Część JEDNEGO
1. Wykrywanie odbywa się poprzez pewien fizyczny sposób, rozróżniając liczbę mierzonych parametrów należących do określonego zakresu, w celu ustalenia, czy mierzone parametry są kwalifikowane, czy też istnieje pewna liczba parametrów. Proces polega na porównaniu nieznanej zmierzonej wielkości ze standardową wielkością tego samego rodzaju, określeniu wielokrotności standardowej wielkości zmierzonej przez zespół mierzony i wyrażeniu tej wielokrotności liczbowo.
W dziedzinie automatyki i detekcji, zadanie detekcji to nie tylko kontrola i pomiar wyrobów gotowych lub półproduktów, ale także inspekcja, nadzór i kontrola procesu produkcyjnego lub obiektu ruchomego, aby zapewnić jego optymalny stan, wybrany przez ludzi. Konieczne jest wykrywanie i pomiar wielkości oraz zmian różnych parametrów w dowolnym momencie. Ta technologia detekcji i pomiaru w czasie rzeczywistym procesu produkcyjnego i obiektów ruchomych nazywana jest również technologią inspekcji inżynieryjnej.
Istnieją dwa rodzaje pomiaru: pomiar bezpośredni i pomiar pośredni
Pomiar bezpośredni polega na zmierzeniu wartości odczytu licznika bez wykonywania żadnych obliczeń, np.: pomiaru temperatury termometrem, pomiaru napięcia multimetrem.
Pomiar pośredni polega na pomiarze kilku wielkości fizycznych powiązanych z mierzonym przedmiotem i obliczeniu wartości mierzonej poprzez zależność funkcyjną. Na przykład moc P jest powiązana z napięciem V i natężeniem prądu I, czyli P = VI, a moc oblicza się poprzez pomiar napięcia i natężenia prądu.
Pomiar bezpośredni jest prosty i wygodny, i często stosowany w praktyce. Jednak w przypadkach, gdy pomiar bezpośredni nie jest możliwy, jest niewygodny lub błąd pomiaru bezpośredniego jest duży, można zastosować pomiar pośredni.
Koncepcja czujnika fotoelektrycznego i czujnika
Funkcją czujnika jest konwersja wielkości nieelektrycznej na wyjściową wielkość elektryczną, z którą istnieje określony odpowiedni związek, który jest zasadniczo interfejsem między układem wielkości nieelektrycznych a układem wielkości elektrycznych. W procesie wykrywania i sterowania czujnik jest niezbędnym urządzeniem konwertującym. Z punktu widzenia energii, czujnik można podzielić na dwa typy: jeden to czujnik kontroli energii, znany również jako czujnik aktywny; Drugi to czujnik konwersji energii, znany również jako czujnik pasywny. Czujnik kontroli energii odnosi się do czujnika, który będzie mierzony w transformacji parametrów elektrycznych (takich jak rezystancja, pojemność), czujnik musi dodać zasilanie wzbudzające, może mierzyć zmiany parametrów w zmiany napięcia, prądu. Czujnik konwersji energii może bezpośrednio konwertować mierzoną zmianę na zmianę napięcia i prądu, bez zewnętrznego źródła wzbudzenia.
W wielu przypadkach mierzona wielkość nieelektryczna nie jest wielkością nieelektryczną, którą czujnik może przetwarzać. Wymaga to dodania przed czujnikiem urządzenia lub przyrządu, które może przetwarzać mierzoną wielkość nieelektryczną na wielkość nieelektryczną, którą czujnik może odbierać i przetwarzać. Elementem lub urządzeniem, które może przetwarzać mierzoną wielkość nieelektryczną na dostępną energię elektryczną, jest czujnik. Na przykład, podczas pomiaru napięcia za pomocą tensometru oporowego, konieczne jest przymocowanie tensometru do sprężystego elementu nacisku. Element sprężysty przekształca ciśnienie w siłę odkształcenia, a tensometr przekształca siłę odkształcenia w zmianę oporu. W tym przypadku tensometr jest czujnikiem, a element sprężysty jest czujnikiem. Zarówno czujnik, jak i czujnik mogą przetwarzać mierzoną wielkość nieelektryczną w dowolnym momencie, ale czujnik przekształca mierzoną wielkość nieelektryczną w dostępną energię nieelektryczną, a czujnik przekształca mierzoną wielkość nieelektryczną w energię elektryczną.
2, czujnik fotoelektrycznyopiera się na efekcie fotoelektrycznym, przetwarzając sygnał świetlny na czujnik sygnału elektrycznego, szeroko stosowany w sterowaniu automatycznym, lotnictwie i kosmonautyce, radiu i telewizji oraz innych dziedzinach.
Czujniki fotoelektryczne obejmują głównie fotodiody, fototranzystory, fotorezystory Cds, transoptory, odziedziczone czujniki fotoelektryczne, fotokomórki i czujniki obrazu. Tabela głównych typów czujników znajduje się na poniższym rysunku. W praktyce, aby uzyskać pożądany efekt, konieczny jest dobór odpowiedniego czujnika. Ogólna zasada doboru jest następująca:szybka detekcja fotoelektrycznaobwód, szeroki zakres miernika oświetlenia, ultraszybki czujnik laserowy powinien wybrać fotodiodę; prosty impulsowy czujnik fotoelektryczny o częstotliwości kilku tysięcy herców i impulsowy przełącznik fotoelektryczny o niskiej częstotliwości w prostym obwodzie powinny wybrać fototranzystor; pomimo powolnej szybkości reakcji, czujnik mostka rezystancyjnego o dobrej wydajności i czujnik fotoelektryczny o właściwościach rezystancyjnych, czujnik fotoelektryczny w automatycznym obwodzie oświetlenia latarni ulicznej oraz zmienna rezystancja, która zmienia się proporcjonalnie do natężenia światła, powinny wybrać elementy światłoczułe Cds i Pbs; enkodery obrotowe, czujniki prędkości i ultraszybkie czujniki laserowe powinny być zintegrowanymi czujnikami fotoelektrycznymi.
Typ czujnika fotoelektrycznego Przykład czujnika fotoelektrycznego
Złącze PNFotodioda PN(Si, Ge, GaAs)
Fotodioda PIN (materiał Si)
Fotodioda lawinowa(Si, Ge)
Fototranzystor (lampa fotodarlingtona) (materiał krzemowy)
Zintegrowany czujnik fotoelektryczny i tyrystor fotoelektryczny (materiał Si)
Fotokomórka bez złącza pn (materiał wykorzystujący CdS, CdSe, Se, PbS)
Elementy termoelektryczne (materiały użyte (PZT, LiTaO3, PbTiO3)
Lampa elektronowa typu fototuba, lampa kamery, lampa fotopowielająca
Inne czujniki wrażliwe na kolor (materiały Si, α-Si)
Solidny przetwornik obrazu (materiał Si, typ CCD, typ MOS, typ CPD)
Element detekcji położenia (PSD) (materiał Si)
Fotokomórka (fotodioda) (Si dla materiałów)
Czas publikacji: 18 lipca 2023 r.