Sensoren - soorten en toepassingen

Druksensoren

Druksensoren worden over het algemeen gebruikt om de druk van gas of vloeistoffen te meten. Gewoonlijk werkt een druksensor als een transducer. Het genereert de druk in een analoog elektrisch of digitaal signaal. Er is ook een categorie druksensoren die zijn geclassificeerd in termen van druk, sommige zijn absolute druksensor, manometerdruksensor. Er is ook een soort druksensor die je laat weten wanneer je auto bijna geen benzine of olie meer heeft.

Druksensoren zijn typische transducers die de druk detecteren en deze omzetten in elektrische signaalparameters. Typische voorbeelden van druksensoren zijn rekstrookjes, capacitieve druksensoren en piëzo-elektrische druksensoren. De rekstrookjes werken volgens het principe van verandering in weerstand bij toepassing van druk, terwijl de piëzo-elektrische druksensoren werken volgens het principe van verandering in spanning over het apparaat bij het uitoefenen van druk.

Circuitdiagram druksensor:

Het volgende is het schakelschema van een op PIC Microcontroller gebaseerde drukmeetmeter:

Het circuit omvat de volgende componenten:

• Een PIC Microcontroller die input krijgt van de druksensor en dienovereenkomstig de output geeft aan het 4 uit zeven segmenten bestaande display.
• Een 6-pins druksensor IC MPX4115 die een siliconen druksensor is en een hoog analoog uitgangssignaal levert.
• 4 displays met zeven segmenten die input krijgen van de PIC-microcontroller en worden aangestuurd door elke transistor.
• Een kristalopstelling om klokingang aan de microcontroller te leveren.

Werking van druksensor:

De bovenstaande video beschrijft hoe de druksensor is gekoppeld aan een microcontroller om de waarde van de druk weer te geven in een display met zeven segmenten. De druksensor bestaat uit 6 pinnen en is aangesloten op 5V voeding.

Pin 3 is verbonden met de voeding, pin 2 is geaard en pin 1 is verbonden met RA0 / AN0 pin van microcontroller als een analoge ingang. Voor het weergeven van de waarden gebruiken we een 4-cijferig display met zeven segmenten dat wordt aangestuurd door een gemeenschappelijke anodeconfiguratie van vier transistors.

Hier is een 28.50 PSI-druksensor verbonden met de microcontroller, dus wanneer we de sensorwaarde naar laag of hoog kunnen veranderen, detecteert de microcontroller deze waarden en wordt deze weergegeven in het display met zeven segmenten.

Als deze drukwaarde de drempelwaarden overschrijdt, geeft de microcontroller een alarm aan de gebruiker. Op deze manier kan elk type sensor worden gekoppeld aan de microcontroller voor het bewaken, verwerken en weergeven van de realtime waarden.

Druksensortoepassingen:

Er zijn veel toepassingen voor druksensor zoals drukdetectie, hoogtedetectie, stromingsdetectie, lijn- of dieptemeting.

• Het wordt ook in realtime gebruikt, auto-alarmen en verkeerscamera's gebruiken druksensoren om te weten of iemand te hard rijdt.
• Druksensoren worden ook gebruikt in aanraakschermen om het punt waarop de druk wordt uitgeoefend te bepalen en de juiste aanwijzingen aan de processor te geven.
• Ze worden ook gebruikt in digitale bloeddrukmeters en ventilatoren.
• Industriële toepassing van druksensoren omvat het bewaken van gassen en hun partiële druk.
• Ze worden ook gebruikt in vliegtuigvliegtuigen om te zorgen voor evenwicht tussen de atmosferische druk en het controlesysteem.
• Ze worden ook gebruikt om de diepte van oceanen te bepalen in het geval van maritieme operaties om geschikte bedrijfsomstandigheden voor de elektronische systemen te bepalen.

Een voorbeeld van een druksensor - piëzo-elektrische transducer

Piëzo-elektrische transducer is een meetapparaat dat elektrische pulsen omzet in mechanische trillingen en vice versa. Piëzo-elektrisch kwartskristal en piëzo-elektrisch effect zijn de twee dingen die nodig zijn om de piëzo-elektrische transducers te begrijpen.

Piëzo-elektrisch kwartskristal:

Een kwartskristal is een piëzo-elektrisch materiaal. Het kan de spanning genereren wanneer er enige mechanische spanning op het kristal wordt uitgeoefend. Het piëzo-elektrische kristal buigt in verschillende richtingen met verschillende waarden van frequenties. Dit wordt de trillingsmodus genoemd. Om verschillende vibratiemodi te bereiken, kan het kristal in verschillende vormen worden gemaakt.

Piëzo-elektrisch effect:

Piëzo-elektrisch effect is het genereren van elektrische lading in bepaalde kristallen en keramiek als gevolg van toegepaste mechanische spanning erop. De snelheid waarmee elektrische lading wordt gegenereerd, is evenredig met de kracht die erop wordt uitgeoefend. Het piëzo-elektrische effect werkt ook in omgekeerde volgorde, zodat wanneer er spanning op piëzo-elektrisch materiaal wordt toegepast, het enige mechanische energie kan genereren.

De piëzo-elektrische transducers kunnen worden gebruikt in microfoons vanwege hun hoge gevoeligheid waarbij ze geluidsdruk in spanning omzetten. Ze kunnen worden gebruikt in versnellingsmeters, bewegingsdetectoren en kunnen worden gebruikt als ultrasone detectoren en generatoren. De voortplanting van ultrageluid wordt in materiaal niet beïnvloed door zijn transparantie.

Toepassing:

De piëzo-elektrische transducers kunnen zowel als actuatoren als sensoren worden gebruikt. Sensor zet mechanische kracht om in elektrische spanningspulsen en actuator zet spanningspulsen om in mechanische trillingen. Piëzo-elektrische sensoren kunnen onbalans van roterende machineonderdelen detecteren. Ze kunnen worden gebruikt bij ultrasone niveaumeting en meting van debiettoepassingen. Afgezien van de trillingen voor het detecteren van onbalans, kunnen ze worden gebruikt voor het meten van ultrasone niveaus en stroomsnelheden.

Vochtigheidssensor

Een vochtigheidssensor detecteert relatieve vochtigheid. Dit houdt in dat het zowel luchttemperatuur als vochtigheid meet. Vochtigheidsdetectie is essentieel in controlesystemen in industrieën en ook thuis. Deze zijn ontworpen voor kostengevoelige toepassingen met een hoog volume, zoals kantoorautomatisering, luchtregeling voor auto's, huishoudelijke apparaten en industriële procesbesturingssystemen en ook in toepassingen waar vochtcompensatie vereist is. Vochtigheidssensoren zijn over het algemeen van het capacitieve of resistieve type.

De respons van condensatorsensoren is meer lineair in vergelijking met de resistieve sensoren. Capacitieve sensoren zijn bovendien bruikbaar over het hele bereik van 0 tot 100 procent relatieve vochtigheid (RV), waarbij het weerstandselement normaal gesproken beperkt is tot ongeveer 20 tot 90 procent relatieve vochtigheid (RV). Hier gaan we het hebben over de capacitieve sensor.

Een capacitieve vochtigheidssensor verandert zijn capaciteit op basis van de RV van de omgevingslucht. De diëlektrische constante van de sensor verandert met het vochtigheidsniveau op een meetbare manier. De capaciteit neemt toe met de relatieve vochtigheid.

Vochtigheidssensor

Kenmerken:

• Hoge betrouwbaarheid en stabiliteit op lange termijn.
• Het wordt gebruikt in circuits met spannings- of frequentie-uitgang.
• Loodvrije component. Componenten loodvrij.
• Onmiddellijke omschakeling naar desaturatie van verzadigde fase.
• Snelle reactietijd.

Specificaties:

• Stroomvereisten: 5 tot 10 VDC.
• Communicatie: capacitieve component.
• Afmetingen: 0,25 x 0,40 in diameter (6,2 x 10,2 mm diameter).
• Bedrijfstemperatuurbereik: -40 tot 212 ° F (-40 tot 100 ° C).

Vochtigheidssensoren hebben een breed scala aan toepassingen, zoals industriële en huishoudelijke toepassingen, medische toepassingen en worden gebruikt om een ​​indicatie te geven van de vochtigheidsgraad in de omgeving.

Het meten van vochtigheid is moeilijk. Over het algemeen wordt de luchtvochtigheid gemeten als de fractie van de maximale hoeveelheid water die lucht bij een bepaalde temperatuur kan opnemen. Bij atmosferische omstandigheden en een bepaalde temperatuur kan deze fractie variëren tussen 0 en 100%. Deze relatieve vochtigheid is alleen geldig bij een bepaalde temperatuur en atmosferische druk. Daarom is het belangrijk dat een vochtigheidssensor niet wordt beïnvloed door temperatuur of druk.

Vochtigheidssensor circuit

Door de stroom die door de thermistor gaat, wordt deze verhit, waardoor de temperatuur stijgt. Warmtedissipatie is meer in de afgedichte thermistor in vergelijking met de blootgestelde thermistor vanwege het verschil in thermische geleidbaarheid van waterdamp en droge stikstof. Het verschil in weerstand van de thermistors is evenredig met de absolute vochtigheid.

Gassensor:

Gassensoren zijn een basiscomponent in veel beveiligingssystemen en moderne methodologieën, die belangrijke feedback over de kwaliteitscontrole aan het systeem leveren. En deze zijn beschikbaar in brede specificaties, afhankelijk van de gevoeligheidsniveaus, het soort te detecteren gas, fysieke metingen en verschillende elementen.

Gassensoren werken over het algemeen op batterijen. Ze zenden waarschuwingen uit via een reeks hoorbare en zichtbare signalen, zoals alarmen en knipperlichten, wanneer gevaarlijke niveaus van gasdampen worden geïdentificeerd. Een ander gas wordt door de sensor als referentiepunt gebruikt om de gasconcentratie te meten.

Gassensor

De sensormodule bestaat uit een stalen exoskelet waaronder een sensorcomponent is gehuisvest. Deze sensorcomponent staat onder stroom via verbindingskabels. Deze stroom staat bekend als verwarmingsstroom erdoorheen, de gassen die dicht bij de detectiecomponent komen, worden geïoniseerd en worden geabsorbeerd door de detectiecomponent. Dit verandert de weerstand van de detectiecomponent waardoor de waarde van de stroom die eruit gaat verandert.

Kenmerken:

1. Stabiele prestaties, lange levensduur, lage kosten.
2. Eenvoudig aandrijfcircuit.
3. Snel antwoord.
4. Hoge gevoeligheid voor brandbaar gas in breed bereik.
5. Stabiele prestaties, lange levensduur, lage kosten.

Gasdetectoren kunnen worden gebruikt om brandbare, brandbare en giftige gassen en zuurstofverbruik te detecteren. Dit type apparaat wordt veel gebruikt in de industrie en is te vinden in verschillende gebieden, bijvoorbeeld op booreilanden, om productievormen te zeven en opkomende technologieën zoals fotovoltaïsche cellen. Ze kunnen ook worden gebruikt bij brandbestrijding.

De gassensor is geschikt voor het detecteren van brandbare gassen, bijvoorbeeld waterstof, methaan of propaan / butaan (LPG).

Gassensor Circuit

Wanneer brandbare of reducerende gassen in contact komen met het meetelement, worden ze onderworpen aan katalytische verbranding, waardoor de temperatuur stijgt en de weerstand van het element verandert. De verandering in de sensorweerstand wordt verkregen als de verandering van de uitgangsspanning over de belastingsweerstand (RL) in serie met de sensorweerstand (RS). De concentratie van het te testen gas wordt bepaald door verandering in geleidbaarheid wanneer het sensoroppervlak de reducerende gassen absorbeert. De constante 5V-output van het data-acquisitiebord is beschikbaar voor de verwarming van de sensor (VH) en voor het detectiecircuit (VC).

Nu heb je een idee over de soorten sensoren en de toepassingen ervan als je vragen hebt over dit onderwerp of over de elektrische en elektronische projecten laat de reacties hieronder achter.

Een typisch werkcircuit