Датчик для – Что такое датчик, какие функции выполняет и где используется

Что такое датчик, какие функции выполняет и где используется

Содержание статьи

Что такое датчики и зачем они нужны

При изучении робототехники возникает вопрос – что такое датчики? Датчики еще часто называю сенсорами.

Датчики — это детекторы, которые имеют возможность измерять некоторые физические качества, такие как давление или свет.

Датчик после этого будет преобразовывать измерение в сигнал, который может быть передан для анализа. Большинство датчиков, используемых сегодня существует для того, чтобы иметь возможность общаться с электронным устройством, которое будет делать измерения и записи.

Наличие датчиков обязательно для всех систем автоматизации. Именно датчики позволяют создать робота, который может реагировать на изменение различных параметров окружающей среды. Получая информацию от датчиков, робот выполняет различные действия согласно заложенной в него программе.

Можно сказать, что наличие датчиков и обратной связи с ними, отличает робота от автоматизированного устройства. Изучая робототехнику можно быстро узнать, что такое датчик и как использовать различные типы датчиков.

Сегодня вы сможете найти датчики в широком диапазоне различных устройств, которые вы используете регулярно. Сенсорный экран, который у вас есть на телефоне.

Ультразвуковые датчики для открытия дверей в торговых центрах, герконовые датчики для систем сигнализации и множество других. Датчики являются очень распространенной частью повседневной жизни.

Введение в датчики

Мир полон сенсоров. В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с автоматизацией во всех видах деятельности. Автоматизация включает включение света и вентилятора, с использованием мобильных телефонов. Управление телевизором с помощью мобильных приложений.

Регулировки температуры в помещении. Обеспечение пожарной безопасности при помощи детекторов дыма и т.д. Все это делается с помощью датчиков. В наши дни любой встроенный системный продукт имеет встроенные датчики. Есть множество приложений, таких как мобильные управляемые камеры видеонаблюдения.

Приложения мониторинга и прогнозирования погоды и т. д. Датчики играют очень важную роль в профилактике и обнаружении заболеваний в здравоохранении. Поэтому, прежде чем проектировать датчик, использующий приложение, мы должны понять, что такое датчик, что именно делает датчик и сколько типов датчиков доступны.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаружить любые изменения в физической величине такой как давление, сила или электрическая величина, как ток или любой другой вид энергии. После наблюдать изменениями, датчик посылает обнаруженный входной сигнал к микроконтроллеру или микропроцессору.

Наконец, датчик выдает считываемый выходной сигнал, который может быть либо оптическим, либо электрическим, либо любой формой сигнала, соответствующей изменению входного сигнала. В любой измерительной системе большую роль играют датчики.

Фактически, датчики являются первым элементом в структурной схеме измерительной системы, который вступает в непосредственный контакт с переменными для получения действительного выхода. Теперь вы знаете, что такое датчик и что на самом деле означает датчик.

Классификация датчиков

Активный датчик

Что такое активные датчик – это тип датчиков, который производит выходной сигнал с помощью внешнего источника возбуждения.

Собственные физические свойства датчика изменяются в зависимости от применяемого внешнего воздействия. Например, тензометрический датчик.

При нажатии на такой датчик воздействие преобразуется в электрический сигнал и сигнал передается в считывающее устройство.

Пассивный датчик

Пассивные датчики тип датчиков, который производит выходной сигнал без помощи внешнего источника возбуждения.

Им не нужны никакие дополнительные токи или напряжения. Например, термопара, которая генерирует значение напряжения, соответствующее приложенному теплу.

Она не требует никакого внешнего электропитания.

Также датчики подразделяются на

Аналоговые

Что такое аналоговый датчик – это датчик, который производит непрерывный сигнал относительно времени с аналоговым выходом.

Сформированный аналоговый выходной сигнал пропорционален измеряемому им входному сигналу. Как правило, аналоговое напряжение лежит в диапазоне от 0 до 10 В или в качестве выходного сигнала используется ток.

Примерами физических параметров для непрерывных сигналов могут служить температура, усилие, давление, смещение и др. Например, аналоговый датчик линии Arduino.

Цифровые

Цифровые датчики-это те, которые производят дискретные выходные сигналы.

Дискретные сигналы будут не непрерывными во времени и могут быть представлены в “битах” для последовательной передачи и в “байтах” для параллельной передачи.  Измеряемая величина будет представлена в цифровом формате. Цифровой выход может быть в форме логики 1 или логики 0 (включено-выключено).

Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразован в цифровой сигнал внутри датчика самого без любого внешнего компонента. Кабель используется для передачи на большие расстояния. Примером цифрового датчика может служить энкодер.

Он включает в себя цифровой светодиод и фотодиод, используемый для получения цифрового сигнала для измерения скорости вращающегося вала. Диск прикреплен к вращающемуся валу. Вращающийся вал имеет по окружности прозрачные пазы. Когда вал вращается со скоростью, диск также вращается вместе с ним.

Сигнал от светодиода проходит через паз и фиксируется фотодиодом. Выходным сигналом будет логическая 1 или логический 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик.

В настоящее время есть огромное количество датчиков для различных целей и каждый год датчики становятся все совершеннее. Сейчас все больше становится программируемых датчиков, которые можно калибровать и программировать на различные виды измерений.

Обычно в комплекте с этими датчиками идет достаточно подробная инструкция со схемами подключения, способами настройки и программирования датчиков.

Обзор полезного набора датчиков для Arduino

legoteacher.ru

Датчики. Какие бывают датчики, их принцип работы и подключение

Для контроля режима работы нагревательного оборудования чаще всего используются термопары. Прочитав данную статью, вы получите общее представление об этих измерительных элементах, узнаете их принцип действия и особенности конструкции различных видов. В завершении приводится инструкция, следуя которой можно произвести самостоятельную замену термопары.

Учитывая рост популярности газового оборудования для автомобилей, имеет смысл поделиться информацией о датчиках уровня газа, установленных в системах ГБО. Автолюбителям будет полезно узнать принцип устройства этих сенсоров, а также ознакомиться с подробным описанием процесса подключения датчика уровня газа к системе ГБО.

В основу принципа действия многих систем управления заложено измерение температуры рабочей среды или окружающего воздуха. Для решения этой задачи широко применяются специальные датчики, получившие название «термометры сопротивления». Сейчас мы рассмотрим наиболее распространенные виды термодатчиков, их типовые конструкции и схемы включения. Также будет предоставлена информация по классам точности измерительных устройств и обслуживанию в процессе эксплуатации.

Для управления работой двигателя внутреннего сгорания инжекторного типа необходимо измерять объем воздушной смеси, поступающей в цилиндры. Для таких измерений в систему подачи воздуха устанавливаются специальные датчики-воздухомеры. В данной статье мы расскажем, принципе работы этих устройств, их видах и взаимозаменяемости. Также рассмотрены вопросы, связанные с проверкой работоспособности волюметров.

Несмотря на то, что механические контакторы постепенно вытесняются полупроводниковыми ключами, герконы все еще остаются востребованными. Узнав все особенности этих коммутационных устройств, будет несложно понять, в чем заключается их «незаменимость».

Учитывая, что датчиками Холла обрадовано большинство изделий советского, а впоследствии и российского автопрома, владельцам автотранспорта будет полезно узнать о конструкции и принципе действия этого устройства. Данная информация позволит получить представление о работе системы зажигания и даст возможность выявить причину неисправности ДХ.

О распространенности датчиков уровня можно и не упоминать, поскольку с этими устройствами мы постоянно сталкиваемся на протяжении всей жизни. Чтобы не показаться голословным, приведем в качестве примера механический датчик уровня воды в сливном бачке. Что касается электрооборудования, предназначенного для измерения уровня жидкостей в резервуарах, вся информация по этим устройствам приведена в статье.

Практически все современные климат системы имеют возможность регулировать влажность воздуха в помещении. Соответственно, для нормального функционирования этих систем необходимы специальные приборы – датчики влажности. В статье мы расскажем о типовых конструкциях этих устройств, кратко опишем принцип работы и расскажем он некоторых особенностях применения.

Если вовремя обнаружить протечку в ванной комнате или на кухне, то можно существенно минимизировать ущерб. Реализовать такую систему сигнализации можно использую соответствующий датчик. Прочитав статью, вы узнаете, как функционирует такое устройство, и ознакомитесь с примерами реализации сигнализации утечки воды. Приведенные принципиальные схемы могут быть легко собраны домашним мастером.

Принцип работы автоматических систем водоснабжения заключается в своевременном управлении насосным оборудованием. Определить необходимость запуска или отключения насоса можно при помощи датчика давления. Ознакомившись с нашей статьей можно получить представление о принципе работы такого устройства, а также узнать, как осуществляется настройка датчика давления.

Можно существенно сэкономить на электричестве оборудовав помещение датчиком присутствия, который будит отключать питание от источников света, если никого нет в комнате определенное время. Мы расскажем, какие типы датчиков можно использовать для этой цели и приведем несколько принципиальных схем с их использованием.

В системах безопасности и цепях управления освещением используются специальные датчики движения. Информация, собранная в статье поможет найти ответы на многие вопросы, связанные с этими сенсорами. В частности узнать, какие бывают виды датчиков, ознакомиться с принципом их работы и зоной действия, а также получить представление о способах настройки и подключении.

В некоторых технологических процессах важно определить степень деформации, сделать это можно при помощи тензодатчика. Несмотря на то, что такое устройство в быту практически не используется (за исключением электронных весов), информация о нем может быть полезна для общего развития. Прочитав статью, вы узнаете, как функционирует датчик, и получите представление о принципе определения степени деформации.

Материал данной статьи полностью посвящен индуктивным датчикам. Кратко описывается их принцип работы, варианты исполнения, а также сфера применения. Отдельно затрагивается тема касательно выбора устройства в зависимости от поставленной задачи.

В некоторых случаях установка проводных датчиков движения не представляется возможным. На это может быть множество причин, но основная из них — сложности с проведением сигнальной линии. Решить проблему можно используя беспроводные устройства. В статье мы рассмотрим, как реализован интерфейс передачи сигнала в таких устройствах, их конструктивные особенности и варианты подключения.

Тем, у кого имеется дача или частный дом со скважиной забора воды, мы рекомендуем ознакомиться с материалом данной статьи, посвященной поплавковым и герконовым датчикам уровня. С их помощью можно собрать простую схему управления глубинным насосом, отключающую или запускающую двигатель в зависимости от степени наполнения водой накопительной емкости.

Для управления освещением придомовой территории удобно использовать беспроводные датчики движения. О том, как работают такие устройства, вариантах исполнения и способах подключения, можно узнать, прочитав нашу статью. В завершении приводится инструкция по организации освещения при помощи беспроводных датчиков движения.

Практически во всех современных моделях авто зарубежного и отечественного автопрома устанавливаются датчики, контролирующие температуру в системе подачи воздуха к двигателю. Для автолюбителей мы специально подготовил материал, в котором описывается принцип работы и устройство таких датчиков. Отдельно рассказано, как произвести диагностику датчика температуры воздуха и, при необходимости, замену этого устройства.

Срабатывание датчика давления масла довольно неприятный момент, с которым сталкивались многие автолюбители. Что делать в этом случае, можно узнать из нашей статьи. Мы рассмотрим не только диагностику и ремонт, а и кратко опишем принцип действия датчика и его устройство.

Для управления системами отопления и климат контроля используются специальные устройства – терморегуляторы. Тем, кому интересно узнать о принципе действия этих приборов, рекомендуем прочитать нашу статью. Из нее вы узнаете, какие виды терморегуляторов получили наибольшее распространение и как осуществляется их подключение и настройка.

Можно без преувеличения сказать, что тепловые и дымовые датчики являются важными элементами систем пожарной сигнализации. Детально о различных видах пожарных сенсоров, вариантах их подключения и принципе работы, мы расскажем в данной публикации. В завершении статьи приводятся советы специалистов по установке извещателей.

Современные системы управления двигателем внутреннего сгорания контролируют множество показателей, в частности температуру охлаждающей жидкости. Для этой цели используется специальный датчик, установленный в системе охлаждения. О принципе работы этого сигнализатора, его обслуживании и замене, вы узнаете, прочитав нашу статью.

www.asutpp.ru

описание, виды, схема, как сделать своими руками

Охрана жилого или производственного помещения в современном мире — одна из главнейших задач. Датчик движения, либо же присутствия позволяет обнаруживать движущийся объект и включать свет. Это свойство не только позволяет оградить дом от грабителей, но и применяется в робототехнике, системах видеонаблюдения и контроля расхода электрической энергии.

Общее описание

Датчик присутствия в упрощенном виде представляет собой специальный волноискатель, который улавливает движения в помещении. Например, если человек попал в зону охвата, то есть в ту зону, на которую распространяется работа прибора, то он активирует систему. Она в свою очередь заставит заработать механизм — переключит его в иное состояние.

К примеру, если свет в помещении выключен, то движущийся объект заставит переключится механизм в активное состояние, то есть свет включится. Или же наоборот: если действий в определенно отведенное время движения в зоне охвата не присутствует, то сенсорная система перейдет в дезактивированный режим.

Сейчас датчики движения стали часто использовать в быту, а не только в офисах, производственных или правительственных зданиях для их охраны. Объясняется этот рядом плюсов:

• включение света автоматическим образом убережет от получения травмы, если в помещении наблюдается беспорядок;
• если в дом заберутся забраться грабители, то включение света, как, впрочем, и любая активность, отпугнет их.

Датчики выпускают проводными или беспроводными, меняется принцип их действия. Используется он не только для охраны, но и для открытия ворот, сигнализации и другого.

В отличии от датчика движения датчик присутствия основывается на принципе работы эффекта Доплера. Если заглянуть в физический справочник, то можно понять, что суть заключается в том, чтоб улавливать частоту и динамику распространения волны. Сенсор улавливает малейшее изменение и направляет ее в устройства программного контроля. Оно в свою очередь выполняет переключение, которое проявляется в виде включения света или звука. В датчики присутствия есть генератор и антенна, если сигнала нет, то приборы переходят в спящий режим, но мгновенно включаются при изменении.

Сферы применения

Оборудование применяется во многих областях, а не только для охранных систем. Универсальный прибор надежен и позволяет во многом сэкономить на других, ранее распространенных деталях, выполняющих аналогичные функции.

Жилые помещения

Основная сфера применения — система умный дом. Датчик присутствия позволяет оптимизировать расход электроэнергии. Когда она не нужна, то свет отключается.

Охранные системы

Охранный прибор убережет дом от взлома. Он мгновенно перейдет в активный режим, если появится активность, пусть даже минимальная.

Робототехника

Эта область не так распространена в бытовом плане. Но планируется постепенно внедрять в оборот роботизированную технику, которая будет работать на основе сверхчувствительного оборудования.

Разнообразные производственные процессы

Системы под контролером можно оптимизировать многие производственные процессы. Уже сейчас их можно встретить на административных и офисных сооружениях в крупных городах, на детских садиках и институтах, в гостиницах и спортивных площадках.

Системы видеонаблюдения

Позволяют включать и выключать свет, а также при использовании ночью снижают яркость, что экономит деньги.

Контроль расхода электрической энергии

Простейшие датчики, которые некоторые радиолюбители, которые даже изготавливают дома, способны контролировать расход энергии, то есть отключать ее, если в помещении никого нет.

Виды

Существует несколько классификаций приборов. При выборе и покупке следует обращать внимание на каждый из них, так как от этого зависит эффективность работы, многофункциональность и безопасность.

По принципу действия

Принцип действия — это способ регистрации изменений. Самые простые — звуковые, но для некоторых целей их мощности может быть недостаточно. Принцип их действия основан на то, что прибор срабатывает только в случае, когда объект издает звуки. Этот принцип заложен в простейшие выключатели, которые работают от хлопка. Понятно, что для охранной системы и робототехники такие вариант не подойдут. Вместо них используются более современные и удобные.

Ультразвуковой

Состоит из приемника и генератора сигналов. Функционирует на основе эффекта Доплера. То есть, когда происходит изменения частоты или длины волны, то на приемник поступает сигнал. Импортируется в устройстве сигнализаций и осветительных приборах.

Фотоэлектрический

Датчик фотоэлектрический работает за счет обнаружения неизменный интенсивности света. Это в свою очередь подкрепляется или воздействием предмета, или изменением формы, отражения, размера объекта. Есть современные фотоэлектрические приборы, способные считывать информацию вплоть до нескольких сот метров.

Емкостной

Емкостный предназначен непосредственно для получения и обработки излучений, но уже отраженных. Подходящий для охранной системы сигнализации, но может использоваться и в осветительных видах приборов.

Акустический

Срабатывают при обнаружении изменения длины звуковой волны. Включаются, если уровень шума превышает номинальный. Устанавливается норма самостоятельно пользователем.

Инфракрасный

ИК датчики популярны за счет эффективности и точности в сочетании с небольшой ценой. Этот механизм включаются при возникновении, смещении или устранении ИК волны на фотоэлементе.

Датчик нагрузки

Включается при достижении на определенную локацию нормативного веса. Например, устанавливается в прихожей входной двери. Человек заходит и свет включается автоматически.

Комбинированный

Плюс в том, что он снижает число ложных срабатываний и тем самым экономит ресурсы. Устанавливает две системы определения передвижения (сейчас могут быть любые, но обычно это акустика и инфракрасный или ИК и ультразвуковой). Свет появится только того, когда сигнал примут и обработают оба детектора.

По количеству блоков

Важная характеристика, которая определяет функционал устройства.

Однопозиционные

Одно позиционные варианты позволяют контролировать движения из одной точки. Это самый ненадежный вариант, но в ряду случаев его функционала достаточно.

Двухпозиционное

Вариант с двумя позициями показывает большую эффективность. Устройство контролирует происходящее из нескольких точек.

Многопозиционные

Наиболее универсальные. Походят для охранных систем, осуществляющих включение молниеносно.

По способу монтажа

По способу установки оборудование различается на встроенного типа и накладное. Первые фиксируются в стене или на поверхности при помощи специального отверстия. Накладные прибиваются при помощи дупелей. Уличные датчики важно закреплять максимально прочно.

По методу получения входящего

Метод получения сигнала — это разделение на инфракрасные, звуковые и другие виды. В зависимости от этой характеристики меняется параметр мощности. Современные устройства для дома рассчитаны на 1000-2000 Ватт.

По способу передачи исходящего сигнала

Исходящий сигнал определяет тип используемых ламп. Это могут быть лампы накаливания или галогенные, люминесцентные. Дальность реагирования, то есть передачи исходящего сигнала, для дома до 20 метров.

Как сделать своими руками

Простейший датчик делается своими руками. Но не всегда затраты по времени и цене деталей оправданы.

Емкостной

Схема основана на понимании работы излучения. Прибор состоит из:

• транзисторов;
• резисторов;
• пироэлектрического датчика;
• микросхемы;
• линзы Френеля.

Волны, которые выделяет объект, попадают на пиротехнический датчик. Он фиксирует их и передает на модуль управления. Тот формирует сигнал, который выдает необходимый функционал.

Тепловой

Самодельный датчик создан на основе пироэлектрического элемента. Он улавливает источник теплового излучения в зоне распространения и преобразует информацию в электрический сигнал. Обратите внимание, что устройство:

• ставят вдали от радиаторов и обогревателей;
• нельзя использовать в помещении с животными.

Прибор интегрируется в иные системы, например, осветительные или охранные.

Производители

Theben AG

Немецкая компания существует с 1921 года. Поставляет высококачественные датчики, которые вписываются в интерьер любого помещения. Занимается разработкой инновационных продуктов.

OMRON

Это крупная японская корпорация, извечный мировой производитель электроники. Компании равняются на этого лидера в производстве средств автоматизации.

PD 360/8 Basic

Современный датчик присутствия с полным охватом территории (360 градусов). Он монтируется легко на потолок и стал поистине универсальным.

ESYLUX

Фирма занимается прямыми поставками осветительного оборудования и датчиков. Специализируется на изготовлении универсальных и практичных приборов, которые будут удобны любому россиянину вне зависимости от его финансового состояния.

Способы практического применения

Часть датчиков интегрируются в охранные и осветительные системы, другая работает самостоятельно. Использование прибора позволяет оптимизировать производственный процесс и контролировать расход ресурсов. С их помощью осуществляется диммирование — при ненужности яркого освежения они снижают яркость света. Оптимально в комплексе с датчиком объема.

Особенности подключения и настройки

Подключение ведется в зависимости от типа интегрируемой системы и особенностей эксплуатации. Монтаж бывает проходной (контроль за происходящим происходит из двух и более независимых точек) или непроходной (из одной точки наблюдения).

prodatchik.ru

принцип действия и способы подключения :: SYL.ru

Датчик движения для включения света — устройство, способное обнаруживать перемещения человека или других живых объектов и, соответственно, управлять освещением.

С помощью специальных датчиков (тепловых, звуковых и т. д.) он фиксирует изменения в пространстве и включает, выключает или регулирует степень освещения. Датчик присутствия для включения света, реагирующий на тепло, может зимой даже не «заметить» человека, идущего мимо, если последний очень тепло одет. Тем не менее он с легкостью зафиксирует любое живое существо в теплое время года.

Как это работает?

Принцип работы, который имеет датчик движения для включения света, заключается в использовании сенсора (пироэлектрического устройства). Он функционирует очень точно за счет повышения напряжения на выходе, при условии увеличения уровня ИК-излучения по сравнению с общим фоном. Свет включается с помощью внутреннего реле датчика.

Вне зависимости от типа устройства, выходные сигналы, которые получает датчик присутствия для включения света, в зависимости от необходимости поступают прямо на контроллер, выдающий сигналы управления на контрольный пункт:

• сигнализацию;
• реле для включения света;
• вентиляционную систему;
• систему кондиционирования помещения.

Это помогает «умному дому» быть крайне полезным для хозяев.

Например, пока вы открываете дверь, дом уже начал проветривать комнату, заполняя ее свежим воздухом. Либо же, наоборот, начинает проветривание или охлаждение, когда в помещении нет никого.

Виды датчиков движения

На современном рынке можно встретить множество устройств, которые так или иначе определяют присутствие кого-то в доме или на улице. Общее понятие «датчик движения для включения света» можно разделить на 4 типа, в зависимости от основного сенсорного элемента:

• ИК датчик для включения света (инфракрасный).
• УЗ датчик (ультразвуковой).
• СВЧ датчики (микроволновые).
• Комбинированные.

Кроме того, существует датчик звука для включения света и хлопковый датчик.

Каждый из них устанавливается в определенном месте и наиболее хорошо выполняет свои функции при правильной, рациональной установке.

ИК датчик

Инфракрасный датчик освещенности для включения света обнаруживает изменения теплового излучения живых существ или других объектов (например, автомобиля) с помощью нескольких линз, которые являются индикаторами.

Преимущества:

• Повышенная точность.
• Широкий температурный диапазон использования.
• Безвреден для домашних животных.

Недостатки:

• Излишняя чувствительность к бытовым приборам (батареи, кондиционеры).
• Реакция на солнечный свет.
• Отсутствие фиксации объектов, покрытых непропускающими излучение материалами.

Назначение инфракрасного датчика движения

Основные задачи инфракрасных датчиков — это:

• Экономия электроэнергии. Свет будет гореть только в том случае, если это на самом деле нужно.
• Эффект присутствия. При установке датчика на улице перед воротами на участке, в подъезде, на окнах нижних этажей во время его срабатывания появляется чувство, будто кто-то есть дома. Это, с одной стороны, вызывает ощущение комфорта, а с другой, отпугивает грабителей и бандитов.

Несмотря на всю его полезность, случается так, что людям этот датчик освещенности для включения света действует на нервы. Его способность успокаивать и заботиться о невыключенном освещении нравится далеко не всем.

Часто можно услышать: «Что он там щелкает?», «Мне что теперь все время нужно двигаться, чтоб свет был включен?», «А если я не хочу, чтоб он был включен?»

Ответ на все эти вопросы один, и он достаточно прост: при установке датчика необходимо лишь применить несколько дополнительных выключателей, которые идеально подойдут под требования жильцов и создадут возможность комфортной эксплуатации системы.

Сама схема подключения датчика для включения света будет описана немного ниже в этой статье.

УЗ датчики

Измерение окружающего пространства с помощью звуковых волн — прерогатива ультразвуковых датчиков. Они генерируют звуковые волны, которые при любом движении отражаются от объектов. Частота этих отражений непрерывно измеряется, и получается своеобразный эхолот. Сигнал поступает на приемник датчика и отдает команду по включению или отключению освещения.

Такие датчики чаще всего используют в автопроме для создания систем парктроник.

Преимущества:

• Возможность установки на больших площадях.
• Нечувствительность к погодным условиям.
• Устойчивость к загрязнениям и пыли.
• Сопоставимость с разными материалами корпуса.
• Максимально широкий температурный диапазон для работы.

Недостатки:

• Чувствительность домашних животных к ультразвуку.
• При длительном использовании может вызывать головную боль.

Микроволновые датчики

СВЧ датчик темноты для включения света работает за счет излучения высокочастотных электромагнитных волн, которые при попадании на объект отражаются, и качество этих отражений фиксируется сенсором. Любые изменения в сигнале запускают программу, установленную владельцем.

Преимущества:

• Возможность обнаружения объектов за преградами.
• Устойчивость к агрессивной окружающей среде.

Недостатки:

• Не безопасен для организма человека.

Можно устанавливать только там, где проходимость людей минимальная.

Комбинированные датчики

Комбинированные датчики освещенности для включения света подразумевают симбиоз сразу нескольких технологий обнаружения объектов.

Достоинства:

• Возможность наиболее точной работы.
• Полный контроль необходимой для наблюдения зоны.
• Широкие возможности индивидуальных настроек.

Недостатки:

• Установку может произвести только специалист.
• При выходе из строя одной из систем потребуется полная переналадка.

Хлопковые датчики

Многие видели такое устройство в фильмах, но не всем посчастливилось испытать его лично. Как это здорово: вот легли вы спать, а свет выключить забыли. Теплая постель не хочет отпускать. Решение — хлопок, и свет погашен. Срочно нужно включить свет? Хлоп — и комната снова освещается.

Дистанционная регулировка света, бесспорно, очень удобна. Но не стоит путать хлопковый выключатель и акустический (о нем речь пойдет ниже).

Такое устройство работает иначе, нежели датчик освещенности для включения света.

С его помощью можно регулировать не только освещение, но и:

• вентиляцию;
• трансформаторы;
• любое электрооборудование.

Важно! Обязательно соблюдайте требования к ограничениям по мощности нагрузки.

Алгоритм действий:

• Первый хлопок — включение напряжения.
• Второй хлопок — отключение.

Очень просто, согласитесь.

Рекомендации

Хлопковый сенсор — это своеобразный датчик шума для включения света. А значит, его установка целесообразна только в тех помещениях, где стационарный уровень шума не слишком высок. И уж тем более не там, где планируется праздник. Аплодисменты гостей могут устроить настоящую дискотечную светомузыку.

Идеальное помещение:

• подсобка;
• подвал;
• кладовка;
• спальня;
• детская комната.

Где не стоит устанавливать хлопковый датчик:

• многолюдные помещения;
• офисы;
• производственные комнаты;
• мастерские и т. д.

Крайне рекомендуется устанавливать подобное оборудование в детской комнате. Это не только удобно, но и обеспечивает дополнительную безопасность вашему ребенку. Обычные выключатели находятся достаточно высоко, и детям приходится либо залезать наверх, либо просить помощи у родителей. Частота падений со стула в такой ситуации впечатляет, и травматизм очень высок. Хлопок — хорошая альтернатива.

Полезно это и для людей с ограниченными возможностями.

Акустические датчики

Отличие этого типа выключателя от предыдущего незначительно, но есть. Акустический датчик реагирует абсолютно на любой звук, превышающий заданный порог в децибелах. Его установка целесообразна в подъездах с целью экономия электроэнергии.

Как только хлопает дверь, раздаются шаги, свет включается, и его выключение происходит через несколько секунд после того, как все затихло. Важное отличие: хлопковый реагирует только на хлопки!

Параметры датчиков движения

Разумеется, каждый датчик автоматического включения света имеет свои параметры, но в целом есть определенные стандарты характеристик:

• Напряжение — 220-240 В и 50 Гц.
• Таймер задержки (время включения) — 2-8 секунд.
• Время подачи напряжения — устанавливается с помощью регулятора.
• Чувствительность к свету — 2-1000 Люкс. Устанавливается на переключателе. Минимальное количество режимов — 2 на простейших моделях. Чтобы было понятнее: 100 Люкс означает, что датчик будет работать только в темное время суток. На максимальных настройках возможности работы датчика не ограничены по степени освещенности.
• Дистанция обзора — до 15 метров. При комбинировании разных типов датчиков этот параметр может быть увеличен.
• Скорость срабатывания — 0,5-1,5 миллисекунд. В случае если объект движется медленно, а его температура (одежда) сливается с общим тепловым фоном, сенсоры не срабатывают. Слишком быстрое движение также вызывает затруднения с обнаружением.
• Максимальный ток — может быть разным, в зависимости от области, в которой будет применяться датчик, от необходимого минимума до 1500 Вт. Мощность нагрузки определяет электромагнитное реле.
• Угол обзора — 360 градусов для потолочных датчиков. Для настенных — от 100 (для угловых) до 180 (для прямой стены). Высота становится решающим фактором в возможностях обзора: чем выше, тем больше.

Схемы ИК датчиков

Датчик объема для включения света устанавливается не так сложно, как может показаться на первый взгляд. Достаточно минимальных знаний в электромеханике.

Для примера используем китайский датчик LX-01 и подключим его к обычной лампе накаливания.

Схема подключения датчика включения света (алгоритм действий):

• Выберите модель датчика, которая вам нравится.
• Определите помещение для установки.
• Учитывайте планировку помещения (окна, двери, схемы передвижения людей, высокая мебель).

Важно! Если в помещении нет окон, то это преимущество, ведь датчик не придется дополнительно настраивать на степени освещенности — в комнате всегда темно. Если в комнате есть двери на каждой стене — датчик выбранного типа придется закрепить в углу, так как он имеет угол обзора 120 градусов.

• Изучите схему подключения к сети, которая всегда прилагается к инструкции.
• Не подключайте датчик иначе, не путайте провода, иначе при включении вы услышите хлопок, и устройство навсегда будет испорчено.
• По необходимости добавьте в схему контрольный выключатель, чтобы была возможность регулировать освещение вручную.
• Прозвоните все провода, прежде чем подключить устройство к сети с помощью тестера.
• Провод, выходящий от выключателя к лампе, соедините с красным контактом датчика.
• Провод по другую сторону от выключателя — к коричневому контакту.
• К голубому контакту — провод, подходящий к осветительному прибору не со стороны лампочки.

Готово!

Заключение и советы

Важно! Обязательно соблюдайте все меры безопасности при работе с электричеством:

• Наденьте плотные резиновые перчатки.
• Отключите электроэнергию в квартире.
• По завершении работ заизолируйте оголенные провода.

Осталось только повесить датчик на стену и проверить его работоспособность! Для этого выходите из комнаты и закройте за собой двери.

Зайдите в помещение. В первый раз датчик движения для включения света иногда срабатывает с задержкой. Это не страшно, у вас будет возможность отрегулировать параметры позже с помощью контроллера.

Если вы устанавливали хлопковый или акустический датчик — произведите соответствующий звук. Приятного использования!

www.syl.ru

виды, модели, подключение, критерии выбора

Одной из основных составляющих современных систем безопасности объектов выступают датчики объема для сигнализации. Сенсоры, применяемые для обнаружения на охраняемых объектах посторонних лиц, имеют разную конструкцию и принцип работы, именно поэтому важно учитывать эти технические особенности при подборе оборудования. Вместе с тем, эту группу приборов объединяет одно – они применяются для обеспечения контроля помещений.

Описание и назначение

Охранные системы сигнализации, применяемые в помещениях, могут иметь как специализированное назначение, так и строится на принципе многопланового обнаружения несанкционированного доступа. В построении таких систем используются:

1. Датчики вскрытия.
2. Датчики разбития окон.
3. Объемные датчики.

Первая группа ориентирована на установку в дверных и оконных конструкциях и призвана обеспечить охрану периметра помещения. Вторая обеспечивает охрану только оконных проемов и срабатывает при нарушении целостности оконных стекол. Объемные датчики дают возможность контролировать весь внутренний объем помещения, подавая сигнал при обнаружении в охраняемой зоне посторонних объектов или людей.

Сенсоры объема в отличие от герконов и контактных выключателей обладают большим спектром рабочих функций и возможностей регулировок. При установке они могут использоваться не только как часть охранной сигнализации, но и выступать в качестве элементов системы «умного дома» обеспечивающих включение освещения, контроля влажности воздуха, пожарной сигнализации.

Разновидности по принципу работы

Построение системы сигнализации с использованием датчиков объема прежде всего основано на принципе работы сенсора. В основе работы устройства стоит тот или иной закон физики или химии. От этого зависит размеры устройства, его назначение, технические данные.

Акустические

Улавливание колебания звуковых волн, распространяемых в помещении при движении, работе бытовых приборов или звуках речи людей положено в основу работы акустических датчиков. Как и другие виды волн акустическая волна обладает такими характеристиками:

• частота колебаний;
• фаза колебаний;
• амплитуда;

Каждая из этих характеристик показывает насколько изменяется скорость распространения волны в пространстве или по поверхности предметов. Сам же сенсор, настроенный на определенный интервал частот, срабатывает, когда звук достигает заданного параметра. Пример наиболее часто используемого акустического датчика объема – устройство включения освещения, срабатывающее при хлопке в ладоши.

Микроволновые

Микроволновые устройства контроля объема сочетают в себе сразу два устройства – генератор и приемник. Принцип работы этого вида оборудования основывается на различии высокочастотных колебаний электромагнитных волн при отражении от поверхности предметов в помещении. Генератор устройства генерирует электромагнитные волны высокой частоты.

Распространяясь в замкнутом пространстве помещения, они отражаются от поверхностей предметов и принимаются приемником устройства. При движении в комнате или других изменениях, например, резком повышении влажности или температуры, приемник быстро регистрирует изменения в характеристиках электромагнитных волн. Эти изменения и приводят к срабатыванию сенсора.

Положительной стороной этого вида оборудования выступает высокая точность показаний и чувствительность в работе. А вот к отрицательным сторонам можно отнести большое количество срабатываний, обусловленных сторонними факторами, например, работой электрооборудования или электромагнитными помехами.

Тепловые

Фиксация изменения температурного режима внутри объекта положена в основу работы тепловых датчиков. Во многом работа таких устройств схожа с работой инфракрасных датчиков, однако разница заключается в том, что инфракрасные реагируют на появление источника тепла. В отличие от инфракрасных, тепловые устройства регистрируют изменение температуры выше заданного показателя.

Классический пример теплового датчика – пожарный сигнализатор, включающий сигнал тревоги, когда из-за пожара в помещении резко повышается температура. Тепловые устройства самые простые – основным элементом в них выступают металлические пластины, которые меняют форму при нагревании, и таким образом размыкают контакты электросети сигнализации.

Инфракрасные

Для этого вида оборудования, наиболее часто используемого в охранных системах характерна высокая точность и надежность в работе. Принцип работы датчика основан на улавливании в пространстве теплового излучения исходящего от тела человека. Тепло человеческого тела имеет температуру отличную от температуры предметов обстановки в помещении, а это значит, что, попав в зону действия инфракрасного датчика, он не сможет остаться незамеченным.

Современные инфракрасные устройства имеют несколько зональных датчиков в одном корпусе. Это значит, что при перемещении по комнате объект будет фиксироваться поочередно несколькими детекторами, и таким образом будет постоянно в поле зрения устройства.

Впрочем, инфракрасные приборы имеют и ряд недостатков которые необходимо учитывать при выборе места установки устройств:

• Точность работы зависит от правильности расположения;
• Работа приборов отопления часто приводит к ложным срабатываниям сенсора;
• Срабатывание неправильно настроенного прибора часто происходит и на домашних животных.
• Устройства чувствительны к загрязнению линзы сенсора – это может искажать показатели работы устройства.

Виды по зоне обнаружения

Зачастую в системах сигнализации внутри здания применяются различные типы устройств, отличающиеся по характеристикам контролируемых зон. Для небольших помещений часто требуется контроль всего объема помещения. В коридорах устанавливаются сенсоры имеющих большую дальность действия, а для контроля больших помещений зачастую достаточно установить оборудования возле основных выходов. Эти особенности и легли в основу классификации датчиков по зоне обнаружения объектов:

• Объемные;
• Коридорные;
• Шторки.

Объемные

Устройства основным назначением которых выступает контроль всего объема помещения является большой угол рабочей зоны сенсора. Перемещение человека или животного фиксируется прибором как в горизонтальной, так и в вертикальной проекции, при этом угол обзора составляет от 240 до 360 градусов. Большинство устройств способно обнаружить движение во фронтальной плоскости так и перпендикулярной. Оптимальным вариантом установки такого оборудования выступает потолочный вариант.

Коридорные

Коридорные сенсоры в отличие от объемных, имеют узконаправленные зоны действия. Оптимальными параметрами для этих сенсоров выступают следующие показатели:

• Горизонтальный угол 15-45 градусов;
• Вертикальный угол обзора до 60 градусов.

Такие характеристики позволяют обеспечить высокую эффективность в длинных коридорах или проходах на всю их длину.

Шторки

Модели устройств типа «шторки» позволяют обеспечить контроль на отдельном участке периметра. Датчики имеют узконаправленную полосу захвата. Это позволяет надежно фиксировать все пересечения условного рубежа охраны даже самыми маленькими объектами.

Типы

Пассивные

Устройства, использующие для обнаружения демаскирующие свойства объекта, такие как издаваемые и звуки или тепловое излучение тело человека относятся к пассивным типам датчиков. Пассивные сенсоры реагируют на изменения положения объекта в пространстве, фиксируют его передвижение и могут отследить направление движения. Но при этом они не реагируют на большинство видов помех, связанных с электромагнитными волнами. Они более просты и надежны в эксплуатации.

Активные

Принципиальное отличие активного датчика от пассивного заключается в том, что обнаружение нарушителя обеспечивается работой двух устройств – генератора и приемника, что существенно повышает вероятность обнаружения нарушителя. В составе активного сенсора находится генератор, который излучает электромагнитные волны и распространяет их в пространстве помещения. Отраженные волны попадают на приемное устройство и таким образом фиксируют положения предметов.

Сформированный, таким образом, фон позволяет выделить перемещающиеся в пространстве предметы. Именно излучение электромагнитных волн и прием их отражения приемником вне зависимости от типа и вида излучения объекта нарушителя и является основным характеризующим параметром активных датчиков.

Недостатком ультразвуковых охранных активных устройств выступает условие их установки в помещениях, где нет людей.

Обзор популярных моделей

Эхо -5

Охранный сенсор, применяемый как в централизованных системах безопасности, так и в локальных системах сигнализации. Ультразвуковой прибор обнаружения движения нарушителя в охраняемой зоне.

Особенности и характеристики:

• Системный контроль внешнего воздействия перекрытия излучения;
• Автоматическая система проверка работоспособности;
• Регулировка уровня чувствительности при настройке;
• Максимальный объем гарантированной зоны контроля – 250 м2;
• Дальность действия — 10 метров;
• Скорость движения объекта для срабатывания прибора – 0,3-2 м\с;
• Степень защиты ІР 30;
• Размеры 150х45х25 мм;
• Масса – 75 гр;

Аргус -3

Радиоволновой объемный извещатель. Предназначен для работы в отапливаемых и неотапливаемых помещениях в составе централизованных и локальных систем безопасности. Отличается высокой надежностью и достоверностью обнаружения нарушения охраняемой зоны. Допускается применение с однотипными приборами в одном помещении.

Особенности и технические характеристики:

• Минимальная дальность действия – 2-3 м;
• Температурный режим эксплуатации — -30 +50 градусов Цельсия;
• Гарантированная площадь обнаружения – 20 м2;
• Масса – 100 гр.

PYRONIX COLT QUAD P1

Пассивный инфракрасный датчик. Применяемый для установки в системах централизованных и локальных систем безопасности. Особенность конструкции заключается в возможности использования в закрытых помещениях с принудительной вентиляцией. Допускается маскировка материалами, не препятствующими распространению радиоволн – тканью, деревянными решетками. Прибор обладает высокой степенью защиты от естественных и искусственных помех. Не реагирует на животных с массой тела до 27 кг.

Особенности и характеристики прибора:

• Зона обнаружения нарушителя – 10 м с углом обзора по горизонтали 90 градусов;
• Тип корпуса – герметичный;
• Корпус защищен от статического напряжения;
• Температура внешней среды от -30 до +70 градусов Цельсия;
• Размеры – 75х52х44;

Особенности установки и подключения

Для каждого устройства фирма производитель в инструкции по эксплуатации обязательно указывает критически важные моменты установки и подключения прибора.

Стандартными для внутренних сенсоров выступают следующие варианты установки:

• потолочный вариант;
• купольный вариант установки;
• монтаж в углу помещения;

При выборе места монтажа учитываются:

• технические характеристики датчика;
• фронтальный и горизонтальный углы рабочей зоны сенсора;
• линейные размеры помещения, размещение дверных и оконных проемов;
• факторы, влияющие на работу прибора – угол возвышения над поверхностью, запыленность и загазованность помещения, температурный режим;
• специфика объекта охраны – открытая или скрытая установка приборов;
• защищенность точки установки от сторонних воздействий.

Кроме того, обязательно при установке нужно рассчитать трассу прокладки кабельных линий, место установки модуля беспроводной связи и источника питания для сенсора.

Критерии выбора

Атмосферостойкость

Согласно требованиям безопасности, корпус должен обеспечивать защиту электронных компонентов от попадания пыли и твердых частиц не менее 4 уровня защиты. Защита от проникновения влаги рассчитывается на менее чем 6 уровня.

Для домашнего использования достаточно иметь приборы отвечающие степени защиты IP44 и IP54 что обеспечивает защиту от пыли и брызг воды.

Реакция на внешние факторы

Активные извещатели должны иметь защиту от электромагнитного излучения, для пассивных критерием надежности выступает фактор защита относительно реакции на домашних животных.

Назначение

Для внутренних производственных и складских помещений применимы все типы устройств, для помещений в которых может находиться персонал исключение составляют ультразвуковые сенсоры.

Внешний вид

Приборы подбираются для открытого или скрытого монтажа. Открытое размещение должно обеспечивать эстетический внешний вид, а при скрытом монтаже компактность корпуса и подвода кабельных линий.

Объемные датчики B.E.G

Объемные датчики B.E.G одни из немногих приборов для сигнализации выпускаемые в России на оригинальном оборудовании немецкой фирмы под жестким контролем качества. Выпускаемая продукция полностью соответствует стандартам B.E.G.

Другие области применения

Объемные датчики находят свое применение не только в охранных системах, но и в технологических линиях, контрольных системах, применяются для обеспечения безопасности в логистических операциях при складировании продукции.

Правила эксплуатации

При подключении устройств обязательно соблюдать полярность. Расположение датчиков в доме или квартире не должно быть в зоне доступа детей и животных. При подключении к пульту управления необходимо обязательно соблюдать совместимость аппаратуры. При установке в неотапливаемых помещениях и помещениях с повышенной влажностью применять устройства с соответствующей степенью защиты.

prodatchik.ru

виды, принцип работы, схема подключения, как проверить

Работа на промышленных предприятиях требует внедрения автоматической системы управления. С этой целью применяется разное оборудование, способное обеспечить бесперебойное функционирование производственных машин. Для контроля металлических объектов не редко используют бесконтактные индуктивные датчики, обладающие как положительными, так и отрицательными качествами. Но главное, что они отличаются небольшими размерами и прекрасно выполняют возложенные функции, поэтому пользуются популярностью и у производителей бытовой и даже медицинской техники.

Общее описание и назначение

Индуктивным датчиком принято называть устройство, способное преобразовывать механические перемещений контролируемых объектов в электрический сигнал. Представляет собой одну или несколько катушек индуктивности, объединенных с магнитопроводом и подвижным якорем, который регистрирует измерения линейного или углового размера и, перемещаясь, влияет на показатель индуктивности, изменяя ее в одну или другую сторону. Благодаря такой особенности, бесконтактные датчики активно используются в качестве элементов контроля положения металлических объектов.

Виды

По схеме построения индукционные датчики принято разделять только на 2 отдельных вида: одинарные и дифференцированные.

Одинарные

Устройства только с одним магнитопроводом. Такая схема обычно применяется при разработке бесконтактных выключателей.

Дифференциальные

Отличаются наличием сразу 2-ух магнитопроводов, каждый из которых специально сделанных в виде «ш». Это позволяет взаимокомпенсировать воздействие, оказываемое на сердечник, повышая таким образом точность производимых измерений. По сути, схема представляет из себя систему из 2-ух датчиков, соединенных общим якорем.

Устройство и схема

Индукционный датчик, как и любое электронное устройство, состоит из связанных друг с другом узлов, обеспечивающих бесперебойность его работы. В качестве основных элементов аппарата можно выделить следующее.

Генератор

Ключевой задачей генератора является создание магнитного поля, на основе которого, в частности, строится принцип действия индукционного датчика, а также образуются зоны активности с объектом.

Триггер Шмидта

Триггер Шмидта представляет собой отдельный элемент, основным назначением которого считается обеспечение гистерезиса в процессе переключения устройства.

Усилитель

Усилительное устройство используется в качестве элемента, способного повышать значение амплитуды импульса, что позволяет сигналу быстрее достигать необходимого параметра.

Специальный индикатор

Диодный индикатор, свидетельствующий о фактическом состоянии контроллера. Кроме того, светодиод используется для обеспечения достаточного контроля функционирования индукционного датчика, а также, чтобы обеспечить достаточную оперативность в процессе настройки.

Компаунд

Компаунд предназначается для защиты устройства, поскольку может предотвратить попадание жидкости, в частности воды, внутрь корпуса индукционного датчика, а также снижает риск загрязнения оборудования, так как пыль может спровоцировать его поломку.

Принцип работы

Принцип действия основывается на изменениях амплитудного значения колебаний генераторного узла при попадании в активную зону устройства объекта определенных размеров. В процессе подачи электропитания на концевик оборудования в районе его чувствительной части формируется изменяющееся магнитное поле. Оно наводит в находящемся в рабочей зоне датчика материале вихревые токи, ведущие к изменению амплитуды электромагнитных колебаний.

В результате начнет вырабатываться выходной сигнал, который в процессе может изменяться в зависимости от фактического расстояния между устройством и объектом контроля.

Параметры

Чтобы контролировать функциональность индукционного датчика, а также определять уровень его сигналов, надо разбираться в параметрах устройства.

Напряжение питания

Представляет собой диапазон допустимого напряжения, в рамках которого устройство работает корректно.

Минимальный ток переключения

Это минимально возможное значение электрического тока, которое обязательно должно поступать к датчику для обеспечения его работы.

Рабочие расстояния

Это максимально допустимое расстояние от устройства до железного квадрата миллиметровой толщины. При этом данное значение уменьшается, если используется другой материал.

Частота переключения

Это максимально возможное количество переключений, которые можно сделать в течение одной секунды.

Способ подключения

Вариант подключения любого бесконтактного датчика зависит от примененной в процессе его производства схемы построения.

Трехпроводные

Трехпроводные имеют 3 проводника, 2 из которых предназначаются для обеспечения устройства питанием, а третий применяется для подключения к нагрузке. Она, в зависимости от использованной при разработке структуры, может подсоединяться к аноду либо катоду источника напряжения электрического тока.

Четырехпроводные

Четырехпроводные индукционные датчики отличаются наличием четырех проводников: 2 провода идут на питание, а другие 2 — на загрузку.

Двухпроводные

Двухпроводные устройства подключаются прямо в нагрузочную цепь. Это самый элементарный вариант, но и он обладает отдельными особенностями. Данный способ для нагрузки требует номинальное сопротивление, если же его значение окажется больше или меньше, тогда индукционный датчик не сможет корректно работать.

Внимание! При подключении устройства к источнику постоянного тока следует помнить о полярности выводов.

Пятипроводные

Пятипроводной отличается от четырехпроводного только наличием пятого проводника, который позволяет выбирать режим работы устройства.

Цветовая маркировка

Все электротехническое оборудование, в том числе проводники, обязательно имеет цветовую маркировку. Ее принято наносить для удобства последующих монтажных работ и дальнейшего обслуживания. Это правило должно соблюдаться и в случае с индукционными датчиками. Их выходные проводники маркируются следующими цветами:

• минус обычно указывается синим;
• плюс — красным;
• выход — черным;
• белый — дополнительный выход или же вход управления, что определяется типом используемого датчика.

Погрешности

Погрешности в процессе преобразования диагностических значений оказывают влияние на способности индукционных датчиков выдавать достоверную информацию. К основным из них можно отнести следующие.

Электромагнитная

Данную погрешность принято учитывать только в качестве случайной величины. Как правило, она возникает в ходе индуцирования ЭДС в индукционной катушке в результате внешнего воздействия сторонними магнитными полями. Это происходит в процессе производства из-за силовых электроустройств. Они образуют магнитные поля, что впоследствии и формирует электромагнитную погрешность.

От температуры

Эта погрешность тоже выступает в качестве случайного значения, поскольку работа большого числа элементов индукционного датчика напрямую зависит от температурных показателей, поэтому это ключевая величина, которая даже учитывается в процессе проектировки подобного оборудования.

Магнитной упругости

Обычно такая погрешность может проявляться как следствие нестабильности деформации магнитопровода устройства в процессе сборки самого датчика, а также при деформационных изменениях во время работы. Кроме того, оказываемое нестабильным электронапряжением воздействие на магнитопровод оборудования вызывает снижение качества передаваемого сигнала на выходе.

Деформация элементов

Данная погрешность, как правило, проявляется в результате воздействия измеряющей силы на значение деформации частей индукционного датчика, а также под влиянием усилий, оказываемых на нестабильные деформирующие процессы. Кроме того, не меньшее влияние на нее могут оказывать люфты и зазоры, образовавшиеся в подвижных элементах конструкции устройства.

Кабеля

Такая погрешность обычно проявляется от непостоянного значения сопротивления, в случае деформации самого провода и под влиянием температуры. Также подобным образом может сказаться наводка внешними полями ЭДС в кабеле.

Старение

Данная погрешность может проявляться при износе движущихся элементов самого устройства, а также в случае постоянно изменяющихся магнитных свойств используемого магнитопровода. Ее принято считать, строго говоря, случайным значением. В процессе определения данной погрешности учитывают кинематику конструкции индукционного датчика, а во время проектирования подобного оборудования максимальный эксплуатационный срок рекомендуется определять только при работе в обычном режиме, чтобы при этом износ не успел превысить установленного значения.

Технологии

Погрешности технологии проявляются в случае отклонений от технического процесса производства, при явном разбросе технических параметров катушек и остальных элементов во время сборки, влиянии допущенных зазоров при соединении устройства. Для ее измерения принято использовать механическое измерительное оборудование.

Сферы использования

Возможная область применения индукционных датчиков настолько велика, что позволяет использовать их не только в быту и автомобилестроении, но и в промышленности с робототехникой, а также медицине.

Медицинские аппараты

Индуктивные датчики широко используются при производстве медицинского оборудования, поскольку магнитные свойства устройства позволяют регистрировать легочную вентиляцию, параметры вибрации, а также снимать баллистокардиограммы.

Бытовая техника

В бытовом плане датчики могут выступать в качестве приспособления контроля водоснабжения, уровня освещения и положения двери (закрыта или открыта), поэтому используются при производстве, к примеру, стиральных машин и другой бытовой техники. Кроме того, устройства применяются в процессе создания элементов «умного дома».

Автомобильная промышленность

Используется индукционный датчик и в автостроении, выступая в роли контроллера, определяющего положение коленчатого вала. При приближении металлического объекта, в данном случае, зуба шестерни, к устройству, генерируемое встроенным постоянным магнитом магнитное поле увеличивается, что приводит к наведению в катушке переменного напряжения.

Внимание! Некоторые производители для повышения эффективности стараются изменить конструкцию индукционного датчика, к примеру, используя внешние магниты для его активации.

Робототехническое оборудование

В случае с робототехникой, индуктивным датчикам нашли применение в производстве беспилотных аппаратов и промышленных роботов для повышения их чувствительности к препятствиям и способности распознавать объекты, а также устройствах, для которых важна самобалансировка.

Промышленная техника регулирования и измерения

Широко используются в работе систем транспортеров, упаковочных аппаратов и сборочных линий, а еще в составе всех видов станкового оборудования и запорной арматуры. Также индуктивные датчики помогают контролировать мелкие и крупные элементы промышленной техники (зубцы шестеренок, стальные флажки, штампы), объекты производства (металлические изделия, листы металла, крышки) и т.п. Кроме того, при их подключении к импульсным счетчикам можно в результате получить элементарное, но крайне эффективное считывающее устройство.

Индукционные датчики следующего поколения

Благодаря новым разработкам в этой области, были созданы усовершенствованные модели индукционных датчиков следующего поколения. Принцип работы остался прежним, однако подверглась тщательной переработке конструкция устройства. В результате датчики теперь оснащаются тонкими платами, распечатанными на 3D-принтерах, и современной цифровой электроникой. Кроме того, их производят на гибких подложках, что избавляет от необходимости использования традиционных кабелей и разъемов. Так что пользоваться устройствами можно даже в тяжелых погодных условиях.

К преимуществам новых разработок можно отнести следующее:

• снижение стоимости и веса, более компактные размеры;
• возможность выбора практически любых форм-факторов;
• повышение точности реагирования на металлические объекты;
• возможность проведения замеров, связанных со сложной геометрией, в двух или трех измерениях;
• упрощение конструкции;
• возможность устанавливать несколько индукционных датчиков близко друг к другу из-за высокой электромагнитной совместимости.

Все это позволило увеличить эффективность и доступность устройства, а также расширить сферу его применения.

prodatchik.ru

Датчики современных смартфонов — android.mobile-review.com

26 сентября 2019

Владимир Нимин

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Продолжаем разбираться в устройстве смартфона. В прошлый раз смотрели экраны, а сегодня поговорим про датчики.

Акселерометр, также называют G-сенсор. Официальное определение гласит, что это устройство, измеряющее проекцию кажущегося ускорения. А если простым языком, то акселерометр помогает смартфону определить положение в пространстве, а также расстояние перемещения. Основные функции акселерометра:

• Автоповорот ориентации экрана;
• Также акселерометр можно настроить так, чтоб он реагировал на жесты и действия. Например, потрясти смартфон или перевернуть экраном вниз, чтоб заглушить вызов;
• Ещё акселерометр помогает считать шаги и помогает ориентироваться на картах (Google Maps и прочих)

Акселерометр – это громоздкое устройство, внутри которого находится инертная масса, реагирующая на все перемещения. Такой вариант для смартфона не подходил, поэтому придумали чип, имеющий кристаллическую структуру, пьезоэлектрический элемент и сенсор ёмкостного сопротивления. Когда смартфон перемещается/вращается, то пьезоэлектрический элемент выдаёт разряды, а сенсор их интерпретирует, таким образом определяя положение и скорость.

Акселерометр – базовый датчик, который есть в любом, даже самом дешевом, смартфоне. Хотя это на удивление технически сложный продукт. В смартфонах акселерометр понимает движения по 3 осям. Третья нужна для 3D позиционирования. К слову, акселерометр есть и во всех современных автомобилях, но там он обычно двухосевой (ибо автомобиль не крутится в воздухе). 

Не все акселерометры одинаковые. Их делают из разных материалов. Соответственно, некоторые более чувствительные, некоторые менее.

Гироскоп – это один самых классных датчиков, о полезности которого для смартфонов долгое время никто не подозревал, пока на сцену не вышел Стив Джобс и не объяснил, как оно должно быть. Посмотрите презентацию этой шикарной функции, и как зал взорвался от восторга. 

Не следует путать гироскоп и акселерометр. Эти датчики частично дублируют и дополняют друг друга. Гироскоп также служит для отслеживания положения устройства в пространстве, но он делает это путем определения собственного угла наклона относительно земной поверхности. Это очень важно, так как это означает, что в условиях нулевой гравитации, вы не сможете поиграть в Asphalt 9, используя в качестве управления наклоны устройства. Будьте внимательны!

Гироскоп (в отличие от акселерометра) не может измерять проделанное расстояние, зато гораздо точнее определяет положение в пространстве. Для понимания посмотрите, пожалуйста, видео со Стивом Джобсом выше. Начиная с времени 1:10 Джобс показывает, как определяет положение объекта в пространстве акселерометр и как гироскоп. 

Обычно в современных смартфонах оба датчика работают в тандеме. Гироскоп важен для игр, дополненной реальности, а также ряда других приложений. Нередко в дешевых смартфонах производитель предпочитает экономить на гироскопе. 

Датчик приближения (proximity sensor). Как видно из названия, это датчик, который помогает определить наличие перед ним объекта. Самый простой пример – это отключение экрана, когда смартфон подносят к уху. Также датчик приближения исключает фантомные включения экрана, когда смартфон находится в сумке или кармане. Такой датчик может сам или в комбинации с фронтальной камерой отслеживать движения рукой над экраном для выполнения каких-либо функций. Например, пролистывание странички в браузере и тому подобное. Существует множество технологий датчика приближения. Он может работать по типу радара, сонара, эффекта Доплера, есть инфракрасный датчик приближения, а иногда ставят и фотоэлемент. 

Базовый датчик приближения, отключающий экран при поднесении к уху, есть, кажется, уже во всех смартфонах. Но продвинутость датчика можно оценить по наличию дополнительных функций.

Датчик освещения – здесь всё просто и понятно. Такой датчик помогает автоматически выставить яркость экрана. Датчик освещения уже считается базовым датчиком, но в дешевых смартфонах на нем могут сэкономить. И тогда придется каждый раз выставлять яркость вручную. 

Современный датчик освещения обычно работает в комбинации с ИИ смартфона. Например, если датчик выставил определенную яркость, а вы его вручную поправили, то смартфон возьмёт на заметку и в следующий раз самостоятельно сделает экран поярче. Соответственно, всегда давайте датчику освещения освоится и подстроиться под ваши привычки прежде, чем осуждать его работу.

Датчик Холла – один из самых таинственных датчиков в смартфоне, ибо мало кто знает, зачем он нужен. Датчик, основанный на, так называемом, эффекте Холла, фиксирует магнитное поле и измеряет его напряженность. Говоря языком физики: электроны в проводнике всегда перпендекулярны (угол 90 градусов) направлению магнитного поля. Плотность электронов на разных сторонах проводника будет отличаться, возникает разность потенциалов, которую и фиксирует датчик Холла. 

Но в смартфонах используется упрощенный датчик Холла, фиксирующий только наличие магнитного поля. 

Обычно датчик Холла нужен для дополнительных аксессуаров. Например, именно он включает экран iPad, когда пользователь снимает магнитный чехол. Кстати, в этой функции датчик приближения вполне может подменить датчик Холла.

Также датчик Холла работает в паре с компасом, делая работу последнего более точной. 

Компас (магнитомер) – это очень важный датчик, даже если вы не занимаетесь спортивным ориентированием. Именно компас отвечает за то, что на Google Maps пользователь видит не просто точку, а стрелочку, указывающую в какую-сторону вы смотрите. 

Когда компас откалиброван, то отображение направления узкое. Чтобы откалибровать компас, откройте карты Google и крутите смартфон «восьмеркой»:

Барометр – обычно наличием подобного датчика могут похвастаться только флагманы. Барометр ассистирует GPS и помогает определить высоту. Наличие такого датчика полезно, так как на Google Maps уже появляются схемы зданий, и барометр определит на каком этаже вы находитесь. Также барометр используется в приложениях, определяющих физическую активность. Суть такая же: определить, сколько этажей вы прошли. 

Датчик влажности – когда-то такой датчик был в Samsung Galaxy Note 4, а потом Samsung от него отказались. Роль очевидная. Датчик определяет уровень влажности. 

Датчик сердцебиения/датчик кислорода в крови – ещё один фирменный датчик от Samsung, но он есть и во многих фитнес-браслетах. Работает совместно с LED-вспышкой. Прикладываете палец, LED светит вам свозь палец, а датчик измеряет, как отражаются световые волны. Волны отражаются по-разному в зависимости от пульса: кровеносные сосуды, то сужаются, то расширяются. По этому же принципу работает и функция определения кислорода в крови. 

GPS – глобальная система позиционирования. По сути, это даже не датчик, а наличие у смартфона возможности коммуницировать со спутниками благодаря или отдельному, или мульти-чипу, поддерживающему сразу несколько систем. Сейчас у каждой развитой страны, есть своя система спутников. ГЛОНАСС в России, Galileo в Европе, BDS (или BeiDou) в Китае, QZSS (или Quasi-Zenith Satellite System) в Японии. Можно скачать программу GPS Test, которая покажет, какие спутники видит ваш смартфон. Например, на скриншоте ниже отображаются флаги GPS, ГЛОНАСС и Galileo.

GPS прекрасная технология, но медленная (пока там все спутники найдешь и опросишь) и потребляющая много энергии и хорошо работающая на открытой местности, поэтому была придумана ещё A-GPS (Assisted GPS). Принцип основан на том, что пока GPS ищет спутники, смартфон успевает опросить сотовые вышки, Wi-Fi сети, Bluetooth устройства на предмет местонахождения. Таким образом существенно увеличивается время «холодного» старта, а также снижается расход энергии.

Двухдиапазонный GPS. Поддержка этой опции появилась в устройствах начbfz с Android 7 и старше. iPhone так не умеет. 

Обычно спутники посылают два сигнала: грубый и точный. Если говорить про GPS, то это каналы L1 и L5, а у Галилео это E1 и Е5. L1 – это грубый канал. В городе любой сигнал достигает до спутника не только напрямую, но и отражаясь от сторонних объектов (например, зданий), то есть к спутнику прилетает сразу несколько сигналов. Соответственно, и возвращается он также не один, и образуется примерная область нахождения, где все вернувшиеся сигналы пересекаются. Ещё есть точный канал L5. Этот канал гораздо меньше подвержен искажением, так как работает по принципу: Первый достигший спутника сигнал и есть верный (ведь он идет по самому короткому пути, а не через отражения), а остальные можно игнорировать. 

Раньше L5 принадлежал только военным и спец объектам, но теперь спутников в небе стало много, и L5-спутников хватит на всех, поэтому было решено поделиться.

Вместо заключения

Счётчик Гейгера – самый неожиданный датчик, правда? Это японская тема. И насколько есть информация в интернете, такой датчик был только в телефоне Sharp Pantone 5, который вышел после аварии на атомной станции Фукусима-1. 

Современный смартфон должен иметь на борту: акселерометр, гироскоп, датчик приближения и освещения. Также обязательно наличие компаса. Если без гироскопа можно обойтись, то точка на карте без направления раздражает. A-GPS уже есть во всех смартфонах. Отлично если GPS будет работать в двух диапазонах. Шикарно, если будет барометр. 

android.mobile-review.com