fået en idé om typerne af sensorer og dens applikationer, hvis du har spørgsmål om dette emne eller om det elektriske og elektroniske projekter efterlad kommentarerne nedenfor.

Et typisk arbejdskredsløb