Senzori - Tipuri și aplicații

Senzori de presiune

Senzorii de presiune sunt utilizați în general pentru a măsura presiunea gazului sau a lichidelor. De obicei, un senzor de presiune acționează ca un traductor. Generează presiunea în semnal analogic electric sau digital. Există, de asemenea, o categorie de senzori de presiune care sunt clasificați în termeni de presiune, unii dintre ei sunt senzori de presiune absolută, senzor de presiune manometru. Există, de asemenea, un tip de senzor de presiune care vă permite să știți când mașina dvs. are puține gaze sau petrol.

Senzorii de presiune sunt traductoare tipice care detectează presiunea și o convertesc în parametrii de semnal electric. Exemple tipice de senzori de presiune sunt manometrele, senzorii de presiune capacitivi și senzorii de presiune piezoelectrici. Dispozitivele de măsurare a tensiunii funcționează pe principiul schimbării rezistenței cu aplicarea presiunii, în timp ce senzorii de presiune piezoelectrici funcționează pe principiul modificării tensiunii pe dispozitiv la aplicarea presiunii.

Diagrama circuitului senzorului de presiune:

Următoarea este schema circuitului unui contor de măsurare a presiunii bazat pe microcontroler PIC:

Circuitul implică următoarele componente:

• Un microcontroler PIC care primește intrarea de la senzorul de presiune și, în consecință, dă ieșirea panoului de afișare cu 4 segmente.
• Un senzor de presiune cu 6 pini IC MPX4115, care este un senzor de presiune pe siliciu și oferă un semnal analogic de ieșire ridicat.
• 4 afișaje cu șapte segmente primind intrări de la microcontrolerul PIC și acționate de fiecare tranzistor.
• Un aranjament de cristal pentru a furniza intrarea ceasului la microcontroler.

Funcționarea senzorului de presiune:

Videoclipul de mai sus descrie modul în care senzorul de presiune este interfațat cu microcontrolerul pentru a afișa valoarea presiunii în afișajul cu șapte segmente. Senzorul de presiune este format din 6 pini și conectat la sursa de 5V.

Pinul 3 este conectat la sursa de alimentare, pinul 2 este împământat, iar pinul 1 este conectat la pinul RA0 / AN0 al microcontrolerului ca intrare analogică. Pentru afișarea valorilor aici sunt utilizate un afișaj de 4 cifre cu șapte segmente care este condus de configurația anodică comună a patru tranzistoare.

Aici senzorul de presiune 28,50 PSI este conectat la microcontroler, astfel încât atunci când putem schimba valoarea senzorului la scăzută sau ridicată, microcontrolerul detectează aceste valori și se afișează pe afișajul de șapte segmente.

Dacă această valoare de presiune depășește nivelurile sale prag, microcontrolerul dă alarmă utilizatorului. În acest fel se poate interfața orice tip de senzor cu microcontrolerul pentru monitorizare, procesare și afișare a valorilor în timp real.

Aplicații senzor de presiune:

Există multe aplicații pentru senzorii de presiune, cum ar fi senzorul de presiune, altitudinea, debitul, linia sau adâncimea.

• Se folosește și în timp real, alarmele auto și camerele de trafic folosesc senzori de presiune pentru a ști dacă cineva accelerează.
• Senzorii de presiune sunt utilizați și în afișajele cu ecran tactil pentru a determina punctul de aplicare a presiunii și pentru a oferi indicații adecvate procesorului.
• Acestea sunt, de asemenea, utilizate în monitoarele digitale de tensiune și ventilatoare.
• Aplicarea industrială a senzorilor de presiune implică monitorizarea gazelor și a presiunii parțiale a acestora.
• Ele sunt, de asemenea, utilizate în avioane aeriene pentru a asigura echilibrul între presiunea atmosferică și sistemul de control.
• Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru a determina adâncimea oceanelor în cazul operațiunilor marine pentru a determina condițiile de operare adecvate pentru sistemele electronice.

Un exemplu de senzor de presiune - traductor piezoelectric

Traductorul piezoelectric este un dispozitiv de măsurare care transformă impulsurile electrice în vibrații mecanice și invers. Cristalul de cuarț piezoelectric și efectul piezoelectric sunt cele două lucruri necesare pentru a înțelege despre traductoarele piezoelectrice.

Cristal de cuarț piezoelectric:

Un cristal de cuarț este un material piezoelectric. Poate genera tensiunea atunci când se aplică o anumită tensiune mecanică asupra cristalului. Cristalul piezoelectric se îndoaie în direcții diferite la diferite valori de frecvență. Aceasta se numește mod de vibrație. Pentru realizarea diferitelor moduri de vibrație, cristalul poate fi realizat în diferite forme.

Efect piezoelectric:

Efectul piezoelectric este generarea de sarcină electrică în anumite cristale și ceramică datorită solicitării mecanice aplicate asupra acestora. Rata de generare a sarcinii electrice este proporțională cu forța aplicată asupra acesteia. Efectul piezoelectric funcționează și în ordine inversă, astfel încât atunci când se aplică tensiune materialului piezoelectric, acesta poate genera o anumită energie mecanică.

Traductoarele piezoelectrice pot fi utilizate în microtelefoane datorită sensibilității lor ridicate în care convertesc presiunea sonoră în tensiune. Ele pot fi utilizate în accelerometre, detectoare de mișcare și pot fi utilizate ca detectoare cu ultrasunete și generatoare. Propagarea ultrasunetelor nu este efectuată în material prin transparența sa.

Cerere:

Traductoarele piezoelectrice pot fi utilizate atât ca actuatori, cât și ca senzori. Senzorul transformă forța mecanică în impulsuri de tensiune electrică și actuatorul convertește impulsurile de tensiune în vibrații mecanice. Senzorii piezoelectrici pot detecta dezechilibrele pieselor rotative ale mașinii. Ele pot fi utilizate în măsurarea ultrasunetelor a nivelului și măsurarea aplicațiilor debitului. În afară de vibrațiile pentru detectarea dezechilibrelor, acestea pot fi utilizate pentru măsurarea nivelurilor cu ultrasunete și a debitelor.

Senzor de umiditate

Un senzor de umiditate detectează umiditatea relativă. Aceasta înseamnă că măsoară atât temperatura aerului, cât și umiditatea. Detectarea umidității este esențială în sistemele de control din industrii și din casă. Acestea sunt proiectate pentru aplicații cu volum ridicat, sensibile la costuri, de exemplu automatizarea biroului, controlul aerului auto, aparatele electrocasnice și sistemele de control al proceselor industriale și, de asemenea, în aplicații în care este necesară compensarea umidității. Senzorii de umiditate sunt în general de tip capacitiv sau rezistiv.

Răspunsul senzorilor condensatorilor este mai liniar în comparație cu senzorii rezistenți. Senzorii capacitivi sunt utilizabili suplimentar pe întreaga gamă de umiditate relativă (HR) de la 0 la 100%, unde elementul rezistiv este limitat în mod normal la aproximativ 20 până la 90% umiditate relativă (HR). Aici vom discuta despre senzorul capacitiv.

Un senzor de umiditate capacitiv își schimbă capacitatea în funcție de HR-ul aerului înconjurător. Constanta dielectrică a senzorului se modifică odată cu nivelul de umiditate într-un mod care poate fi măsurat. Capacitatea crește odată cu umiditatea relativă.

Senzor de umiditate

Caracteristici:

• Fiabilitate ridicată și stabilitate pe termen lung.
• Este utilizat în circuite cu ieșire de tensiune sau frecvență.
• Componentă fără plumb. Componente fără plumb.
• Schimbare instantanee pentru a se desatura din faza saturată.
• Timp de răspuns rapid.

Specificații:

• Cerințe de alimentare: 5-10 VDC.
• Comunicare: Componentă capacitivă.
• Dimensiuni: 0,25 x 0,40 in diametru (6,2 x 10,2 mm diametru).
• Intervalul de temperatură de funcționare: -40 până la 100 ° C (-40 până la 212 ° F).

Senzorii de umiditate au o gamă largă de aplicații, cum ar fi aplicații industriale și domestice, aplicații medicale și sunt folosiți pentru a oferi o indicație a nivelurilor de umiditate din mediu.

Măsurarea umidității este dificilă. În general, umiditatea din aer este măsurată ca fracțiunea din cantitatea maximă de apă pe care aerul o poate absorbi la o anumită temperatură. În condiții atmosferice și o temperatură dată, această fracțiune poate varia între 0 și 100%. Această umiditate relativă este valabilă numai la o anumită temperatură și presiune atmosferică. Prin urmare, este important ca un senzor de umiditate să nu fie afectat nici de temperatură, nici de presiune.

Circuitul senzorului de umiditate

Curentul care trece prin termistor face ca acesta să se încălzească, crescând astfel temperatura acestuia. Disiparea căldurii este mai mare în termistorul etanș comparativ cu termistorul expus datorită diferenței de conductivitate termică a vaporilor de apă și a azotului uscat. Diferența de rezistență a termistorilor este proporțională cu umiditatea absolută.

Senzor de gaz:

Senzorii de gaz sunt o componentă de bază în multe sisteme de securitate și metodologia modernă, oferind feedback cheie asupra controlului calității sistemului. Și acestea sunt disponibile în specificații largi, în funcție de nivelurile de sensibilitate, tipul de gaz de detectat, măsurători fizice și diferite elemente diferite.

Senzorii de gaz funcționează în general cu baterii. Acestea transmit avertismente printr-o serie de semnale sonore și vizibile, cum ar fi alarmele și luminile intermitente, atunci când sunt identificate niveluri periculoase de vapori de gaz. Un alt gaz este folosit ca punct de referință de către senzor, deoarece măsoară concentrația gazului.

Senzor de gaz

Modulul senzorului cuprinde un exoschelet din oțel sub care este adăpostită o componentă de detectare. Această componentă de detectare este supusă curentului prin cablurile de conectare. Acest curent este cunoscut sub numele de curent de încălzire prin el, gazele care se apropie de componenta senzorială se ionizează și sunt absorbite de componenta senzorială. Aceasta schimbă rezistența componentei de detectare, care modifică valoarea curentului care iese din ea.

Caracteristici:

1. Performanță stabilă, durată lungă de viață, cost redus.
2. Circuit de acționare simplu.
3. Raspuns rapid.
4. Sensibilitate ridicată la gazul combustibil într-o gamă largă.
5. Performanță stabilă, durată lungă de viață, cost redus.

Detectoarele de gaze pot fi utilizate pentru a detecta gazele arse, inflamabile și otrăvitoare, precum și consumul de oxigen. Acest tip de dispozitiv este utilizat pe scară largă în industrie și poate fi găsit într-o varietate de domenii, de exemplu, pe platformele petroliere, pentru ecranarea formelor de producție și a tehnologiilor emergente, cum ar fi fotovoltaica. Acestea ar putea fi utilizate în plus în cadrul stingerii incendiilor.

Senzorul de gaz este potrivit pentru detectarea gazelor combustibile, de exemplu hidrogen, metan sau propan / butan (GPL).

Circuitul senzorului de gaz

Atunci când gazele combustibile sau reducătoare vin în contact cu elementul de măsurare, acestea sunt supuse arderii catalitice, ceea ce determină o creștere a temperaturii care determină o schimbare a rezistenței elementului. Schimbarea rezistenței senzorului se obține ca schimbare a tensiunii de ieșire peste rezistența de sarcină (RL) în serie cu rezistența senzorului (RS). Concentrația gazului supus încercării este determinată de schimbarea conductivității atunci când suprafața senzorului absoarbe gazele reducătoare. Ieșirea constantă de 5V a plăcii de achiziție de date este disponibilă pentru încălzitorul senzorului (VH) și pentru circuitul de detectare (VC).

Acum aveți o idee despre tipurile de senzori și aplicațiile sale dacă aveți întrebări cu privire la acest subiect sau cu privire la electricitate și proiecte electronice lăsați comentariile de mai jos.

Un circuit tipic de lucru