Какие существуют виды датчиков по принципу действий 8 класс технология

Датчики — это устройства, которые служат для преобразования физических величин, таких как температура, давление, расстояние, в электрические сигналы. Они играют важную роль в различных областях, включая автомобильную и промышленную технику, медицину и науку.

Существует множество видов датчиков, каждый из которых действует по своему принципу и обладает своими преимуществами и ограничениями. В данной статье мы рассмотрим основные типы датчиков по принципу действия и принцип их работы.

Понимание различных видов датчиков и их принципов работы является важным аспектом технологии 8 класса, поскольку это поможет учащимся лучше понимать их применение в реальном мире и потенциальные возможности для будущего.

Виды датчиков по принципу действий в технологии 8 класс

Механические датчики

Механические датчики – это устройства, которые реагируют на механические изменения в окружающей среде. Они могут измерять давление, силу, перемещение, вибрацию и другие параметры.

Примеры механических датчиков:

• Датчики давления
• Датчики силы
• Датчики уровня
• Датчики вибрации
• Датчики расстояния

Оптические датчики

Оптические датчики используют световой поток для измерения параметров окружающей среды. Они могут работать на принципе отражения, пропускания или рассеивания света.

Примеры оптических датчиков:

• Датчики расстояния на основе лазерного измерения
• Датчики цвета
• Датчики определения уровня жидкости
• Датчики контроля источника света

Электрические датчики

Электрические датчики измеряют электрические свойства окружающей среды, такие как сопротивление, напряжение, ток и другие.

Примеры электрических датчиков:

• Датчики тока
• Датчики напряжения
• Датчики температуры
• Датчики влажности
• Датчики газов

Механические датчики

Принцип работы

Механические датчики основаны на использовании механических элементов, которые реагируют на изменение окружающей среды. Такие датчики позволяют измерять физические величины, например, давление, вес или ускорение.

Основным элементом механического датчика является пружина или мембрана, которые изменяют свою форму при действии внешней силы. Это изменение формы (перемещение) затем транслируется в электрический сигнал, который обрабатывается и интерпретируется прибором, с которым связан датчик.

Примеры механических датчиков

• Датчик давления. Этот датчик используется для измерения давления газа или жидкости. Он состоит из мембраны, которая деформируется под давлением, и трансдьюсера, который транслирует эту деформацию в электрический сигнал.
• Датчик ускорения. Этот датчик используется для измерения ускорения тела. Он состоит из механической массы, подвешенной на пружине, которая деформируется при изменении ускорения. Также в датчике могут быть встроены гироскопы, которые измеряют угловые скорости.

Оптические датчики

Принцип работы

Оптические датчики используют свет, чтобы определить наличие или отсутствие объекта в определенной точке. Обычно эти датчики состоят из источника света и фотоприемника, которые расположены на противоположных сторонах объекта.

Когда объект проходит между источником света и фотоприемником, свет прерывается, что замечается датчиком. Эти датчики могут использоваться для измерения скорости, дистанции, направления или других параметров объекта.

Применение

• Оптические датчики часто используются в автоматических системах сканирования.
• Они также широко применяются в промышленности, например, для измерения скорости производственной ленты.
• В медицинской технологии они используются для измерения пульса и кровяного давления, а также для определения уровня кислорода в крови.

Преимущества

Оптические датчики имеют несколько преимуществ:

1. Они быстрые и точные в работе.
2. Они облегчают автоматизацию процессов в промышленности и других отраслях.
3. Они имеют высокую мощность и широкий диапазон измерений.

Электромагнитные датчики

Описание принципа работы

Электромагнитные датчики используют магнитно-электрические преобразователи для определения значения величины, которую нужно измерить. Они работают на основе взаимодействия магнитного поля с проводящими материалами, такими как медь или алюминий.

Когда электромагнитный датчик расположен над проводящим материалом, в результате взаимодействия с магнитным полем возникают электрические токи.

Эти токи затем обнаруживаются датчиком и используются для определения значения измеряемой величины.

Пример применения

Один из примеров применения электромагнитных датчиков — это измерение уровня жидкости в резервуарах. Датчики располагаются на стенках резервуара и используют магнитное поле для обнаружения уровня жидкости.

Когда уровень жидкости меняется, ток, который генерируется датчиком, также меняется, что позволяет определить новое значение уровня жидкости.

Преимущества и недостатки

Преимуществами электромагнитных датчиков является их высокая точность, быстродействие и надежность, а также возможность измерения значения без контакта с измеряемым объектом. Это делает их подходящими для использования в различных промышленных и научных приложениях.

Одним из недостатков электромагнитных датчиков является их зависимость от проводящих материалов, что ограничивает их использование в некоторых сферах.

Конденсаторные датчики

Описание

Конденсаторный датчик основан на изменении электроемкости конденсатора. Электроемкость конденсатора определяется площадью пластин, расстоянием между ними и диэлектрической проницаемостью среды, находящейся между пластинами.

При изменении расстояния между пластинами изменяется электроемкость конденсатора. Конденсаторный датчик может использоваться для детектирования движения или наличия объекта, регистрации надавливания, определения линейного перемещения.

Примеры применения

• В инфракрасных сенсорах.
• В тачскринах для считывания координат на экране.
• В сенсорных интерфейсах ноутбуков и телефонов.
• В качестве ультразвукового датчика для измерения расстояния.

Ультразвуковые датчики

Принцип действия

Ультразвуковые датчики используют звуковые волны, частота которых находится выше предела слышимости человека (20 кГц). Датчик излучает ультразвуковой сигнал и фиксирует время, которое занимает отраженный от объекта сигнал до возвращения к датчику. Исходя из времени прохождения звуковых волн, удается определить расстояние до объекта.

Для работы ультразвуковых датчиков требуется наличие отражающей поверхности, которая бы вернула обратно сигнал. Если объект прозрачный или непрозрачный, но без поверхности для отражения звука, датчик не сможет определить его расположение.

Применение

Ультразвуковые датчики широко используются в автомобильной промышленности: для парковки автомобилей, контроля дистанции с помощью круиз-контроля, а также в системах безопасности.

Они также применяются в промышленности для контроля уровня жидкостей и сыпучих материалов, мониторинга скорости и направления движения объектов, определения движения человека и домашних животных.

• Автомобильная промышленность
• Промышленность для контроля уровня жидкостей и сыпучих материалов
• Мониторинг скорости и направления движения объектов
• Определение движения человека и домашних животных

Видео:

Седьмой шаг в робототехнику. Выбор датчиков для робота. Виды датчиков. Сенсоры для робототехники.

Седьмой шаг в робототехнику. Выбор датчиков для робота. Виды датчиков. Сенсоры для робототехники. by РОБОТОТЕХНИКА И ПРОГРАММИРОВАНИЕ 3 years ago 17 minutes 5,011 views