مجسات الوجود. مجسات عدم الاتصال: نظرة عامة ، مبدأ التشغيل ، الغرض. اللمس التبديل جهاز الاستشعار التلقائي ماذا يفعل
- أجهزة الاستشعار من النوع الأول هي المسؤولة عن تشخيص وأداء الفرامل ونظام التوجيه.
- أجهزة من الدرجة الثانية تراقب حالة وحدة الطاقة وناقل الحركة والتعليق والإطارات.
- يجب أن توفر الفئة الثالثة من أجهزة الاستشعار وظائف الحماية مركبةوركوب الراحة.
- تعمل المستشعرات الذكية المدمجة على تقليل الحمل على وحدة التحكم. تتصل الأجهزة بخطوط اتصال مرنة ، ويمكن استخدام العديد من الأجهزة الإلكترونية في نفس الوقت. هذه المستشعرات قادرة على معالجة الإشارات منخفضة الكثافة.
- الأجهزة الإلكترونية من نوع الألياف الضوئية حساسة للغاية للأوساخ و ضغط دم مرتفع. وبسبب هذا ، فهي قصيرة العمر ، وتدرك بشكل ضعيف التداخل الكهرومغناطيسي. هذه المستشعرات ليست مناسبة لجميع أنواع المركبات ، حيث يلزم توصيلها بحنفيات ووصلات خاصة.
مجسات المحرك
لتحسين تشغيل وحدة الطاقة ، وكذلك مراقبة صحة المكونات والآليات ، يتم تثبيت المستشعرات التالية على محركات السيارة.- تم تصميم مستشعر الهواء لمراقبة كمية الهواء التي تدخل إلى قناة السحب. يعد مقياس التدفق جهازًا موثوقًا به ، وتعتبر الرطوبة عدوه الرئيسي. في حالة فشل الجهاز ، يعمل المحرك بشكل غير مستقر ، ويظهر تأثير "الثلاثي" ، ويلاحظ زيادة استهلاك الوقود. مقياس التدفق مدمج في مجرى السحب مباشرة بعد مرشح الهواء.
- يراقب "مسبار لامدا" الجزء الكتلي من الأكسجين الذي يخرج من مجمع العادم. يقوم الجهاز بجرعات إمداد الوقود بدءاً من تركيز الأكسجين. يوجد "مسبار لامدا" في نظام العادم.
- في نظام تجديد غاز العادم للسيارات الحديثة ، يتم تركيب الأجهزة الإلكترونية التي تتحكم في تركيز أكسيد النيتروجين. تقع في مجموعة الخانق. بمجرد تلوث الجهاز ، سيزداد عدد مرات تكرار دورات التجديد.
- تم تصميم مستشعر صمام EGR لتقليل تركيز الغازات الضارة المنبعثة في الغلاف الجوي. مع التسارع الحاد للسيارة ، يفتح الجهاز الصمام قليلاً ، ويتم إرسال غازات العادم إلى غرف الاحتراق. وهكذا يحدث ذلك احتراق كاملالهيدروكربونات.
- في محركات البنزين ، يتم استخدام مستشعر هول. يتم تثبيت الجهاز في الغطاء الخلفي لعمود الكامات ويقيس زاوية موضعه. تغير الإشارات المستلمة من مستشعر القاعة سرعة المكابس في الأسطوانات.
- يأخذ مستشعر الخانق قراءات من دواسة الوقود. يقوم الجهاز بضبط تشغيل الصمام الخانق بناءً على درجة حرارة المبرد. كلما كان التجمد أكثر برودة ، كان دوران العمود المرفقي أبطأ. يتم تثبيت المستشعر على أنبوب الخانق ومتصل مع المخمد.
- يستجيب مستشعر موضع العمود المرفقي لتوقيت توصيل الوقود من خلال ربط الجرعة بتوقيت الحقن أو توقيت الاشتعال. يأخذ الجهاز قراءات من البكرة المسننة ، لذلك يتم تثبيتها في الجزء السفلي من كتلة الأسطوانة. بمجرد فشل جهاز الاستشعار ، لا يمكن تشغيل المحرك.
أجهزة استشعار الضغط
مبدأ تشغيل مستشعرات الضغط هو نفسه تقريبًا. لكن يتم تثبيتها في مجموعة متنوعة من العقد وآليات السيارة. هناك أجهزة ذات أهمية أولية وثانوية. أجهزة الاستشعار ذات أهمية قصوى
تشمل الأدوات ذات الأهمية القصوى لقياس الضغط ما يلي:- مستشعر الضغط في قناة السحب ، والذي يوفر العلاقة بين سرعة العمود المرفقي (مستوى الحمل) وتدفق خليط الوقود ؛
- يراقب مستشعر ضغط الإطارات النطاق المحدد مسبقًا للقيادة الآمنة للسيارات. إنه مدمج في العجلة.
مجسات ثانوية
مستشعر ضغط الزيت اعتمادًا على تكوين السيارة ، قد يختلف عدد المستشعرات الثانوية بشكل كبير. - يوجد مستشعر ضغط الزيت في سيارات المصنّعين اليابانيين. يحدد جهاز نوع الغشاء مؤشر الضغط بسبب انحراف الغشاء. المستشعر مدمج في كتلة الأسطوانة.
- يتم تركيب مستشعر ضغط الوقود في مضخة الوقود. بمعدل منخفض ، يعطي الجهاز أمرًا لمضخة التعزيز.
- تحتوي وحدة ABS على مستشعر ضغط سائل الفرامل.
- تحتوي بعض السيارات على حساسات أسفل المقاعد تكشف وزن الراكب.
مجسات درجة الحرارة
توجد أجهزة خاصة لقياس درجة حرارة السوائل التقنية والمركبات الغازية في السيارة في العديد من الأنظمة. - لمراقبة درجة حرارة سائل التبريد ، يتم تثبيت مستشعر خاص في منظم الحرارة أو رأس الأسطوانة. يعرّف نظام درجة الحرارةالمحرك ، وعندما يتم تجاوز الحد الأعلى ، فإنه يعطي أمرًا بتشغيل المروحة. إذا ظهر ضوء تحذير سائل التبريد في لوحة العدادات ، فهذا يشير إلى وجود مشكلة في النظام.
- من أجل التشغيل السلس للمحرك ، من المهم التحكم في درجة حرارة الزيت. يتم تركيب المستشعر في غلاف فلتر الزيت.
- كونك في السيارة ، من المفيد أن يعرف السائق درجة حرارة الهواء الجوي. جهاز استشعار درجة الحرارة بيئةمثبتة أمام السيارة.
- تم تجهيز العديد من المركبات بأنظمة التحكم في المناخ بأجهزة استشعار لدرجة حرارة الهواء في المقصورة. يتم تثبيت الأجهزة في طوربيد.
مجسات في نظام الوقود
لمطابقة جودة وكمية الوقود بالحمل على المحرك ، يتم استخدام عدد من أجهزة الاستشعار في نظام الوقود. - الجهاز الذي يتحكم في مستوى الوقود مركب في الخزان. وهي مجهزة بعوامة بقضيب طويل وجهاز استشعار مقاومة ريوستات. يعتمد مؤشر مستوى الوقود بشكل مباشر على قيمة مقاومة المستشعر.
- يوجد أيضًا جهاز استشعار لتدفق الوقود في نظام الوقود. يحول كمية الوقود المار إلى نبضات كهربائية. السمات المميزةالأداة هي الدقة والموثوقية.
- جهاز قياس الارتفاع الإلكتروني مدمج في وحدة التحكم في المحرك. ينظم تدفق غازات العادم إلى غرف الاحتراق حسب الضغط الجوي.
- يتم توفير التنظيم الصحيح لتشغيل آلية توزيع الغاز بواسطة عداد الطور. يتم تثبيته بالقرب من مرشح الهواء. عندما يبلى المستشعر ، يصبح خليط الوقود غنيًا جدًا.
- جهاز استشعار القرقعة مصمم لقياس توقيت الاشتعال. يتم تثبيت عداد بين اسطوانات المحرك. عند الفشل ، لوحظ زيادة في التفجير بسبب زيادة عدد العمليات التفجيرية.
الموسوعة الكهروتقنية # 16.
مجسات
تصنيف المستشعرات ، المتطلبات الأساسية لها
أتمتة العمليات التكنولوجية المختلفة ، الإدارة الفعالةتتطلب الوحدات والآلات والآليات المختلفة قياسات عديدة لكميات فيزيائية مختلفة.
مجسات(في الأدبيات غالبًا ما تسمى أيضًا قياس محولات الطاقة) ، أو بعبارة أخرى ، مجساتهي عناصر في العديد من أنظمة الأتمتة - بمساعدتهم يتلقون معلومات حول معلمات النظام أو الجهاز الذي يتم التحكم فيه.
المستشعر - هذا عنصر في جهاز قياس أو إرسال إشارات أو تنظيم أو تحكم يحول قيمة مضبوطة (درجة الحرارة ، الضغط ، التردد ، شدة الضوء ، الجهد الكهربائي، تيار ، إلخ) في إشارة ملائمة للقياس ، والإرسال ، والتخزين ، والمعالجة ، والتسجيل ، وأحيانًا للتأثير على العمليات الخاضعة للرقابة. أو أسهل المستشعرهو جهاز يحول إجراء الإدخال لأي كمية مادية إلى إشارة ملائمة للاستخدام مرة أخرى.
أجهزة الاستشعار المستخدمة متنوعة للغاية ويمكن أن تكون كذلك
مصنفة حسب معايير مختلفة:اعتمادًا على نوع كمية المدخلات (المقاسة) يميز بين: مستشعرات الإزاحة الميكانيكية (الخطية والزاوية) ، الهوائية ، الكهربائية ، عدادات التدفق ، مستشعرات السرعة ، التسارع ، القوة ، درجة الحرارة ، الضغط ، إلخ.
يوجد حاليًا التوزيع التالي تقريبًا لنسبة قياسات الكميات الفيزيائية المختلفة في الصناعة: درجة الحرارة - 50٪ ، التدفق (الكتلة والحجم) - 15٪ ، الضغط - 10٪ ، المستوى - 5٪ ، الكمية (الكتلة ، الحجم ) - 5٪ ، الوقت - 4٪ ، الكميات الكهربائية والمغناطيسية - أقل من 4٪.
حسب نوع قيمة الإخراج التي يتم تحويل قيمة الإدخال إليها ، تميز غير كهربائيو الكهرباء: مجسات التيار المباشر(EMF أو الجهد) ، مستشعرات سعة التيار المتردد (EMF أو الجهد) ، مستشعرات تردد التيار المتردد (EMF أو الجهد) ، مستشعرات المقاومة (نشطة ، حثي أو سعوي) ، إلخ.
معظم المستشعرات كهربائية. هذا يرجع إلى المزايا التالية للقياسات الكهربائية:
من الملائم نقل الكميات الكهربائية عبر مسافة ، ويتم النقل بسرعة عالية ؛
تعتبر الكميات الكهربائية عالمية بمعنى أنه يمكن تحويل أي كميات أخرى إلى كميات كهربائية والعكس صحيح ؛
يتم تحويلها بدقة إلى رمز رقمي وتجعل من الممكن تحقيق دقة وحساسية وسرعة عالية في أدوات القياس.
على أساس مبدأ العمل يمكن تقسيم المستشعرات إلى فئتين: توليدو حدودي(أجهزة الاستشعار - المعدلات). تقوم مستشعرات المولدات بتحويل مباشر لقيمة الإدخال إلى إشارة كهربائية.
تقوم المستشعرات البارامترية بتحويل قيمة الإدخال إلى تغيير في بعض المعلمات الكهربائية ( R أو L أو C) للمستشعر.
على أساس مبدأ العمل يمكن أيضًا تقسيم المستشعرات إلى أومية ، مقاومة متغيرة ، كهروضوئية (ضوئية إلكترونية) ، حثي ، سعوي ، إلخ.
هناك ثلاث فئات من أجهزة الاستشعار:
أجهزة الاستشعار التناظرية ، أي أجهزة الاستشعار التي تنتج إشارة تناظرية بما يتناسب مع التغير في قيمة الإدخال ؛
أجهزة استشعار رقمية تولد قطار نبضي أو كلمة ثنائية ؛
أجهزة الاستشعار الثنائية (الثنائية) التي تولد إشارة من مستويين فقط: "تشغيل / إيقاف" (بمعنى آخر ، 0 أو 1) ؛ تستخدم على نطاق واسع بسبب بساطتها.
متطلبات أجهزة الاستشعار :
اعتماد لا لبس فيه لقيمة المخرجات على المدخلات ؛
استقرار الخصائص بمرور الوقت ؛
حساسية عالية
صغر الحجم والوزن
عدم وجود تعليقات على العملية الخاضعة للرقابة والمعايير الخاضعة للرقابة ؛
العمل في ظل ظروف تشغيل مختلفة ؛
- خيارات التركيب المختلفة.
مجسات حدودية (مُعدِّلات أجهزة الاستشعار) قيمة الإدخال X يتم تحويله إلى تغيير في بعض المعلمات الكهربائية ( R أو L أو C. ) المستشعر. من المستحيل نقل تغيير في معلمات المستشعر المدرجة بدون إشارة تحمل الطاقة (الجهد أو التيار) إلى مسافة. من الممكن فقط اكتشاف تغيير في المعلمة المقابلة للمستشعر من خلال تفاعل المستشعر مع التيار أو الجهد ، لأن المعلمات المدرجة تميز هذا التفاعل. لذلك ، تتطلب المستشعرات البارامترية استخدام دوائر قياس خاصة تعمل بالتيار المباشر أو المتردد.
مجسات أومية (مقاومة) - يعتمد مبدأ العملية على تغيير في مقاومتها النشطة مع تغيير في الطول ل، مساحة المقطع العرضي سأو المقاومة ص:
ص= رر /س
بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام اعتماد قيمة المقاومة النشطة على ضغط التلامس وإضاءة الخلايا الكهروضوئية. وفقًا لهذا ، تنقسم المستشعرات الأومية إلى: التلامس ، الجهد (الريوستاتيك) ، مقاومة الإجهاد ، الثرمستور ، المقاوم الضوئي.
مجسات الاتصال - هذا هو أبسط نوع من أجهزة استشعار المقاومة التي تحول حركة العنصر الأساسي إلى تغيير مفاجئ في مقاومة الدائرة الكهربائية. بمساعدة مستشعرات التلامس ، يقومون بقياس القوى والتحكم فيها ، وحالات الإزاحة ، ودرجة الحرارة ، وأحجام الأشياء ، والتحكم في شكلها ، وما إلى ذلك. السفرو مفاتيح الحد, موازين الحرارة الاتصالوما يسمى ب مجسات القطب، تستخدم في المقام الأول لقياس المستويات الحدية للسوائل الموصلة للكهرباء.
يمكن أن تعمل مستشعرات التلامس على كل من التيار المباشر والمتناوب. اعتمادًا على حدود القياس ، يمكن أن تكون مستشعرات الاتصال ذات حد واحد ومتعدد الحدود. هذا الأخير يستخدم لقياس الكميات التي تختلف بشكل كبير ، بينما أجزاء من المقاوم ص، المدرجة في الدائرة الكهربائية ، يتم تقصيرها في السلسلة.
عيب أجهزة استشعار التلامس هو صعوبة المراقبة المستمرة وعمر الخدمة المحدود لنظام الاتصال. ولكن نظرًا للبساطة الشديدة لهذه المستشعرات ، فإنها تُستخدم على نطاق واسع في أنظمة التشغيل الآلي.
مجسات ريوستاتيكية هي مقاومة متغيرة المقاومة. قيمة إدخال المستشعر هي حركة جهة الاتصال ، وقيمة الإخراج هي التغيير في مقاومته. يتم توصيل جهة الاتصال المتحركة ميكانيكيًا بالجسم الذي سيتم تحويل إزاحته (الزاوي أو الخطي).
الأكثر انتشارًا هي دائرة قياس الجهد لتشغيل مستشعر مقاومة متغيرة ، حيث يتم تشغيل المتغير وفقًا لدائرة مقسم الجهد. تذكر أن مقسم الجهد هو جهاز كهربائي لتقسيم الجهد المباشر أو المتناوب إلى أجزاء ؛ يسمح لك مقسم الجهد بإزالة (استخدام) جزء فقط من الجهد المتاح من خلال عناصر دائرة كهربائية تتكون من مقاومات أو مكثفات أو محاثات. يسمى المقاوم المتغير المتصل وفقًا لدائرة مقسم الجهد بمقياس الجهد.
عادةً ما تُستخدم مستشعرات مقاومة الريوستات في أدوات القياس الميكانيكية لتحويل قراءاتها إلى كميات كهربائية (تيار أو جهد) ، على سبيل المثال ، في عدادات مستوى الطفو للسوائل ، ومقاييس الضغط المختلفة ، إلخ.
لا يتم استخدام المستشعر على شكل ريوستات بسيط تقريبًا بسبب عدم خطية خصائصه الثابتة. أنا n \ u003d f (x) ، حيث أنا n- الحمل الحالي.
قيمة خرج هذا المستشعر هي انخفاض الجهد يو خارج بين المتحرك وأحد جهات الاتصال الثابتة. اعتماد جهد الخرج على الإزاحة س لجهة الاتصالخارج \ u003d و(خ) يتوافق مع قانون التغيير في المقاومة على طول مقياس الجهد. يمكن أن يكون قانون توزيع المقاومة على طول مقياس الجهد ، الذي يحدده تصميمه ، خطيًا أو غير خطي.
مستشعرات الجهد ، وهي مقاومات متغيرة هيكليًا ، مصنوعة من مواد مختلفة - لف الأسلاك والأغشية المعدنية وأشباه الموصلات ، إلخ.
مقاييس الإجهاد (مقاييس الضغط) لقياس الضغوط الميكانيكية والتشوهات الصغيرة والاهتزاز. يعتمد عمل مقاييس الإجهاد على تأثير التوتر ، والذي يتكون من تغيير المقاومة النشطة للمواد الموصلة وأشباه الموصلات تحت تأثير القوى المطبقة عليها.
مجسات قياس الحرارة (الثرمستورات) - المقاومة تعتمد على درجة الحرارة. تستخدم الثرمستورات كمستشعرات بطريقتين:
1) درجة حرارة الثرمستور تحددها البيئة ؛ التيار الذي يمر عبر الثرمستور صغير جدًا بحيث لا يسخن الثرمستور. في ظل هذه الحالة ، يتم استخدام الثرمستور كمستشعر درجة الحرارة وغالبًا ما يشار إليه باسم "مقياس حرارة المقاومة".
2) يتم تحديد درجة حرارة الثرمستور بدرجة التسخين بالتيار الثابت وظروف التبريد. في هذه الحالة ، يتم تحديد درجة الحرارة المستقرة من خلال ظروف نقل الحرارة لسطح الثرمستور (سرعة البيئة - الغاز أو السائل - نسبة إلى الثرمستور ، كثافته ، لزوجته ودرجة حرارته) ، لذلك يمكن استخدام الثرمستور باعتباره مستشعر لسرعة التدفق ، والتوصيل الحراري المحيط ، وكثافة الغاز ، وما إلى ذلك. في المستشعرات من هذا النوع ، يحدث تحول على مرحلتين ، كما كان: يتم تحويل القيمة المقاسة أولاً إلى تغيير في درجة حرارة الثرمستور ، والذي يتم بعد ذلك تحولت إلى تغيير في المقاومة.
تصنع الثرمستورات من معادن نقية وأشباه موصلات.يجب أن تحتوي المادة التي تُصنع منها هذه المستشعرات على معامل مقاومة بدرجة حرارة عالية ، وإذا أمكن اعتماد خطي للمقاومة على درجة الحرارة ، وإمكانية استنساخ جيدة للخصائص ، والخمول في التأثيرات البيئية. إلى أقصى حد ، يلبي البلاتين كل هذه الخصائص ؛ في أصغر قليلاً - النحاس والنيكل.
بالمقارنة مع الثرمستورات المعدنية ، فإن الثرمستورات شبه الموصلة (الثرمستورات) لديها حساسية أعلى.
مجسات حثي تعمل على الحصول على معلومات بدون تلامس حول تحركات الهيئات العاملة للآلات والآليات والروبوتات ، إلخ. وتحويل هذه المعلومات إلى إشارة كهربائية.
يعتمد مبدأ تشغيل المستشعر الاستقرائي على التغيير في محاثة اللف على الدائرة المغناطيسية ، اعتمادًا على موضع العناصر الفردية للدائرة المغناطيسية (المحرك ، النواة ، إلخ). في مثل هذه المستشعرات ، حركة خطية أو زاوية X(كمية الإدخال) يتم تحويلها إلى تغيير في المحاثة ( إل) المستشعر. يتم استخدامها لقياس النزوح الزاوي والخطي والتشوهات والتحكم في الأبعاد وما إلى ذلك.
في أبسط الحالات ، يكون المستشعر الاستقرائي عبارة عن مغو بدائرة مغناطيسية ، يتحرك عنصره المتحرك (المحرك) تحت تأثير القيمة المقاسة.
يتعرف المستشعر الحثي على جميع الكائنات الموصلة ويستجيب لها وفقًا لذلك. المستشعر الاستقرائي غير ملامس ، لا يتطلب عمل ميكانيكي ، يعمل بدون تلامس عن طريق تغيير المجال الكهرومغناطيسي.
مزايا
- لا تآكل ميكانيكي ، لا أعطال الاتصال
- لا ترتد الاتصال وإيجابيات كاذبة
- تردد تحويل عالي يصل إلى 3000 هرتز
- مقاومة الإجهاد الميكانيكي
سلبيات - حساسية منخفضة نسبيًا ، واعتماد المقاومة الاستقرائية على تردد جهد الإمداد ، وتأثير ارتجاعي كبير للمستشعر على القيمة المقاسة (بسبب جذب المحرك إلى القلب).
مجسات سعوية - يعتمد مبدأ التشغيل على اعتماد السعة الكهربائية للمكثف على الأبعاد والموضع النسبي لألواحه وعلى ثابت العزل للوسيط بينهما.
بالنسبة للمكثف المسطح ذي اللوحين ، يتم تحديد السعة الكهربائية بالتعبير:
C \ u003d e 0 e S /ح
أين ه 0- ثابت العزل الكهربائي؛ ه- السماحية النسبية للوسط بين الألواح ؛ س- منطقة نشطة من اللوحات ؛ حهي المسافة بين ألواح المكثف.
التبعيات ج(س) و ج(ح) لتحويل الحركات الميكانيكية إلى تغيير في السعة.
يتم تشغيل المستشعرات السعوية ، وكذلك المستشعرات الحثية ، بجهد متناوب (عادة ما يكون ترددًا متزايدًا - يصل إلى عشرات الميجاهرتز). تستخدم دوائر الجسر والدوائر التي تستخدم الدوائر الرنانة عادةً كدوائر قياس. في الحالة الأخيرة ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام اعتماد تردد تذبذب المولد على سعة دائرة الرنين ، أي جهاز الاستشعار لديه خرج تردد.
مزايا المستشعرات السعوية هي البساطة والحساسية العالية والقصور الذاتي المنخفض. العيوب - تأثير المجالات الكهربائية الخارجية ، التعقيد النسبي لأجهزة القياس.
تُستخدم المستشعرات السعوية لقياس النزوح الزاوي ، وحالات الإزاحة الخطية الصغيرة جدًا ، والاهتزازات ، وسرعات الحركة ، وما إلى ذلك ، وكذلك لإعادة إنتاج وظائف محددة (متناسق ، وسن المنشار ، ومستطيل ، وما إلى ذلك).
محولات الطاقة السعوية ، السماحيةه التي تتغير بسبب الحركة أو التشوه أو التغيير في تكوين العازل الكهربائي ، وتستخدم كمستشعرات مستوى للسوائل غير الموصلة ، والمواد السائبة والمسحوق ، وسمك طبقة من المواد غير الموصلة (مقاييس السماكة) ، وكذلك مراقبة الرطوبة وتكوين المادة.
مجسات - مولدات
مجسات المولدات إجراء التحويل المباشر لقيمة الإدخال X في إشارة كهربائية. تقوم هذه المستشعرات بتحويل طاقة مصدر كمية المدخلات (المقاسة) على الفور إلى إشارة كهربائية ، أي هم ، كما كان ، مولدات للكهرباء (ومن هنا جاءت تسمية هذه المستشعرات - تولد إشارة كهربائية).
مصادر الطاقة الإضافية لتشغيل هذه المستشعرات غير مطلوبة بشكل أساسي (ومع ذلك ، قد تكون هناك حاجة إلى طاقة إضافية لتضخيم إشارة خرج المستشعر ، وتحويلها إلى أنواع أخرى من الإشارات ، ولأغراض أخرى). المولدات هي كهروحرارية ، كهرضغطية ، تحريض ، كهروضوئية وأنواع أخرى كثيرة من أجهزة الاستشعار.
مجسات حثي يتم تحويل الكمية غير الكهربائية المقاسة إلى EMF للحث. يعتمد مبدأ تشغيل المستشعرات على قانون الحث الكهرومغناطيسي. تشتمل هذه المستشعرات على مولدات تاكوجينات للتيار المباشر والمتناوب ، وهي مولدات كهربائية صغيرة للآلة ، حيث يتناسب جهد الخرج مع السرعة الزاوية لدوران عمود المولد. تُستخدم المولدات الكهربائية كمستشعرات السرعة الزاوية.
مولد التاكوجينور عبارة عن آلة كهربائية تعمل في وضع المولد. في هذه الحالة ، يتناسب المجال الكهرومغناطيسي المتولد مع سرعة الدوران وحجم التدفق المغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك ، مع تغيير سرعة الدوران ، يتغير أيضًا تردد EMF. يتم استخدامها كمستشعرات السرعة (السرعة).
مجسات درجة الحرارة. في الإنتاج الصناعي الحديث ، تكون قياسات درجة الحرارة هي الأكثر شيوعًا (على سبيل المثال ، في محطة طاقة نووية متوسطة الحجم ، هناك حوالي 1500 نقطة يتم فيها إجراء مثل هذه القياسات ، وفي مؤسسة صناعة كيميائية كبيرة يوجد أكثر من 20 ألف نقطة من هذا القبيل) . تحدد مجموعة واسعة من درجات الحرارة المقاسة ومجموعة متنوعة من الشروط لاستخدام أدوات القياس والمتطلبات الخاصة بها مجموعة متنوعة من أدوات قياس درجة الحرارة المستخدمة.
النظر في مستشعرات درجة الحرارة لـ تطبيقات صناعية، ثم يمكن تمييز فئاتهم الرئيسية: مستشعرات درجة حرارة السيليكون ، وأجهزة الاستشعار ثنائية المعدن ، ومقاييس الحرارة السائلة والغازية ، ومؤشرات درجة الحرارة ، والثرمستورات ، والمزدوجات الحرارية ، والمزدوجات الحرارية المقاومة ، وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء.
مجسات درجة حرارة السيليكون استخدام اعتماد مقاومة السيليكون أشباه الموصلات على درجة الحرارة. نطاق درجات الحرارة المقاسة هو -50 ... + 150 درجة مئوية. تستخدم بشكل أساسي لقياس درجة الحرارة داخل الأجهزة الإلكترونية.
جهاز استشعار ثنائي المعدن مصنوع من لوحين معدنيين مختلفين مثبتين معًا. المعادن المختلفة لها معاملات تمدد حراري مختلفة. إذا تم تسخين المعادن المتصلة باللوحة أو تبريدها ، فسوف تنحني ، أثناء إغلاق (فتح) التلامسات الكهربائية أو تحريك سهم المؤشر. نطاق تشغيل أجهزة الاستشعار ثنائية المعدن -40 ... + 550 0 درجة مئوية. تستخدم لقياس سطح المواد الصلبة ودرجة حرارة السوائل. المجالات الرئيسية للتطبيق هي صناعة السيارات وأنظمة التدفئة وتسخين المياه.
المؤشرات الحرارية - هذه مواد خاصة تغير لونها تحت تأثير درجة الحرارة. قد يكون تغيير اللون قابلاً للعكس أو لا رجوع فيه. يتم إنتاجها في شكل أفلام.
محولات المقاومة الحرارية
يعتمد مبدأ تشغيل المزدوجات الحرارية المقاومة (الثرمستورات) على التغيير المقاومة الكهربائيةالموصلات وأشباه الموصلات حسب درجة الحرارة (تمت مناقشتها سابقًا).
تم تصميم الثرمستورات البلاتينية لقياس درجات الحرارة في النطاق من -260 إلى 1100 درجة مئوية. تستخدم الثرمستورات النحاسية الأرخص ، والتي تعتمد خطيًا على المقاومة على درجة الحرارة ، على نطاق واسع في الممارسة العملية.
عيب النحاس هو مقاومته المنخفضة وسهولة الأكسدة في درجات الحرارة العالية ، ونتيجة لذلك فإن الحد النهائي لاستخدام موازين الحرارة المقاومة للنحاس يقتصر على درجة حرارة 180 درجة مئوية. من حيث استقرار الخصائص واستنساخها ، فإن الثرمستورات النحاسية أدنى من تلك البلاتينية. يستخدم النيكل في مجسات غير مكلفة للقياسات في نطاق درجة حرارة الغرفة.
الثرمستورات شبه الموصلة (الثرمستورات) لها معامل درجة حرارة سالب أو موجب للمقاومة ، تكون قيمتها عند 20 0 درجة مئوية (2 ... 8) * 10-2 (0 درجة مئوية) -1 ، أي ترتيب من حيث الحجم أكبر من النحاس والبلاتين. الثرمستورات شبه الموصلة ذات الأحجام الصغيرة جدًا لها قيم مقاومة عالية (تصل إلى 1 MΩ). كشبه موصل. المواد المستخدمة هي أكاسيد المعادن: ثرمستورات أشباه الموصلات من أنواع KMT - خليط من أكاسيد الكوبالت والمنغنيز و MMT - النحاس والمنغنيز.
تتمتع مستشعرات درجة حرارة أشباه الموصلات باستقرار عالٍ للخصائص بمرور الوقت وتُستخدم لتغيير درجات الحرارة في النطاق من -100 إلى 200 درجة مئوية.
المحولات الحرارية (المزدوجات الحرارية) - ص يعتمد مبدأ تشغيل المزدوجات الحرارية على التأثير الكهروحراري ، والذي يتألف من حقيقة أنه في ظل وجود اختلاف في درجة الحرارة بين التقاطعات (التقاطعات) لمعدنين غير متماثلين أو أشباه موصلات ، تنشأ قوة دافعة كهربائية في الدائرة ، تسمى القوة الكهروحرارية (يُشار إليها اختصارًا باسم EMF الحراري). في نطاق درجة حرارة معينة ، يمكننا أن نفترض أن EMF الحراري يتناسب طرديًا مع فرق درجة الحرارة∆ ت\ u003d T 1 - T 0 بين التقاطع ونهايات المزدوج الحراري.
تسمى الأطراف المترابطة للمزدوجة الحرارية ، المغمورة في الوسط الذي يتم قياس درجة حرارته ، بنهاية العمل للمزدوجة الحرارية. النهايات المعرضة للبيئة والتي عادة ما تكون موصولة بأسلاك بدائرة القياس تسمى نهايات حرة. يجب أن تظل درجة حرارة هذه الأطراف ثابتة. في ظل هذه الحالة ، سيعتمد thermo-EMF E t على درجة الحرارة فقط T1نهاية العمل.
U out \ u003d E t \ u003d C ( T 1 - T 0) ,
حيث C هو معامل يعتمد على مادة الموصلات الحرارية.
إن المجالات الكهرومغناطيسية التي تم إنشاؤها بواسطة المزدوجات الحرارية صغيرة نسبيًا: لا تتجاوز 8 مللي فولت لكل 100 درجة مئوية ولا تتجاوز عادةً 70 مللي فولت بالقيمة المطلقة. تسمح لك المزدوجات الحرارية بقياس درجة الحرارة في النطاق من -200 إلى 2200 درجة مئوية.
يستخدم البلاتين والبلاتين والروديوم والكروميل والألوميل على نطاق واسع لتصنيع المحولات الكهروحرارية.
المزدوجات الحرارية لها ما يلي فوائد: سهولة التصنيع والموثوقية في التشغيل ، التكلفة المنخفضة ، نقصمزودات الطاقة والقدرة على القياس على نطاق واسع من درجات الحرارة.
إلى جانب ذلك ، تتميز المزدوجات الحرارية أيضًا بالبعض محددات- دقة قياس أقل من الثرمستورات ، ووجود قصور حراري كبير ، والحاجة إلى إدخال تصحيح لدرجة حرارة الأطراف الحرة والحاجة إلى استخدام أسلاك توصيل خاصة.
مستشعرات الأشعة تحت الحمراء (البيرومترات) - استخدام الطاقة الإشعاعية للأجسام الساخنة ، مما يسمح لك بقياس درجة حرارة السطح عن بعد. تنقسم البيرومترات إلى إشعاع وسطوع ولون.
تُستخدم البيرومترات الإشعاعية لقياس درجات الحرارة من 20 إلى 2500 درجة مئوية ، ويقيس الجهاز كثافة الإشعاع المتكاملة لجسم حقيقي.
تُستخدم مقاييس السطوع (الضوئية) لقياس درجات الحرارة من 500 إلى 4000 درجة مئوية ، وهي تستند إلى مقارنة في جزء ضيق من طيف سطوع الكائن قيد الدراسة مع سطوع باعث نموذجي (مصباح ضوئي).
تعتمد البيرومترات اللونية على قياس نسبة شدة الإشعاع عند طولين موجيين ، يتم اختيارهما عادةً في الجزء الأحمر أو الأزرق من الطيف ؛ يتم استخدامها لقياس درجات الحرارة في حدود 800 درجة مئوية.
تتيح لك البيرومترات قياس درجة الحرارة في الأماكن التي يصعب الوصول إليها ودرجة حرارة الأجسام المتحركة ، ودرجات الحرارة المرتفعة ، حيث لم تعد أجهزة الاستشعار الأخرى تعمل.
لقياس درجات الحرارة من -80 إلى 250 درجة مئوية ، غالبًا ما يتم استخدام ما يسمى بالمحولات الحرارية الكوارتز ، باستخدام اعتماد التردد الطبيعي لعنصر الكوارتز على درجة الحرارة. يعتمد تشغيل هذه المستشعرات على حقيقة أن اعتماد تردد محول الطاقة على درجة الحرارة وخطية وظيفة التحويل تتغير اعتمادًا على اتجاه القطع بالنسبة إلى محاور بلورة الكوارتز. تستخدم هذه المستشعرات على نطاق واسع في موازين الحرارة الرقمية.
مجسات كهرضغطية
يعتمد عمل المستشعرات الكهرضغطية على استخدام التأثير الكهروإجهادي (التأثير الكهروإجهادي) ، والذي يتكون من حقيقة أنه عندما يتم ضغط أو شد بعض البلورات ، تظهر شحنة كهربائية على وجوههم ، يتناسب حجمها مع التمثيل. فرض.
التأثير الكهروإجهادي قابل للعكس ، أي أن الجهد المطبق يتسبب في تشوه العينة الكهرضغطية - ضغطها أو تمددها ، وفقًا لعلامة الجهد المطبق. تُستخدم هذه الظاهرة ، التي تسمى التأثير الكهروضغطي العكسي ، لإثارة وتلقي الاهتزازات الصوتية للترددات الصوتية والموجات فوق الصوتية.
تستخدم لقياس القوى والضغط والاهتزاز وما إلى ذلك.
أجهزة استشعار بصرية (كهروضوئية)
يميز التناظريةو منفصلةأجهزة استشعار بصرية. بالنسبة لأجهزة الاستشعار التناظرية ، تتغير إشارة الخرج بما يتناسب مع الإضاءة المحيطة. المجال الرئيسي للتطبيق هو أنظمة التحكم في الإضاءة الآلية.
تقوم المستشعرات من النوع المنفصل بتغيير حالة الإخراج إلى العكس عند الوصول إلى القيمة المحددة للإضاءة.
يمكن استخدام المستشعرات الكهروضوئية في جميع الصناعات تقريبًا. تُستخدم مستشعرات العمل المنفصلة كنوع من مفاتيح القرب للعد والكشف وتحديد المواقع وغيرها من المهام على أي خط تكنولوجي.
, يسجل التغيير في التدفق الضوئي في المنطقة الخاضعة للسيطرة , يرتبط بتغيير الموضع في الفضاء لأي أجزاء متحركة من الآليات والآلات ، وغياب أو وجود كائنات. بفضل مسافات الاستشعار الكبيرة مجسات القرب البصري وجدت تطبيق واسعفي الصناعة وخارجها.
مستشعر القرب البصري يتكون من وحدتين وظيفيتين ، المستقبل والباعث. يمكن صنع هذه العقد في نفس السكن وفي منازل مختلفة.
وفقًا لطريقة اكتشاف الأجسام ، يتم تقسيم المستشعرات الكهروضوئية إلى 4 مجموعات:
1) عبور الشعاع- في هذه الطريقة ، يتم فصل جهاز الإرسال والاستقبال إلى حاويات مختلفة ، مما يسمح بتركيبهما مقابل بعضهما البعض على مسافة عمل. يعتمد مبدأ التشغيل على حقيقة أن المرسل يرسل باستمرار حزمة ضوئية يستقبلها جهاز الاستقبال. إذا توقفت الإشارة الضوئية لجهاز الاستشعار ، نتيجة التداخل مع كائن طرف ثالث ، يتفاعل جهاز الاستقبال على الفور عن طريق تغيير حالة الإخراج.
2) انعكاس من العاكس- في هذه الطريقة ، يكون مستقبل وجهاز إرسال المستشعر في نفس السكن. يتم تركيب عاكس (عاكس) مقابل المستشعر. تم تصميم مستشعرات العاكس بطريقة تجعلها ، بفضل مرشح الاستقطاب ، ترى الانعكاس من العاكس فقط. هذه عاكسات تعمل على مبدأ الانعكاس المزدوج. يتم تحديد اختيار العاكس المناسب حسب المسافة المطلوبة وإمكانيات التركيب.
تنعكس إشارة الضوء التي يرسلها المرسل من العاكس وتدخل إلى مستقبل المستشعر. إذا توقفت الإشارة الضوئية ، يستجيب جهاز الاستقبال على الفور عن طريق تغيير حالة الخرج.
3) انعكاس من الكائن- في هذه الطريقة ، يكون مستقبل وجهاز إرسال المستشعر في نفس السكن. أثناء عمل المستشعر ، تصبح جميع الأشياء التي تقع في منطقة عمله نوعًا من العاكسات. بمجرد أن يصل شعاع الضوء المنعكس من الكائن إلى مستقبل المستشعر ، فإنه يتفاعل على الفور عن طريق تغيير حالة الخرج.
4) انعكاس كائن ثابت - مبدأ تشغيل المستشعر هو نفسه مبدأ "الانعكاس من الجسم" ولكنه أكثر حساسية للانحرافات عن الضبط على الشيء. على سبيل المثال ، من الممكن اكتشاف تورم الفلين على زجاجة الكفير ، وعدم اكتمال ملء عبوة مفرغة من المنتجات ، وما إلى ذلك.
وفقًا للغرض منها ، تنقسم أجهزة استشعار الصور إلى مجموعتين رئيسيتين: أجهزة استشعار للاستخدام العام وأجهزة استشعار خاصة. تتضمن المستشعرات الخاصة أنواعًا من المستشعرات المصممة لحل نطاق أضيق من المهام. على سبيل المثال ، اكتشاف علامة لون على كائن ، واكتشاف حدود متناقضة ، ووجود ملصق على عبوة شفافة ، وما إلى ذلك.
تتمثل مهمة المستشعر في اكتشاف شيء ما على مسافة. تتراوح هذه المسافة بين 0.3 مم -50 م ، اعتمادًا على نوع المستشعر المختار وطريقة الكشف.
مجسات الميكروويف
يتم استبدال وحدات تحكم الضغط على زر الترحيل بمعالج دقيق أنظمة أوتوماتيكيةإدارة العملية التكنولوجية(APCS) من أعلى أداء وموثوقية ، تم تجهيز المستشعرات بواجهات اتصال رقمية ، لكن هذا لا يؤدي دائمًا إلى زيادة الموثوقية الكلية للنظام وموثوقية تشغيله. والسبب هو أن مبادئ تشغيل معظم أنواع أجهزة الاستشعار المعروفة تفرض قيودًا صارمة على الظروف التي يمكن استخدامها في ظلها.
على سبيل المثال ، عدم الاتصال (بالسعة والاستقرائي) ، وكذلك أجهزة التحكم في سرعة التاكوجينور (UKS) تستخدم على نطاق واسع لمراقبة سرعة الآليات الصناعية. لدى Tachogenerator UKS اتصال ميكانيكي بجسم متحرك ، ولا تتجاوز منطقة الحساسية للأجهزة غير الملامسة بضعة سنتيمترات.
كل هذا لا يسبب فقط إزعاجًا أثناء تركيب المستشعرات ، ولكنه أيضًا يعقد بشكل كبير استخدام هذه الأجهزة في ظروف الغبار التي تلتصق بأسطح العمل ، مما يتسبب في إنذارات خاطئة. الأنواع المدرجة من المستشعرات غير قادرة على التحكم مباشرة في شيء ما (على سبيل المثال ، حزام ناقل) - يتم ضبطها على حركة البكرات ، والدفاعات ، وبراميل التوتر ، وما إلى ذلك. إشارات الإخراج لبعض الأجهزة ضعيفة جدًا لدرجة أنها دون مستوى التداخل الصناعي من تشغيل الآلات الكهربائية القوية.
تنشأ صعوبات مماثلة عند استخدام أجهزة الكشف عن المستوى التقليدية - أجهزة الاستشعار لوجود منتج سائب. هذه الأجهزة ضرورية لإيقاف إمدادات المواد الخام لخزانات الإنتاج في الوقت المناسب. لا تحدث الإنذارات الكاذبة بسبب الالتصاق والغبار فقط ، ولكن أيضًا عن طريق لمس تدفق المنتج عندما يدخل القادوس. في الغرف غير المدفأة ، يتأثر تشغيل المستشعرات بدرجة الحرارة المحيطة. تتسبب الإنذارات الكاذبة في توقفات وبدء تشغيل متكرر للحمل المعدات التكنولوجية- السبب الرئيسي لحوادثها ، يؤدي إلى انسداد ، وانكسار الناقلات ، وحدوث حريق ومخاطر الانفجار.
أدت هذه المشكلات قبل عدة سنوات إلى تطوير أنواع جديدة من الأجهزة - مستشعرات الرادار للتحكم في السرعة ، وأجهزة استشعار الحركة والمياه الخلفية ، والتي يعتمد تشغيلها على تفاعل كائن متحكم فيه مع إشارة راديو بتردد حوالي 10 10 هرتز.
يتيح استخدام طرق الميكروويف لمراقبة حالة المعدات التكنولوجية التخلص تمامًا من أوجه القصور في الأنواع التقليدية من أجهزة الاستشعار.
السمات المميزةهذه الأجهزة هي:
عدم وجود ميكانيكي و الاتصال الكهربائيمع كائن (بيئة) ، يمكن أن تكون المسافة من المستشعر إلى الكائن عدة أمتار ؛
التحكم المباشر في الشيء (حزام ناقل ، سلسلة) وليس محركاتها ، أو براميل التوتر ، إلخ ؛
انخفاض استهلاك الطاقة
عدم الحساسية للالتصاق بالمنتج بسبب مسافات العمل الطويلة ؛
مناعة عالية من الضوضاء واتجاهية العمل ؛
تعديل لمرة واحدة لكامل عمر الخدمة ؛
موثوقية عالية ، سلامة ، عدم وجود إشعاع مؤين.
يعتمد مبدأ تشغيل المستشعر على التغيير في تردد إشارة الراديو المنعكسة من جسم متحرك. هذه الظاهرة ( "تأثير دوبلر") على نطاق واسع في أنظمة الرادار لقياس السرعة عن بعد. يتسبب الجسم المتحرك في ظهور إشارة كهربائية عند خرج وحدة الإرسال / الاستقبال الميكروويف.
نظرًا لأن مستوى الإشارة يعتمد على خصائص الكائن العاكس ، يمكن استخدام مستشعرات الحركة للإشارة إلى دائرة مفتوحة (حزام) ، ووجود أي كائنات أو مواد على الحزام الناقل. الشريط ذو سطح أملس وانعكاسية منخفضة. عندما يبدأ المنتج في تجاوز المستشعر المثبت أعلى فرع العمل للناقل ، مما يزيد من معامل الانعكاس ، يشير الجهاز إلى الحركة ، أي أن الحزام ليس فارغًا. من خلال مدة نبضة الخرج ، يمكن للمرء أن يحكم على حجم الأشياء التي يتم تحريكها على مسافة كبيرة ، والقيام بالاختيار ، وما إلى ذلك.
إذا كان من الضروري ملء أي حاوية (من القبو إلى العمود) ، فمن الممكن تحديد اللحظة بدقة عند اكتمال الملء - سيُظهر المستشعر الذي تم إنزاله إلى عمق معين حركة الحشو حتى يتم ملؤه.
أمثلة محددة لاستخدام مجسات حركة الميكروويف في مختلف الصناعاتيتم تحديد الصناعات من خلال تفاصيلها ، ولكنها بشكل عام قادرة على حل مجموعة متنوعة من مشاكل التشغيل الخالي من المتاعب للمعدات وزيادة محتوى المعلومات لأنظمة التحكم الآلي.
قائمة المصادر المستخدمة
1) إي. جوردين ، Yu.Sh. ميتنيك ، ف. تارلين
أساسيات الأتمتة و علوم الكمبيوتر
موسكو "الهندسة" ، 1978
2) جوستاف أولسون ، جيانغويدو بياني
الأتمتة الرقمية وأنظمة التحكم
سانت بطرسبرغ: لهجة نيفسكي ، 2001
3) في في سازونوف القواعد الارشاديةللوفاء العمل المخبري
"بحث عن جهاز استشعار الإزاحة الخطية المتغيرة"
4) Chugainov N.G. الملخص "مستشعر درجة الحرارة" ، كراسنويارسك 2003
5) Fedosov A. V. Abstract "مستشعرات السرعة" - موسكو 2003
6) د.ن.شيستاكوف ، المدير التنفيذي OOO "PromRadar"
مجسات الميكروويف للتطبيقات الصناعية
7) مجلة الإلكترونيات الحديثة 6، 2006
8) كتالوج مؤسسة "Sensor"
9) مكونات أومرون / مجسات كهروضوئية
كاتب المقال : سيرجي نيكولين ، محاضر ، EE "Gomel State Polytechnic كلية " .في الآونة الأخيرة ، يمكن العثور على ثلاثة أجهزة استشعار فقط في السيارة ، تظهر مستوى الضغط والوقود ، وكذلك درجة حرارة المبرد. في الوقت نفسه ، لم يؤثروا على تشغيل المحرك وأنظمة السيارات ككل ، لكنهم أبلغوا السائق فقط بالمعلمات المشار إليها باستخدام الضوء أو الإشارات الأخرى. بعد ظهور وحدات التحكم الإلكترونية ، زاد عدد المستشعرات المستخدمة في الماكينة بشكل كبير ، فضلاً عن أهميتها ، حيث يعتمد تفاعل الوحدة مع وحدة الطاقة على قراءاتها. لضمان السلامة والتعامل الأفضل مع السيارة ، يتم تطوير أجهزة جديدة باستمرار لجعل استخدام السيارة أكثر راحة. في هذه المقالة ، سنخبرك ما هي أجهزة استشعار السيارات الموجودة اليوم ، ونتحدث أيضًا عن ميزات تشغيلها.
تصنيفات الجهاز
الجميع الأنواع الموجودةعادة ما يتم تقسيم أجهزة الاستشعار والمرحلات والمفاتيح الآلية إلى عدة فئات:
- الأول هو الأجهزة التي تتحكم في تشغيل نظام الفرامل والتوجيه. تشمل هذه الفئة أيضًا أجهزة استشعار مسؤولة عن سلامة الركاب.
- والثاني عبارة عن جهاز يتحكم في تشغيل ناقل الحركة ، وكذلك أجهزة استشعار لمراقبة تشغيل المحرك والعجلات ونظام التعليق.
- والثالث هو الأجهزة المسؤولة عن حماية السيارة من الحوادث وحالات الطوارئ الأخرى.
هناك أيضًا فئة منفصلة من المعدات المساعدة ، والتي تشمل ، على سبيل المثال ، أجهزة استشعار وقوف السيارات.
تجعل إنجازات الإلكترونيات الحديثة من الممكن جعل الجهاز أكثر ذكاءً وإزالة بعض الحمل من وحدة التحكم. بمعنى آخر ، يمكن للجهاز نفسه تحديد ما إذا كان سيشير إلى نوع من السلوك الشاذ أم لا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون الجهاز نشطًا أو سلبيًا. في المستشعر النشط ، تحدث نبضات كهربائية أثناء التشغيل ، بينما يقوم المستشعر المنفعل ببساطة بتحويل الطاقة الخارجية الأخرى إلى طاقة كهربائية.
مستشعرات التحكم في المحرك
وتشمل هذه:
- جهاز لمراقبة مستوى الأكسجين والنيتروجين في الوقود. تشتمل هذه الفئة أيضًا على أجهزة استشعار تؤثر على النسبة في خليط الوقود والهواء.
- الأجهزة التي تحدد سرعة الدوران وموضع مختلف الأعمدة والعناصر في المحرك.
- مستشعرات الضغط (الزيوت وكذلك السوائل أو الغازات الأخرى). تتضمن هذه المجموعة أيضًا جهازًا يقيس مستوى المواد المذكورة أعلاه.
- مجسات درجة الحرارة.
- جهاز مسؤول عن تشغيل نظام الوقود ومراقبة التفجيرات المحتملة.
مجسات تحلل حالة الغازات
يوجد مستشعر الأكسجين في السيارة (مسبار لامدا) في مجمع العادم ويسمح لك باستهلاك البنزين أو وقود الديزل على النحو الأمثل. يحدد الجهاز كمية الأكسجين المتبقية بعد الاحتراق وينظم كمية الهواء في الغرفة. قد يشير تعثر المحرك وزيادة استهلاك الوقود إلى أن الجهاز معطل وأن الهواء الموجود في غرفة الاحتراق قد تخلخل (تأثير الفراغ) ، مما يعطل تشغيل وحدة الطاقة. يتم تثبيت المستشعر في مجمع العادم بالقرب من رف التوجيه.
جهاز يحدد تركيز أكسيد النيتريك في المعادل. عندما ينكسر ، يتم ملاحظة التكرار المستمر لدورات التجديد. مثبتة على سطح مجموعة الخانق.
جهاز استشعار يتحكم في مستوى الهواء الذي تمتصه وحدة الطاقة (DTVV). يقع بجوار مرشح الهواء ويتكون من خيوط بلاتينية يتم تسخينها بالتيار الكهربائي. يقع أحدهما في قناة الهواء ، لذلك عندما يزداد ضغط الهواء ، بسبب تبريد الخيط ، تتغير مقاومته. تقوم وحدة التحكم (ECU) ، التي تقوم بتحليل فرق الجهد على كلا الخيطين ، بتصحيح كمية الهواء وفقًا للمعيار. بمرور الوقت ، يصبح الجهاز متسخًا ، مما يتسبب في عدم استقرار المستشعر.
مستشعر درجة حرارة هواء السحب (DTVV)
الأهمية! لتنظيف الخيط ، لا تستخدم أي مذيبات ، وكذلك المسواك ، والصوف القطني ، وما إلى ذلك. في هذه الحالة ، يجب عليك الاتصال بخدمة السيارات.
في المحركات التوربينية ، يمكن تركيب مستشعر الضغط المطلق ، والذي يتكون من أسطوانتين ، يتم ضخ الهواء في إحداهما. الفرق في الضغط بينهما هو المؤشر.
جهاز استشعار يقيس فتح صمام EGR. يسمح بتقليل مستوى سمية غازات العادم أثناء التسخين المفرط للمحرك.
مقياس الارتفاع. يبلغ وحدة التحكم الإلكترونية عن الضغط الجوي. يتيح لك هذا ضبط التعزيز وإنتاج إعادة تدوير غاز العادم بكفاءة أكبر.
مجسات السرعة
هذه هي الأجهزة التي تحلل سرعة دوران العمود المرفقي. إنها مسؤولة جزئيًا عن إمداد الوقود ووقت الشرارة في المحرك. الأجهزة شديدة التحمل ، لأنها مغناطيس عادي محاط بسلك ملفوف. في حالة فشلها ، لا يمكن بدء تشغيل وحدة الطاقة ، نظرًا لأن وحدة التحكم الإلكترونية لا يمكنها حساب سرعة العمود المرفقي وموضعه.
إذا كنت لا تزال قادرًا على تشغيل المحرك ، فسوف يتوقف باستمرار ويتصرف بشكل غير متوقع بسرعات عالية. يقع الجهاز في الكتلة السفلية مع الاسطوانات.
خنق موقف الاستشعار. يعتمد عمله على القراءات المقروءة من دواسة الوقود. يتكون من عنصرين - محرك متدرج ومستشعر درجة حرارة سائل التبريد. كلما زادت قوة الضغط على دواسة الغاز وزادت درجة حرارة سائل التبريد ، زادت سرعة دوران العمود المرفقي. كما في الحالة السابقة ، تؤدي مشاكل هذا الجهاز إلى حدوث انقطاعات في تشغيل المحرك.
مستشعر قاعة السيارات. يحدد زاوية دوران عمود الكامات وهو مسؤول عن تغيير موضع المكابس في الأسطوانات. في حالة حدوث أعطال في تشغيلها ، لا يمكن لوحدة التحكم أن تحسب بدقة وقت تزويد الوقود والشرارة.
مستشعر سرعة السيارة (DSA). يتم تثبيته بجانب علبة التروس ويبلغ عن أي تغييرات في سرعة الجهاز. الجهاز غير موثوق به بشكل خاص.
مستشعر طور عمود الحدبات. يتم تركيب الجهاز فقط على محرك بستة عشر اسطوانة ويحدد تسلسل تشغيل كل منها. تؤدي الانتهاكات في تشغيل الجهاز إلى تضمين وضع موازٍ للوقود ، مما يؤثر تلقائيًا على استهلاكه. يتم تثبيته في الجزء العلوي من الكتلة مع الاسطوانات.
تسكع منظم. يعد المستشعر ضروريًا لتحقيق الاستقرار في إمداد المحرك بخليط الوقود والهواء ، وكذلك لموازنة سرعة الأخير عند التباطؤ. عندما يتم إغلاق الخانق ، تزيد الوحدة أو تقلل من تدفق الهواء عبر القناة الإضافية. يسمح لك IAC بالحفاظ على السرعة المثلى للمحرك من أجل الإحماء الطبيعي. يتم التعبير عن عطل في الجهاز في التشغيل غير المستقر لوحدة الطاقة في وضع الخمول. يتم تثبيت المنظم على جسم دواسة الوقود ويتم تثبيته بأربعة مسامير. لسوء الحظ ، في بعض المركبات ، يكون تفكيك هذا المستشعر أمرًا صعبًا لأن رؤوس براغي التثبيت يتم حفرها وتثبيتها على الورنيش. وتجدر الإشارة إلى أن مثل هذه الأجهزة نادرًا ما يتم توصيلها بنظام تشخيص السيارة ، لذلك لا يضيء مصباح "فحص المحرك". التحقق من صحة الجهاز يعتمد فقط على الأعراض التي تظهر. ومع ذلك ، يمكنك فحص المحرك باستخدام مقياس فراغ للعثور على بطل المناسبة.
مجسات توضح مستوى وضغط السوائل
مستشعر مستوى الوقود (FLS) في الحالة العامة هو عوامة تقليدية متصلة بمقاوم متغير. عندما ينخفض مستوى الوقود إلى قيمة معينة ، يتم إغلاق جهات الاتصال ، مصحوبة بإشارة ضوئية على لوحة القيادة. يعمل مستشعر مستوى سائل الفرامل ، المثبت بجوار نظام الفرامل المانعة للانغلاق ، على نفس المبدأ.
مستشعر ضغط الزيت. وهي عبارة عن حجرة مقسمة إلى قسمين بواسطة غشاء صغير. عندما يتحرك الزيت ، ينثني هذا الغشاء ، متحركًا مقياس الجهد ، مما يؤدي إلى تغيير مقاومة الريوستات المدمج في الجهاز. تتم مراقبة هذه التغييرات من قبل وحدة التحكم الإلكترونية. يعمل مستشعر ضغط الوقود المثبت في مضخة الوقود بنفس الطريقة.
جهاز يحدد استهلاك الوقود. عادة ما يتم تثبيته على المركبات الرسمية من أجل منع السائقين عديمي الضمير من استنزاف البنزين.
مجسات حرارية
وتشمل هذه:
- حساس درجة حرارة الهواء في السيارة. مثبت على لوحة القيادة ويظهر درجة الحرارة في المقصورة.
- جهاز استشعار يحدد درجة الحرارة المحيطة. مثبتة بجانب الشبكة.
- مستشعر درجة حرارة سائل التبريد (مضاد التجمد) ، وهو المسؤول عن تشغيل وإيقاف المراوح ، بالإضافة إلى عرض القراءات على الشاشة المقابلة. يقع بين منظم الحرارة ورأس الأسطوانة. تتمثل الأعطال الرئيسية في انقطاع سلك الإمداد أو انقطاع اتصال الاتصال داخل الجهاز.
- مستشعر درجة حرارة المحرك الذي يخبر وحدة التحكم الإلكترونية عن فائضها الحرج. إنه إجراء أمني إضافي.
- جهاز استشعار حراري مثبت في قاعدة فلتر الزيت. يراقب حالة الزيت لتحسين أداء المحرك.
يعمل أي نوع من مستشعرات درجة الحرارة وفقًا لنفس المبدأ - عندما تتغير درجة الحرارة ، تتغير أيضًا المقاومة بين المحطات ، وهو ما ينعكس في قراءات الجهاز. بعض هذه المستشعرات لا تؤثر على المحرك بأي شكل من الأشكال ، بينما البعض الآخر ، مثل مستشعر درجة حرارة سائل تبريد المحرك (CTO) ، مهم للغاية. بدون عملهم ، يتم تقليل خصائص المحرك بشكل كبير ، وفي بعض الحالات قد تفشل وحدة الطاقة.
تُستخدم هذه الأجهزة أيضًا في أنظمة السيارات الأخرى ، على سبيل المثال ، للتحكم الحراري في مستوى الزيت في الصندوق ، أو في مكيف الهواء للحفاظ على درجة الحرارة المثلى.
جهاز استشعار الطرقة
يراقب هذا الجهاز جميع عمليات التفجير التي تحدث في المحرك. إنه ضروري لاستهلاك الوقود بشكل موحد. يشبه النظام نظام الالتقاط الموجود على القرص الدوار ويتتبع جميع الأصوات بتردد معين. نتيجة لذلك ، "تسمع" وحدة التحكم الإلكترونية ما يحدث للمحرك. بمجرد أن يكتشف المستشعر ضربة طفيفة ناتجة عن التفاوت بين دورات الإشعال وحقن الوقود ، تقوم وحدة التحكم الإلكترونية على الفور بتصحيح الوقت بينهما. عندما يفشل المستشعر ، يزداد استهلاك الوقود ، يبدأ المحرك في التصرف بشكل غير متوقع (توقف ، تغيير السرعة بشكل حاد ، ثلاثي).
مستشعرات إضافية للسلامة
أنواع هذه المعدات:
- جهاز قياس ضغط الاطارات. كقاعدة عامة ، تم تجهيز بعض من أغلى الإطارات بهذه المستشعرات. يعمل المستشعر على تحسين سلامة القيادة ، حيث يراقب التغيرات في ضغط الإطارات في السيارة ويبلغ السائق عنها باستخدام الإشارات الضوئية أو الصوتية.
- عضلات المعدة(). يراقب سرعة دوران العجلات ولا يسمح لها بالانسداد التام أثناء الكبح لمنع السيارة من الانزلاق. يمكن أن يكون النظام نشطًا أو سلبيًا. يُفضل الخيار الأول ، حيث يمكن التحكم في مثل هذا الجهاز بواسطة كمبيوتر داخلي ، مما يزيد من كفاءته. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن تشغيل مستشعرات السيارات النشطة يتطلب طاقة من البطارية أو من المولد.
- مجسات تحدد عدد الركاب في المقصورة. يمكن تحليل الضغط على المقعد أو عدد أحزمة المقاعد المثبتة. كقاعدة عامة ، يتم استخدام هذه المعلومات عند الاتصال بخدمات الطوارئ بواسطة أنظمة خاصة ، على سبيل المثال ، Era Glonass.
- جهاز استشعار اصطدام السيارة. الأجهزة تتفاعل مع انقلاب السيارة ، وكذلك مع الاصطدامات المختلفة. مثل أجهزة الاستشعار لتحديد عدد الركاب ، يتم استخدام هذه الأجهزة للاتصال بخدمات الطوارئ.
- مستشعر الضوء. يتكون من جهاز استشعار ضوئي يتفاعل مع التغيرات في الإضاءة. عند الغسق ، سيقوم مستشعر الضوء تلقائيًا بتشغيل مصابيح الانتظار. باستخدام المفاتيح ، يمكن إيقاف تشغيل الجهاز للحفاظ على طاقة البطارية. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن تشغيل المصابيح الأمامية مباشرة دون استخدام المستشعر ، لأن الأخير لا يتفاعل إلا في الليل ، وتنطوي قواعد المرور على استخدام المصابيح الأمامية في النهار. ومع ذلك ، على الرغم من جميع مزايا مستشعر الضوء ، فإن له عيبًا مهمًا - يمكن أن يعمل عندما لا تحتاج إليه على الإطلاق.
- حساس المطر في السيارة (DDA). يتكون من جهازين - خلية ضوئية ومستشعر الرطوبة. في ظل ظروف معينة (عندما تكتشف الخلية الكهروضوئية وجود قطرات المطر ، ويؤكد مستشعر الرطوبة ذلك) ، سيتم تشغيل المساحات تلقائيًا. علاوة على ذلك ، سيتم تحديد شدة عملهم بواسطة نفس المستشعر. عندما يصبح الطقس صافياً مرة أخرى ولا توجد حاجة لاستخدام المساحات ، سيتم إيقاف تشغيلها تلقائيًا.
- مجسات وقوف السيارات. إنها رادار يوضح المسافة إلى الأشياء عندما يبدأ السائق في ركن السيارة. لا يمكن أن يشتمل تصميم مستشعر وقوف السيارات على الرادار نفسه فحسب ، بل يشمل أيضًا كاميرا للرؤية الخلفية.
مجسات إنذار للسيارة
في حالة تثبيت جهاز إنذار للسيارة على السيارة ، سيتم إثراء النظام بعدة أجهزة استشعار ومرحلات ومفاتيح للسيارة.
- جهاز استشعار إمالة السيارة. يتحكم في موضع الجسم ويقوم بتشغيل الإنذار إذا بدأت الماكينة في الميل. أيضًا ، يتفاعل المستشعر مع أي حركة للآلة ، على سبيل المثال ، بمساعدة شاحنة سحب.
- مستشعر الحركة. يتم وضعه في المقصورة ويتفاعل مع كل ما يحدث في الداخل. في بعض الأحيان يمكن تجهيزه بميكروفون لتتبع أكثر دقة.
- مجسات الاتصال. يتم تثبيتها على الأبواب ، وكذلك على الجذع والغطاء. الرد على أي محاولة قرصنة.
- جهاز يقيس مستوى الجهد في الشبكة. يعطي إنذارًا عندما ينخفض التيار أو الجهد. يسمح لك بتتبع أي محاولات لتوصيل أو فصل المكونات من البطارية.
- مستشعر الصوت. إنه يتفاعل مع فتح الباب (إذا لم تعمل المستشعرات الأخرى لسبب ما أو تم إيقاف تشغيلها) ، وكذلك أي تغيير في حجم الهواء يحدث ، على سبيل المثال ، عند كسر الزجاج.
خاتمة
وبالتالي ، يتضح مدى أهمية أجهزة الاستشعار المختلفة للسيارات. بدونها ، سيكون تشغيل المحرك والآلة ككل أكثر صعوبة ، كما أن استهلاك الوقود ، وكذلك سمية غاز العادم ، سيزدادان بشكل كبير. بالنسبة إلى أجهزة إنذار السيارات وأنظمة مكالمات الطوارئ ، يصعب التقليل من أهميتها بشكل عام. تساعد هذه الأجهزة في إنقاذ الأرواح وإنقاذ السيارة.
- هذه هي المستشعرات التي تعمل دون اتصال جسدي وميكانيكي. إنهم يعملون من خلال مجال كهربائي ومغناطيسي ، وتستخدم أيضًا أجهزة الاستشعار البصرية على نطاق واسع. في هذه المقالة ، سنقوم بتحليل جميع أنواع المستشعرات الثلاثة: الضوئية والسعة والاستقرائية ، وفي النهاية سنقوم بتجربة باستخدام مستشعر حثي. بالمناسبة ، يتصل الناس أيضًا بأجهزة الاستشعار التي لا تلامس مفاتيح القرب، لذلك لا تخف إذا رأيت مثل هذا الاسم ؛-).
أجهزة الاستشعار البصرية
إذن ، بضع كلمات عن المستشعرات الضوئية ... يظهر مبدأ تشغيل المستشعرات الضوئية في الشكل أدناه
حاجز
هل تتذكر أي لقطات من الأفلام حيث كان على الشخصيات الرئيسية المرور عبر أشعة ضوئية وعدم إصابة أي منها؟ إذا تم لمس الشعاع من أي جزء من الجسم ، تم إطلاق إنذار.
الشعاع ينبعث من بعض المصادر. وهناك أيضًا "مستقبل شعاع" ، أي الشيء الذي يستقبل الحزمة. بمجرد عدم وجود شعاع على مستقبل الحزمة ، سيتم تشغيل جهة الاتصال أو إيقاف تشغيلها على الفور ، والتي ستتحكم مباشرة في الإنذار أو أي شيء آخر حسب تقديرك. في الأساس ، يأتي مصدر الحزمة وجهاز الاستقبال ، المسمى بشكل صحيح "جهاز الكشف الضوئي" ، في أزواج.
تحظى مستشعرات الحركة البصرية SKB IS بشعبية كبيرة في روسيا.
تحتوي هذه الأنواع من المستشعرات على مصدر ضوء وكاشف ضوئي. توجد في جسم هذه المستشعرات. كل نوع من أجهزة الاستشعار هو تصميم كامل ويستخدم في عدد من الأجهزة حيث زيادة الدقةالمعالجة ، حتى 1 ميكرومتر. في الأساس ، هذه آلات ذات نظام حمنطقي صالبرمجيات فيمجلس ( CNC) تعمل وفقًا للبرنامج وتتطلب الحد الأدنى من التدخل البشري. تم بناء مستشعرات عدم الاتصال هذه على هذا المبدأ
هذه الأنواع من أجهزة الاستشعار يشار إليها بالحرف "T" وتسمى الحاجز. بمجرد مقاطعة الحزمة الضوئية ، عمل المستشعر.
الايجابيات:
- يمكن أن يصل النطاق إلى 150 مترًا
- موثوقية عالية ومناعة ضد الضوضاء
سلبيات:
- في مسافات الاستشعار الكبيرة ، يلزم ضبط دقيق للكاشف الضوئي على الحزمة الضوئية.
لا ارادي
يشار إلى نوع أجهزة الاستشعار العاكس بالحرف R. في هذه الأنواع من أجهزة الاستشعار ، يوجد الباعث والمستقبل في نفس السكن.
يمكن رؤية مبدأ العملية في الشكل أدناه.
ينعكس الضوء المنبعث من الباعث من بعض العاكس (العاكس) ويدخل إلى المستقبل. بمجرد مقاطعة الحزمة بواسطة أي شيء ، يتم تشغيل المستشعر. هذا المستشعر مناسب جدًا على خطوط النقل عند عد المنتجات.
تعريف
وآخر نوع من المستشعرات الضوئية - الانتشار - يُشار إليه بالحرف D. قد تبدو مختلفة:
مبدأ التشغيل هو نفسه مبدأ المنعكس ، ولكن هنا ينعكس الضوء بالفعل عن الأشياء. تم تصميم هذه المستشعرات لمسافة استشعار صغيرة وهي متواضعة في عملها.
أجهزة الاستشعار السعوية والاستقرائية
البصريات هي بصريات ، لكن المستشعرات الاستقرائية والسعة تعتبر الأكثر تواضعًا في عملها وموثوقة للغاية. هكذا يبدون
هم متشابهون جدا مع بعضهم البعض. يرتبط مبدأ عملها بتغيير في المجالات المغناطيسية والكهربائية. يتم تشغيل المستشعرات الحثية عند إحضار أي معدن إليها. إنهم لا "ينقرون" على مواد أخرى. تعمل السعة على أي مادة تقريبًا.
كيف يعمل المستشعر الاستقرائي
كما يقولون ، من الأفضل أن ترى مرة واحدة بدلاً من أن تسمع مائة مرة ، لذلك دعونا نجري تجربة صغيرة استقرائيةالمستشعر.
لذلك ، ضيفنا هو جهاز استشعار حثي روسي الصنع
نقرأ ما هو مكتوب عليها
العلامة التجارية استشعار WBI بلاه بلاه بلاه بلاه ، S - الاستشعار عن بعد، ها هو 2 مم U1 - نسخة للمناخ المعتدل IP - 67 - مستوى الحماية(باختصار ، مستوى الحماية هنا شديد الانحدار) ، U b - الجهد الذي يعمل فيه المستشعر، هنا يمكن أن يكون الجهد في حدود 10 إلى 30 فولت ، أنا تحميل - تحميل الحالي، يمكن لهذا المستشعر توصيل ما يصل إلى 200 مللي أمبير من التيار إلى الحمل ، وأعتقد أن هذا لائق.
يوجد على ظهر العلامة مخطط الأسلاك لهذا المستشعر.
حسنًا ، دعنا نقيم عمل المستشعر؟ للقيام بذلك ، نتشبث بالحمل. الحمل الذي سنحصل عليه هو مصباح LED متصل في سلسلة بمقاوم بقيمة اسمية تبلغ 1 كيلو أوم. لماذا نحتاج المقاوم؟ يبدأ LED في لحظة التضمين في التهام التيار بشكل محموم والاحتراق. لمنع ذلك ، يتم وضع المقاوم في سلسلة مع LED.
على السلك البني للمستشعر نوفر علامة زائد من مزود الطاقة ، وعلى السلك الأزرق - ناقص. كان الجهد الذي أخذته هو 15 فولت.
لحظة الحقيقة قادمة ... نأتي بجسم معدني إلى منطقة عمل المستشعر ، ويعمل المستشعر على الفور ، كما يخبرنا مؤشر LED المدمج في المستشعر ، وكذلك مصباح LED التجريبي الخاص بنا.
لا يستجيب المستشعر للمواد غير المعادن. جرة من الصنوبري لا تعني له شيئًا :-).
بدلاً من LED ، يمكن استخدام مدخلات الدائرة المنطقية ، أي أن المستشعر ، عند تشغيله ، يخرج إشارة منطقية واحدة يمكن استخدامها في الأجهزة الرقمية.
خاتمة
في عالم الإلكترونيات ، تستخدم هذه الأنواع الثلاثة من أجهزة الاستشعار بشكل متزايد. كل عام يتزايد إنتاج هذه المستشعرات ويتزايد. يتم استخدامها في مجالات مختلفة تمامًا من الصناعة. لن تكون الأتمتة والروبوتات ممكنة بدون هذه المستشعرات. في هذه المقالة ، قمت بتحليل أبسط المستشعرات التي تعطينا فقط إشارة "تشغيل-إيقاف" أو ، لوضعها بلغة احترافية ، جزء واحد من المعلومات. يمكن أن توفر الأنواع الأكثر تطوراً من أجهزة الاستشعار معلمات مختلفة ويمكنها حتى الاتصال مباشرة بأجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى.
شراء جهاز استشعار حثي
في متجر الراديو الخاص بنا ، تكلف أجهزة الاستشعار الاستقرائي 5 مرات أكثر مما لو تم طلبها من الصين من Aliexpress.
هنا يمكنك إلقاء نظرة على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار الحثي.
بادئ ذي بدء ، من الضروري التمييز بين مفهومي "المستشعر" و "المستشعر". يُفهم المستشعر تقليديًا على أنه جهاز قادر على تحويل إجراء الإدخال لأي كمية مادية إلى إشارة ملائمة للاستخدام الإضافي. يوجد اليوم عدد من المتطلبات لأجهزة الاستشعار الحديثة:
- اعتماد لا لبس فيه لقيمة المخرجات على المدخلات.
- قراءات مستقرة بغض النظر عن وقت الاستخدام.
- حساسية عالية.
- حجم صغيروكتلة صغيرة.
- قلة تأثير المستشعر على العملية الخاضعة للرقابة.
- القدرة على العمل في مختلف الظروف.
- التوافق مع الأجهزة الأخرى.
يتضمن أي جهاز استشعار العناصر التالية: عنصر حساس وجهاز إرسال. في بعض الحالات ، يمكن إضافة مكبر للصوت ومحدد إشارة ، ولكن غالبًا لا تكون هناك حاجة لهما. تحدد مكونات المستشعر مبدأ تشغيله الإضافي. في تلك اللحظة ، عندما تحدث أي تغييرات في موضوع الملاحظة ، يتم إصلاحها بواسطة عنصر حساس. بعد ذلك مباشرة ، يتم عرض التغييرات على جهاز الإشارة ، وتكون بياناته موضوعية وغنية بالمعلومات ، ولكن لا يمكن معالجتها تلقائيًا.
أرز. 22.
مثال على أبسط أجهزة الاستشعار هو مقياس حرارة الزئبق. يستخدم الزئبق كعنصر حساس ، ويعمل مقياس درجة الحرارة كجهاز إشارة ، ودرجة الحرارة هي موضوع المراقبة. من المهم أن نفهم أن قراءات أجهزة الاستشعار هي مجموعة من البيانات وليست معلومات. لا يتم حفظها في الذاكرة الخارجية أو الداخلية وليست مناسبة للمعالجة والتخزين والنقل الآلي.
يمكن تقسيم جميع المستشعرات التي تستخدمها الحلول التكنولوجية المختلفة من إنترنت الأشياء إلى عدة فئات. أساس أحد أكثر التصنيفات ملاءمة هو الغرض من الأجهزة "3:
- مجسات الوجود والحركة.
- كاشفات الموقع والإزاحة والمستوى ؛
- مجسات السرعة والتسارع.
- مجسات القوة واللمس ؛
- أجهزة استشعار الضغط؛
- عدادات التدفق
- مجسات صوتية
- مجسات الرطوبة
- كاشفات الضوء
- مجسات درجة الحرارة
- أجهزة الاستشعار الكيميائية والبيولوجية.
يختلف تشغيل المستشعرات اختلافًا كبيرًا عن تشغيل المستشعرات. بادئ ذي بدء ، من الضروري الإسهاب في تعريف مفهوم "الاستشعار". المستشعر هو جهاز قادر على تحويل التغييرات التي حدثت في موضوع المراقبة إلى إشارة معلومات مناسبة لمزيد من التخزين والمعالجة والنقل.
مخطط تشغيل المستشعر قريب من سلسلة خصائص المستشعر. بمعنى ما ، يمكن تفسير المستشعر على أنه مستشعر محسّن ، حيث يمكن التعبير عن هيكله على أنه "مكونات مستشعر" + "وحدة معالجة المعلومات". الرسم التخطيطي الوظيفي لجهاز الاستشعار هو كما يلي.
أرز. 23.
في الوقت نفسه ، فإن تصنيف المستشعرات حسب الغرض يعادل نفس تصنيف أجهزة الاستشعار. في كثير من الأحيان ، يمكن لأجهزة الاستشعار والمحولات قياس نفس القيمة لنفس الكائن ، لكن المستشعرات ستعرض البيانات ، وستقوم المستشعرات أيضًا بتحويلها إلى إشارة معلومات.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك نوع خاص من أجهزة الاستشعار يكون من المنطقي مراعاته لفهم مفهوم إنترنت الأشياء. هذه هي ما يسمى بأجهزة الاستشعار "الذكية" ، والتي يُستكمل المخطط الوظيفي لها من خلال وجود خوارزميات للمعالجة الأولية للمعلومات التي تم جمعها. وبالتالي ، فإن المستشعر التقليدي قادر على معالجة البيانات وتوفيرها في شكل معلومات ، في حين أن المستشعر "الذكي" قادر على تنفيذ أي إجراءات باستخدام المعلومات الملتقطة ذاتيًا من البيئة الخارجية.
في المستقبل ، يمكننا أن نتوقع تطورًا جادًا لأجهزة الاستشعار ثلاثية الأبعاد القادرة على ذلك دقة عاليةمسح المساحة المحيطة وبناء نموذجها الافتراضي. لذلك ، في الوقت الحالي ، يستطيع مستشعر Capri 3D تحديد حركات الأشخاص وخصائصهم المترية.
تيريستيكس. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهذا المستشعر مسح كائن في البيئة وحفظ المعلومات في ملف SAE لمزيد من الطباعة على طابعة ثلاثية الأبعاد.
أرز. 24. مستشعر Capri 3D متصل بجهاز Samsung Nexus 10
إن تطوير الأجهزة التي تجمع بين عدة أجهزة استشعار في وقت واحد يستحق اهتمامًا خاصًا. نوع مختلف. كما هو مذكور في الفقرة 2.2.1 ، من أجل الحصول على المعرفة ، هناك حاجة إلى معلومات حول الخصائص المختلفة للكائن. ويسمح لك استخدام أجهزة الاستشعار المختلفة بالحصول على المعلومات اللازمة. بمعنى ما ، يمكن لمثل هذه الأجهزة في الواقع التعرف على الناس. مثال على هذا الجهاز هو وحدة التحكم اللاسلكية Kinekt المستخدمة في ألعاب الفيديو الحديثة.
مستشعر ألوان باعث الأشعة تحت الحمراء
صفيف ميكروفون
أرز. 25. Kinekt 57 تصميم تحكم لاسلكي
تحتوي وحدة التحكم Kinekt على عدة مكونات في آنٍ واحد: باعث الأشعة تحت الحمراء ؛ مستقبل الاشعة تحت الحمراء؛ كاميرا ملونة
مجموعة من 4 ميكروفونات ومعالج إشارة صوتية؛ مصحح الإمالة.
مبدأ تشغيل وحدة تحكم كلبيك! بسيطا بما فيه الكفاية. تنعكس الأشعة التي تترك باعث الأشعة تحت الحمراء وتدخل إلى مستقبل الأشعة تحت الحمراء. نتيجة لذلك ، من الممكن الحصول على معلومات حول الموقع المكاني للشخص الذي يلعب لعبة فيديو. الكاميرا قادرة على التقاط بيانات ألوان مختلفة ، والميكروفونات قادرة على التقاط الأوامر الصوتية للمشغل. نتيجة لذلك ، يمكن لوحدة التحكم جمع معلومات كافية عن الشخص حتى يتمكن من التحكم في اللعبة من خلال الحركات أو الأوامر الصوتية.
بمعنى ما ، تحكم Ktec! ينتمي إلى مجال تقنيات إنترنت الأشياء. يمكنه التعرف على اللاعب وجمع المعلومات عنه ونقلها إلى أجهزة أخرى (وحدة تحكم الألعاب). ولكن يمكن استخدام مثل هذه المجموعة من أجهزة الاستشعار في مجالات واعدة أخرى لمفهوم إنترنت الأشياء ، بما في ذلك نشر تقنيات المنزل الذكي.