Сенсорлор көбүнчө электрдик же оптикалык сигналдарды аныктоо жана аларга жооп берүү үчүн колдонулган татаал түзүлүштөр. Аппарат физикалык параметрди (температура, кан басымы, нымдуулук, ылдамдык) аппарат тарабынан өлчөнө турган сигналга айлантат.
Бул учурда сенсорлордун классификациясы башкача болушу мүмкүн. Өлчөө приборлорун бөлүштүрүүнүн бир нече негизги параметрлери бар, алар мындан ары талкууланат. Негизинен бул бөлүнүү ар кандай күчтөрдүн аракетинен келип чыккан.
Мисал катары температураны өлчөөнү түшүндүрүү оңой. Айнек термометрдеги сымап суюктукту кеңейтип, кысып, өлчөнгөн температураны которот, аны байкоочу калибрленген айнек түтүктөн окуй алат.
Тандоо критерийлери
Сенсорду классификациялоодо эске алынуучу кээ бир өзгөчөлүктөр бар. Алар төмөндө келтирилген:
- Тактык.
- Айлана-чөйрө шарттары - адатта сенсорлор температурада, нымдуулукта чектөөлөргө ээ.
- Арача - чексенсор өлчөөлөрү.
- Калибрлөө - убакыттын өтүшү менен окуулар өзгөргөндүктөн, көпчүлүк өлчөө аспаптары үчүн талап кылынат.
- Баасы.
- Кайталануучулук - Өзгөрмө көрсөткүчтөр бир чөйрөдө кайра-кайра өлчөнөт.
Категория боюнча бөлүштүрүү
Сенсор классификациялары төмөнкү категорияларга бөлүнөт:
- Параметрлердин негизги киргизүү саны.
- Трансдукциянын принциптери (физикалык жана химиялык эффекттерди колдонуу).
- Материал жана технология.
- Бара турган жер.
Трансдукция принциби натыйжалуу маалымат чогултуунун негизги критерийи болуп саналат. Адатта, логистикалык критерийлерди иштеп чыгуу тобу тандайт.
Сенсорлордун касиеттери боюнча классификациясы төмөнкүдөй бөлүштүрүлгөн:
- Температура: термисторлор, термопарлар, каршылык термометрлери, микросхемалар.
- Басым: оптикалык була, вакуум, ийкемдүү суюктук өлчөгүчтөр, LVDT, электрондук.
- Агым: электромагниттик, дифференциалдык басым, позициялык жылышуу, жылуулук массасы.
- Деңгээл сенсорлору: дифференциалдык басым, ультраүн радио жыштыгы, радар, жылуулуктун жылышуусу.
- Жакындык жана жылышуу: LVDT, фотоэлектрдик, сыйымдуулук, магниттик, ультраүн.
- Биосенсорлор: резонанстык күзгү, электрохимиялык, беттик плазмондук резонанс, жарыкка даректелген потенциометрдик.
- Сүрөт: CCD, CMOS.
- Газ жана химия: жарым өткөргүч, инфракызыл, өткөргүч, электрохимиялык.
- Ылдамдатуу: гироскоптор, акселерометрлер.
- Башкалары: нымдуулук сенсору, ылдамдык сенсору, масса, эңкейтүүчү сенсор, күч, илешкектүүлүк.
Бул бөлүмчөлөрдүн чоң тобу. Белгилей кетчү нерсе, жаңы технологиялардын ачылышы менен бөлүмдөр тынымсыз толукталып турат.
Колдонуу багыты боюнча сенсор классификациясын дайындоо:
- Өндүрүш процессин көзөмөлдөө, өлчөө жана автоматташтыруу.
- Өндүрүштүк эмес колдонуу: авиация, медициналык аппараттар, автоунаалар, керектөөчү электроника.
Сенсорлорду кубаттуулукка жараша классификациялоого болот:
- Активдүү сенсор - кубаттуулукту талап кылган түзмөктөр. Мисалы, LiDAR (жарыкты аныктоочу жана аралык өлчөгүч), фото өткөргүч клетка.
- Пассивдүү сенсор - кубаттуулукту талап кылбаган сенсорлор. Мисалы, радиометрлер, кинофотография.
Бул эки бөлүм илимге белгилүү болгон бардык түзмөктөрдү камтыйт.
Учурдагы колдонмолордо сенсор классификациясын төмөнкүдөй топтоого болот:
- Акселерометрлер - микроэлектромеханикалык сенсор технологиясына негизделген. Алар кардиостимуляторду күйгүзгөн бейтаптарды көзөмөлдөө үчүн колдонулат. жана унаа динамикасы.
- Биосенсорлор - электрохимиялык технологияга негизделген. Тамак-ашты, медициналык шаймандарды, сууну сыноо жана коркунучтуу биологиялык патогендерди аныктоо үчүн колдонулат.
- Сүрөт сенсорлору - CMOS технологиясына негизделген. Алар керектөө электроникасында, биометрияда, жол кыймылын көзөмөлдөөдө колдонулаттрафик жана коопсуздук, ошондой эле компьютер сүрөттөрү.
- Кыймыл детекторлору - инфракызыл, ультраүн жана микротолкундуу/радар технологияларына негизделген. Видео оюндарында жана симуляцияларында, жарыкты активдештирүү жана коопсуздукту аныктоодо колдонулат.
Сенсордун түрлөрү
Негизги топ дагы бар. Ал алты негизги аймакка бөлүнөт:
- Температура.
- Инфракызыл.
- Ультрафиолет.
- Сенсор.
- Жакындоо, кыймыл.
- УЗИ.
Технология жарым-жартылай белгилүү бир түзмөктүн бөлүгү катары колдонулса, ар бир топ бөлүмчөлөрдү камтышы мүмкүн.
1. Температура сенсорлору
Бул негизги топтордун бири. Температура сенсорлорунун классификациясы заттын же материалдын белгилүү бир түрүн ысытуу же муздатуу негизинде параметрлерди баалоо мүмкүнчүлүгү бар бардык түзмөктөрдү бириктирет.
Бул аппарат температура маалыматын булактан чогултуп, аны башка жабдуулар же адамдар түшүнө турган формага айландырат. Температура сенсорунун эң жакшы иллюстрациясы - айнек термометрдеги сымап. Айнектеги сымап температуранын өзгөрүшүнө жараша кеңейет жана жыйрылады. Сырткы температура индикаторду өлчөө үчүн баштапкы элемент болуп саналат. Сымаптын абалын көрүүчү параметрди өлчөө үчүн байкайт. Температура сенсорлорунун эки негизги түрү бар:
- Байланыш сенсорлору. Бул типтеги түзүлүш объект же алып жүрүүчү менен түздөн-түз физикалык байланышты талап кылат. Алар көзөмөлдөп турушаткатуу заттардын, суюктуктардын жана газдардын температурасы кеңири температура диапазонунда.
- Жакындык сенсорлору. Сенсордун бул түрү өлчөнгөн объект же чөйрө менен физикалык байланышты талап кылбайт. Алар чагылбаган катуу жана суюктуктарды башкарат, бирок табигый тунуктугунан улам газдар үчүн жараксыз. Бул аспаптар температураны өлчөө үчүн Планктын мыйзамын колдонушат. Бул мыйзам эталондук көрсөткүчтү өлчөө үчүн булак чыгарган жылуулукка тиешелүү.
Ар кандай түзмөктөр менен иштөө
Температуралык датчиктердин иштөө принциби жана классификациясы жабдуулардын башка түрлөрүндө технологияны колдонууга бөлүнөт. Булар унаадагы аспаптар такталары жана өнөр жай цехиндеги атайын өндүрүш блоктору болушу мүмкүн.
- Термопар - модулдар эки зымдан (ар бири - ар кандай бир тектүү эритмелерден же металлдардан) жасалган, алар бир учуна туташтыруу менен өлчөө өтүүсүн түзөт. Бул өлчөө бирдиги изилденген элементтер үчүн ачык. Зымдын экинчи учу өлчөөчү аспап менен бүтөт, анда эталондук түйүн пайда болот. Ток чынжыр аркылуу өтөт, анткени эки туташуунун температурасы ар башка. Пайда болгон милливольт чыңалуу түйүнүндөгү температураны аныктоо үчүн өлчөнөт.
- Каршылыктын Температура Детекторлору (RTDs) температуранын өзгөрүшүнө жараша электрдик каршылыкты өлчөө үчүн жасалган термисторлордун түрлөрү. Алар температураны аныктоочу башка түзмөктөргө караганда кымбатыраак.
- Термисторлор. Алар чоң болгон жылуулук каршылыктын дагы бир түрү болуп саналаткаршылыктын өзгөрүшү температуранын кичине өзгөрүшүнө пропорционалдуу.
2. IR сенсор
Бул аппарат чөйрөдөгү белгилүү бир фазаны аныктоо үчүн инфракызыл нурланууну чыгарат же аныктайт. Эреже катары, жылуулук нурлануу инфракызыл спектрдеги бардык объекттер тарабынан чыгарылат. Бул сенсор адамдын көзүнө көрүнбөгөн булактын түрүн аныктайт.
Негизги идея - объектке жарык толкундарын өткөрүү үчүн инфракызыл диоддорду колдонуу. Объекттен чагылган толкунду аныктоо үчүн ушул эле түрдөгү башка IR диод колдонулушу керек.
Иштөө принциби
Бул багытта автоматташтыруу системасындагы датчиктердин классификациясы кеңири таралган. Бул технология тышкы параметрлерди баалоо үчүн кошумча куралдарды колдонууга мүмкүндүк бергендигине байланыштуу. Инфракызыл кабыл алгыч инфракызыл нурга туш болгондо, зымдарда чыңалуу айырмасы пайда болот. IR сенсор компоненттеринин электрдик касиеттери объектке чейинки аралыкты өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн. Инфракызыл ресивер жарыкка дуушар болгондо, зымдарда потенциалдуу айырма пайда болот.
Колдонулган жерлерде:
- Термография: Объекттердин нурлануу мыйзамына ылайык, бул технологиянын жардамы менен айлана-чөйрөнү көрүнүүчү жарык менен да, жарыксыз да байкоого болот.
- Жытуу: Инфракызылды тамакты бышыруу жана ысытуу үчүн колдонсо болот. Алар учактын канаттарынан музду кетире алышат. Конверторлор өнөр жайда популярдуубасып чыгаруу, пластик калыптоо жана полимердик ширетүү сыяктуу тармактар.
- Спектроскопия: Бул ыкма түзүүчү байланыштарды талдоо аркылуу молекулаларды аныктоо үчүн колдонулат. Технология органикалык кошулмаларды изилдөө үчүн жарык нурун колдонот.
- Метеорология: булуттардын бийиктигин өлчөп, жердин температурасын эсептеп, бети мүмкүн болсо, метеорологиялык спутниктерге сканерлөөчү радиометрлер орнотулса.
- Фотобиомодуляция: рак менен ооруган бейтаптарда химиотерапия үчүн колдонулат. Кошумчалай кетсек, технология герпес вирусун дарылоо үчүн колдонулууда.
- Климатология: атмосфера менен жердин ортосундагы энергия алмашууну көзөмөлдөө.
- Байланыш: Инфракызыл лазер оптикалык була байланышы үчүн жарык берет. Бул эмиссиялар мобилдик жана компьютердин перифериялык түзүлүштөрүнүн ортосундагы кыска аралыкта байланыш үчүн да колдонулат.
3. UV сенсор
Бул сенсорлор түшкөн ультрафиолет нурлануунун интенсивдүүлүгүн же күчүн өлчөйт. Электромагниттик нурлануунун бир түрү рентген нурларына караганда узунураак толкун узундугуна ээ, бирок көрүнгөн нурланууга караганда дагы эле кыскараак.
Ультрафиолетти ишенимдүү өлчөө үчүн поликристаллдык алмаз деп аталган активдүү материал колдонулат. Куралдар айлана-чөйрөгө болгон ар кандай таасирлерди аныктай алат.
Түзмөк тандоо критерийлери:
- Толкун узундугу нанометрлерде (нм) ультра кызгылт көк сенсорлор тарабынан аныкталат.
- Иштетүү температурасы.
- Тактык.
- Салмак.
- Арачакүч.
Иштөө принциби
Ультрафиолет сенсор энергия сигналынын бир түрүн кабыл алып, сигналдын башка түрүн өткөрөт. Бул чыгуу агымдарын байкоо жана эсепке алуу үчүн, алар электр эсептегичке жөнөтүлөт. Графиктерди жана отчетторду түзүү үчүн окуулар аналогдук-санариптик конвертерге (ADC), андан кийин программалык камсыздоосу бар компьютерге өткөрүлөт.
Төмөнкү шаймандарда колдонулат:
- UV фототүтүкчөлөрү - бул абаны UV менен тазалоону, УК-суу менен тазалоону жана күндүн таасирин көзөмөлдөгөн радиацияга сезгич сенсорлор.
- Жарык сенсорлору - түшкөн нурдун интенсивдүүлүгүн өлчөө.
- UV спектринин сенсорлору лабораториялык сүрөттөөдө колдонулган заряд менен туташкан түзүлүштөр (CCD).
- УФ жарык детекторлору.
- UV микробго каршы детекторлор.
- Сүрөткө туруктуулук сенсорлору.
4. Сенсордук сенсор
Бул түзмөктөрдүн дагы бир чоң тобу. Басым сенсорлорунун классификациясы белгилүү бир объекттин же заттын таасири астында кошумча мүнөздөмөлөрдүн пайда болушу үчүн жооптуу тышкы параметрлерди баалоо үчүн колдонулат.
Сенсордук сенсор туташкан жерине жараша өзгөрүлмө резистор сыяктуу иштейт.
Сенсордук сенсор төмөнкүлөрдөн турат:
- Жез сыяктуу толук өткөрүүчү материал.
- Изоляцияланган аралык материал, мисалы, пено же пластик.
- Жарым-жартылай өткөрүүчү материал.
Ошол эле учурда катуу бөлүү жок. Басым сенсорлорунун классификациясы изилденүүчү объекттин ичинде же сыртында пайда болгон чыңалууга баа берүүчү белгилүү бир сенсорду тандоо аркылуу түзүлөт.
Иштөө принциби
Жарым-жартылай өткөрүүчү материал токтун агымына каршы турат. Сызыктуу коддордун принциби ток өтө турган материалдын узундугу узунураак болгондо токтун агымы карама-каршы болуп эсептелет. Натыйжада, материалдын каршылыгы анын толук өткөргүч объектке тийген абалын өзгөртүү менен өзгөрөт.
Автоматташтыруу сенсорлорунун классификациясы толугу менен сүрөттөлгөн принципке негизделген. Бул жерде атайын иштелип чыккан программалык камсыздоо түрүндө кошумча ресурстар тартылат. Эреже катары, программалык камсыздоо сенсордук сенсорлор менен байланышкан. Сенсор иштен чыкканда түзмөктөр "акыркы тийүүнү" эстей алат. Алар сенсор иштетилгенде эле "биринчи тийүүнү" каттап, ага байланышкан бардык маанилерди түшүнө алышат. Бул иш-аракет курсорду экрандын алыскы тарабына жылдыруу үчүн компьютер чычканын чычкандын башка учуна жылдырууга окшош.
5. Жакындык сенсору
Заманбап унаалар барган сайын бул технологияны колдонушат. Жарык жана сенсор модулдарын колдонгон электр сенсорлорунун классификациясы унаа өндүрүүчүлөрүнүн арасында популярдуулукка ээ болууда.
Жакындык сенсору дээрлик жок объекттердин бар экенин аныктайтбайланыш пункттары. Модулдар менен кабыл алынган объекттин ортосунда эч кандай байланыш жок жана механикалык бөлүктөр жок болгондуктан, бул түзмөктөрдүн кызмат мөөнөтү узак жана ишенимдүүлүгү жогору.
Жакындык сенсорлорунун ар кандай түрлөрү:
- Индуктивдүү жакындык сенсорлору.
- Жакындыктын сыйымдуулугу сенсорлору.
- Ультразвуктук жакындык сенсорлору.
- Фотоэлектрдик сенсорлор.
- Холл сенсорлору.
Иштөө принциби
Жакындык сенсор электромагниттик же электростатикалык талааны же электромагниттик нурлануунун шооласын (мисалы, инфракызыл) чыгарып, жооп сигналын же талаадагы өзгөрүүлөрдү күтөт. Аныкталып жаткан объект каттоо модулунун бутасы катары белгилүү.
Сенсорлордун иштөө принциби жана максаты боюнча классификациясы төмөнкүдөй болот:
- Индуктивдүү түзүлүштөр: кириште электр өткөргүч чөйрөнүн жакындыгына жоготууга каршылыгын өзгөрткөн осциллятор бар. Бул түзмөктөр металл буюмдар үчүн тандалат.
- Сыйымдылыктуу жакындык сенсорлору: Булар аныктоочу электроддор менен жердин ортосундагы электростатикалык сыйымдуулуктун өзгөрүшүн өзгөртөт. Бул термелүү жыштыгынын өзгөрүшү менен жакын жердеги объектке жакындаганда пайда болот. Жакын жердеги объектти аныктоо үчүн термелүү жыштыгы алдын ала аныкталган босого менен салыштырылган туруктуу токтун чыңалуусуна айланат. Бул приборлор пластикалык буюмдар үчүн тандалат.
Өлчөө жабдууларынын жана сенсорлорунун классификациясы жогорудагы сүрөттөмө жана параметрлер менен чектелбейт. келиши мененөлчөө приборлорунун жаңы түрлөрү, жалпы тобу көбөйүүдө. Сенсорлор менен өзгөрткүчтөрдү айырмалоо үчүн ар кандай аныктамалар бекитилген. Сенсорлор энергиянын бир эле же башка түрүндөгү вариантты өндүрүү үчүн энергияны сезген элемент катары аныкталышы мүмкүн. Сенсор конверсия принцибинин жардамы менен өлчөнгөн маанини керектүү чыгуу сигналына айландырат.
Алынган жана түзүлгөн сигналдардын негизинде принцип төмөнкү топторго бөлүнөт: электрдик, механикалык, жылуулуктук, химиялык, нурлануучу жана магниттик.
6. УЗИ сенсорлор
УЗИ сенсор объекттин бар экенин аныктоо үчүн колдонулат. Бул аппараттын башынан ультра үн толкундарын чыгаруу жана андан кийин тиешелүү объекттен чагылдырылган ультраүн сигналын алуу менен жетишилет. Бул объекттердин абалын, бар экендигин жана кыймылын аныктоого жардам берет.
Ультрадыбыстык сенсорлор аныктоо үчүн жарыкка эмес, үнгө таянгандыктан, алар суунун деңгээлин өлчөөдө, медициналык сканерлөө процедураларында жана автомобиль өнөр жайында кеңири колдонулат. УЗИ толкундары чагылтуу сенсорлору менен транспаранттар, айнек бөтөлкөлөр, пластик бөтөлкөлөр жана барак айнек сыяктуу көзгө көрүнбөгөн нерселерди аныктай алат.
Иштөө принциби
Индуктивдүү сенсорлордун классификациясы аларды колдонуу чөйрөсүнө негизделген. Бул жерде объекттердин физикалык жана химиялык касиеттерин эске алуу маанилүү. Ультрадыбыстык толкундардын кыймылы чөйрөнүн формасына жана түрүнө жараша айырмаланат. Мисалы, ультра үн толкундары бир тектүү чөйрө аркылуу түз жүрүп, чагылышып, кайра ар түрдүү чөйрөлөрдүн ортосундагы чек арага берилет. Абадагы адамдын денеси олуттуу чагылууну жаратат жана аны оңой эле аныктоого болот.
Технология төмөнкү принциптерди колдонот:
- Мультирефлексия. Бир нече чагылуу толкундар сенсор менен бутанын ортосунда бир нече жолу чагылдырылганда пайда болот.
- Чектүү аймак. Минималдуу сезүү аралыкты жана максималдуу сезүү аралыкты жөнгө салууга болот. Бул чек зонасы деп аталат.
- Аныктоо зонасы. Бул сенсор башынын бети менен скандоочу аралыкты тууралоо аркылуу алынган минималдуу аныктоо аралыктын ортосундагы интервал.
Бул технология менен жабдылган түзмөктөр ар кандай типтеги объекттерди сканерлей алат. УЗИ булактары унааларды жасоодо жигердүү колдонулат.
