يقوم الجهاز بجمع معلومات حول درجة الحرارة من المصدر ويحوله إلى نموذج يمكن فهمه من قبل الأجهزة أو الأشخاص الآخرين. أفضل مثال على مستشعر درجة الحرارة هو مقياس حرارة الزجاج الزجاجي ، والذي يتوسع ويتقلص مع تغير درجة الحرارة. درجة الحرارة الخارجية هي مصدر قياس درجة الحرارة ، وينظر المراقب إلى موضع الزئبق لقياس درجة الحرارة. هناك نوعان أساسيان من أجهزة استشعار درجة الحرارة:
استشعار الاتصال
يتطلب هذا النوع من المستشعر اتصالًا ماديًا مباشرًا مع الكائن المستشعر أو المتوسط. يمكنهم مراقبة درجة حرارة المواد الصلبة والسوائل والغازات على نطاق درجة حرارة واسعة.
مستشعر غير الاتصال
لا يتطلب هذا النوع من المستشعر أي اتصال مادي مع الكائن أو الوسيط الذي يتم اكتشافه. إنهم يراقبون المواد الصلبة غير العاكسة والسوائل ، لكنهم عديمة الفائدة ضد الغازات بسبب شفافيةها الطبيعية. هذه المستشعرات تقيس درجة الحرارة باستخدام قانون بلانك. يتناول القانون الحرارة المشعة من مصدر الحرارة لقياس درجة الحرارة.
مبادئ العمل وأمثلة لأنواع مختلفة منأجهزة استشعار درجة الحرارة:
(ط) المزدوجات الحرارية - وهي تتكون من سلكين (كل من سبيكة أو معدنية موحدة مختلفة) تشكل مفصل قياس بواسطة اتصال في أحد الطرفين المفتوح للعنصر قيد الاختبار. يتم توصيل الطرف الآخر من السلك بجهاز القياس ، حيث يتم تشكيل تقاطع مرجعي. نظرًا لأن درجة حرارة العقدتين مختلفة ، فإن التيار يتدفق عبر الدائرة ويتم قياس millivolts الناتجة لتحديد درجة حرارة العقدة.
(2) أجهزة الكشف عن درجة حرارة المقاومة (RTDs) - هذه مقاومات حرارية يتم تصنيعها لتغيير المقاومة مع تغير درجة الحرارة ، وهي أغلى من أي معدات أخرى للكشف عن درجة الحرارة.
(ثالثا)الثرمستور- فهي نوع آخر من المقاومة حيث تكون التغييرات الكبيرة في المقاومة متناسبة أو تتناسب عكسيا مع التغيرات الصغيرة في درجة الحرارة.
(2) مستشعر الأشعة تحت الحمراء
ينبعث الجهاز أو يكتشف إشعاع الأشعة تحت الحمراء لاستشعار مراحل محددة في البيئة. بشكل عام ، ينبعث الإشعاع الحراري بواسطة جميع الأشياء في طيف الأشعة تحت الحمراء ، ويكتشف أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء هذا الإشعاع غير المرئي للعين البشرية.
المزايا
من السهل الاتصال ، متاح في السوق.
· عيوب
تزعج الضوضاء المحيطة ، مثل الإشعاع ، والضوء المحيط ، إلخ.
كيف تعمل:
الفكرة الأساسية هي استخدام الثنائيات التي تنبعث منها الضوء بالأشعة تحت الحمراء لإبعاد الضوء بالأشعة تحت الحمراء إلى الأشياء. سيتم استخدام الصمام الثنائي بالأشعة تحت الحمراء من نفس النوع للكشف عن الموجات المنعكسة بواسطة الكائنات.
عندما يتم تشعيع جهاز الاستقبال بالأشعة تحت الحمراء بواسطة الضوء بالأشعة تحت الحمراء ، يكون هناك اختلاف في الجهد على السلك. نظرًا لأن الجهد الذي تم إنشاؤه صغيرًا ويصعب اكتشافه ، يتم استخدام مكبر للصوت التشغيلي (OP AMP) للكشف بدقة عن الفولتية المنخفضة.
(3) مستشعر الأشعة فوق البنفسجية
تقيس هذه المستشعرات شدة أو قوة الضوء فوق البنفسجي. هذا الإشعاع الكهرومغناطيسي له طول موجة أطول من الأشعة السينية ، ولكنه لا يزال أقصر من الضوء المرئي. يتم استخدام مادة نشطة تسمى Polycrystalline Diamond لاستشعار الأشعة فوق البنفسجية الموثوقة ، والتي يمكن أن تكتشف التعرض البيئي للإشعاع فوق البنفسجي.
معايير اختيار أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية
نطاق الطول الموجي الذي يمكن اكتشافه بواسطة مستشعر الأشعة فوق البنفسجية (نانومتر)
درجة حرارة التشغيل
· دقة
· وزن
نطاق الطاقة
كيف تعمل:
تتلقى أجهزة استشعار الأشعة فوق البنفسجية نوعًا واحدًا من إشارة الطاقة ونقل نوعًا مختلفًا من إشارة الطاقة.
من أجل مراقبة وتسجيل إشارات الإخراج هذه ، يتم توجيهها إلى مقياس كهربائي. لإنشاء الرسومات والتقارير ، يتم نقل إشارة الإخراج إلى محول تمثيلي إلى رقمي (ADC) ثم إلى جهاز كمبيوتر عبر البرنامج.
التطبيقات:
· قياس جزء من الطيف الأشعة فوق البنفسجية التي تحرم الجلد
صيدلية
سيارات
· الروبوتات
· علاج المذيبات والصباغة للطباعة والصباغة صناعة
الصناعة الكيميائية لإنتاج وتخزين ونقل المواد الكيميائية
(4) لمسة مستشعر
يعمل مستشعر اللمس كمقاوم متغير اعتمادًا على موضع اللمس. رسم تصوير لمستشعر اللمس يعمل كمقاوم متغير.
يتكون مستشعر اللمس من المكونات التالية:
· مادة موصلة تمامًا ، مثل النحاس
· مواد الفاصل العازلة ، مثل الرغوة أو البلاستيك
· جزء من المواد الموصلة
المبدأ والعمل:
بعض المواد الموصلة تعارض تدفق التيار. المبدأ الرئيسي لمستشعرات الموضع الخطي هو أنه كلما طال طول المادة التي يجب من خلالها مرور التيار ، كلما تم عكس التدفق الحالي. نتيجة لذلك ، تتغير مقاومة المادة عن طريق تغيير موضع الاتصال بموصل موصل بالكامل.
عادة ، يتم توصيل البرنامج بمستشعر اللمس. في هذه الحالة ، يتم توفير الذاكرة بواسطة البرنامج. عند إيقاف تشغيل المستشعرات ، يمكنهم تذكر "موقع الاتصال الأخير". بمجرد تنشيط المستشعر ، يمكنهم تذكر "موضع الاتصال الأول" وفهم جميع القيم المرتبطة به. يشبه هذا الإجراء تحريك الماوس ووضعه على الطرف الآخر من لوحة الماوس من أجل نقل المؤشر إلى الطرف البعيد من الشاشة.
يتقدم
أجهزة استشعار اللمس فعالة من حيث التكلفة ودائمة ، وتستخدم على نطاق واسع
الأعمال - الرعاية الصحية والمبيعات واللياقة والألعاب
· الأجهزة - الفرن ، الغسالة/المجفف ، غسالة الصحون ، الثلاجة
النقل - السيطرة المبسطة بين تصنيع قمرة القيادة ومصنعي المركبات
مستشعر المستوى السائل
الأتمتة الصناعية - الاستشعار عن الموضع والمستوى ، والتحكم اليدوي في تطبيقات التشغيل الآلي
إلكترونيات المستهلك - توفير مستويات جديدة من الشعور والتحكم في مجموعة متنوعة من المنتجات الاستهلاكية
(5)مستشعر القرب
تكتشف أجهزة استشعار القرب وجود كائنات لا تكاد يكون لها أي نقاط اتصال. نظرًا لعدم وجود اتصال بين المستشعر والكائن الذي يتم قياسه ، وبسبب عدم وجود أجزاء ميكانيكية ، تتمتع هذه المستشعرات بعمر خدمة طويل وموثوقية عالية. أنواع مختلفة من أجهزة استشعار القرب هي أجهزة استشعار القرب الاستقرائي ، وأجهزة استشعار القرب بالسعة ، وأجهزة استشعار القرب بالموجات فوق الصوتية ، وأجهزة استشعار كهروضوئية ، وأجهزة استشعار تأثير القاعة وما إلى ذلك.
كيف تعمل:
ينبعث مستشعر القرب من الحقل الكهرومغناطيسي أو الكهروستاتيكي أو شعاع من الإشعاع الكهرومغناطيسي (مثل الأشعة تحت الحمراء) وينتظر إشارة إرجاع أو تغيير في الحقل ، ويسمى الكائن الذي يتم استشعاره هدف مستشعر القرب.
أجهزة استشعار القرب الاستقرائي - لديهم مذبذب كمدخل يغير مقاومة الخسارة من خلال الاقتراب من الوسيلة الموصلة. هذه المستشعرات هي الأهداف المعدنية المفضلة.
مستشعرات القرب بالسعة - تقوم بتحويل التغيرات في السعة الإلكتروستاتيكية على جانبي القطب الكشف والقطب الأرضي. يحدث هذا من خلال الاقتراب من الكائنات القريبة مع تغيير في تردد التذبذب. للكشف عن الأهداف القريبة ، يتم تحويل تردد التذبذب إلى جهد التيار المستمر ومقارنة مع عتبة محددة مسبقًا. هذه المستشعرات هي الخيار الأول للأهداف البلاستيكية.
يتقدم
· يستخدم في هندسة الأتمتة لتحديد حالة تشغيل معدات هندسة العمليات وأنظمة الإنتاج ومعدات الأتمتة
· يستخدم في نافذة لتنشيط تنبيه عند فتح النافذة
· يستخدم لمراقبة الاهتزاز الميكانيكي لحساب فرق المسافة بين العمود والمحمل الداعم
وقت النشر: يوليو 03-2023