Anturit - tyypit ja sovellukset

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Paineanturit

Paineanturia käytetään yleensä kaasun tai nesteiden paineen mittaamiseen. Yleensä paineanturi toimii anturina. Se tuottaa paineen analogisessa sähköisessä tai digitaalisessa signaalissa. On myös luokka paineantureita, jotka on luokiteltu paineen mukaan, jotkut niistä ovat absoluuttinen paineanturi, mittaripaineanturi. On myös eräänlainen paineanturi, joka ilmoittaa, kun autossasi on vähän polttoainetta tai öljyä.

Paineanturit ovat tyypillisiä antureita, jotka tunnistavat paineen ja muuttavat sen sähköisiksi signaaliparametreiksi. Tyypillisiä esimerkkejä paineanturista ovat venymämittarit, kapasitiiviset paineanturit ja pietsosähköiset paineanturit. Venymämittarit toimivat vastuksen muutoksen periaatteella paineen avulla, kun pietsosähköiset paineanturit toimivat laitteen jännitteen muutoksen periaatteella paineen vaikutuksesta.




Paineanturin piirikaavio:

Seuraava on PIC-mikrokontrolleripohjaisen paineenmittausmittarin kytkentäkaavio:

Paineanturin piirikaavio



Piiri sisältää seuraavat komponentit:

  • PIC-mikrokontrolleri, joka saa tulon paineanturista ja antaa vastaavasti lähdön 4 seitsemän segmentin näyttöpaneelille.
  • 6-napainen paineanturi IC MPX4115, joka on piin paineanturi ja tarjoaa korkean analogisen lähtösignaalin.
  • 4 seitsemän segmentin näyttöä, jotka saavat tuloa PIC-mikrokontrollerista ja joita ohjaa kukin transistori.
  • Kidejärjestely kellotulon tuottamiseksi mikro-ohjaimelle.

Paineanturin käyttö:

Yllä oleva video kuvaa kuinka paineanturi liitetään mikrokontrolleriin paineen arvon näyttämiseksi seitsemän segmentin näytössä. Paineanturi koostuu 6 nastasta ja kytketty 5 V: n syöttöön.

Nasta 3 on kytketty virtalähteeseen, nasta 2 on maadoitettu ja nasta 1 on kytketty mikrokontrollerin RA0 / AN0-nastaan ​​analogisena tulona. Arvojen näyttämiseen tässä käytetään nelinumeroista seitsemän segmentin näyttöä, jota ohjaa neljän transistorin yhteinen anodikokoonpano.


Täällä 28.50 PSI -paine-anturi on kytketty mikrokontrolleriin, joten kun voimme muuttaa anturin arvon alhaiseksi tai suureksi, mikro-ohjain havaitsee nämä arvot ja näyttää seitsemän segmentin näytössä.

Mikäli tämä painearvo ylittää kynnysarvonsa, mikrokontrolleri antaa käyttäjälle hälytyksen. Tällä tavalla voidaan liittää minkä tahansa tyyppinen anturi mikrokontrolleriin monitoroimaan, käsittelemään ja näyttämään reaaliaikaisia ​​arvoja.

Paineanturisovellukset:

Painesensorille on monia sovelluksia, kuten paineentunnistus, korkeuden tunnistaminen, virtauksen havaitseminen, linjan tai syvyyden tunnistaminen.

  • Sitä käytetään myös reaaliajassa, auton hälytykset ja liikennekamerat käyttävät paineanturia tietääkseen, onko joku ylinopeutta.
  • Paineanturia käytetään myös kosketusnäytöissä paineen kohdistuskohdan määrittämiseksi ja prosessorin sopivien ohjeiden antamiseksi.
  • Niitä käytetään myös digitaalisissa verenpainemittareissa ja tuulettimissa.
  • Paineanturien teolliseen käyttöön liittyy kaasujen ja niiden osapaineen tarkkailu.
  • Niitä käytetään myös lentokoneissa tasapainon aikaansaamiseksi ilmakehän paineen ja ohjausjärjestelmän välillä.
  • Niitä käytetään myös valtamerien syvyyden määrittämiseen meriliikenteessä sopivien toimintaolosuhteiden määrittämiseksi elektronisille järjestelmille.

Esimerkki paineanturista - pietsosähköinen anturi

Pietsosähköinen anturi on mittauslaite, joka muuntaa sähköpulssit mekaanisiksi värähtelyiksi ja päinvastoin. Pietsosähköinen kvartsikide ja pietsosähköinen vaikutus ovat kaksi asiaa, joita tarvitaan ymmärtää pietsosähköisistä antureista.

Pietsosähköinen kvartsikide:

Kvartsikide on pietsosähköinen materiaali. Se voi tuottaa jännitteen, kun kiteeseen kohdistuu mekaanista rasitusta. Pietsosähköinen kide taipuu eri suuntiin eri taajuuksien arvoilla. Tätä kutsutaan värähtelytavaksi. Eri värähtelymoodien saavuttamiseksi kide voidaan valmistaa eri muodoissa.

Pietsosähköinen vaikutus:

Pietsosähköinen vaikutus on sähkövarauksen syntyminen tietyissä kiteissä ja keramiikassa johtuen niihin kohdistetusta mekaanisesta rasituksesta. Sähkövarausnopeus on verrannollinen siihen kohdistuvaan voimaan. Pietsosähköinen vaikutus toimii päinvastaisessa järjestyksessä myös siten, että kun pietsosähköiseen materiaaliin kohdistetaan jännitettä, se voi tuottaa mekaanista energiaa.

Pietsosähköisiä antureita voidaan käyttää mikropuhelimissa niiden suuren herkkyyden takia, missä ne muuttavat äänenpaineen jännitteeksi. Niitä voidaan käyttää kiihtyvyysmittareissa, liiketunnistimissa ja ultraääniantureina ja generaattoreina. Ultraäänen etenemistä ei tapahdu materiaalissa sen läpinäkyvyyden vuoksi.

Sovellus:

Pietsosähköisiä antureita voidaan käyttää sekä toimilaitteina että antureina. Anturi muuttaa mekaanisen voiman sähköiseksi jännitepulssiksi ja toimilaite muuntaa jännitepulssit mekaaniseksi tärinäksi. Pietsosähköiset anturit voivat havaita pyörivien koneosien epätasapainon. Niitä voidaan käyttää ultraäänitason mittauksessa ja virtaussovellusten mittauksessa. Tärinän lisäksi epätasapainon havaitsemiseksi niitä voidaan käyttää ultraäänitasojen ja virtausnopeuksien mittaamiseen.

Kosteusanturi

Kosteusanturi tunnistaa suhteellisen kosteuden. Tämä tarkoittaa, että se mittaa sekä ilman lämpötilaa että kosteutta. Kosteuden tunnistus on välttämätöntä teollisuuden ja kotitalouksien ohjausjärjestelmissä. Ne on suunniteltu suurten volyymien ja kustannusten kannalta herkkiin sovelluksiin, kuten toimistoautomaatioon, autojen ilmanohjaukseen, kodinkoneisiin ja teollisuuden prosessinohjausjärjestelmiin, sekä sovelluksiin, joissa vaaditaan kosteuden kompensointia. Kosteusanturit ovat yleensä kapasitiivisia tai resistiivisiä.

Kondensaattoriantureiden vaste on lineaarinen verrattuna resistiivisiin antureihin. Kapasitiiviset anturit ovat lisäksi käyttökelpoisia koko 0 - 100 prosentin suhteellisen kosteuden (RH) alueella, jossa resistiivinen elementti on normaalisti rajoitettu noin 20 - 90 prosentin suhteelliseen kosteuteen (RH). Täällä keskustelemme kapasitiivisesta anturista.

Kapasitiivinen kosteusanturi muuttaa kapasitanssiaan ympäröivän ilman suhteellisen kosteuden perusteella. Anturin dielektrisyysvakio muuttuu kosteustason kanssa mitattavalla tavalla. Kapasitanssi kasvaa suhteellisen kosteuden myötä.

Kosteusanturi

Kosteusanturi

Ominaisuudet:

  • Hyvä luotettavuus ja pitkäaikainen vakaus.
  • Sitä käytetään piireissä, joissa on jännite- tai taajuuslähtö.
  • Lyijytön komponentti. Komponentit, joissa ei ole lyijyä.
  • Välitön muutos tyydyttymättömäksi tyydyttyneestä vaiheesta.
  • Nopea vasteaika.

Tekniset tiedot:

  • Tehovaatimukset: 5-10 VDC.
  • Viestintä: Kapasitiivinen komponentti.
  • Mitat: halkaisija 0,25 x 0,40 (halkaisija 6,2 x 10,2 mm).
  • Käyttölämpötila-alue: -40 ... 100 ° C.

Kosteusantureilla on laaja valikoima sovelluksia, kuten teollisuus- ja kotitaloussovellukset, lääketieteelliset sovellukset, ja niitä käytetään osoittamaan ympäristön kosteustasot.

Kosteuden mittaaminen on vaikeaa. Yleensä ilman kosteus mitataan sen veden enimmäismäärän osuutena, jonka ilma voi absorboida tietyssä lämpötilassa. Ilmakehän olosuhteissa ja tietyssä lämpötilassa tämä jae voi vaihdella välillä 0-100%. Tämä suhteellinen kosteus on voimassa vain tietyssä lämpötilassa ja ilmanpaineessa. Siksi on tärkeää, ettei lämpötila tai paine vaikuta kosteusanturiin.

Kosteusanturin piiri

Kosteusanturin piiri

Termistorin läpi kulkeva virta saa sen kuumenemaan, mikä nostaa sen lämpötilaa. Lämmöntuotto on enemmän suljetussa termistorissa kuin paljaalla termistorilla johtuen vesihöyryn ja kuivan typen lämmönjohtavuuserosta. Termistorien vastusero on verrannollinen absoluuttiseen kosteuteen.

Kaasuanturi:

Kaasuanturit ovat peruskomponentti monissa turvajärjestelmissä ja nykyaikaisessa metodologiassa, jotka antavat järjestelmälle keskeisen laadunvalvonnan palautteen. Ja niitä on saatavana suurina määrittelyinä riippuen herkkyystasoista, tunnistettavan kaasun tyypistä, fysikaalisista mittauksista ja useista eri elementeistä.

Kaasuanturit ovat yleensä akkukäyttöisiä. He lähettävät varoituksia sarjaan kuuluvia ja näkyviä signaaleja, kuten hälytykset ja vilkkuvat valot, kun tunnistetaan vaaralliset kaasuhöyrytasot. Anturissa käytetään vertailupisteenä toista kaasua, kun se mittaa kaasupitoisuutta.

Kaasuanturi

Kaasuanturi

Anturimoduuli koostuu teräksisestä eksoskeletosta, jonka alle on sijoitettu anturikomponentti. Tämä tunnistuskomponentti altistetaan virralle liitäntäjohtojen kautta. Tätä virtaa kutsutaan lämmitysvirraksi sen läpi, tunnistuskomponentin lähelle tulevat kaasut ionisoituvat ja absorboivat anturikomponentin. Tämä muuttaa anturikomponentin vastusta, joka muuttaa siitä ulos menevän virran arvoa.

Ominaisuudet:

  1. Vakaa suorituskyky, pitkä käyttöikä, alhaiset kustannukset.
  2. Yksinkertainen käyttöpiiri.
  3. Nopea vastaus.
  4. Suuri herkkyys palavalle kaasulle laajalla alueella.
  5. Vakaa suorituskyky, pitkä käyttöikä, alhaiset kustannukset.

Kaasunilmaisimia voidaan käyttää palavien, syttyvien ja myrkyllisten kaasujen ja hapenkulutuksen havaitsemiseen. Tämän tyyppistä laitetta käytetään laajasti teollisuudessa, ja se löytyy useilta alueilta, esimerkiksi öljynporauslautoista, tuotemuotojen ja uusien teknologioiden, kuten aurinkosähkö, seulomiseksi. Niitä voidaan lisäksi käyttää palontorjunnassa.

Kaasuanturi soveltuu palavien kaasujen, esimerkiksi vety, metaani tai propaani / butaani (LPG), havaitsemiseen.

Kaasuanturipiiri

Kaasuanturipiiri

Kun palavat tai pelkistävät kaasut joutuvat kosketuksiin mittauselementin kanssa, ne altistetaan katalyyttiselle palamiselle, mikä aiheuttaa lämpötilan nousun, joka aiheuttaa muutoksen elementin resistanssissa. Anturivastuksen muutos saadaan lähtöjännitteen muutoksena kuormitusvastuksen (RL) yli sarjassa anturin vastuksen (RS) kanssa. Testattavan kaasun pitoisuus määritetään johtokyvyn muutoksella, kun anturin pinta absorboi pelkistävät kaasut. Tiedonkeräyslevyn vakio 5 V: n lähtö on käytettävissä anturin lämmitimelle (VH) ja ilmaisupiirille (VC).

Nyt sinulla on käsitys anturityypeistä ja niiden sovelluksista, jos sinulla on kysyttävää tästä aiheesta tai sähkö- ja sähköiset projektit jätä kommentit alla.

Tyypillinen toimintapiiri

Kaasuanturin työpiiri