8 typów głównych czujników

Istnieją różne typy czujników używanych do tłumaczenia informacji, która dociera z zewnątrz w impulsie elektrycznym. Ten impuls zwykle przechodzi do jednostki sterującej, gdzie jest analizowany i przekształcany w celu wygenerowania reakcji lub odpowiedzi.

Informacja, która dociera z zewnątrz do dowolnego czujnika, jest fizycznym lub chemicznym bodźcem, który wewnętrznie przekłada się na wielkość elektryczną.

Czujniki emulują system czuciowy człowieka W ten sposób różne maszyny wykorzystują czujniki do interakcji z otaczającym je środowiskiem (Porto i Gardey, 2010).

Czujnik służy również do uzyskiwania informacji o środowisku. W ten sposób termometr jest czujnikiem, który dostarcza numerycznych informacji o temperaturze danego środowiska.

Wiele razy używamy czujników do generowania odpowiedzi, które ułatwiają wykonywanie codziennych czynności.

Czujniki dzisiaj są częścią naszego codziennego życia. Jesteśmy w stałym kontakcie z różnymi typami czujników, które ułatwiają codzienne zadania.

W ten sposób automatyczne zachody słońca, panele słoneczne, nasze smartfony i inne urządzenia są wyposażone w czujniki, które pomagają nam lepiej współdziałać ze środowiskiem (Agarwal, 2017).

Główne typy czujników

Istnieje wiele typów czujników, których funkcja zmienia się w zależności od rodzaju bodźca, który mogą wykryć (Garage, 2017).

Ultradźwiękowy

Są to czujniki używane do wykrywania fizycznej bliskości obiektu w celu uniknięcia tarcia lub wstrząsu mechanicznego.

Działają poprzez wysyłanie fali dźwiękowej, która następnie uderza w powierzchnię i jest zwracana. W ten sposób czujnik mierzy czas potrzebny na zwrócenie fali, a tym samym oblicza odległość między obiektami.

Jest to rodzaj czujnika, który działa tylko w przestrzeniach, w których występuje powietrze, ponieważ przemieszczenie fali dźwiękowej może wystąpić tylko w tym medium.

Z drugiej strony przydatne jest wykrywanie obiektów bez względu na ich stan (stały lub ciekły) lub ich kolor, dlatego są doskonałe do wykonywania zadań śledzenia lub pomiaru odległości (Sensors and Transducers, 2017).

Wilgotność

Są to czujniki, które mierzą wilgotność względną i temperaturę otoczenia. Posiadają układy scalone, które umożliwiają nadawanie sygnału warunkowego.

Zazwyczaj mają wrażliwy punkt, który rejestruje sygnały otoczenia. Ten punkt jest wykonany z polimerów platynowych i elektrod.

Większość jest skalibrowana laserowo, ma dobrą wydajność i minimalny margines błędu.

Prędkość

Czujniki używane do wykrywania prędkości obiektu lub pojazdu są znane jako „prędkościomierze”.

Istnieją różne typy czujników do wykrywania prędkości, takie jak czujniki kół, prędkościomierze do pojazdów, LIDAR (według nazwy w języku angielskim „Detekcja światła i zasięg”), radary prędkości podłogi, radary dopplerowskie, wskaźniki prędkości, rury Pitota, między innymi.

Czujniki te są zwykle używane do synchronizacji silników w różnych gałęziach przemysłu. Są także przydatne do kontrolowania prędkości lub obrotów na minutę danej maszyny.

Z drugiej strony na drogach powszechne jest obserwowanie czujników prędkości, których zadaniem jest wykrywanie prędkości pojazdów poruszających się wzdłuż wspomnianej autostrady.

Temperatura

Czujnik temperatury jest artefaktem, który dostarcza informacji o temperaturze medium za pomocą impulsu elektrycznego.

Ten impuls elektryczny przechodzi w postaci napięcia, a udział tego napięcia jest równoważny wartości zmierzonej temperatury.

Istnieją różne typy czujników używanych do pomiaru temperatury. Są czujniki kontaktowe, czujniki bezdotykowe, czujniki mechaniczne i czujniki elektryczne.

Przykładem czujnika mechanicznego jest konwencjonalny termometr, a czujnikiem elektrycznym może być termistor.

Czujniki temperatury są stosowane w przemyśle do kontroli temperatury urządzeń i maszyn zaangażowanych w procesy produkcyjne. W ten sposób informacje pobierane ze środowiska mogą być odczytywane i kontrolowane.

Piroelektryczny

Czujnik piroelektryczny lub czujnik PIR to taki, który służy do pomiaru promieniowania światła podczerwonego emitowanego przez obiekt w jego polu.

Każdy obiekt, który ma temperaturę powyżej zera, wytwarza energię kaloryczną w postaci promieniowania. Promieniowanie to emituje fale podczerwone, które są niewidoczne dla ludzkiego oka, ale mogą być odbierane przez czujniki PIR.

Czujniki PIR są klasyfikowane według ich kąta (amplitudy obszaru, który mogą pokryć) w odniesieniu do liczby ruchomych elementów, które mogą wykryć w tym obszarze.

Są to czujniki powszechnie stosowane w codziennych zastosowaniach, takich jak automatyczny system otwierania drzwi i ogólnie wszystkie systemy reagujące na ruch.

Gdy ciało się porusza, emitowany jest sygnał podczerwieni. Gdy ten sygnał zostanie wykryty przez czujnik PIR, wysyła sygnał do mikrokontrolera, który przełoży ten sygnał na odpowiedź.

Światło

Czujniki światła są czujnikami refleksyjnymi, które działają poprzez przechwytywanie sygnału. Działają za pomocą komórki odbierającej bodźce wysyłanej przez źródło światła, która może być między innymi lampą, diodą LED, diodą laserową.

Istnieje wiele rodzajów komórek fotoreceptorowych, z których każdy reaguje na intensywność odbieranego sygnału świetlnego.

Zasadniczo sygnał świetlny można przekształcić w energię elektryczną, gdy zostanie przechwycony przez ogniwa fotowoltaiczne.

Tak jest w przypadku paneli słonecznych, które wychwytują wolne elektrony obecne w świetle słonecznym i przekształcają je w prąd elektryczny, który można wykorzystać do zasilania obwodu (Olivia, 2010).

Kontakt

Czujniki kontaktowe to te, które wykorzystują przełączniki, które są aktywowane za pomocą fizycznych siłowników.

Niektóre roboty przemysłowe używają tego typu czujników jako „wąsy kotów” lub cienkich drutów, które pozwalają wykryć bliskość elementów.

Czujniki kontaktowe są przydatne, aby uniknąć uderzeń między obiektami. Z tego powodu są one powszechnie stosowane w przemyśle samochodowym w tylnych zderzakach samochodów.

Dźwięk

Ten typ czujnika ma zdolność przechwytywania dźwięków otoczenia za pomocą systemu sonarowego lub mikrofonu.

Są one zwykle używane do zdalnego odbierania bodźców, takich jak polecenia, lub do pomiaru odległości w oparciu o percepcję fali dźwiękowej.

Czujniki dźwięku działają w podobny sposób jak czujniki ultradźwiękowe, ponieważ fala dźwiękowa musi być propagowana przez powietrze obecne w medium, zanim zostanie wykryte przez czujnik.