Sensorlar tez-tez elektrik və ya optik siqnalları aşkar etmək və onlara cavab vermək üçün istifadə olunan mürəkkəb cihazlardır. Cihaz fiziki parametri (temperatur, qan təzyiqi, rütubət, sürət) cihaz tərəfindən ölçülə bilən siqnala çevirir.
Bu halda sensorların təsnifatı fərqli ola bilər. Ölçmə cihazlarının paylanması üçün bir neçə əsas parametr var, daha sonra müzakirə ediləcəkdir. Əsasən, bu ayrılıq müxtəlif qüvvələrin hərəkəti ilə bağlıdır.
Bunu temperaturun ölçülməsini nümunə kimi izah etmək asandır. Şüşə termometrdə olan civə ölçülmüş temperaturu çevirmək üçün mayeni genişləndirir və sıxır, bunu kalibrlənmiş şüşə borudan müşahidəçi oxuya bilər.
Seçim meyarları
Sensörü təsnif edərkən nəzərə alınmalı müəyyən xüsusiyyətlər var. Onlar aşağıda verilmişdir:
- Dəqiqlik.
- Ətraf mühit şəraiti - adətən sensorlarda temperatur və rütubətdə məhdudiyyətlər olur.
- Rəsmi - limitsensor ölçüləri.
- Kalibrləmə - oxunuşlar zamanla dəyişdiyi üçün əksər ölçü alətləri üçün tələb olunur.
- Xərc.
- Təkrarlanabilirlik - Dəyişən oxunuşlar eyni mühitdə təkrar ölçülür.
Kateqoriyaya görə paylanma
Sensor təsnifatları aşağıdakı kateqoriyalara bölünür:
- Parametrlərin əsas daxiletmə sayı.
- Transduksiya prinsipləri (fiziki və kimyəvi təsirlərdən istifadə etməklə).
- Material və texnologiya.
- Təyinat.
Transduksiya prinsipi effektiv məlumat toplamaq üçün əməl olunan əsas meyardır. Tipik olaraq, logistik meyarlar inkişaf komandası tərəfindən seçilir.
Xassələr əsasında sensorların təsnifatı aşağıdakı kimi paylanır:
- Temperatur: termistorlar, termocütlər, müqavimət termometrləri, mikrosxemlər.
- Təzyiq: Fiber Optik, Vakuum, Çevik Maye Ölçerləri, LVDT, Elektron.
- Axış: elektromaqnit, diferensial təzyiq, mövqe yerdəyişmə, istilik kütləsi.
- Səviyyə sensorları: diferensial təzyiq, ultrasəs radio tezliyi, radar, termal yerdəyişmə.
- Yaxınlıq və yerdəyişmə: LVDT, fotovoltaik, tutumlu, maqnit, ultrasəs.
- Biosensorlar: rezonans güzgü, elektrokimyəvi, səthi plazmon rezonansı, işıq ünvanlı potensiometrik.
- Şəkil: CCD, CMOS.
- Qaz və kimya: yarımkeçirici, infraqırmızı, keçiricilik, elektrokimyəvi.
- Sürətləndirmə: giroskoplar, akselerometrlər.
- Digərləri: rütubət sensoru, sürət sensoru, kütlə, əyilmə sensoru, güc, özlülük.
Bu, böyük alt bölmələr qrupudur. Maraqlıdır ki, yeni texnologiyaların kəşfi ilə bölmələr daim yenilənir.
İstifadə istiqamətinə əsasən sensor təsnifatının təyin edilməsi:
- İstehsal prosesinin nəzarəti, ölçülməsi və avtomatlaşdırılması.
- Qeyri-sənaye istifadəsi: aviasiya, tibbi cihazlar, avtomobillər, məişət elektronikası.
Sensorlar güc tələblərinə görə təsnif edilə bilər:
- Aktiv sensor - güc tələb edən cihazlar. Məsələn, LiDAR (işıq aşkarlama və məsafəölçən), fotokeçirici hüceyrə.
- Passiv sensor - güc tələb etməyən sensorlar. Məsələn, radiometrlər, film fotoqrafiyası.
Bu iki bölməyə elmə məlum olan bütün cihazlar daxildir.
Mövcud tətbiqlərdə sensor təsnifatının təyin edilməsi aşağıdakı kimi qruplaşdırıla bilər:
- Akselerometrlər - mikroelektromexaniki sensor texnologiyasına əsaslanır. Onlar kardiostimulyatoru işə salan xəstələri izləmək üçün istifadə olunur. və avtomobilin dinamikası.
- Biosensorlar - elektrokimyəvi texnologiyaya əsaslanır. Qida, tibbi cihazlar, suyu sınaqdan keçirmək və təhlükəli bioloji patogenləri aşkar etmək üçün istifadə olunur.
- Şəkil sensorları - CMOS texnologiyasına əsaslanır. Onlar istehlakçı elektronikasında, biometrikada, trafikin monitorinqində istifadə olunurtrafik və təhlükəsizlik, həmçinin kompüter şəkilləri.
- Hərəkət detektorları - infraqırmızı, ultrasəs və mikrodalğalı/radar texnologiyalarına əsaslanır. Video oyunlarda və simulyasiyalarda, işığın aktivləşdirilməsində və təhlükəsizliyin aşkarlanmasında istifadə olunur.
Sensor növləri
Əsas qrup da var. Altı əsas sahəyə bölünür:
- Temperatur.
- İnfraqırmızı.
- Ultrabənövşəyi.
- Sensor.
- Yaxınlaşma, hərəkət.
- Ultrasəs.
Texnologiya müəyyən bir cihazın bir hissəsi kimi hətta qismən istifadə olunarsa, hər qrupa alt bölmələr daxil ola bilər.
1. Temperatur sensorları
Bu, əsas qruplardan biridir. Temperatur sensorlarının təsnifatı müəyyən növ maddə və ya materialın qızdırılması və ya soyudulması əsasında parametrləri qiymətləndirmək imkanı olan bütün cihazları birləşdirir.
Bu cihaz mənbədən temperatur məlumatını toplayır və onu digər avadanlıqların və ya insanların anlaya biləcəyi formaya çevirir. Temperatur sensorunun ən yaxşı təsviri şüşə termometrdəki civədir. Şüşədəki civə temperaturun dəyişməsi ilə genişlənir və büzülür. Xarici temperatur göstəricinin ölçülməsi üçün başlanğıc elementdir. Parametri ölçmək üçün civənin mövqeyi tamaşaçı tərəfindən müşahidə edilir. Temperatur sensorlarının iki əsas növü var:
- Kontakt sensorları. Bu tip cihaz obyekt və ya daşıyıcı ilə birbaşa fiziki təmas tələb edir. Onlar nəzarətdədirlərbərk maddələrin, mayelərin və qazların geniş temperatur diapazonunda temperaturu.
- Yaxınlıq sensorları. Bu tip sensorlar ölçülmüş obyekt və ya mühitlə heç bir fiziki təmas tələb etmir. Onlar əks etdirməyən bərk və mayeləri idarə edirlər, lakin təbii şəffaflığına görə qazlar üçün yararsızdırlar. Bu alətlər temperaturu ölçmək üçün Plank qanunundan istifadə edirlər. Bu qanun benchmarkı ölçmək üçün mənbənin yaydığı istiliyə aiddir.
Müxtəlif cihazlarla işləyin
Temperatur sensorlarının işləmə prinsipi və təsnifatı digər növ avadanlıqlarda texnologiyanın istifadəsinə bölünür. Bunlar avtomobildəki idarə panelləri və sənaye sexindəki xüsusi istehsal bölmələri ola bilər.
- Termocüt - modullar iki naqildən (hər biri - müxtəlif homojen ərintilərdən və ya metallardan) hazırlanır, bir ucunda birləşdirilərək ölçmə keçidi təşkil edir. Bu ölçü vahidi tədqiq olunan elementlər üçün açıqdır. Telin digər ucu istinad qovşağının meydana gəldiyi bir ölçmə cihazı ilə bitir. Cərəyan dövrədən keçir, çünki iki qovşağın temperaturu fərqlidir. Nəticədə millivolt gərginliyi qovşaqdakı temperaturu müəyyən etmək üçün ölçülür.
- Müqavimət Temperatur Detektorları (RTD) temperatur dəyişikliyi zamanı elektrik müqavimətini ölçmək üçün hazırlanmış termistor növləridir. Onlar digər temperatur aşkarlayan cihazlardan daha bahalıdır.
- Termistorlar. Onlar böyük bir istilik müqavimətinin başqa bir növüdürmüqavimətdəki dəyişiklik temperaturun kiçik dəyişməsi ilə mütənasibdir.
2. IR sensoru
Bu cihaz ətraf mühitdə müəyyən bir fazanı aşkar etmək üçün infraqırmızı şüalanma yayır və ya aşkarlayır. Bir qayda olaraq, istilik radiasiyası infraqırmızı spektrin bütün obyektləri tərəfindən yayılır. Bu sensor insan gözünə görünməyən mənbə növünü aşkarlayır.
Əsas ideya işıq dalğalarını obyektə ötürmək üçün infraqırmızı LED-lərdən istifadə etməkdir. Obyektdən əks olunan dalğanı aşkar etmək üçün eyni tipli başqa bir IR diodu istifadə edilməlidir.
İş prinsipi
Bu istiqamətdə avtomatlaşdırma sistemində sensorların təsnifatı geniş yayılmışdır. Bu, texnologiyanın xarici parametrləri qiymətləndirmək üçün əlavə vasitələrdən istifadə etməyə imkan verməsi ilə əlaqədardır. İnfraqırmızı qəbuledici infraqırmızı işığa məruz qaldıqda, naqillər arasında gərginlik fərqi yaranır. IR sensor komponentlərinin elektrik xüsusiyyətləri obyektə olan məsafəni ölçmək üçün istifadə edilə bilər. İnfraqırmızı qəbuledici işığa məruz qaldıqda naqillər arasında potensial fərq yaranır.
Tətbiq edilən yerlərdə:
- Termoqrafiya: Cisimlərin şüalanma qanununa əsasən, bu texnologiyadan istifadə etməklə görünən işıqla və ya işıqsız ətraf mühiti müşahidə etmək mümkündür.
- İsitmə: İnfraqırmızı qidaları bişirmək və yenidən qızdırmaq üçün istifadə edilə bilər. Onlar təyyarənin qanadlarından buzu çıxara bilirlər. Konvertorlar sənayedə məşhurdurçap, plastik qəlibləmə və polimer qaynaq kimi sahələr.
- Spektroskopiya: Bu texnika tərkib bağlarını təhlil edərək molekulları müəyyən etmək üçün istifadə olunur. Texnologiya üzvi birləşmələri öyrənmək üçün yüngül şüalanmadan istifadə edir.
- Meteorologiya: buludların hündürlüyünü ölçün, yerin temperaturunu hesablayın və meteoroloji peyklər skan edən radiometrlərlə təchiz olunarsa, səth mümkündür.
- Fotobiomodulyasiya: xərçəng xəstələrində kemoterapi üçün istifadə olunur. Bundan əlavə, texnologiya herpes virusunu müalicə etmək üçün istifadə olunur.
- Klimatologiya: atmosfer və yer arasında enerji mübadiləsinin monitorinqi.
- Rabitə: İnfraqırmızı lazer optik lif rabitəsi üçün işıq təmin edir. Bu emissiyalar həmçinin mobil və kompüter periferiyaları arasında qısa məsafəli rabitə üçün istifadə olunur.
3. UV sensoru
Bu sensorlar ultrabənövşəyi şüalanmanın intensivliyini və ya gücünü ölçür. Elektromaqnit şüalanmasının bir forması rentgen şüalarından daha uzun dalğa uzunluğuna malikdir, lakin hələ də görünən şüalanmadan daha qısadır.
Polikristal almaz kimi tanınan aktiv material ultrabənövşəyi şüaları etibarlı şəkildə ölçmək üçün istifadə olunur. Alətlər müxtəlif ətraf mühit təsirlərini aşkar edə bilər.
Cihaz seçim meyarları:
- Ultrabənövşəyi sensorlar tərəfindən aşkarlana bilən nanometrlərdə (nm) dalğa uzunluğu diapazonları.
- İş temperaturu.
- Dəqiqlik.
- Çəki.
- Rəsməgüc.
İş prinsipi
Ultrabənövşəyi sensor bir növ enerji siqnalını qəbul edir və başqa bir növ siqnal ötürür. Bu çıxış axınlarını müşahidə etmək və qeyd etmək üçün onlar elektrik sayğacına göndərilir. Qrafiklər və hesabatlar yaratmaq üçün oxunuşlar analoqdan rəqəmsal çeviriciyə (ADC) və daha sonra proqram təminatı olan kompüterə ötürülür.
Aşağıdakı cihazlarda istifadə olunur:
- UV fotoboruları ultrabənövşəyi havanın təmizlənməsinə, UV suyun təmizlənməsinə və günəşə məruz qalmaya nəzarət edən radiasiyaya həssas sensorlardır.
- İşıq sensorları - gələn şüanın intensivliyini ölçün.
- UV spektri sensorları laboratoriya görüntülərində istifadə olunan yüklə əlaqəli cihazlardır (CCD).
- UV işıq detektorları.
- UV mikrob öldürücü detektorlar.
- Fotosabitlik sensorları.
4. Toxunma sensoru
Bu, digər böyük cihazlar qrupudur. Təzyiq sensorlarının təsnifatı müəyyən obyekt və ya maddənin təsiri altında əlavə xüsusiyyətlərin görünüşünə cavabdeh olan xarici parametrləri qiymətləndirmək üçün istifadə olunur.
Toxunma sensoru qoşulduğu yerə görə dəyişən rezistor kimi fəaliyyət göstərir.
Toxunma sensoru aşağıdakılardan ibarətdir:
- Mis kimi tam keçirici material.
- Köpük və ya plastik kimi izolyasiya edilmiş ara material.
- Qismən keçirici material.
Eyni zamanda, ciddi ayrılıq yoxdur. Təzyiq sensorlarının təsnifatı tədqiq olunan obyektin daxilində və ya xaricində yaranan gərginliyi qiymətləndirən xüsusi sensorun seçilməsi ilə müəyyən edilir.
İş prinsipi
Qismən keçirici material cərəyanın axınına qarşı çıxır. Xətti kodlayıcının prinsipi ondan ibarətdir ki, cərəyanın keçəcəyi materialın uzunluğu daha uzun olduqda cərəyanın axını daha əks hesab olunur. Nəticədə, materialın müqaviməti onun tam keçirici obyektlə təmasda olduğu mövqeyi dəyişdirərək dəyişir.
Avtomatlaşdırma sensorlarının təsnifatı tamamilə təsvir olunan prinsipə əsaslanır. Burada xüsusi hazırlanmış proqram təminatı şəklində əlavə resurslar cəlb edilir. Tipik olaraq, proqram təminatı toxunma sensorları ilə əlaqələndirilir. Sensor söndürüldükdə cihazlar "son toxunuşu" xatırlaya bilər. Onlar sensor işə düşən kimi “ilk toxunuşu” qeyd edə və onunla əlaqəli bütün mənaları anlaya bilərlər. Bu hərəkət kursoru ekranın uzaq tərəfinə keçirmək üçün kompüter siçanını siçan padinin digər ucuna keçirməyə bənzəyir.
5. Yaxınlıq sensoru
Getdikcə müasir avtomobillər bu texnologiyadan istifadə edir. İşıq və sensor modullarından istifadə edən elektrik sensorlarının təsnifatı avtomobil istehsalçıları arasında populyarlıq qazanır.
Yaxınlıq sensoru demək olar ki, heç biri olmayan obyektlərin mövcudluğunu aşkarlayırəlaqə nöqtələri. Modullarla qavranılan obyekt arasında təmas olmadığına və mexaniki hissələrə malik olmadığına görə, bu cihazlar uzun xidmət müddətinə və yüksək etibarlılığa malikdir.
Yaxınlıq sensorlarının müxtəlif növləri:
- İnduktiv yaxınlıq sensorları.
- Kapasitiv yaxınlıq sensorları.
- Ultrasəs yaxınlıq sensorları.
- Fotoelektrik sensorlar.
- Hall sensorları.
İş prinsipi
Yaxınlıq sensoru elektromaqnit və ya elektrostatik sahə və ya elektromaqnit şüalanma şüası (infraqırmızı kimi) yayır və cavab siqnalını və ya sahədə dəyişiklikləri gözləyir. Aşkar edilən obyekt qeydiyyat modulunun hədəfi kimi tanınır.
Setsorların iş prinsipinə və təyinatına görə təsnifatı aşağıdakı kimi olacaq:
- İnduktiv cihazlar: girişdə elektrik keçirici mühitin yaxınlığına itki müqavimətini dəyişdirən bir osilator var. Bu cihazlara metal əşyalar üçün üstünlük verilir.
- Kapasitiv Yaxınlıq Sensorları: Bunlar aşkarlama elektrodları və torpaq arasında elektrostatik tutumun dəyişməsini çevirir. Bu, salınma tezliyində dəyişikliklə yaxınlıqdakı obyektə yaxınlaşdıqda baş verir. Yaxınlıqdakı bir obyekti aşkar etmək üçün salınma tezliyi əvvəlcədən müəyyən edilmiş həddi ilə müqayisə edilən bir DC gərginliyinə çevrilir. Bu qurğulara plastik əşyalar üçün üstünlük verilir.
Ölçmə avadanlığının və sensorların təsnifatı yuxarıdakı təsvir və parametrlərlə məhdudlaşmır. Gəlişi iləyeni növ ölçmə vasitələrinin ümumi qrupu artır. Sensorları və çeviriciləri ayırd etmək üçün müxtəlif təriflər təsdiq edilmişdir. Sensorlar eyni və ya fərqli bir enerji formasında bir variant istehsal etmək üçün enerjini hiss edən bir element kimi müəyyən edilə bilər. Sensor çevrilmə prinsipindən istifadə edərək ölçülmüş dəyəri istədiyiniz çıxış siqnalına çevirir.
Qəbul edilən və yaradılmış siqnallara əsasən prinsipi aşağıdakı qruplara bölmək olar: elektrik, mexaniki, istilik, kimyəvi, şüalanma və maqnit.
6. Ultrasonik sensorlar
Ultrasəs sensoru obyektin mövcudluğunu aşkar etmək üçün istifadə olunur. Bu, cihazın baş hissəsindən ultrasəs dalğaları yaymaqla və sonra müvafiq obyektdən əks olunan ultrasəs siqnalını almaqla əldə edilir. Bu, obyektlərin mövqeyini, mövcudluğunu və hərəkətini aşkar etməyə kömək edir.
Ultrasəs sensorlar aşkar etmək üçün işıqdan çox səsə güvəndiyi üçün onlar su səviyyəsinin ölçülməsində, tibbi skan prosedurlarında və avtomobil sənayesində geniş istifadə olunur. Ultrasəs dalğaları öz əks etdirici sensorları ilə şəffaflar, şüşə butulkalar, plastik butulkalar və vərəq şüşələri kimi görünməz obyektləri aşkar edə bilər.
İş prinsipi
İnduktiv sensorların təsnifatı onların istifadə sahəsinə əsaslanır. Burada obyektlərin fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərini nəzərə almaq vacibdir. Ultrasəs dalğalarının hərəkəti mühitin formasından və növündən asılı olaraq fərqlənir. Məsələn, ultrasəs dalğaları homojen bir mühitdən birbaşa keçir və əks olunur və müxtəlif mühitlər arasındakı sərhədə geri ötürülür. Havadakı insan bədəni əhəmiyyətli dərəcədə əks olunur və asanlıqla aşkar edilə bilər.
Texnologiya aşağıdakı prinsiplərdən istifadə edir:
- Multiorefeksiya. Dalğalar sensor və hədəf arasında bir dəfədən çox əks olunduqda çoxsaylı əksetmə baş verir.
- Limit zonası. Minimum algılama məsafəsi və maksimum hissetmə məsafəsi tənzimlənə bilər. Bu limit zonası adlanır.
- Aşkarlama zonası. Bu, sensor başlığının səthi ilə skan məsafəsinin tənzimlənməsi ilə əldə edilən minimum aşkarlama məsafəsi arasındakı intervaldır.
Bu texnologiya ilə təchiz edilmiş cihazlar müxtəlif növ obyektləri skan edə bilər. Ultrasəs mənbələri nəqliyyat vasitələrinin yaradılmasında fəal şəkildə istifadə olunur.
