پنج نوع حسگر رایج

(1)سنسور دما

این دستگاه اطلاعات مربوط به دما را از منبع جمع‌آوری کرده و آن را به شکلی تبدیل می‌کند که توسط سایر دستگاه‌ها یا افراد قابل درک باشد. بهترین نمونه از یک حسگر دما، دماسنج جیوه‌ای شیشه‌ای است که با تغییر دما منبسط و منقبض می‌شود. دمای خارجی منبع اندازه‌گیری دما است و ناظر برای اندازه‌گیری دما به موقعیت جیوه نگاه می‌کند. دو نوع اساسی حسگر دما وجود دارد:

· حسگر تماسی

این نوع حسگر نیاز به تماس فیزیکی مستقیم با جسم یا محیط مورد سنجش دارد. آن‌ها می‌توانند دمای جامدات، مایعات و گازها را در یک محدوده دمایی وسیع اندازه‌گیری کنند.

· حسگر غیر تماسی

این نوع حسگر نیازی به هیچ گونه تماس فیزیکی با جسم یا محیط مورد شناسایی ندارد. آنها جامدات و مایعات غیر بازتابنده را رصد می‌کنند، اما به دلیل شفافیت طبیعی‌شان در برابر گازها بی‌فایده هستند. این حسگرها دما را با استفاده از قانون پلانک اندازه‌گیری می‌کنند. این قانون با گرمای تابشی از یک منبع گرما برای اندازه‌گیری دما سروکار دارد.

اصول کار و مثال‌هایی از انواع مختلفسنسورهای دما:

(i) ترموکوپل‌ها - آنها از دو سیم (هر کدام از آلیاژ یا فلز یکنواخت متفاوت) تشکیل شده‌اند که با اتصالی در یک انتها که به عنصر تحت آزمایش باز است، یک اتصال اندازه‌گیری را تشکیل می‌دهند. انتهای دیگر سیم به دستگاه اندازه‌گیری متصل است، جایی که یک اتصال مرجع تشکیل می‌شود. از آنجایی که دمای دو گره متفاوت است، جریان از مدار عبور می‌کند و میلی‌ولت حاصل برای تعیین دمای گره اندازه‌گیری می‌شود.

(ii) آشکارسازهای مقاومتی دما (RTDS) - اینها مقاومت‌های حرارتی هستند که برای تغییر مقاومت با تغییر دما ساخته می‌شوند و از سایر تجهیزات تشخیص دما گران‌ترند.

(۳)ترمیستورها– آنها نوع دیگری از مقاومت هستند که در آنها تغییرات بزرگ در مقاومت متناسب یا معکوس با تغییرات کوچک دما است.

(2) حسگر مادون قرمز

این دستگاه برای حس کردن فازهای خاص در محیط، تابش مادون قرمز را ساطع یا تشخیص می‌دهد. به طور کلی، تابش حرارتی توسط همه اشیاء در طیف مادون قرمز ساطع می‌شود و حسگرهای مادون قرمز این تابش را که برای چشم انسان نامرئی است، تشخیص می‌دهند.

· مزایا

اتصال آسان، موجود در بازار.

· معایب

از سر و صدای محیط مانند تشعشعات، نور محیط و غیره آشفته شود.

چگونه کار می‌کند:

ایده اصلی این است که از دیودهای ساطع کننده نور مادون قرمز برای تابش نور مادون قرمز به اشیاء استفاده شود. یک دیود مادون قرمز دیگر از همان نوع برای تشخیص امواج منعکس شده توسط اشیاء استفاده خواهد شد.

وقتی گیرنده مادون قرمز تحت تابش نور مادون قرمز قرار می گیرد، اختلاف ولتاژی روی سیم ایجاد می شود. از آنجایی که ولتاژ تولید شده کوچک و تشخیص آن دشوار است، از یک تقویت کننده عملیاتی (آپ امپ) برای تشخیص دقیق ولتاژهای پایین استفاده می شود.

(3) حسگر فرابنفش

این حسگرها شدت یا قدرت نور فرابنفش فرودی را اندازه‌گیری می‌کنند. این تابش الکترومغناطیسی طول موجی بلندتر از اشعه ایکس دارد، اما همچنان کوتاه‌تر از نور مرئی است. از ماده‌ای فعال به نام الماس پلی‌کریستالی برای حسگر فرابنفش قابل اعتماد استفاده می‌شود که می‌تواند میزان قرار گرفتن در معرض تابش فرابنفش محیطی را تشخیص دهد.

معیارهای انتخاب حسگرهای UV

· محدوده طول موج قابل تشخیص توسط حسگر UV (نانومتر)

· دمای عملیاتی

· دقت

· وزن

· محدوده قدرت

چگونه کار می‌کند:

حسگرهای UV یک نوع سیگنال انرژی را دریافت می‌کنند و نوع متفاوتی از سیگنال انرژی را ارسال می‌کنند.

برای مشاهده و ثبت این سیگنال‌های خروجی، آنها به یک کنتور برق هدایت می‌شوند. برای تولید گرافیک و گزارش، سیگنال خروجی به یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) و سپس از طریق نرم‌افزار به کامپیوتر منتقل می‌شود.

کاربردها:

· اندازه‌گیری بخشی از طیف فرابنفش که پوست را آفتاب‌سوخته می‌کند

· داروخانه

· ماشین‌ها

· رباتیک

· فرآیند تصفیه با حلال و رنگرزی برای صنعت چاپ و رنگرزی

صنایع شیمیایی برای تولید، ذخیره سازی و حمل و نقل مواد شیمیایی

(4) حسگر لمسی

سنسور لمسی بسته به موقعیت لمس، به عنوان یک مقاومت متغیر عمل می‌کند. نمودار یک سنسور لمسی که به عنوان یک مقاومت متغیر کار می‌کند.

حسگر لمسی از اجزای زیر تشکیل شده است:

· مواد کاملاً رسانا، مانند مس

· مواد عایق فاصله دهنده، مانند فوم یا پلاستیک

· بخشی از مواد رسانا

اصل و روش کار:

برخی از مواد رسانا با جریان مخالفت می‌کنند. اصل اساسی حسگرهای موقعیت خطی این است که هر چه طول ماده‌ای که جریان باید از آن عبور کند بیشتر باشد، جهت جریان بیشتر معکوس می‌شود. در نتیجه، مقاومت یک ماده با تغییر موقعیت تماس آن با یک ماده کاملاً رسانا تغییر می‌کند.

معمولاً، نرم‌افزار به یک حسگر لمسی متصل است. در این حالت، حافظه توسط نرم‌افزار فراهم می‌شود. وقتی حسگرها خاموش هستند، می‌توانند «محل آخرین تماس» را به خاطر بسپارند. پس از فعال شدن حسگر، می‌توانند «موقعیت اولین تماس» را به خاطر بسپارند و تمام مقادیر مرتبط با آن را درک کنند. این عمل مشابه حرکت دادن ماوس و قرار دادن آن در انتهای دیگر پد ماوس به منظور حرکت دادن مکان‌نما به انتهای صفحه است.

اعمال کردن

حسگرهای لمسی مقرون به صرفه و بادوام هستند و به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کسب و کار - مراقبت های بهداشتی، فروش، تناسب اندام و بازی

· لوازم خانگی - فر، ماشین لباسشویی/خشک کن، ماشین ظرفشویی، یخچال

حمل و نقل - کنترل ساده بین تولید کابین خلبان و تولیدکنندگان خودرو

· حسگر سطح مایع

اتوماسیون صنعتی - حسگر موقعیت و سطح، کنترل لمسی دستی در کاربردهای اتوماسیون

لوازم الکترونیکی مصرفی - ارائه سطوح جدیدی از حس و کنترل در انواع محصولات مصرفی

(5)حسگر مجاورت

حسگرهای مجاورتی وجود اجسامی را که به سختی هیچ نقطه تماسی دارند، تشخیص می‌دهند. از آنجا که هیچ تماسی بین حسگر و جسم مورد اندازه‌گیری وجود ندارد و به دلیل عدم وجود قطعات مکانیکی، این حسگرها عمر مفید طولانی و قابلیت اطمینان بالایی دارند. انواع مختلف حسگرهای مجاورتی عبارتند از حسگرهای مجاورتی القایی، حسگرهای مجاورتی خازنی، حسگرهای مجاورتی اولتراسونیک، حسگرهای فوتوالکتریک، حسگرهای اثر هال و غیره.

چگونه کار می‌کند:

حسگر مجاورتی یک میدان الکترومغناطیسی یا الکترواستاتیکی یا پرتویی از تابش الکترومغناطیسی (مانند مادون قرمز) منتشر می‌کند و منتظر سیگنال برگشتی یا تغییر در میدان می‌ماند و جسم مورد حس شدن، هدف حسگر مجاورتی نامیده می‌شود.

سنسورهای مجاورتی القایی - آنها یک نوسانگر به عنوان ورودی دارند که با نزدیک شدن به محیط رسانا، مقاومت اتلاف را تغییر می‌دهد. این سنسورها اهداف فلزی ترجیحی هستند.

حسگرهای مجاورتی خازنی - آنها تغییرات در ظرفیت الکترواستاتیک در دو طرف الکترود تشخیص و الکترود متصل به زمین را تبدیل می‌کنند. این کار با نزدیک شدن به اشیاء نزدیک با تغییر در فرکانس نوسان انجام می‌شود. برای تشخیص اهداف نزدیک، فرکانس نوسان به یک ولتاژ DC تبدیل شده و با یک آستانه از پیش تعیین شده مقایسه می‌شود. این حسگرها اولین انتخاب برای اهداف پلاستیکی هستند.

اعمال کردن

· در مهندسی اتوماسیون برای تعریف وضعیت عملیاتی تجهیزات مهندسی فرآیند، سیستم‌های تولید و تجهیزات اتوماسیون استفاده می‌شود.

· در یک پنجره برای فعال کردن هشدار هنگام باز شدن پنجره استفاده می‌شود

· برای نظارت بر ارتعاش مکانیکی برای محاسبه اختلاف فاصله بین شفت و یاتاقان نگهدارنده استفاده می‌شود