المستشعر عبارة عن جهاز صغير ومعقد يحول المعلمات الفيزيائية إلى إشارة. يعطي إشارة في شكل مناسب. السمة الرئيسية لجهاز الاستشعار هي حساسيته. تتواصل مستشعرات الموضع بين الأجزاء الميكانيكية والإلكترونية للمعدات. يتم استخدامها لأتمتة العمليات. تستخدم هذه الأجهزة في العديد من الصناعات.

يمكن أن تكون مستشعرات الموضع ذات أشكال مختلفة. أنها مصنوعة لأغراض محددة. باستخدام الجهاز ، يمكنك تحديد موقع الكائن. علاوة على ذلك ، فإن الحالة المادية لا تهم. يمكن أن يكون الجسم صلبًا أو سائلًا أو حتى يتدفق بحرية.

بمساعدة الجهاز ، يمكنك حل العديد من المشكلات:

• يقيسون موقع وحركة الأعضاء (الزاوية والخطية) في آلات وآليات العمل. يمكن الجمع بين القياس ونقل البيانات.
• في أنظمة التحكم المؤتمتة ، يمكن أن تكون الروبوتات رابطًا للتغذية الراجعة.
• التحكم في درجة فتح / إغلاق العناصر.
• دليل تعديل البكرة.
• محرك كهربائي.
• تحديد بيانات المسافة للأشياء دون الرجوع إليها.
• التحقق من وظائف الآليات في المختبرات أي إجراء الاختبارات.

التصنيف والجهاز ومبدأ التشغيل

مستشعرات الموضع هي عدم الاتصال والاتصال.

• عدم التلامس ، هذه الأجهزة حثي ، مغناطيسي ، سعوي ، فوق صوتي وبصري. أنها تشكل اتصالا مع الجسم باستخدام المجال المغناطيسي أو الكهرومغناطيسي أو الكهروستاتيكي.
• اتصال. الأكثر شيوعًا في هذه الفئة هو المشفر.

تلامس

تعمل مستشعرات موضع عدم الاتصال أو مفاتيح اللمس دون ملامسة جسم متحرك. إنهم قادرون على الاستجابة بسرعة وتشغيلهم بشكل متكرر.

الإجراءات اللاتلامسية على المقطورة هي:

• بالسعة
• استقرائية،
• بصري
• الليزر
• فوق صوتي ،
• الميكروويف،
• حساسة مغناطيسيا.

يمكن استخدام عدم الاتصال للتبديل إلى سرعة أقل أو التوقف.

استقرائية

يعمل مستشعر القرب الاستقرائي عن طريق تغيير المجال الكهرومغناطيسي.

المكونات الرئيسية لجهاز الاستشعار الحثي مصنوعة من النحاس أو البولي أميد. العقد متصلة ببعضها البعض. التصميم موثوق به وقادر على تحمل الأحمال الثقيلة.

• المولد يخلق مجال كهرومغناطيسي.
• يقوم مشغل Schmidt بمعالجة المعلومات ونقلها إلى العقد الأخرى.
• مكبر الصوت قادر على نقل إشارة عبر مسافات طويلة.
• يساعد مؤشر LED في التحكم في تشغيله وتتبع التغييرات في الإعدادات.
• مركب - مرشح.

يبدأ تشغيل الجهاز الاستقرائي من لحظة تشغيل المولد ، يتم إنشاء مجال كهرومغناطيسي. يؤثر المجال على التيارات الدوامة ، والتي تغير سعة اهتزازات المولد. لكن المولد هو أول من يستجيب للتغييرات. عندما يدخل جسم معدني متحرك المجال ، يتم إرسال إشارة إلى وحدة التحكم.

بعد تلقي الإشارة ، تتم معالجتها. يعتمد حجم الإشارة على حجم الكائن وعلى المسافة التي تفصل بين الكائن والجهاز. ثم يتم تحويل الإشارة.

بالسعة

يمكن أن يحتوي المستشعر السعوي خارجيًا على جسم مسطح أو أسطواني تقليدي ، يوجد بداخله أقطاب كهربائية وحشية عازلة. تتعقب إحدى اللوحات بثبات حركة جسم في الفضاء ، ونتيجة لذلك ، تتغير السعة. بمساعدة هذه الأجهزة ، يتم قياس الحركة الزاوية والخطية للأجسام ، وأبعادها.

المنتجات السعوية بسيطة وذات حساسية عالية وقصور ذاتي منخفض. يؤثر التأثير الخارجي للمجالات الكهربائية على حساسية الجهاز.

بصري

• قياس الموقف ، حركة الأشياء ، بعد مفاتيح الحد.
• قم بإجراء قياس عدم الاتصال.
• حدد موضع الأجسام التي تتحرك بسرعة عالية.

حاجز

يتم تحديد المستشعر البصري للحاجز بالحرف اللاتيني "T". هذا الجهاز البصري مكون من كتلتين. يستخدم لاكتشاف الأشياء التي تم التقاطها في مجال الرؤية بين المرسل والمستقبل. يصل نطاقها إلى 100 متر.

لا ارادي

يشير الحرف "R" إلى مستشعر بصري عاكس. يحتوي المنتج المنعكس على جهاز إرسال وجهاز استقبال في حالة واحدة. العاكس بمثابة انعكاس للحزمة. للكشف عن جسم بسطح مرآة ، يتم تثبيت مرشح استقطاب في المستشعر. يصل نطاقها إلى 8 أمتار.

تعريف

يتم تحديد مستشعر الانتشار بالحرف "D". حالة الجهاز أحادية الكتلة. لا تتطلب هذه الأجهزة تركيزًا دقيقًا. تم تصميم التصميم للعمل مع الكائنات الموجودة على مسافة قريبة. المدى 2 م.

الليزر

أجهزة استشعار الليزر دقيقة للغاية. يمكنهم تحديد المكان الذي تحدث فيه الحركة وإعطاء الأبعاد الدقيقة للكائن. هذه الأجهزة صغيرة. استهلاك الطاقة للأجهزة ضئيل. المنتج قادر على الفور على التعرف على شخص غريب وتشغيل المنبه على الفور.

أساس جهاز الليزر هو قياس المسافة إلى كائن باستخدام مثلث. ينبعث شعاع ليزر من جهاز الاستقبال بتوازي عالٍ ، ويصيب سطح الجسم ، وينعكس. يحدث الانعكاس بزاوية معينة. تعتمد قيمة الزاوية على المسافة التي يقع عليها الكائن. يتم إرجاع الحزمة المنعكسة إلى جهاز الاستقبال. يقرأ المتحكم الدقيق المعلومات - يحدد معلمات الكائن وموقعه.

بالموجات فوق الصوتية

محولات الطاقة فوق الصوتية هي أجهزة حسية تستخدم لتحويل التيار الكهربائي إلى موجات فوق صوتية. يعتمد عملهم على تفاعل اهتزازات الموجات فوق الصوتية مع المساحة التي يتم التحكم فيها.

تعمل الأجهزة وفقًا لمبدأ الرادار - فهي تلتقط شيئًا من خلال الإشارة المنعكسة. سرعة الصوت ثابتة. الجهاز قادر على حساب المسافة إلى الجسم وفقًا لمدى الوقت الذي انقطعت فيه الإشارة وعادت.

الميكروويف

تنبعث مستشعرات حركة الميكروويف موجات كهرومغناطيسية عالية التردد. المنتج حساس للتغيرات في الموجات المنعكسة التي تم إنشاؤها بواسطة كائنات في المنطقة الخاضعة للرقابة. يمكن أن يكون الكائن من ذوات الدم الحار أو على قيد الحياة أو مجرد كائن. من المهم أن يعكس الكائن موجات الراديو.

يسمح لك مبدأ الرادار المستخدم باكتشاف كائن وحساب سرعة حركته. عند التحرك ، يتم تنشيط الجهاز. هذا هو تأثير دوبلر.

حساس مغناطيسيًا

يتكون هذا النوع من الأجهزة من نوعين:

• على أساس الاتصالات الميكانيكية ؛
• بناءً على تأثير هول.

الأول يمكن أن يعمل مع التيار المتردد والتيار المستمر حتى 300 فولت أو بجهد قريب من 0.

يراقب المنتج الذي يعتمد على تأثير Hall مع عنصر حساس التغيير في الخصائص تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي.

اتصال

مستشعرات الاتصال هي منتجات من نوع حدودي. إذا لوحظت تحولات كمية ميكانيكية ، تتغير مقاومتها الكهربائية. يحتوي تصميم المنتج على قطبين كهربائيين يوفران اتصالاً بين مدخلات المستقبل والأرض. يتكون محول الطاقة السعوي من لوحين معدنيين ، يتم تثبيتهما بواسطة مشغلين مثبتين على مسافة من بعضهما البعض. يمكن أن تكون لوحة واحدة هي جسم المستقبل.

يتم استخدام مستشعر زاوية الاتصال المسمى المشفر لتحديد زاوية دوران كائن دوار. المحايد مسؤول عن طريقة تشغيل المحرك.

الزئبق

مستشعرات وضع الزئبق لها جسم زجاجي وتشبه في الحجم مصباح النيون. هناك نوعان من مخرجات الاتصال مع قطرة من كرة الزئبق داخل فراغ زجاجي ، قارورة مختومة.

يستخدم من قبل سائقي السيارات للتحكم في زاوية ميل التعليق ، وفتح الغطاء ، والجذع. كما أنها تستخدم من قبل هواة الراديو.

التطبيقات

مجالات استخدام الأجهزة المصغرة واسعة:

• تستخدم في الهندسة الميكانيكية للتجميع والاختبار والتعبئة واللحام والتثبيت.
• في المختبرات ، يتم استخدامها للتحكم والقياس.
• تكنولوجيا السيارات ، في صناعة النقل ، التكنولوجيا المتنقلة. مستشعر التروس المحايد الأكثر شيوعًا في ناقل الحركة اليدوي. تحتوي العديد من أنظمة التحكم في السيارة على أجهزة استشعار. هم في آلية التوجيه ، والصمامات ، والدواسات ، وأنظمة حجرة المحرك ، وأنظمة التحكم في المرايا ، والمقاعد ، والأسقف القابلة للطي.
• يتم استخدامها في بناء الروبوتات ، في المجال العلمي وفي مجال التعليم.
• تكنولوجيا طبية.
• الزراعة والمعدات الخاصة.
• صناعة النجارة.
• منطقة تشغيل المعادن ، في آلات تقطيع المعادن.
• إنتاج الأسلاك.
• تصميمات طاحونة الدرفلة ، في أدوات آلية مع التحكم في البرنامج.
• أنظمة التتبع.
• في انظمة حماية.
• الأنظمة الهيدروليكية والهوائية.

- هذه هي المستشعرات التي تعمل دون اتصال جسدي وميكانيكي. إنهم يعملون من خلال مجال كهربائي ومغناطيسي ، وتستخدم أيضًا أجهزة الاستشعار البصرية على نطاق واسع. في هذه المقالة ، سنقوم بتحليل جميع أنواع المستشعرات الثلاثة: الضوئية والسعة والاستقرائية ، وفي النهاية سنقوم بتجربة باستخدام مستشعر حثي. بالمناسبة ، يتصل الناس أيضًا بأجهزة استشعار لا تلامسية مفاتيح القرب، لذلك لا تخف إذا رأيت مثل هذا الاسم ؛-).

أجهزة الاستشعار البصرية

إذن ، بضع كلمات عن المستشعرات الضوئية ... يظهر مبدأ تشغيل المستشعرات الضوئية في الشكل أدناه

حاجز

هل تتذكر أي لقطات من الأفلام حيث كان على الشخصيات الرئيسية المرور عبر أشعة ضوئية وعدم إصابة أي منها؟ إذا تم لمس الشعاع من أي جزء من الجسم ، تم إطلاق إنذار.

الشعاع ينبعث من بعض المصادر. وهناك أيضًا "مستقبل شعاع" ، أي الشيء الذي يستقبل الحزمة. بمجرد عدم وجود شعاع على مستقبل الحزمة ، سيتم تشغيل جهة الاتصال أو إيقاف تشغيلها على الفور ، والتي ستتحكم مباشرة في الإنذار أو أي شيء آخر حسب تقديرك. في الأساس ، يأتي مصدر الحزمة وجهاز الاستقبال ، المسمى بشكل صحيح "جهاز الكشف الضوئي" ، في أزواج.

تحظى مستشعرات الحركة البصرية SKB IS بشعبية كبيرة في روسيا.

تحتوي هذه الأنواع من المستشعرات على مصدر ضوء وكاشف ضوئي. توجد في جسم هذه المستشعرات. كل نوع من أجهزة الاستشعار هو تصميم كامل ويستخدم في عدد من الأجهزة حيث يلزم زيادة دقة المعالجة ، حتى 1 ميكرومتر. في الأساس ، هذه آلات ذات نظام حمنطقي صالبرمجيات فيمجلس ( CNC) تعمل وفقًا للبرنامج وتتطلب الحد الأدنى من التدخل البشري. هذه المستشعرات التي لا تلامس مبنية على هذا المبدأ

هذه الأنواع من أجهزة الاستشعار يشار إليها بالحرف "T" وتسمى الحاجز. بمجرد مقاطعة الحزمة الضوئية ، عمل المستشعر.

الايجابيات:

• يمكن أن يصل النطاق إلى 150 مترًا
• موثوقية عالية ومناعة ضد الضوضاء

سلبيات:

• في مسافات الاستشعار الكبيرة ، يلزم ضبط دقيق للكاشف الضوئي على الحزمة الضوئية.

لا ارادي

يشار إلى نوع المستشعرات العاكسة بالحرف R. في هذه الأنواع من أجهزة الاستشعار ، يوجد الباعث والمستقبل في نفس السكن.

يمكن رؤية مبدأ العملية في الشكل أدناه.

ينعكس الضوء من الباعث من بعض العاكس (العاكس) ويدخل إلى المستقبل. بمجرد مقاطعة الحزمة بواسطة أي شيء ، يتم تشغيل المستشعر. هذا المستشعر مناسب جدًا على خطوط النقل عند عد المنتجات.

تعريف

وآخر نوع من المستشعرات الضوئية - الانتشار - يُشار إليه بالحرف D. قد تبدو مختلفة:

مبدأ التشغيل هو نفسه مبدأ المنعكس ، ولكن هنا ينعكس الضوء بالفعل عن الأشياء. تم تصميم هذه المستشعرات لمسافة استشعار صغيرة وهي متواضعة في عملها.

أجهزة استشعار سعوية وحثية

البصريات هي بصريات ، لكن المستشعرات الاستقرائية والسعة تعتبر الأكثر تواضعًا في عملها وموثوقة للغاية. هكذا يبدون

هم متشابهون جدا مع بعضهم البعض. يرتبط مبدأ عملهم بتغيير في المجالات المغناطيسية والكهربائية. يتم تشغيل المستشعرات الحثية عند إحضار أي معدن إليها. إنهم لا "ينقرون" على مواد أخرى. تعمل السعة على أي مادة تقريبًا.

كيف يعمل المستشعر الاستقرائي

كما يقولون ، من الأفضل أن ترى مرة واحدة بدلاً من أن تسمع مائة مرة ، لذلك دعونا نجري تجربة صغيرة استقرائيةالمستشعر.

لذلك ، ضيفنا هو جهاز استشعار حثي روسي الصنع

نقرأ ما هو مكتوب عليها

العلامة التجارية استشعار WBI بلاه بلاه بلاه بلاه ، S - الاستشعار عن بعد، ها هو 2 مم U1 - نسخة للمناخ المعتدل IP - 67 - مستوى الحماية(باختصار ، مستوى الحماية هنا شديد الانحدار) ، U b - الجهد الذي يعمل فيه المستشعر، هنا يمكن أن يكون الجهد في حدود 10 إلى 30 فولت ، أنا تحميل - تحميل الحالي، يمكن لهذا المستشعر توصيل ما يصل إلى 200 مللي أمبير من التيار إلى الحمل ، وأعتقد أن هذا لائق.

يوجد على ظهر العلامة مخطط الأسلاك لهذا المستشعر.

حسنًا ، دعنا نقيم عمل المستشعر؟ للقيام بذلك ، نتشبث بالحمل. الحمل الذي سنحصل عليه هو مصباح LED متصل في سلسلة بمقاوم بقيمة اسمية تبلغ 1 كيلو أوم. لماذا نحتاج المقاوم؟ يبدأ LED في لحظة التضمين في أكل التيار بشكل محموم ويحترق. لمنع ذلك ، يتم وضع المقاوم في سلسلة مع LED.

على السلك البني للمستشعر ، نوفر علامة زائد من مزود الطاقة ، وعلى السلك الأزرق - ناقص. كان الجهد الذي أخذته هو 15 فولت.

لحظة الحقيقة قادمة ... نأتي إلى منطقة العملالمستشعر عبارة عن جسم معدني ، ويعمل المستشعر على الفور ، كما يخبرنا مصباح LED المدمج في المستشعر ، وكذلك LED التجريبي الخاص بنا.

لا يستجيب المستشعر لمواد أخرى غير المعادن. جرة من الصنوبري لا تعني له شيئًا :-).

بدلاً من LED ، يمكن استخدام مدخلات الدائرة المنطقية ، أي أن المستشعر ، عند تشغيله ، يخرج إشارة منطقية واحدة يمكن استخدامها في الأجهزة الرقمية.

استنتاج

في عالم الإلكترونيات ، يتم استخدام هذه الأنواع الثلاثة من أجهزة الاستشعار بشكل متزايد. كل عام يتزايد إنتاج هذه المستشعرات وينمو. يتم استخدامها في مجالات مختلفة تمامًا من الصناعة. لن تكون الأتمتة والروبوتات ممكنة بدون هذه المستشعرات. في هذه المقالة ، قمت بتحليل أبسط المستشعرات التي تعطينا فقط إشارة "تشغيل-إيقاف" أو ، لوضعها بلغة احترافية ، جزء واحد من المعلومات. يمكن أن توفر الأنواع الأكثر تطوراً من أجهزة الاستشعار معلمات مختلفة ويمكنها حتى الاتصال مباشرة بأجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى.

شراء جهاز استشعار حثي

في متجر الراديو الخاص بنا ، تكلف أجهزة الاستشعار الاستقرائي 5 مرات أكثر مما لو تم طلبها من الصين من Aliexpress.

هنا يمكنك إلقاء نظرة على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار الحثي.

* هذا العمل ليس عملاً علميًا ، وليس عملًا مؤهلًا نهائيًا ، وهو نتيجة معالجة وهيكلة وتنسيق المعلومات التي تم جمعها ، بغرض استخدامها كمصدر للمواد للإعداد الذاتي للعمل التربوي.

1. مفهوم جهاز الاستشعار

يدرك الإنسان شكل وحجم ولون الأشياء المحيطة بعيونه ، ويسمع الأصوات بأذنيه ، ويشم رائحة أنفه. يتحدثون عادة عن خمسة أنواع من الأحاسيس المرتبطة بالبصر والسمع والشم والتذوق واللمس. من أجل تكوين الأحاسيس ، يحتاج الشخص إلى تحفيز خارجي لأعضاء معينة - "أجهزة الاستشعار الحسية". إلى عن على أنواع مختلفةالأحاسيس ، دور المستشعرات تلعبه بعض أجهزة الإحساس:

عيون الرؤية

آذان السمع

لغة الذوق

رائحة الأنف

المس الجلد

ومع ذلك ، فإن أعضاء الحس وحدها لا تكفي للحصول على الإحساس. على سبيل المثال ، مع الإحساس البصري ، لا يعني ذلك على الإطلاق أن الشخص لا يرى إلا من خلال العينين. من المعروف أنه من خلال العين ، تنتقل التهيجات من البيئة الخارجية على شكل إشارات عبر الألياف العصبية إلى الدماغ وبالفعل يتشكل شعور كبير وصغير ، أسود وأبيض ، وما إلى ذلك. ينطبق هذا المخطط العام لظهور الإحساس أيضًا على السمع والشم وأنواع الإحساس الأخرى ، أي في الواقع ، المنبهات الخارجية كشيء حلو أو مرير ، هادئ أو مرتفع يتم تقييمها بواسطة الدماغ ، الذي يحتاج إلى أجهزة استشعار تستجيب لهذه المنبهات.

يتم تشكيل نظام مماثل في الأتمتة. تتكون عملية التحكم من تلقي معلومات حول حالة كائن التحكم والتحكم فيه ومعالجته بواسطة الجهاز المركزي وإصدار إشارات التحكم للمشغلات. تستخدم مستشعرات الكميات غير الكهربائية لتلقي المعلومات. وبالتالي ، يتم التحكم في درجة الحرارة ، والحركات الميكانيكية ، ووجود أو عدم وجود الأشياء ، والضغط ، ومعدلات تدفق السوائل والغازات ، وسرعة الدوران ، وما إلى ذلك.

2. مبدأ العملية والتصنيف

تقوم المستشعرات بالإبلاغ عن حالة البيئة الخارجية من خلال التفاعل معها وتحويل الاستجابة لهذا التفاعل إلى إشارات كهربائية. هناك العديد من الظواهر والتأثيرات ، وأنواع تحويل الخواص والطاقة التي يمكن استخدامها لإنشاء أجهزة الاستشعار. عند تصنيف أجهزة الاستشعار ، غالبًا ما يتم استخدام مبدأ تشغيلها كأساس ، والذي بدوره يمكن أن يعتمد على الظواهر والخصائص الفيزيائية أو الكيميائية.

3. الأنواع الرئيسية:

3.1. مجسات درجة الحرارة

نواجه درجة الحرارة كل يوم ، وهذه هي الكمية المادية الأكثر شيوعًا بالنسبة لنا. من بين المستشعرات الأخرى ، تتميز مستشعرات درجة الحرارة بمجموعة كبيرة ومتنوعة من الأنواع وهي واحدة من أكثر المستشعرات شيوعًا.

مقياس الحرارة الزجاجي بعمود من الزئبق معروف منذ العصور القديمة ويستخدم على نطاق واسع اليوم. تستخدم الثرمستورات المقاومة ، التي تتغير تحت تأثير درجة الحرارة ، في كثير من الأحيان في أجهزة مختلفة بسبب التكلفة المنخفضة نسبيًا لأجهزة الاستشعار من هذا النوع. هناك ثلاثة أنواع من الثرمستورات: سلبية (تنخفض المقاومة مع درجة الحرارة) ، موجبة (تزداد المقاومة مع درجة الحرارة) ، وحرجة (تزيد المقاومة عند حد درجة الحرارة). عادة ، تتغير المقاومة بشكل حاد تحت تأثير درجة الحرارة. لتوسيع المقطع الخطي لهذا التغيير ، يتم توصيل المقاومات بالتوازي والتسلسل مع الثرمستور.

تستخدم المزدوجات الحرارية على نطاق واسع بشكل خاص في مجال القياسات. يستخدمون تأثير سيبيك: ينشأ emf في تقاطع معادن غير متشابهة ، يتناسب تقريبًا مع اختلاف درجة الحرارة بين التقاطع نفسه ومحطاته. يعتمد نطاق درجات الحرارة المقاسة بواسطة مزدوج حراري على المعادن المستخدمة. تستخدم المكثفات الحديدية والمكثفات الحساسة لدرجة الحرارة تأثير درجة الحرارة على السماحية المغناطيسية والعازل الكهربائي ، على التوالي ، بدءًا من قيمة معينة تسمى درجة حرارة كوري ولجهاز استشعار معين يعتمد على المواد المستخدمة فيه. الثنائيات والثايرستور الحساسة للحرارة عبارة عن مستشعرات أشباه الموصلات تستخدم الاعتماد على درجة الحرارة لموصلية تقاطع p-n (عادةً على بلورة السيليكون). في الآونة الأخيرة ، وجدت ما يسمى بأجهزة استشعار درجة الحرارة المدمجة ، وهي عبارة عن صمام ثنائي حساس حراريًا على شريحة واحدة مع دوائر محيطية ، مثل مكبر الصوت ، وما إلى ذلك ، تطبيقًا عمليًا.

3.2 مجسات بصرية.

مثل مستشعرات درجة الحرارة ، تتميز المستشعرات الضوئية بتنوع واسع وتطبيق جماعي وفقًا لمبدأ التحويل الكهربائي البصري ، ويمكن تقسيم هذه المستشعرات إلى أربعة أنواع: بناءً على تأثيرات الانبعاث الكهروضوئي ، والموصلية الضوئية ، والطاقة الكهروضوئية والكهرباء الحرارية. الانبعاث الكهروضوئي ، أو التأثير الكهروضوئي الخارجي ، 0 هو انبعاث الإلكترونات عندما يسقط الضوء على جسم مادي. لكي تهرب الإلكترونات من الجسم المادي ، فإنها تحتاج إلى التغلب على حاجز الطاقة. نظرًا لأن طاقة الإلكترونات الضوئية تتناسب مع 1hc / l0 (حيث 1h0 هو ثابت Planck ، و 1c0 هو سرعة الضوء ، و 1l0 هو الطول الموجي للضوء) ، فكلما كان الطول الموجي للضوء المشع أقصر ، زادت طاقة الإلكترونات و كان من الأسهل عليهم التغلب على الحاجز المحدد.

تأثير الموصلية الضوئية ، أو التأثير الكهروضوئي الداخلي ، 0 هو تغيير في المقاومة الكهربائية لجسم مادي عندما يتم تشعيعه بالضوء. من بين المواد التي لها تأثير الموصلية الضوئية ZnS و CdS و GaAs و Ge و PbS وما إلى ذلك. تسقط الحساسية الطيفية القصوى لـ CdS تقريبًا على الضوء بطول موجي 500-550 نانومتر ، والذي يتوافق تقريبًا مع منتصف الحساسية منطقة الرؤية البشرية. يوصى باستخدام المستشعرات الضوئية التي تعمل على تأثير الموصلية الضوئية في عدادات التعريض لكاميرات الصور والأفلام ، والمفاتيح التلقائية ومخفتات الإضاءة ، وكاشفات اللهب ، وما إلى ذلك. عيب هذه المستشعرات هو الاستجابة البطيئة (50 مللي ثانية أو أكثر).

يتكون التأثير الكهروضوئي 0 من حدوث EMF عند أطراف تقاطع pn في أشباه الموصلات المشعة بالضوء. تحت تأثير الضوء ، تظهر الإلكترونات الحرة والثقوب داخل تقاطع pn ويتم إنشاء EMF. المستشعرات النموذجية التي تعمل وفقًا لهذا المبدأ هي الثنائيات الضوئية وأجهزة الترانزستورات الضوئية. يحتوي نفس مبدأ التشغيل على جزء كهربائي ضوئي من مستشعرات صور الحالة الصلبة ثنائية الأبعاد ، مثل المستشعرات الموجودة على الأجهزة المقترنة بالشحن (مستشعرات CCD). السيليكون هو مادة الركيزة الأكثر استخدامًا لأجهزة الاستشعار الكهروضوئية. توفر سرعة الاستجابة السريعة نسبيًا والحساسية العالية من الأشعة تحت الحمراء القريبة (IR) للضوء المرئي لهذه المستشعرات مجموعة واسعة من التطبيقات. التأثيرات الكهروحرارية 0 هي ظاهرة تظهر فيها الشحنات الكهربائية على سطح الجسم المادي بسبب التغيرات في درجة حرارة السطح المقابلة لهذه التغيرات. من بين المواد ذات الخصائص المماثلة العديد من المواد الأخرى المسماة بالمواد الكهروحرارية. يتم تضمين ترانزستور تأثير المجال في مبيت المستشعر ، مما يسمح بتحويل المقاومة العالية لعنصر الألعاب النارية بشحناته الكهربائية المثلى إلى مقاومة خرج أقل وأفضل لجهاز الاستشعار. من بين هذا النوع من أجهزة الاستشعار ، يتم استخدام مستشعرات الأشعة تحت الحمراء بشكل شائع. من بين المستشعرات الضوئية ، هناك القليل من المستشعرات التي لديها حساسية كافية في نطاق الضوء بأكمله.

تتمتع معظم المستشعرات بالحساسية المثلى في الجزء الضيق من الأشعة فوق البنفسجية أو المرئي أو الأشعة تحت الحمراء من الطيف. المزايا الرئيسية على الأنواع الأخرى من أجهزة الاستشعار:

1. إمكانية الكشف عن عدم الاتصال.

2. إمكانية (مع البصريات المناسبة) لقياس كل من الأجسام الكبيرة للغاية والصغيرة للغاية.

3. سرعة استجابة عالية.

4. سهولة استخدام التكنولوجيا المتكاملة (عادة ما تكون أجهزة الاستشعار البصرية ذات الحالة الصلبة وأشباه الموصلات) ، مما يوفر حجمًا صغيرًا وعمر خدمة طويلاً.

5. نطاق واسع للاستخدام: قياس الكميات المادية المختلفة ، واكتشاف الأشكال ، والتعرف على الأشياء ، وما إلى ذلك. إلى جانب المزايا ، فإن المستشعرات الضوئية لها أيضًا بعض العيوب ، وهي حساسة للتلوث ، وتتأثر بالضوء الخارجي ، وضوء الخلفية ، ودرجة الحرارة (مع قاعدة أشباه الموصلات).

3.3 أجهزة استشعار الضغط.

دائمًا ما تكون أجهزة استشعار الضغط مطلوبة بشدة وتستخدم على نطاق واسع.

يعمل مبدأ تسجيل الضغط كأساس للعديد من أنواع المستشعرات الأخرى ، مثل مستشعرات الكتلة والموضع والمستوى وتدفق السائل ، وما إلى ذلك. في الغالبية العظمى من الحالات ، يتم تنفيذ مؤشر الضغط بسبب تشوه المرونة الأجسام ، مثل الأغشية وأنابيب برودون والأغشية المموجة. تتمتع هذه المستشعرات بقوة كافية وتكلفة منخفضة ، لكن من الصعب الحصول على إشارات كهربائية فيها. حساسات قياس الجهد (المقاومة المتغيرة) ، بالسعة ، الحث ، التقبُّض المغناطيسي ، مستشعرات الضغط بالموجات فوق الصوتية لها إشارة كهربائية عند الخرج ، ولكن يصعب نسبيًا تصنيعها.

حاليًا ، يتم استخدام مقاييس الإجهاد بشكل متزايد كأجهزة استشعار للضغط. واعدة بشكل خاص هي مقاييس إجهاد أشباه الموصلات من نوع الانتشار. تعتبر مقاييس إجهاد انتشار ركيزة السيليكون حساسة للغاية وصغيرة الحجم ومتكاملة بسهولة مع الدوائر الطرفية. عن طريق الحفر باستخدام تقنية الأغشية الرقيقة ، يتم تشكيل غشاء دائري على سطح بلورة سيليكون ذات موصلية 1 ن 0. عند حواف الحجاب الحاجز ، يتم ترسيب مقاومات الأفلام ذات الموصلية 1p 0 عن طريق الانتشار. إذا تم الضغط على الحجاب الحاجز ، تزداد مقاومة بعض المقاومات بينما تنخفض مقاومة أخرى.

يتم تشكيل إشارة خرج المستشعر باستخدام دائرة جسرية ، والتي تتضمن هذه المقاومات. تستخدم مستشعرات ضغط أشباه الموصلات من نوع الانتشار ، مثل تلك الموصوفة أعلاه ، على نطاق واسع في إلكترونيات السيارات ، في جميع أنواع الضواغط. المشاكل الرئيسية هي الاعتماد على درجة الحرارة ، وعدم الاستقرار بيئة خارجيةوعمر الخدمة.

3.4. أجهزة استشعار الرطوبة وأجهزة تحليل الغازات.

الرطوبة هي عامل فيزيائي ، مثل درجة الحرارة ، يواجهه الشخص منذ أقدم العصور ؛ ومع ذلك ، لم تكن أجهزة الاستشعار الموثوقة متوفرة لفترة طويلة. في أغلب الأحيان ، تم استخدام شعر الإنسان أو الحصان لمثل هذه المستشعرات ، لإطالة أو تقصير مع تغيرات في الرطوبة. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام فيلم بوليمر مغطى بكلوريد الليثيوم ، والذي ينتفخ بالرطوبة ، لتحديد الرطوبة. ومع ذلك ، فإن أجهزة الاستشعار على هذا الأساس لها تباطؤ ، وعدم استقرار الخصائص بمرور الوقت ، ونطاق قياس ضيق. الأكثر حداثة هي أجهزة الاستشعار التي تستخدم السيراميك والإلكتروليتات الصلبة. لقد قضوا على أوجه القصور المذكورة أعلاه. أحد مجالات تطبيق أجهزة استشعار الرطوبة هو مجموعة متنوعة من منظمات الغلاف الجوي. تستخدم مستشعرات الغاز على نطاق واسع في المصانع للكشف عن أنواع مختلفة من الغازات الضارة ، وفي المباني المحلية لاكتشاف تسرب الغاز القابل للاحتراق. في كثير من الحالات ، يلزم اكتشاف أنواع معينة من الغاز ومن المستحسن أن يكون لديك مستشعرات غاز لها استجابة انتقائية لبيئة الغاز. ومع ذلك ، فإن التفاعل مع مكونات الغاز الأخرى يجعل من الصعب إنشاء مستشعرات انتقائية للغاز ذات حساسية وموثوقية عالية. يمكن تصنيع مستشعرات الغاز على أساس الترانزستورات MOS ، والخلايا الجلفانية ، والإلكتروليتات الصلبة باستخدام ظاهرة الحفز ، والتداخل ، وامتصاص الأشعة تحت الحمراء ، إلخ. للكشف عن تسرب الغاز المنزلي ، مثل الغاز الطبيعي المسال أو الغاز القابل للاحتراق مثل البروبان ، يتم استخدام سيراميك أشباه الموصلات بشكل أساسي ، على وجه الخصوص ، أو الأجهزة التي تعمل على مبدأ الاحتراق التحفيزي. عند استخدام مستشعرات الغاز والرطوبة لتسجيل حالة الوسائط المختلفة ، بما في ذلك الوسائط العدوانية ، غالبًا ما تنشأ مشكلة المتانة.

3.5 مجسات مغناطيسية.

الميزة الرئيسية لأجهزة الاستشعار المغناطيسية ، مثل المستشعرات الضوئية ، هي السرعة والقدرة على الكشف والقياس بطريقة غير ملامسة ، ولكن على عكس المستشعرات الضوئية ، فإن هذا النوع من المستشعرات ليس حساسًا للتلوث. ومع ذلك ، نظرًا لطبيعة الظواهر المغناطيسية ، فإن التشغيل الفعال لهذه المستشعرات يعتمد بشكل كبير على معلمة مثل المسافة ، وعادة ما يكون القرب الكافي من المجال المغناطيسي مطلوبًا لأجهزة الاستشعار المغناطيسية.

مستشعرات القاعة معروفة جيدًا بين المستشعرات المغناطيسية. حاليًا ، يتم استخدامها كعناصر منفصلة ، ولكن استخدام عناصر Hall في شكل دوائر متكاملة مصنوعة على ركيزة من السيليكون يتوسع بسرعة. تلبي هذه الدوائر المتكاملة بشكل أفضل متطلبات أجهزة الاستشعار الحالية. لعناصر أشباه الموصلات المقاومة المغناطيسية تاريخ طويل من التطور. الآن تم إحياء البحث والتطوير لأجهزة الاستشعار المقاومة للمغناطيسية التي تستخدم المغناطيسات الحديدية مرة أخرى. عيب هذه المستشعرات هو النطاق الديناميكي الضيق للتغيرات التي يمكن اكتشافها في المجال المغناطيسي. ومع ذلك ، فإن الحساسية العالية ، وكذلك إمكانية إنشاء مستشعرات متعددة العناصر في شكل دوائر متكاملة عن طريق الرش ، أي قابلية تصنيع إنتاجها ، هي مزايا لا شك فيها.

قائمة الأدب المستخدم

1. Kako N.، Yamane Ya. مجسات وأجهزة كمبيوتر دقيقة. L: Energo atom تم النشر ، 1986

2. U. Titze ، K. Shenk. دوائر أشباه الموصلات. م: مير ، 1982

3. بي هورويتز ، دبليو هيل. فن الدوائر v.2 ، M: Mir ، 1984

4. كتاب مرجعي لمصمم هواة الراديو. م: الراديو والاتصالات ، 1990.

أهم الوسائل التقنية للأتمتة وأكثرها استخدامًا هي أجهزة الاستشعار.

المستشعريسمى المحول الأساسي لقيمة مضبوطة أو منظمة إلى إشارة خرج ، وهو مناسب للإرسال عن بُعد والاستخدام الإضافي. يتكون المستشعر من عضو إدراك (حساس) وواحد أو أكثر من محولات الطاقة الوسيطة. في كثير من الأحيان ، يتكون المستشعر من عنصر استقبال واحد فقط (على سبيل المثال: المزدوج الحراري ، مقياس حرارة المقاومة ، إلخ). يتميز المستشعر بقيم المدخلات والمخرجات.

تغيير في قيمة الإخراج اعتمادًا على التغيير في قيمة الإدخال

اتصل حساسية المستشعر;

تغيير في إشارة الخرج ناتج عن تغيير في الداخل

خصائص المستشعر أو التغييرات في الظروف الخارجية لعمله - التغييرات

درجة الحرارة المحيطة ، تقلبات الجهد ، إلخ. اتصل خطأ في الاستشعار;

تأخر التغييرات في قيمة الإخراج من التغييرات في قيمة الإدخال

اتصل جهاز الاستشعار الجمود.

يجب أن تؤخذ جميع مؤشرات أجهزة الاستشعار هذه في الاعتبار عند اختيار أجهزة الاستشعار لأتمتة آلة أو عملية معينة.

أجهزة الاستشعار المصممة لقياس المادية (قيم المدخلات غير الكهربائية لمستوى الرطوبة ، والكثافة ، ودرجة الحرارة ، وما إلى ذلك) تقوم بتحويلها إلى قيم خرج كهربائي يتم إرسالها على مسافة للعمل على المشغل.

تنقسم المستشعرات إلى:

- بالميعاد- قياس حركة القوى ودرجة الحرارة والرطوبة والسرعة

- وفقا لمبدأ العمل- الكهربائية والميكانيكية والحرارية والبصرية ، و

- حسب طريقة التحويل- الكمية غير الكهربائية في الكهرباء -

حثي ، حراري ، ضوئي ، مشع ، نشط

المقاومات (قياس الجهد ، مقياس التوتر ، إلخ).

المستشعرات هي:

- اتصل(على اتصال مباشر) ؛

- تلامس(لا تلمس: الكهروضوئية ، فوق الصوتية ،

مشعة ، بصرية ، إلخ).

التمرير السريع

تستخدم في صناعة البناء لأتمتة آلات البناء والعمليات التكنولوجية ، الوسائل التقنيةأنظمة الأتمتة والتحكم الآلي.

1. للرقابة والمعلومات:

1.1 جودة التربة المضغوطة (الكثافة) ؛

1.2 حساب مقدار العمل المنجز (كم قطع ، إمداد بالمياه ، إلخ) ؛

1.3 سرعة الآلة ؛

1.4 وجود السائل في الحاوية وكميته ؛

1.5 كمية المواد السائبة في الخزان (الأسمنت ، الرمل ، الحجر المسحوق

2 - للتنظيم:

2.1 الحفاظ على درجة الحرارة المحددة أثناء تسخين الخرسانة ؛

2.2 ترموستات المبرد لمحرك الاحتراق الداخلي ؛

2.3 ضغط السائل في الحاوية (النظام) ؛

2.4 ضغط الغازات (الهواء) في النظام (الخزان) ؛

2.5 القدرة الاستيعابية للرفع والآلات الأخرى ؛

2.6 ارتفاع الرفع لجسم العمل للآلة (ذراع الرافعة ، منصة العمل ،

الرافعات والمصاعد ، وتخطي التحميل ، والجرافة ، وما إلى ذلك) ؛

2.7 ارتفاع رفع حمولة آلة الرفع ؛

2.8 دوران ذراع الرافعة ؛

2.9 تقييد حركة الماكينة على طول المسارات (رافعة برجية أو علوية ، عربات

2.10 يحد من نهج الأسلاك الحية (ذراع الرافعة و

كابل رافعة) ؛

2.11 الحفاظ على المستوى المحدد ومنحدر قاع الحفرة والخندق أثناء التشغيل

حفارة.

2.12 حماية ماس كهربائى ؛

2.13 حماية ضد الجهد الزائد (الجهد المنخفض) ؛

2.14 إيقاف تشغيل جميع المحركات والتثبيت بمقابض لقضبان الرافعة البرجية ، حسب سرعة الرياح.

3. للأتمتة المحلية لنظام التحكم:

3.1 وضع تشغيل المحرك اعتمادًا على الحمل على جسم العمل (الجرافة - تعميق التفريغ ، الكاشطة والممهدات - تعميق السكين ، الحفار - تعميق الجرافة) ؛

3.2 تحديد جرعات المكونات مزيج الخرسانةوفقًا للوصفة ؛

3.3 جرعات المواد المكونة لتحضير خليط الخرسانة ؛

3.4 تحديد المدة والحفاظ على هذه المدة أثناء تحضير الخلطة الخرسانية.

4. لأتمتة نظام التحكم:

4.1 النظام الآليالسيطرة على مصنع خلط الخرسانة.

4.2 نظام التحكم الآلي للجرافة - مجموعة من "AKA-Dormash" ، "Combiplan-10 LP" ، عند القيام بالعمل على ارتفاعات ومنحدرات واتجاهات محددة ؛

4.3 نظام التحكم الآلي في الممهدة - "Profile-20" ،

"Profile-30" لتمهيد الطرق وتخطيط الأراضي ؛

4.4 نظام التحكم الآلي في الكاشطة - "Kopir-Stabiplan-10" عند الحفر أو التسوية إلى مستوى معين (موضع ارتفاع الجرافة ، وتحريك الجدار الخلفي للحاوية ، وتعميق (رفع) سكين الجرافة وتعديل محرك الجرار ومحركه اتجاه؛

4.5 نظام التحكم الآلي للحفارة ذات العجلات الدلو عند تطوير الخنادق في اتجاه معين ، وعمق الحفر ، ومنحدر معين لقاع الخندق وتنظيم تشغيل المحرك.

للحصول على تمثيل مرئي لنظام آلي (تلقائي) ، يتم استخدام الصور الرسومية:

مخطط هيكلي ، يعكس الهيكل المحسن للنظام والعلاقة بين نقاط التحكم وإدارة الكائنات ؛

رسم تخطيطي وظيفي ، وهو الرسم الذي يتم من خلاله عرض المعدات التكنولوجية ، والاتصالات ، وأدوات التحكم والأتمتة (الأدوات ، والمنظمين ، وأجهزة الاستشعار) بشكل تخطيطي مع الرموز ، مما يشير إلى الروابط بين

المعدات التكنولوجيةوعناصر الأتمتة. يوضح الرسم البياني المعلمات التي تخضع للرقابة والتنظيم ؛

وكذلك المخططات الرئيسية والتجميعية وغيرها.

غالبًا في الإلكترونيات ، يجد عنصر الراديو مثل مفتاح القصب تطبيقه. ميزتها هي القدرة على إغلاق جهات الاتصال عند تشعيعها بمجال مغناطيسي. ماذا يعني هذا؟ باستخدام مغناطيس بسيط أو وضع مغناطيس كهربائي بالقرب من مفتاح القصب ، يمكنك بسهولة إغلاق وفتح جهات الاتصال لعنصر الراديو هذا. إنه في جوهره نوع من أجهزة الاستشعار غير المتصلة.

تعريف المفهوم

ما هو مستشعر القرب؟ يُفهم على أنه جهاز إلكتروني يسجل وجود كائن معين في منطقة عمله ويعمل دون أي تأثيرات ميكانيكية أو أي تأثيرات أخرى.

تستخدم أجهزة الاستشعار غير المتصلة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. هذا هو إنشاء الأجهزة والأنظمة المنزلية لحماية الأشياء والتقنيات الصناعية وصناعة السيارات. بالمناسبة ، يسمى هذا العنصر عند الأشخاص "مفتاح التقارب".

مزايا

من بين المزايا الرئيسية لأجهزة الاستشعار غير المتصلة:

أبعاد مدمجة

درجة عالية من الضيق

المتانة والموثوقية.

وزن خفيف؛

مجموعة متنوعة من خيارات التثبيت ؛

لا يوجد اتصال مع الكائن ولا ردود الفعل.

تصنيف

يوجد أنواع مختلفةمجسات لا تلامسية. يتم تصنيفها وفقًا لمبدأ العمل وهي:

بالسعة.

بصري.

استقرائية؛

فوق صوتي.

حساس مغناطيسيًا

قياس الحرارة.

دعنا نفكر في كل نوع من هذه الأنواع من الأجهزة على حدة.

مجسات سعوية

تعتمد هذه الأجهزة على قياس المكثفات الكهربائية. في العازل الكهربائي الخاص بهم هو الكائن الذي يخضع للتسجيل. الغرض من هذا النوع من مستشعرات القرب هو العمل مع مجموعة متنوعة من التطبيقات. هذا ، على سبيل المثال ، التعرف على الإيماءات. إنتاج أجهزة استشعار المطر بالسعة. تقيس هذه الأجهزة مستوى السائل عن بعد أثناء المعالجة. مواد متعددةإلخ.

مستشعر القرب السعوي هو نظام تمثيلي يعمل على مسافة تصل إلى سبعين سنتيمترا. على عكس الأنواع الأخرى من الأجهزة المماثلة ، فهي تتميز بدقة وحساسية أكبر. بعد كل شيء ، فإن التغيير في السعة فيه يحدث فقط في عدد قليل من البيكوفاراد.

تشتمل دائرة مستشعر القرب من هذا النوع على لوحات تتكون من موصل لوحة الدوائر المطبوعة، فضلا عن الشحن. في هذه الحالة ، يتم تكوين مكثف. علاوة على ذلك ، سيحدث هذا في أي وقت إما في عنصر مؤرض موصل ، أو في كائن ما ، يختلف ثابت العزل الكهربائي عن الهواء. سيعمل هذا الجهاز أيضًا إذا ظهر شخص أو جزء من جسده في منطقة تغطية الجهاز ، والتي ستكون مشابهة للإمكانات الأرضية. عندما تقترب ، على سبيل المثال ، من الإصبع ، ستتغير سعة المكثف. وحتى مع الأخذ في الاعتبار أن النظام غير خطي ، فلن يكون من الصعب عليه اكتشاف جسم غريب نشأ داخل الحدود المعروضة.

يمكن أن يكون مخطط الأسلاك لجهاز استشعار القرب هذا معقدًا. يمكن استخدام عدة عناصر مستقلة عن بعضها البعض في الجهاز مرة واحدة في الاتجاهين الأيسر / الأيمن ، بالإضافة إلى الاتجاهات السفلية / العلوية. سيؤدي ذلك إلى توسيع قدرات الجهاز.

مجسات بصرية

تجد محولات عدم الاتصال هذه اليوم تطبيقاتها الواسعة في العديد من فروع النشاط البشري ، حيث تعمل المعدات اللازمة للكشف عن الأشياء. عند توصيل مستشعر القرب ، يتم استخدام الترميز. يتيح لك ذلك منع التشغيل الخاطئ للجهاز تحت تأثير مصادر الضوء الدخيلة. تعمل هذه المستشعرات مع درجات الحرارة المنخفضة. في ظل هذه الظروف ، يتم وضع السترات الحرارية عليهم.

ما هي أجهزة الاستشعار البصرية غير المراقبة؟ هذه دائرة إلكترونية تستجيب للتغيير في تدفق الضوء الذي يقع على جهاز الاستقبال. يتيح لك مبدأ التشغيل هذا إصلاح وجود أو عدم وجود كائن في منطقة مكانية معينة.

هناك كتلتان رئيسيتان في تصميم مستشعرات القرب البصري. أحدهما مصدر للإشعاع ، والثاني هو جهاز استقبال. يمكن أن يكونوا في نفس المبنى أو في مباني مختلفة.

عند النظر في مبدأ تشغيل مستشعر عدم الاتصال ، يمكن التمييز بين ثلاثة أنواع الأجهزة البصرية:

1. حاجز. يتم تشغيل المفاتيح الضوئية من هذا النوع (T) شعاع مباشر. في هذه الحالة ، تتكون الأجهزة من جزأين منفصلين - جهاز إرسال وجهاز استقبال ، يقعان بشكل محوري فيما يتعلق ببعضهما البعض. يجب أن يوجه تدفق الإشعاع المنبعث من الباعث إلى جهاز الاستقبال بالضبط. عندما يتم مقاطعة الحزمة بواسطة كائن ، يتم تنشيط المفتاح. تتمتع أجهزة الاستشعار هذه بمناعة جيدة ضد الضوضاء. بالإضافة إلى ذلك ، فهم لا يخافون من قطرات المطر والغبار وما إلى ذلك.
2. منتشر. يعتمد تشغيل المفاتيح الضوئية من النوع D على استخدام شعاع ينعكس من جسم ما. يقع جهاز الاستقبال وجهاز الإرسال لمثل هذا الجهاز في نفس السكن. الباعث يوجه التدفق إلى الكائن. يتم توزيع الحزمة المنعكسة من سطحه في اتجاهات مختلفة. في هذه الحالة ، يعود جزء من التدفق إلى الوراء ، حيث يتم التقاطه بواسطة جهاز الاستقبال. نتيجة لذلك ، يتم تنشيط المفتاح.
3. لا ارادي. مستشعرات القرب البصري هذه من النوع R. وهي تستخدم شعاعًا منعكسًا من عاكس. يوجد أيضًا جهاز استقبال وباعث مثل هذا الجهاز في نفس السكن. عندما يصطدم بالعاكس ، تنعكس الحزمة ، ويتضح أنها في منطقة الاستقبال ، ونتيجة لذلك يتم تشغيل الجهاز. تعمل هذه الأجهزة على مسافة لا تزيد عن 10 أمتار. ربما استخدامها لإصلاح الأشياء الشفافة.

مجسات حثي

يعتمد تشغيل هذا الجهاز على مبدأ مراعاة التغييرات في محاثة مكوناته الرئيسية - الملف والقلب. ومن هنا جاء اسم هذا المستشعر.

تشير التغييرات في الحث إلى ظهور جسم معدني في المجال المغناطيسي للملف ، مما أدى إلى تغييره ، وبالتالي ، مخطط الاتصال بالكامل ، والذي تم تعيين وظيفته الرئيسية للمقارن. في هذه الحالة ، يتم إرسال إشارة إلى المرحل ويتم إيقاف التيار الكهربائي.

بناءً على ذلك ، يمكننا التحدث عن الغرض الرئيسي لمثل هذا الجهاز. يتم استخدامه لقياس حركات قطعة من المعدات التي يجب إيقاف تشغيلها إذا تم تجاوز حدود حركة المرور. أجهزة الاستشعار نفسها لها حدود في الحركة تتراوح من ميكرون واحد إلى عشرين ملم. في هذا الصدد ، يُطلق على هذا الجهاز أيضًا اسم تبديل الموضع الاستقرائي.

تتيح لنا نظرة عامة على أجهزة الاستشعار غير التلامسية من هذا النوع التمييز بين عدة أنواع منها. يعتمد هذا التصنيف على عدد مختلف من أسلاك التوصيل:

1. سلكين. ترتبط أجهزة الاستشعار الحثية هذه مباشرة بالدائرة. هذا هو الخيار الأبسط ، ولكن في نفس الوقت متقلب نوعًا ما. يتطلب مقاومة تحميل اسمية. مع انخفاض أو زيادة في هذا المؤشر ، يصبح تشغيل الجهاز غير صحيح.
2. ثلاثة أسلاك. هذا النوع من أجهزة استشعار الحث هو الأكثر شيوعًا. في مثل هذه الدوائر ، يجب توصيل سلكين بالجهد ، وواحد - مباشرة بالحمل.
3. أربعة وخمسة أسلاك. في هذه المستشعرات ، يتم توصيل سلكين بالحمل ، ويستخدم الخامس لتحديد وضع التشغيل المطلوب.

مجسات بالموجات فوق الصوتية

تجد هذه الأجهزة تطبيقاتها الواسعة في مختلف مجالات الإنتاج ، مما يحل العديد من مهام أتمتة الدورات التكنولوجية. تستخدم مستشعرات القرب بالموجات فوق الصوتية لتحديد موقع ومسافة الأجسام المختلفة.

على سبيل المثال ، تعمل على اكتشاف الملصقات ، حتى تلك الشفافة ، لقياس المسافة والتحكم في حركة الكائن. يتم استخدامها لتحديد مستوى السائل. تنشأ الحاجة لذلك ، على سبيل المثال ، لحساب استهلاك الوقود أثناء عمليات النقل. وهذه ليست سوى بعض الاستخدامات العديدة لمفاتيح التبديل بالموجات فوق الصوتية.

هذه المستشعرات مضغوطة تمامًا. تتميز ببناء عالي الجودة وغياب أجزاء متحركة مختلفة. لا يخاف هذا الجهاز من التلوث ، وهو أمر مهم جدًا في ظروف الإنتاج ، كما أنه لا يتطلب أي صيانة تقريبًا.

يحتوي المستشعر بالموجات فوق الصوتية على سخان كهرضغطية ، وهو باعث وجهاز استقبال. هذه التفاصيل الهيكلية تعيد إنتاج تدفق النبضات الصوتية وقبولها وتحويل الإشارة المستقبلة إلى جهد. ثم يتم إدخالها إلى وحدة التحكم ، التي تعالج البيانات وتحسب المسافة التي يقع عليها الكائن. هذه التكنولوجيا تسمى تحديد الموقع بالصدى.

النطاق النشط لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو نطاق التشغيل للكشف. هذه هي المسافة التي يمكن لأداة الموجات فوق الصوتية من خلالها "رؤية" كائن ما ، سواء اقتربت من عنصر الاستشعار في الاتجاه المحوري أو تتحرك عبر مخروط الصوت.

اعتمادًا على مبدأ التشغيل ، يتم تمييز أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية:

1. أحكام. تُستخدم هذه الأجهزة لحساب الفاصل الزمني المطلوب لمرور الصوت من الجهاز إلى كائن معين والعكس. تستخدم مستشعرات الموضع بالموجات فوق الصوتية بدون اتصال للتحكم في موقع ووجود الآليات المختلفة ، وكذلك لحسابها. تُستخدم هذه الأجهزة أيضًا كمؤشر مستوى للسوائل المختلفة أو المواد السائبة.
2. المسافات والحركات. يشبه مبدأ تشغيل هذه الأجهزة ذلك المستخدم في الجهاز الموصوف أعلاه. الاختلاف هو فقط في نوع الإشارة الموجودة في الخرج. إنها تمثيلية وليست منفصلة. تستخدم أجهزة الاستشعار من هذا النوع لتحويل المؤشرات المتاحة للمسافة إلى الجسم إلى إشارات كهربائية معينة.

حساسات مغناطيسية حساسة

تستخدم هذه المفاتيح لمراقبة الموقع. يتم تشغيل المستشعرات من خلال اقتراب المغناطيس الموجود في الجزء المتحرك من الآلية. تتمتع هذه الأجهزة بنطاق درجة حرارة ممتد (من -60 إلى +125 درجة مئوية). تتيح لك هذه الوظيفة أتمتة عدد كبير من عمليات الإنتاج المعقدة.

يتم استخدام مستشعر درجة حرارة غير ملامس من النوع الحساس مغناطيسيًا:

في الصناعات الكيميائية والمعدنية.

في مناطق أقصى الشمال ؛

على الدارجة

في وحدات التبريد

على رافعات الشاحنات.

يجدون تطبيقاتهم في أنظمة الأمن للمباني ، وكذلك للفتح التلقائي للنوافذ وأبواب المدخل.

الأحدث والأسرع هي المستشعرات المغناطيسية الحساسة التي تعمل على تأثير هول. لا يخضعون للتآكل الميكانيكي ، لأن لديهم مفتاح إخراج إلكتروني. مورد هذه المجسات عمليا غير محدود. في هذا الصدد ، يعد استخدامها حلاً عمليًا ومربحًا لمشاكل قياس عدد دورات العمود ، وتحديد موقع الأجسام سريعة الحركة ، وما إلى ذلك.

عند قياس مستوى السوائل ، يتم استخدام المستشعرات الحساسة مغناطيسيًا على نطاق واسع. إنها أفضل خيار لتحديد المؤشرات المطلوبة بسبب السعر الرخيص وبساطة التصميم.

مجسات الميكروويف

هذا النوع من مفاتيح التقارب هو خيار التصميم الأكثر تنوعًا ، والذي يمكن تحقيقه من خلال المسح المستمر للمنطقة المخدومة. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنهم في فئة أسعار أعلى من نظرائهم بالموجات فوق الصوتية ، على سبيل المثال.

يرجع تشغيل مثل هذا الجهاز إلى إشعاع الموجات الكهرومغناطيسية ذات التردد العالي ، والتي تختلف قيمتها إلى حد ما في الأجهزة من مختلف الشركات المصنعة. يتم ضبط مستشعرات الميكروويف لمسح الموجات المنعكسة واستقبالها. هذا يسمح للجهاز بتسجيل حتى أدنى التغييرات في الخلفية الكهرومغناطيسية. إذا حدث هذا ، فسيتم تشغيل نظام التحذير المتصل بالمستشعر على الفور في شكل إنذار ، وإضاءة ، وما إلى ذلك.

زادت أجهزة الميكروويف من الدقة والحساسية. إنها ليست حواجز جدران من الطوبوأبواب وقطع أثاث. يجب أن تؤخذ هذه الحقيقة في الاعتبار عند تثبيت النظام. يمكن تغيير مستوى حساسية الجهاز عن طريق ضبط مستشعر الحركة.

تستخدم مفاتيح الميكروويف للتحكم في الإضاءة الداخلية والخارجية ، وأجهزة الإنذار ، والأجهزة الكهربائية ، إلخ.

مجسات بيرومترية

يتميز جسم أي كائن حي بوجود الإشعاع الحراري ، وهو شعاع من الموجات الكهرومغناطيسية ذات أطوال مختلفة. مع ارتفاع درجة حرارة الجسم ، تزداد أيضًا كمية الطاقة التي يشعها.

بناءً على تثبيت الإشعاع الحراري ، تعمل المستشعرات ، والتي تسمى مستشعرات قياس الحرارة. هم انهم:

مجموع الإشعاع ، قياس الطاقة الحرارية الكلية للجسم ؛

إشعاع جزئي ، يقيس طاقة المنطقة التي يحدها المستقبل ؛

النسبة الطيفية ، والتي تعطي مؤشرًا لنسبة الطاقة لأجزاء معينة من الطيف.

غالبًا ما تستخدم أجهزة الاستشعار غير المتصلة في الأجهزة التي تسجل حركة الأشياء.

مفاتيح اللمس

أثرت التقنيات المتطورة على جميع مجالات حياة الإنسان تقريبًا. لم يتجاهلوا قضايا تحسين المنزل. أحد الأمثلة الصارخة على ذلك هو مفتاح اللمس. يتيح لك هذا الجهاز التحكم في إضاءة الغرفة بلمسة خفيفة.

يعمل مفتاح اللمس على الفور حتى مع أدنى لمسة على الزر. يتضمن تصميمه ثلاثة عناصر رئيسية. بينهم:

1. وحدة تحكم تعالج الإشارة الواردة وتنقلها إلى العناصر الضرورية.
2. جهاز التبديل. يغلق هذا الجزء ويفتح الدائرة ، ويغير أيضًا مقدار التيار الذي يستهلكه المصباح.
3. لوحة تحكم (تعمل باللمس). في هذا الجزء ، يستقبل المفتاح إشارات من جهاز التحكم عن بُعد أو من اللمس. يتم تشغيل أحدث الأجهزة بتمرير يد بجانبها.

يمكن للنماذج القياسية:

قم بتشغيل وإيقاف الضوء ؛

ضبط السطوع؛

مراقبة تشغيل أجهزة التدفئة ، والإبلاغ عن التغيرات في درجات الحرارة ؛

الستائر المفتوحة والمغلقة

قم بتشغيل وإيقاف الأجهزة المنزلية.

مفاتيح اللمس تنتج أنواع مختلفة. يتم اختيار نموذج محدد بناءً على احتياجات المكتب أو المبنى السكني. على سبيل المثال ، قد تنشأ الرغبة في شراء وتثبيت جهاز استشعار بسبب موقع مفتاح ثابت في مكان غير ملائم مع استحالة نقله. أو ربما يعيش شخص في منزل أو شقة تكون حركته محدودة. في بعض الأحيان ، تكون المفاتيح الثابتة على ارتفاع يتعذر على الأطفال الوصول إليها. سيتطلب حل المشكلة اختيار نموذج معين. يفضل بعض المالكين تثبيت مفاتيح تعمل باللمس لتغيير سطوع الضوء دون الخروج من السرير ، وما إلى ذلك.