Датчики которые преобразуют неэлектрические величины непосредственно в электрические называются

В настоящее время датчики играют важную роль в автоматизированном управлении производственными и технологическими процессами. Они используются для измерения физических величин, таких как давление, температура, влажность, уровень жидкости и т.д. Основная функция датчиков заключается в преобразовании неэлектрических величин в электрические сигналы, которые затем передаются на контроллеры и другие устройства для анализа и обработки.

Существует множество типов датчиков, каждый из которых преобразует определенную неэлектрическую величину (например, ультразвуковые датчики, инфракрасные датчики, датчики движения). Но особенно важным типом датчиков являются датчики, которые преобразуют физические величины, такие как давление, температура, влажность и другие, в электрические сигналы.

Такие датчики часто используются в различных отраслях промышленности, медицине, научных исследованиях и других сферах. Благодаря своей надежности и точности, они стали неотъемлемой частью современных технологий и обеспечивают эффективную и безопасную работу многих процессов.

Принцип действия датчиков

Термодатчик

Термодатчик – это датчик, который преобразует разницу температур в електрический сигнал. Состоит он из термической пары и узла измерения. При изменении температуры на термической паре возникает ЭДС, которая замеряется при помощи узла измерения. Так, при возрастании температуры на 1 градус Цельсия, разница потенциалов увеличивается на 41 микровольт.

Датчик давления

Датчик давления изменяет силу электрического сигнала в зависимости от изменения давления воздуха (газа). Для этого используется чувствительный элемент, который штампуется под высоким давлением и включен в электрическую цепь. Элемент измеряет изменение силы, которая создается давлением, и выводит числовое значение, которое может быть преобразовано в простые цифры или другую интерпретацию.

Фоторезисторы

Фоторезистор это еще один тип датчиков. Они используют оптические методы для преобразования светового сигнала в электрический. Фоторезисторы работают на принципе изменения своего сопротивления под действием света. Чем больше света, тем меньше сопротивление. Их можно задействовать, например, в устройствах автоматического зажигания, камерах, любых устройствах, где нужно работать с изменением уровня света.

Виды неэлектрических величин, преобразуемых датчиками

Температура

Один из наиболее распространенных видов неэлектрических величин — температура. Датчики температуры обычно используют термисторы или термопары для преобразования тепловой энергии в сигнал электрического тока.

Давление

Давление — это сила, действующая на единицу площади поверхности. Датчики давления могут использовать различные типы технологий, такие как капсулы или деформационные элементы, для измерения давления и преобразования его в электрический сигнал.

Влажность и влага

Влажность — это количество водяного пара, содержащегося в воздухе, а влага — конденсированный водяной пар. Датчики влажности и влаги обычно основаны на изменении электрических свойств материалов в зависимости от концентрации водяного пара в воздухе.

Освещение

Датчики освещенности используют светочувствительные элементы, такие как кремниевые фотодиоды, для измерения интенсивности света. Данные величины могут преобразовываться в электрический сигнал и передаваться на соответствующее устройство управления.

Уровень

Измерение уровня часто используется в промышленных приложениях. Датчики уровня, такие как капсульные или ультразвуковые, могут использоваться для измерения уровня жидкостей или сыпучих материалов.

Движение

Датчики движения обычно используют инфракрасные или ультразвуковые сигналы для обнаружения движущихся объектов. Они могут объявить обнаружение не только людей, но и животных или транспортных средств.

Магнитное поле

Датчики магнитного поля используются для измерения интенсивности магнитного поля. Они могут использоваться в многих различных приложениях, например, для измерения магнитного поля земли или контроля протекания силовых линий.

Газы и химические вещества

Датчики газов и химических веществ могут преобразовывать концентрацию определенного газа или вещества в электрический сигнал. Они могут использоваться, например, для обнаружения наличия газа утечки или превышения порогового значения концентрации химически опасного вещества.

Применение датчиков в различных отраслях

Промышленность

Датчики в промышленности применяются для контроля и измерения различных параметров. Например, давления, температуры, уровня жидкостей, вибрации и других величин. Это позволяет автоматизировать процессы производства и обеспечить контроль качества продукции.

Большинство современных промышленных систем имеют множество датчиков, которые позволяют контролировать не только параметры продукции, но и работу оборудования.

Медицина

В медицине применяются датчики, которые помогают в диагностике и лечении различных заболеваний. Например, электрокардиограф и пульсоксиметр — это датчики, которые позволяют контролировать качество сердечной деятельности и уровень кислорода в крови.

Датчики также используются в хирургии для контроля давления и дыхания пациента во время операции, а также для контроля температуры тканей и органов во время лечения.

Транспорт

В автопроме датчики используются для обнаружения препятствий при парковке, контроля скорости и давления в шинах. В авиации датчики используются для контроля состояния судна, температуры и давления воздуха, а также для определения высоты и скорости полета.

Датчики также широко используются в железнодорожном и морском транспорте для контроля скорости, положения и состояния транспортных средств.

Энергетика

В сфере энергетики датчики применяются для контроля уровня и потока жидкостей, температуры и давления, а также для контроля тока и напряжения в электрических сетях.

Точность и надежность датчиков в энергетике имеет огромное значение, так как любая неисправность может привести к аварии и остановке производства.

Технические характеристики датчиков

Тип датчика

Первое, что необходимо учитывать при выборе датчика — его тип. Существует большое количество различных типов датчиков: температурные, давления, влажности, уровня и т.д. Каждый из них имеет свои особенности и характеристики, а также предназначен для решения конкретных задач. Поэтому перед выбором датчика нужно определиться, какая величина будет измеряться.

Диапазон измерений и точность датчика

Очень важно учитывать диапазон измерений при выборе датчика. Не стоит покупать датчик, способный измерять только в узком диапазоне, если потребуется измерять величины в широком диапазоне. Точность датчика также является фактором, который нужно учитывать при его выборе. Она определяет, насколько точно и надежно измеряются величины при использовании датчика.

Выходной сигнал датчика

Кроме типа датчика и диапазона измерений, нужно учитывать и выходной сигнал датчика. Многие датчики преобразуют неэлектрические величины в электрические сигналы. Такой сигнал может быть напряжением, током, частотой и т.д. Необходимо выбирать датчик, который удовлетворяет нужды конкретной задачи.

Скорость и обработка сигнала

Скорость считывания и обработки сигнала также могут быть важными характеристиками датчика. Для некоторых задач необходимо быстрое считывание информации и обработка ее в реальном времени. Другие задачи могут предполагать медленное считывание и обработку данных. При выборе датчика необходимо учитывать требования к скорости и обработке сигнала.

Электропитание и работоспособность в различных условиях

Электропитание и работоспособность датчика также могут быть важными. Многие датчики работают от определенных источников питания. Необходимо учитывать требования к питанию при выборе датчика. Кроме того, нужно проверять работоспособность датчика в различных условиях, таких как температура, влажность, агрессивная окружающая среда и т.д.

Стоимость и производительность

Конечно, при выборе датчика нужно учитывать и его стоимость. Для каждой задачи можно найти датчики различной ценовой категории, поэтому необходимо выбрать датчик, удовлетворяющий не только функциональным требованиям, но и требованиям к цене. Также необходимо учитывать производительность датчика, чтобы он полностью удовлетворял нужды конкретной задачи.

Сравнение датчиков на рынке

Термометры

Термометры являются одними из наиболее распространенных категорий датчиков на рынке. Они используются для измерения температуры тела или окружающей среды. Есть несколько типов термометров, включая ртутные, биметаллические, термисторы, термопары, инфракрасные и другие.

Ртутные термометры были широко использованы в прошлом, но из-за их токсичности они были запрещены в некоторых странах. Они также не считаются наиболее точными датчиками и обычно используются только в лабораторных условиях.

Биметаллические термометры используют две металлические полосы различной термической экспансии, сваренных вместе. Когда температура изменяется, они сгибаются, что позволяет измерить температуру.

Термисторы используются для измерения температуры путем измерения изменения сопротивления электрического тока, проходящего через специальный материал. Это довольно точный способ измерения температуры.

Термопары используют два провода различных металлов, соединенных на концах. При изменении температуры происходит изменение электронного потенциала между двумя проводами, что позволяет измерить температуру.

Инфракрасные термометры измеряют температуру объекта путем измерения излучения ИК-излучения, испускаемого объектом. Они обычно используются в промышленных условиях и гораздо быстрее, чем другие типы термометров.

Датчики давления

Датчики давления используются для измерения давления газа или жидкости в системе. Существует несколько типов датчиков давления, включая пьезорезистивные, капсульные и датчики давления с ультразвуком.

Пьезорезистивные датчики измеряют давление путем определения изменения сопротивления материала, когда на него действует давление. Они обычно используются в автомобильной промышленности.

Капсульные датчики используют мембрану или капсулу, которая сжимается при давлении, что позволяет измерить давление.

Датчики давления с ультразвуком измеряют давление, измеряя скорость звука в жидкости или газе. Они часто используются для измерения давления в жидких средах в промышленности.

Датчики влажности

Датчики влажности используются для измерения относительной влажности воздуха. Они обычно используются в системах кондиционирования воздуха, а также в уличных метеостанциях.

Резистивные датчики влажности измеряют влажность путем определения изменения сопротивления материала, когда на него действуют изменения влажности. Они обычно являются наиболее дешевыми датчиками влажности.

Капацитивные датчики влажности измеряют влажность, измеряя емкость между двумя электродами. Они наиболее точные измерители влажности, но также наиболее дорогие.

Терморезистивные датчики влажности измеряют влажность путем определения изменения температуры на мембране датчика при попадании на нее влаги. Они обычно используются в метеостанциях и медицинском оборудовании.

Видео:

Типы выводов бесконтактных датчиков

Типы выводов бесконтактных датчиков by ⋆AKETO 2 years ago 7 minutes, 22 seconds 2,001 views