Senzori tlaka
Senzori tlaka obično se koriste za mjerenje tlaka plina ili tekućina. Obično senzor tlaka djeluje kao pretvarač. Stvara tlak u analognom električnom ili digitalnom signalu. Postoji i kategorija senzora tlaka koji su klasificirani prema tlaku, neki od njih su apsolutni senzori tlaka, manometri senzori tlaka. Postoji i vrsta senzora tlaka koji vas obavještava kada je u vašem vozilu malo goriva ili ulja.
Senzori tlaka tipični su pretvarači koji osjećaju tlak i pretvaraju ga u parametre električnog signala. Tipični primjeri senzora tlaka su manometri, kapacitivni senzori tlaka i piezoelektrični senzori tlaka. Manometri rade na principu promjene otpora primjenom tlaka, gdje kao piezoelektrični senzori tlaka rade na principu promjene napona na uređaju pri djelovanju tlaka.
Shema kruga osjetnika tlaka:
Slijedi shema spojeva mjerača tlaka temeljenog na PIC mikrokontroleru:
Krug uključuje sljedeće komponente:
- PIC mikrokontroler koji dobiva ulaz od osjetnika tlaka i prema tome daje izlaz na 4-segmentnu ploču zaslona.
- 6-polni osjetnik tlaka IC MPX4115 koji je silikonski osjetnik tlaka i pruža visoki analogni izlazni signal.
- 4 sedam segmentnih zaslona dobivaju ulaz od PIC mikrokontrolera i pokreću ih svaki tranzistor.
- Kristalni aranžman koji osigurava ulaz sata na mikrokontroler.
Rad senzora tlaka:
Gornji video opisuje kako je senzor tlaka povezan s mikrokontrolerom kako bi prikazao vrijednost tlaka na sedmosegmentnom zaslonu. Osjetnik tlaka sastoji se od 6 pinova i spojen je na napajanje od 5 V.
Pin 3 je spojen na napajanje, pin 2 je uzemljen, a pin 1 je spojen na RA0 / AN0 pin mikrokontrolera kao analogni ulaz. Za prikaz vrijednosti ovdje se koristi četveroznamenkasti sedmosegmentni zaslon koji se pokreće uobičajenom anodnom konfiguracijom četiri tranzistora.
Ovdje je senzor tlaka od 28,50 PSI povezan s mikrokontrolerom, pa kad možemo promijeniti vrijednost senzora na nisku ili visoku, mikrokontroler otkriva te vrijednosti i prikazuje se na sedmosegmentnom zaslonu.
Ako ova vrijednost tlaka prijeđe prag, mikrokontroler daje alarm korisniku. Na taj se način može povezati bilo koji tip senzora s mikrokontrolerom za praćenje, obradu i prikaz vrijednosti u stvarnom vremenu.
Primjene osjetnika tlaka:
Postoji mnogo aplikacija za osjetnike tlaka poput mjerenja tlaka, nadmorske visine, mjerenja protoka, mjerenja crte ili dubine.
- Koristi se i u stvarnom vremenu, automobilskim alarmima, a prometne kamere koriste senzore tlaka da bi znale prelazi li netko brzinom.
- Senzori tlaka također se koriste na zaslonima osjetljivim na dodir za određivanje točke primjene tlaka i davanje odgovarajućih uputa procesoru.
- Također se koriste u digitalnim mjeračima krvnog tlaka i ventilatorima.
- Industrijska primjena senzora tlaka uključuje nadzor plinova i njihovog parcijalnog tlaka.
- Također se koriste u zrakoplovima kako bi se osigurala ravnoteža između atmosferskog tlaka i sustava upravljanja.
- Također se koriste za određivanje dubine oceana u slučaju pomorskih operacija kako bi se utvrdili prikladni radni uvjeti za elektroničke sustave.
Primjer osjetnika tlaka - piezoelektrični pretvarač
Piezoelektrični pretvarač je mjerni uređaj koji pretvara električne impulse u mehaničke vibracije i obrnuto. Piezoelektrični kvarcni kristal i piezoelektrični efekt dvije su stvari potrebne za razumijevanje piezoelektričnih pretvarača.
Piezoelektrični kvarcni kristal:
Kristal kvarca je piezoelektrični materijal. Može stvoriti napon kada se na kristal primijeni mehaničko naprezanje. Piezoelektrični kristal se savija u različitim smjerovima pri različitim vrijednostima frekvencija. To se naziva načinom vibracije. Za postizanje različitih načina vibracije, kristal se može izrađivati u različitim oblicima.
Piezoelektrični efekt:
Piezoelektrični učinak je stvaranje električnog naboja u određenim kristalima i keramici zbog primijenjenog mehaničkog naprezanja na njih. Brzina stvaranja električnog naboja proporcionalna je sili koja se na njega primjenjuje. Piezoelektrični efekt djeluje i obrnutim redoslijedom tako da kada se napoj primijeni na piezoelektrični materijal, on može generirati nešto mehaničke energije.
Piezoelektrični pretvarači mogu se koristiti u mikrofonima zbog svoje visoke osjetljivosti gdje pretvaraju zvučni tlak u napon. Mogu se koristiti u akcelerometrima, detektorima pokreta, a mogu se koristiti i kao ultrazvučni detektori i generatori. Širenje ultrazvuka u materijalu se ne provodi njegovom prozirnošću.
Primjena:
Piezoelektrični pretvarači mogu se koristiti i kao pokretači i kao senzori. Senzor pretvara mehaničku silu u impulse električnog napona, a pogon impulse napona pretvara u mehaničke vibracije. Piezoelektrični senzori mogu otkriti neravnotežu rotacijskih dijelova stroja. Mogu se koristiti u ultrazvučnom mjerenju razine i mjerenju brzine protoka. Osim vibracija za otkrivanje neravnoteže, mogu se koristiti za mjerenje ultrazvučnih razina i brzina protoka.
Osjetnik vlažnosti
Senzor vlage osjeća relativnu vlažnost. To podrazumijeva da mjeri i temperaturu zraka i vlagu. Osjetljivost vlage neophodna je u sustavima upravljanja u industriji, kao i kod kuće. Oni su dizajnirani za velike količine, troškovno osjetljive aplikacije, na primjer za automatizaciju ureda, automobilsku kontrolu zraka, kućanske uređaje i sustave upravljanja industrijskim procesima, kao i za primjene u kojima je potrebna kompenzacija vlage. Senzori vlage uglavnom su kapacitivni ili otporni.
Odaziv kondenzatorskih senzora linearniji je u usporedbi s otpornim senzorima. Kapacitivni senzori su dodatno korisni u cijelom rasponu od 0 do 100 posto relativne vlažnosti (RH), gdje je otporni element obično ograničen na oko 20 do 90 posto relativne vlažnosti (RH). Ovdje ćemo razgovarati o kapacitivnom senzoru.
Kapacitivni senzor vlažnosti mijenja svoj kapacitet na temelju RH okolnog zraka. Dielektrična konstanta senzora mijenja se s razinom vlage na način koji se može izmjeriti. Kapacitet raste s relativnom vlagom.
Osjetnik vlažnosti
Značajke:
- Visoka pouzdanost i dugoročna stabilnost.
- Koristi se u krugovima s izlaznim naponom ili frekvencijom.
- Komponenta bez olova. Komponente bez olova.
- Trenutačna promjena u desaturaciju iz zasićene faze.
- Brzo vrijeme odziva.
Tehnički podaci:
- Zahtjevi za napajanjem: 5 do 10 VDC.
- Komunikacija: Kapacitivna komponenta.
- Dimenzije: promjer 0,25 x 0,40 (promjer 6,2 x 10,2 mm).
- Raspon radne temperature: -40 do 212 ° F (-40 do 100 ° C).
Senzori vlage imaju širok spektar primjena, kao što su industrijska i kućanska primjena, medicinska primjena i koriste se kako bi se pokazalo razina vlage u okolišu.
Mjerenje vlažnosti je teško. Općenito se vlaga u zraku mjeri kao udio maksimalne količine vode koju zrak može apsorbirati na određenoj temperaturi. U atmosferskim uvjetima i određenoj temperaturi ta frakcija može varirati između 0 i 100%. Ova relativna vlažnost vrijedi samo za određenu temperaturu i atmosferski tlak. Stoga je važno da na senzor vlage ne utječu ni temperatura ni tlak.
Krug osjetnika vlažnosti
Struja koja prolazi kroz termistor uzrokuje njegovo zagrijavanje, povećavajući mu tako temperaturu. Odvajanje topline je više u zapečaćenom termistoru u odnosu na izloženi termistor zbog razlike u toplinskoj vodljivosti vodene pare i suhog dušika. Razlika u otporu termistora proporcionalna je apsolutnoj vlažnosti.
Senzor plina:
Senzori za plin osnovna su komponenta mnogih sigurnosnih sustava i moderne metodologije, pružajući ključne povratne informacije o kontroli kvalitete sustava. A dostupni su u širokim specifikacijama, ovisno o razinama osjetljivosti, vrsti plina koji se osjeća, fizičkim mjerenjima i raznim različitim elementima.
Senzori za plin obično rade na baterije. Oni upozorenja prenose nizom zvučnih i vidljivih signala poput alarma i trepćućih svjetala kada se utvrde opasne razine plinskih para. Sljedeći plin koristi se kao referentna točka senzora jer mjeri koncentraciju plina.
Senzor plina
Modul senzora sastoji se od čeličnog egzoskeleta ispod kojeg je smještena osjetna komponenta. Ova komponenta osjetnika podvrgava se struji kroz priključne vodove. Ova je struja poznata kao struja grijanja. Plini koji se približavaju osjetnoj komponenti ioniziraju se i apsorbiraju ih osjetljiva komponenta. To mijenja otpor osjetne komponente koji mijenja vrijednost struje koja izlazi iz nje.
Značajke:
- Stabilne performanse, dug životni vijek, niska cijena.
- Jednostavan pogonski krug.
- Brzi odgovor.
- Visoka osjetljivost na zapaljive plinove u širokom rasponu.
- Stabilne performanse, dug životni vijek, niska cijena.
Detektori plina mogu se koristiti za otkrivanje zapaljivih, zapaljivih i otrovnih plinova te potrošnje kisika. Ova vrsta uređaja široko se koristi u industriji i može se naći u raznim područjima, na primjer na naftnim bušotinama, za provjeru oblika proizvodnje i novih tehnologija poput fotonaponskih. Mogu se dodatno koristiti u gašenju požara.
Plinski senzor prikladan je za otkrivanje zapaljivih plinova, na primjer vodik, metan ili propan / butan (UNP).
Krug osjetnika plina
Kada zapaljivi ili reducirajući plinovi dođu u kontakt s mjernim elementom, oni se podvrgavaju katalitičkom izgaranju, što uzrokuje porast temperature što uzrokuje promjenu otpora elementa. Promjena otpora senzora dobiva se kao promjena izlaznog napona na otporniku opterećenja (RL) u seriji s otporom senzora (RS). Koncentracija ispitivanog plina određuje se promjenom vodljivosti kada površina senzora apsorbira reducirajuće plinove. Stalni izlaz od 5 V na ploči za prikupljanje podataka dostupan je za grijač senzora (VH) i za krug za otkrivanje (VC).
Sada imate ideju o vrstama senzora i njegovim primjenama ako imate pitanja u vezi s ovom temom ili u vezi s električnim i elektronički projekti ostavite komentare u nastavku.
Tipični radni krug
