ГлавнаяРазноеДатчик как называется

Бесконтактные датчики. Датчик как называется


Датчик - это... Что такое Датчик?

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — понятие систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. [1]

  • В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Определения понятия датчик

Широко встречаются следующие определения:

  • чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
  • законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.
  • датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
  • датчик – конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др. В третьем и четвертом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а следовательно обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но показания этих приборов в основном читаются человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

Классификация датчиков

Классификация по виду выходных величин

  • Активные (генераторные)
  • Пассивные (параметрические)

Классификация по измеряемому параметру

  • Датчики давления
    • абсолютного давления
    • избыточного давления
    • разрежения
    • давления-разрежения
    • разности давления
    • гидростатического давления
  • Датчики расхода
  • Уровня
    • Поплавковые
    • Ёмкостные
    • Радарные
    • Ультразвуковые
  • Температуры
  • Датчик концентрации
    • Кондуктометры
  • Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)
  • Перемещения
    • Абсолютный шифратор
    • Относительный шифратор
    • LVDT
  • Положения
  • Фотодатчики
  • Датчик углового положения
  • Датчик вибрации
    • Датчик Пьезоэлектрический
    • Датчик вихретоковый
  • Датчик механических величин
    • Датчик относительного расширения ротора
    • Датчик абсолютного расширения
  • Датчик дуговой защиты

Классификация по принципу действия

Классификация по характеру выходного сигнала

  • Дискретные
  • Аналоговые
  • Цифровые
  • Импульсные

Классификация по среде передачи сигналов

  • Проводные
  • Беспроводные

Классификация по количеству входных величин

  • Одномерные
  • Многомерные

Классификация по технологии изготовления

  • Элементные
  • Интегральные

См. также

Примечания

Ссылки

  • Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
  • Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
  • Capacitive Position/Displacement Overview
  • M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
  • C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers. ISBN 1-58883-056-X
  • Sensors — Open access journal of MDPI
  • M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
  • SensEdu; how sensors work
  • Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
  • Wireless hydrogen sensor
  • Sensor circuits
  • Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
  • Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
  • Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
  • ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения . раздел 3 «Термины и определения».

dic.academic.ru

Датчик — WiKi

Датчик — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем[1]. Датчики, выполненные на основе электронной техники, называются электронными датчиками. Отдельно взятый датчик может быть предназначен для измерения (контроля) и преобразования одной физической величины или одновременно нескольких физических величин.

В состав датчика входят чувствительные и преобразовательные элементы. Основными характеристиками электронных датчиков являются чувствительность и погрешность.

Датчики широко используются в научных исследованиях, испытаниях, контроле качества, телеметрии, системах автоматизированного управления и в других областях деятельности и системах, где требуется получение измерительной информации.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Определения датчика

Широко встречаются следующие определения:

  • чувствительный элемент, приемник, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя, возможно, и иной по природе, например — пневматический сигнал;
  • законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.[источник не указан 540 дней][2]
  • датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
  • датчик — конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик - это небольшое, обычно монолитное, устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др. В третьем и четвёртом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а, следовательно, обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

Датчики используются во многих отраслях экономики — добыче и переработке полезных ископаемых, промышленном производстве, транспорте, коммуникациях, логистике, строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении, науке и других отраслях — являясь в настоящее время неотъемлемой частью технических устройств.

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массового использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические.

Датчики по своему назначению и технической реализации близки к понятию «измерительный инструмент» («измерительный прибор»). Однако показания приборов воспринимаются человеком, как правило, напрямую (посредством дисплеев, табло, панелей, световых и звуковых сигналов и проч.), в то время как показания датчиков требуют преобразования в форму, в которой измерительная информация может быть воспринята человеком. Датчики могут входить в состав измерительных приборов, обеспечивая измерение физической величины, результаты которого затем преобразуются для восприятия оператором измерительного прибора.

В автоматизированных системах управления датчики могут выступать в роли инициирующих устройств, приводя в действие оборудование, арматуру и программное обеспечение. Показания датчиков в таких системах, как правило, записываются на запоминающее устройство для контроля, обработки, анализа и вывода на дисплей или печатающее устройство. Огромное значение датчики имеют в робототехнике, где они выступают в роли рецепторов, посредством которых роботы и другие автоматические устройства получают информацию из окружающего мира и своих внутренних органов.

В быту датчики используются в термостатах, выключателях, термометрах, барометрах, смартфонах, посудомоечных машинах, кухонных плитах, тостерах, утюгах и другой бытовой технике.

Классификация датчиков

По методу измерения

  • Активные (генераторные)
  • Пассивные (параметрические)

По измеряемому параметру

  • Датчики давления
    • абсолютного давления
    • избыточного давления
    • разрежения
    • давления-разрежения
    • разности давления
    • гидростатического давления
  • Датчики расхода
  • Уровня
    • Поплавковые
    • Кондуктометрический
    • Ёмкостные
    • Радарные
    • Ультразвуковые
  • Температуры
  • Датчик концентрации
    • Кондуктометры
  • Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)
  • Перемещения
    • Абсолютный шифратор
    • Относительный шифратор
    • LVDT
  • Положения
  • Фотодатчики
  • Датчик углового положения
  • Датчик вибрации
    • Датчик виброускорения (акселерометр)
    • Датчик виброскорости (велосиметр)
    • Датчик виброперемещения (проксиметр)
  • Датчик механических величин
    • Датчик относительного расширения ротора
    • Датчик абсолютного расширения
  • Датчик влажности
  • Датчик дуговой защиты

По принципу действия

По характеру выходного сигнала

  • Дискретные
  • Аналоговые
  • Цифровые
  • Импульсные

По среде передачи сигналов

  • Проводные
  • Беспроводные

По количеству входных величин

  • Одномерные
  • Многомерные

По технологии изготовления

  • Элементные
  • Интегральные

См. также

Примечания

  1. ↑ ГОСТ Р 51086-97. Датчики и преобразователи физических величин электронные
  2. ↑ РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения, раздел 6 Средства измерительной техники

Ссылки

  • Датчики: Справочное пособие / В.М. Шарапов, Е.С. Полищук, Н.Д. Кошевой, Г.Г. Ишанин, И.Г. Минаев, А.С. Совлуков. - Москва: Техносфера, 2012. - 624 с.
  • Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
  • Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
  • Capacitive Position/Displacement Overview
  • M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
  • C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers. ISBN 1-58883-056-X
  • Sensors — Open access journal of MDPI
  • M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
  • SensEdu; how sensors work
  • Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
  • Wireless hydrogen sensor
  • Sensor circuits
  • Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
  • Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
  • Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
  • ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения. раздел 3 «Термины и определения».

ru-wiki.org

Что такое датчик?

Что такое датчик?

Наверняка вам не раз приходилось слышать такое слово, как «датчик». Очевидно, что под данным словом подразумевается какое-то техническое устройство. Что же представляет собой датчик и как он работает? Какие виды датчиков бывают? Рассмотрим все эти вопросы подробнее.

Понятие датчика

В настоящее время датчиком принято называть элемент, который преобразует получаемую от среды информацию в электрический сигнал с целью дальнейшей передачи информации на какое-то другое устройство. Обычно датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы.

Датчики применяются повсеместно: в автомобилях, системах отопления, водоснабжения, на производстве, в медицине, даже в заведениях общепита для измерения температуры с целью определения степени готовности блюда.

Классификация датчиков

Существует несколько типов классификации датчиков. Мы приведем наиболее основные.

По типу измерения:

  • Датчики давления;
  • Датчики расхода;
  • Датчики измерения уровня;
  • Датчики измерения температуры;
  • Датчики концентрации;
  • Датч

elhow.ru

Датчик Википедия

Датчик — средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем[1]. Датчики, выполненные на основе электронной техники, называются электронными датчиками. Отдельно взятый датчик может быть предназначен для измерения (контроля) и преобразования одной физической величины или одновременно нескольких физических величин.

В состав датчика входят чувствительные и преобразовательные элементы. Основными характеристиками электронных датчиков являются чувствительность и погрешность.

Датчики широко используются в научных исследованиях, испытаниях, контроле качества, телеметрии, системах автоматизированного управления и в других областях деятельности и системах, где требуется получение измерительной информации.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Определения датчика

Широко встречаются следующие определения:

  • чувствительный элемент, приемник, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя, возможно, и иной по природе, например — пневматический сигнал;
  • законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.[источник не указан 564 дня][2]
  • датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
  • датчик — конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик - это небольшое, обычно монолитное, устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др. В третьем и четвёртом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а, следовательно, обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

Датчики используются во многих отраслях экономики — добыче и переработке полезных ископаемых, промышленном производстве, транспорте, коммуникациях, логистике, строительстве, сельском хозяйстве, здравоохранении, науке и других отраслях — являясь в настоящее время неотъемлемой частью технических устройств.

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массового использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические.

Датчики по своему назначению и технической реализации близки к понятию «измерительный инструмент» («измерительный прибор»). Однако показания приборов воспринимаются человеком, как правило, напрямую (посредством дисплеев, табло, панелей, световых и звуковых сигналов и проч.), в то время как показания датчиков требуют преобразования в форму, в которой измерительная информация может быть воспринята человеком. Датчики могут входить в состав измерительных приборов, обеспечивая измерение физической величины, результаты которого затем преобразуются для восприятия оператором измерительного прибора.

В автоматизированных системах управления датчики могут выступать в роли инициирующих устройств, приводя в действие оборудование, арматуру и программное обеспечение. Показания датчиков в таких системах, как правило, записываются на запоминающее устройство для контроля, обработки, анализа и вывода на дисплей или печатающее устройство. Огромное значение датчики имеют в робототехнике, где они выступают в роли рецепторов, посредством которых роботы и другие автоматические устройства получают информацию из окружающего мира и своих внутренних органов.

В быту датчики используются в термостатах, выключателях, термометрах, барометрах, смартфонах, посудомоечных машинах, кухонных плитах, тостерах, утюгах и другой бытовой технике.

Классификация датчиков

По методу измерения

  • Активные (генераторные)
  • Пассивные (параметрические)

По измеряемому параметру

По принципу действия

По характеру выходного сигнала

  • Дискретные
  • Аналоговые
  • Цифровые
  • Импульсные

По среде передачи сигналов

  • Проводные
  • Беспроводные

По количеству входных величин

  • Одномерные
  • Многомерные

По технологии изготовления

  • Элементные
  • Интегральные

См. также

Примечания

  1. ↑ ГОСТ Р 51086-97. Датчики и преобразователи физических величин электронные
  2. ↑ РМГ 29-2013 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения, раздел 6 Средства измерительной техники

Ссылки

  • Датчики: Справочное пособие / В.М. Шарапов, Е.С. Полищук, Н.Д. Кошевой, Г.Г. Ишанин, И.Г. Минаев, А.С. Совлуков. - Москва: Техносфера, 2012. - 624 с.
  • Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
  • Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
  • Capacitive Position/Displacement Overview
  • M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
  • C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers. ISBN 1-58883-056-X
  • Sensors — Open access journal of MDPI
  • M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
  • SensEdu; how sensors work
  • Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
  • Wireless hydrogen sensor
  • Sensor circuits
  • Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
  • Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
  • Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
  • ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения. раздел 3 «Термины и определения».

wikiredia.ru

Датчик | Наука | FANDOM powered by Wikia

Датчик (сенсор от англ. sensor) — термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. [1]

  • В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

    Датчики (сенсоры от англ. sensor) являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

    Началом истории сенсоров принят конец XIX - начало XX века.

    В конце XIX - начале XX вв. под сенсорами (слово "сенсор" от английского слова sense - чувство, ощущение) понимали портативные устройства для определения химического состава среды. Типичная конструкция сенсора включала чувствительный элемент и преобразователь.

    Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. Специальный случай представляет использование датчиков в автоматических системах регистрации параметров, например, в системах научных исследований.[2]

    Определения понятия датчик Править

    Фотосенсор, где чувствительный элемент матрица (фото)-ПЗС.

    Широко встречаются два основных значения:
    • Чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
    • Законченное изделие, основанное на базе указанных выше элементов.

    В зависимости от характера устройства, потребности объёма обработки информации, усиления сигнала, линеаризации, дискретизации, калибровки, аналого-цифрового преобразования с восстановлением и интерфейса для интеграции в системы управления, для получения и выдачичи оцифрованных сигналов на экраны мониторов и телевизоров, чувствительный элемент — датчик (сенсор) носит разные названия.

    В первом случае датчик — это небольшое, обычно единичное цельное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод (пиксель) и т. п., которое используется самостоятельно в отделных схемах и выполняет узкую функцию преодразования и выдачи отдельного сигнала.

    Во втором случае — это законченное по своей функциональности устройство, работающее в системе связанных единичных элементов в системах: автоматического управления, регистрации аналоговых сигналов предметных точек объекта с последующей их обработкой, оцифровкой, созданием выходныой информации в виде изображений на видеоэкранах и др. В данном случае сенсор, как законченная функциональная единица, получил название — фотодатчика, что в переводе — фотосенсор.

    Применение датчиков Править

    В последнее время в связи с удешевлением электронных систем все чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определенная тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но для этих устройств преобладает аспект их использования человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

    Следует отличать часто неправильно употребляемое в цифрографии понятие матрица (фото) от фотосенсора. Принятое название матрица иторически идёт из полиграфии, металловедении, где в качестве матрицы применялся чугунный полированный образец при исследовании кристаллической решётки чугуна в микроскопе. В полиграфии — матрица — это металлический печатный штамп с набранным текстом из отдельных свинцовых литер. В 1915 году изобрели фотоматрицы в виде прозрачной фотоплёнки с нанесенными буквами и знаками, а вместо наборной машины стал фотоаппарат.[3] Никакого отношения эта матрица не имеет к сенсору. Можно допустить, приняв понятие матрица (фото) как основной элемент фотосенсора, состоящий из структурных единиц пикселей (фотодиодов), изготовленных в виде отдельного блока типа типографской матрицы, несущий базу полупроводниковых элементов (фотодиодов) на основе кремния (на изображении виден окрашенный основной элемен — матрица). И то только для освещения вопросов самих материалов фотодатчика, химсостава, нанотехнологий изтовления (которые строго засекречены). На конечном этапе техпроцесса изготовления «матрица» принимает вид фотосенсора, идущий для сборки фотоаппаратуры (фотографии его даны в инструкциях эксплуатации). Все зарубежные производители цифровой фотоаппаратуры применяют единственно правильное понятие фотосенсор (в переводе на русский — фотодатчик).

    Классификация датчиков Править

    Датчики и преобразователи Править

    На русском языке Править

    На иностранных языках Править

    • Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
    • Capacitive Position/Displacement Overview
    • M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
    • C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers. ISBN 1-58883-056-X
    • Sensors — Open access journal of MDPI
    • M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
    • SensEdu; how sensors work
    • Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
    • Wireless hydrogen sensor
    • Sensor circuits
    • Sensors and Actuators — Elsevier journal
    • http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor

    Внутренний поиск Править

    Внешний поиск по URL Править

    • Страница 0 - краткая статья
    • Страница 1 - энциклопедическая статья
    • Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
    • Прошу вносить вашу информацию в «Датчик 1», чтобы сохранить ее

    ru.science.wikia.com

    Бесконтактные датчики - Практическая электроника

    Думаю, вы знаете, что такое геркон . Да, этот радиоэлемент до сих пор используется в  радиоэлектронике, а также в электротехнике. Но чем же он так хорош? Его контакты замыкаются, если  его «облучить» магнитным полем. Это значит, что с помощью простого магнитика или электромагнита (принцип электромагнетизма мы рассматривали в статье Принцип работы реле ) можно запросто управлять замыканием и размыканием контактов геркона. По сути дела, геркон является первым бесконтактным датчиком.

    Бесконтактный датчик — это такой датчик,  к которому не надо прикасаться механически или как-нибудь еще. Бесконтактные датчики работают через электрическое и магнитное поле,  а также широко используются  и оптические датчики. В этой статье мы с вами  разберем все три типа датчиков:  оптические, емкостные и индуктивные, а также в конце проделаем опыт с индуктивным датчиком.  Кстати,  в народе бесконтактные датчики называют также и бесконтактными выключателями, так что не бойтесь, если увидите такое название ;-).

    Итак, пару слов об оптических датчиках… Принцип срабатывания оптических датчиков показан  на рисунке ниже

    Помните какие-нибудь кадры из фильмов, где главным героям приходилось пройти через оптические лучи и не задеть ни один из них? Если луч задевался какой-либо частью тела, срабатывала сигнализация.

    Луч излучается посредством какого-либо источника.  А также есть  «лучеприемник», то есть та штучка, которая принимает  луч. Как только  луча не будет на лучепримнике, то сразу же в нем включится или выключится контакт, который будет уже непосредственно управлять сигнализацией или еще чем-нибудь по вашему усмотрению. В основном источник  луча и лучеприемник, называется лучеприемник  правильно «фотоприемник», идут в паре.

    Очень большой популярностью в России пользуются оптические датчики перемещений фирмы СКБ ИС

    В этих типах датчиков есть и источник света и фотоприемник. Они находятся прямо в  корпусе этих датчиков. Каждый тип датчиков представляет из себя законченную конструкцию и используется в ряде станков, где нужна повышенная точность обработки, вплоть до 1 микрометра. В основном это станки с системой Числового Программного Управления (ЧПУ), которые  работают по программе и требуют минимального вмешательства человека в работе таких станков. Эти типы датчиков построены по этому принципу:

    Такие типы датчиков обозначаются буквой «T»  и называются барьерными.  Как только оптический луч прервался, датчик сработал. Плюсы барьерных датчиков:

    — дальность действия может достигать до 150 метров

    — высокая надежность и помехозащищенность

    Минусы: при больших расстояниях срабатывания требуется точная настройка фотоприемника на  оптический луч.

    Рефлекторный тип датчиков обозначается буквой R . В этих типах датчиков излучатель и приемник расположены в одном корпусе.

    Принцип действия можно увидеть на рисунке ниже

    Свет от излучателя отражается от какого-либо светоотражателя (рефлектора) и попадает в приемник. Как только луч прерывается каким-либо объектом, то датчик срабатывает.  Очень удобен этот датчик на конвейерных линиях при подсчете продукции.

    И последний тип оптических датчиков — диффуззионные  — обозначаются буквой D. Выглядеть могут по разному:

    Принцип работы такой же, как и у рефлекторного, но здесь свет уже отражается от предметов. Такие датчики рассчитаны на маленькое расстояние срабатывания и неприхотливы в своей работе.

     

    Оптика оптикой, но самые неприхотливые в своей работе и очень надежные считаются индуктивные и емкостные датчики. Примерно вот так они выглядят

    Они очень похожи друг на друга.  Принцип их работы связан с изменением магнитного и электрического поля. Индуктивные датчики срабатывают при поднесении к ним какого-либо металла. На другие материалы они  не «клюют».  Емкостные же  срабатывают почти на любые вещества.

    Как говорится, лучше один раз увидеть, чем  сто раз услышать, поэтому проведем небольшой опыт с индуктивным датчиком.

    Итак, у нас в гостях индуктивный датчик российского производства

     

     

    Читаем, что на нем написано

    Марка датчика ВБИ бла бла бла бла, S — расстояние срабатывания, здесь оно составляет 2 мм, У1 — исполнение для умеренного климата, IP — 67 — уровень защиты (короче уровень защиты здесь очень крутой), Ub — напряжение,  при котором работает датчик, здесь напряжение может быть в диапазоне от 10 и до 30 Вольт, Iнагр — ток нагрузки, этот датчик может выдать в   нагрузку силу тока до 200 милиАмпер, думаю, это прилично.

     

    На развороте бирки схема подключения этого датчика.

    Ну что, заценим работу датчика? Для этого цепляем нагрузку. Нагрузкой у нас будет  светодиод, соединенный последовательно с резистором с номиналом в 1 килоОм. Зачем нам резистор?  Светодиод в момент включения начинает бешено жрать ток и сгорает. Для того чтобы это предотвратить, в цепь ставится последовательно со светодиодом резистор.

    На коричневый провод датчика  подаем плюс от Блок питания, а на синий  — минус. Напряжение я взял  15 Вольт.

     

    Наступает момент истины… Подносим  к рабочей зоне датчика металлический предмет, и датчик у нас тут же срабатывает, о чем говорит нам светодиод, встроенный в датчик, а также наш подопытный светодиодик.

     

     

     

    На другие материалы, кроме металлов, датчик не реагирует. Баночка канифоли для него ничего не значит :-).

    Вместо светодиода может использоваться вход логической схемы, то есть датчик при срабатывании выдает сигнал логической единицы, которая может использоваться в цифровых устройствах.

    В мире электроники эти три  типа датчиков находят все более широкое применение. С каждым годом производство этих датчиков растет и растет.  Они используются абсолютно в разных областях промышленности. Автоматизация и роботизация без этих датчиков была бы невозможна. В этой статье я разобрал только простейшие датчики, которые выдают нам только сигнал «включен-выключен» или, если сказать на профессиональном языке, один бит и нформации. Более навороченные типы датчиков могут выдавать различные параметры и  даже могут соединяться с компьютерами и другими микроконтроллерными устройствами напрямую.

    В нашем радиомагазине индуктивные датчики стоят в 5 раз дороже, чем если бы их заказывать с Китая с Алиэкспресса.

    Вот здесь можете глянуть разнообразие индуктивных датчиков.

    www.ruselectronic.com

    Датчиком называется устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи, дальнейшего преобразования или регистрации

    С несколькими датчиками мы уже знакомы. Например, когда вы пальпаторно измеряете частоту пульса, датчиками являются нервные окончания подушечек пальцев (рецепторы), которые преобразуют изменение давления в лучевой артерии в электрический сигнал, идущий по вашим нервам в мозг. Когда сигнал достигает мозга, вы говорите «раз». Сопоставляя этот «раз» с секундомером, вы и производите измерение. Это самый простой пример, когда рецепторный аппарат организма выступает в роли датчика.

    Другими датчиками, которые вы уже изучали, является термопара и фотоэлемент. Например, термопара позволяет преобразовать температуру любого объекта в электрический сигнал. Далее этот сигнал можно увидеть и измерить с помощью гальванометра. Фотоэлемент позволяет преобразовать изменения светового потока в изменения электрических параметров цепи, которые также можно фиксировать различными приборами.

    Еще один пример. Изменение давления крови приводит к возникновению выпуклости на артерии. Эта выпуклость может приводить к изгибу пластинки пьезоэлектрика, если ее прижать к артерии. Но изгиб пьезоэлектрика приводит к возникновению на его поверхности разности потенциалов, которую легко фиксировать. Далее, если на пути распространения звуков сердца поставить микрофон, то эти волны будут изгибать мембрану микрофона, она будет давить на угольный порошок, который находится за ней, и тем самым изменять его электрическое сопротивление. Это изменение сопротивления также очень легко измерить с помощью электрических приборов. Итак, можно констатировать, что при конструировании очень многих датчиков используются те или иные эффекты из области электричества.

    Чтобы усвоить принципы классификации датчиков, сравним работу термопары и микрофона. В первом случае в датчике возникает термоЭДС, (электродвижущая сила), которая и заставляет течь ток в термопаре. Возникновение ЭДС можно в некотором смысле сравнить с созданием электрической батарейки, которую мы далее можем использовать для создания тока в цепи и его измерения. В микрофоне уже имеется батарейка, создающая ток в цепи. Что же меняется? В данном случае меняется сопротивление цепи. Изменяется сопротивление в цепи, по закону Ома, изменяется ток в цепи. Если в первом случае происходит генерация ЭДС при заданных параметрах электрической цепи, то во втором случае изменяются параметры цепи при заданной ЭДС. Датчики, которые в результате внешнего воздействия генерируют ЭДС, называются генераторными. К ним относятся пьезоэлектрические, термоэлектрические, фотоэлектрические, индукционные и т.д.. Датчики, которые в результате воздействия на них приводят к изменению параметров цепи, называются параметрическими (емкостные, индуктивные, реостатные и т.д.). Интересно отметить, что одна и та же функция организма может измеряться различными датчиками. Так, например, температура может измеряться термопарой (генераторный датчик) и терморезистором (параметрический датчик, в котором изменение внешней температуры приводит к изменению его электрического сопротивления).

    Датчики можно также классифицировать по виду энергии, на которую они реагируют. Так, можно выделить механические, акустические, температурные, оптические и другие датчики.

    Общая схема включения датчиков и электродов в измерительную цепь представлена на рис.1.

     

     

    Рис. 1. Схема включения электродов и датчиков в измерительную цепь.

     

    Для более ясного представления о работе датчиков рассмотрим подробнее принцип работы индуктивных, емкостных и резистивных датчиков. Для этого представим себе электрическую цепь, состоящую из последовательно включенных катушки индуктивности, плоского конденсатора и активного сопротивления (рис. 2).

     

     

    Рис. 2. Схема электрической цепи переменного тока

    Рассмотрим, какие параметры могут изменяться. Общее сопротивление цепи, представленной на рис. 2, называется импедансом, обозначается буквой Z и задается формулой:

    (1),

    Здесь: R – омическое сопротивление, XL – индуктивное сопротивление, XC – емкостное сопротивление. Часто R называют активным сопротивлением, а (XL - XC) – реактивным сопротивлением. Соответственно,

    (2), а (3),

    где L – индуктивность катушки (в генри), С – емкость конденсатора (в фарадах), - циклическая частота изменения напряжения в цепи. В свою очередь , где - частота изменения напряжения в герцах. Например, как известно, частота в нашей сети равна 50 Гц.

    Индуктивность катушки L определяется следующей формулой:

    (4),

    где k – коэффициент размагничивания, зависящий от отношения длины катушки l к диаметру витков катушки d; – магнитная постоянная; – относительная магнитная проницаемость среды; N – число витков катушки; S – площадь поперечного сечения катушки.

    Из формулы (4) становится очевидным, что если катушка уже сделана, то мы не можем изменить ни один параметр, кроме . Чтобы изменить , необходимо изменить среду внутри катушки. Это достигается с помощью введения в катушку металлического стержня. Таким образом, вводя стержень в катушку на разную глубину, мы будем получать различные значения L – индуктивности катушки. Но индуктивное сопротивление катушки равно , значит, вводя стержень и тем самым изменяя индуктивность L, мы изменяем сопротивление катушки, а следовательно, ток в цепи! Это изменение тока мы можем фиксировать. Таким образом, катушку индуктивности можно рассматривать как датчик, преобразующий движение стержня в изменение тока (или напряжения).

    Итак, индуктивным датчиком принято называть устройство, которое в результате воздействия изменяет свою индуктивность.

    Теперь рассмотрим, как определяется емкость С плоского конденсатора.

    (5),

    здесь - электрическая постоянная; - диэлектрическая проницаемость среды; S – площадь пластин конденсатора; d – расстояние между пластинами. В данном случае параметров, легко поддающихся изменению, больше. Вводя между пластин конденсатора диэлектрик, мы будем изменять , приближая или удаляя пластины друг от друга, мы будем изменять d; смещая пластины относительно друг друга, мы можем изменять площадь перекрытия пластин, т.е. изменять S в формуле (5). Изменяя все эти параметры, мы изменяем емкость конденсатора. Но емкость конденсатора входит в формулу расчета сопротивления конденсатора переменному току: , следовательно, изменяя любой из параметров, мы изменяем ток в цепи, что и может быть зафиксировано.

    Таким образом, конденсатор может служить датчиком, преобразующим любое внешнее воздействие, приводящее к изменению одного из перечисленных выше параметров в изменения электрического тока в цепи. Следовательно, емкостным датчиком называется устройство, которое в результате внешнего воздействия изменяет свою электрическую емкость.

    Последним элементом цепи на схеме рис. 2 является активное сопротивление R. При постоянной температуре его можно рассчитать по формуле: (6), где - удельное сопротивление, определяемое материалом из которого сделано сопротивление; l – длина сопротивления; S – поперечное сечение. Наиболее просто в данном случае менять с помощью реостата длину l, поэтому датчики, основанные на изменении сопротивления за счет изменения длины, часто называются реостатными. Таким образом, резистивным датчиком называется устройство, которое в результате внешнего воздействия изменяет свое электрическое сопротивление.

    Практическая часть

    Упражнение №1. Изучение работы индуктивного датчика.

    В данном упражнении студентам предлагается изучить работу индуктивного датчика. Для этого собирается схема, представленная на рис. 3. Генератор низкой частоты (ГНЧ) генерирует переменное электрическое напряжение с частотой . Это напряжение подается на катушку индуктивности. Амперметр А фиксирует ток в цепи. Как отмечалось выше, вводя в катушку металлический стержень, мы изменяем – относительную магнитную проницаемость среды и, следовательно, по формуле (4), изменяем индуктивность катушки. Согласно формуле (2), изменение индуктивности катушки приводит к изменению сопротивления катушки, что, в свою очередь, ведет к изменению тока в цепи, которое регистрируется амперметром А.

     

     

    Рис 3. Схема, демонстрирующая работу индуктивного датчика

    (ГНЧ – генератор низкой частоты. А – амперметр).

    megaobuchalka.ru