Laite kerää tietoa lämpötilasta lähteestä ja muuntaa sen muotoon, jonka muut laitteet tai ihmiset voivat ymmärtää. Paras esimerkki lämpötila-anturista on lasinen elohopealämpömittari, joka laajenee ja supistuu lämpötilan muuttuessa. Ulkoinen lämpötila on lämpötilan mittauslähde, ja havainnoija tarkastelee elohopean sijaintia lämpötilan mittaamiseksi. Lämpötila-antureita on kahta perustyyppiä:
· Kosketusanturi
Tämän tyyppinen anturi vaatii suoran fyysisen kosketuksen tunnistettavaan kohteeseen tai väliaineeseen. Ne voivat valvoa kiinteiden aineiden, nesteiden ja kaasujen lämpötilaa laajalla lämpötila-alueella.
· Kosketukseton anturi
Tämän tyyppinen anturi ei vaadi fyysistä kosketusta havaittavaan kohteeseen tai väliaineeseen. Ne valvovat heijastamattomia kiinteitä aineita ja nesteitä, mutta ovat käyttökelvottomia kaasujen kanssa niiden luonnollisen läpinäkyvyyden vuoksi. Nämä anturit mittaavat lämpötilaa Planckin lain avulla. Laki käsittelee lämmönlähteestä säteilevää lämpöä lämpötilan mittaamiseksi.
Toimintaperiaatteet ja esimerkkejä erityyppisistälämpötila-anturit:
(i) Termoelementit – Ne koostuvat kahdesta johdosta (kumpikin eri homogeenista metalliseosta tai metallia), jotka muodostavat mittausliitoksen toisesta päästään, joka on avoin testattavalle elementille. Johdon toinen pää on kytketty mittauslaitteeseen, jossa muodostuu referenssiliitos. Koska kahden solmun lämpötila on erilainen, virta kulkee piirin läpi ja syntyvät millivoltit mitataan solmun lämpötilan määrittämiseksi.
(ii) Vastuslämpötila-anturit (RTDS) – Nämä ovat lämpövastuksia, jotka on valmistettu muuttamaan vastusta lämpötilan muuttuessa, ja ne ovat kalliimpia kuin mikään muu lämpötilan mittauslaite.
(iii)Termistorit– ne ovat toisenlainen vastus, jossa suuret vastuksen muutokset ovat verrannollisia tai kääntäen verrannollisia pieniin lämpötilan muutoksiin.
(2) Infrapuna-anturi
Laite lähettää tai havaitsee infrapunasäteilyä havaitakseen ympäristön tiettyjä vaiheita. Yleisesti ottaen kaikki infrapunaspektrin kohteet lähettävät lämpösäteilyä, ja infrapuna-anturit havaitsevat tämän ihmissilmälle näkymätöntä säteilyä.
· Edut
Helppo kytkeä, saatavilla markkinoilla.
· Haitat
Häiritse ympäristön melu, kuten säteily, ympäristön valo jne.
Näin se toimii:
Perusajatuksena on käyttää infrapunavaloa emittoivia diodeja infrapunavalon lähettämiseen esineisiin. Toista samanlaista infrapunadiodia käytetään esineiden heijastamien aaltojen havaitsemiseen.
Kun infrapunavastaanotin kohdistetaan infrapunavalolla, johtimessa syntyy jännite-ero. Koska syntyvä jännite on pieni ja vaikea havaita, käytetään operaatiovahvistinta pienten jännitteiden tarkkaan havaitsemiseen.
(3) Ultraviolettianturi
Nämä anturit mittaavat tulevan ultraviolettisäteilyn voimakkuutta tai tehoa. Tämän sähkömagneettisen säteilyn aallonpituus on pidempi kuin röntgensäteillä, mutta silti lyhyempi kuin näkyvällä valolla. Aktiivista materiaalia, polykiteistä timanttia, käytetään luotettavaan ultraviolettisäteilyn havaitsemiseen, jolla voidaan havaita ympäristön altistuminen ultraviolettisäteilylle.
UV-antureiden valintakriteerit
· UV-anturin havaitsema aallonpituusalue (nanometri)
· Käyttölämpötila
· Tarkkuus
· Paino
· Tehoalue
Näin se toimii:
UV-anturit vastaanottavat yhden tyyppistä energiasignaalia ja lähettävät eri tyyppistä energiasignaalia.
Näiden lähtösignaalien tarkkailua ja tallentamista varten ne johdetaan sähkömittarille. Grafiikoiden ja raporttien luomiseksi lähtösignaali lähetetään analogia-digitaalimuuntimeen (ADC) ja sitten tietokoneeseen ohjelmiston kautta.
Sovellukset:
· Mittaa UV-spektrin se osa, joka polttaa ihoa auringossa
· Apteekki
· Autot
· Robotiikka
· Liuotinkäsittely- ja värjäysprosessi paino- ja värjäysteollisuudelle
Kemianteollisuus kemikaalien tuotantoon, varastointiin ja kuljetukseen
(4) Kosketusanturi
Kosketusanturi toimii muuttuvana vastuksena kosketusasennosta riippuen. Kaavio kosketusanturista, joka toimii muuttuvana vastuksena.
Kosketusanturi koostuu seuraavista osista:
· Täysin johtava materiaali, kuten kupari
· Eristävät välimateriaalit, kuten vaahtomuovi tai muovi
· Osa johtavaa materiaalia
Periaate ja työ:
Jotkin johtavat materiaalit vastustavat virran kulkua. Lineaaristen asentoantureiden pääperiaate on, että mitä pidempi materiaalin pituus, jonka läpi virran on kuljettava, sitä enemmän virran kulku kääntyy. Tämän seurauksena materiaalin resistanssi muuttuu muuttamalla sen kosketuskohtaa täysin johtavan materiaalin kanssa.
Tyypillisesti ohjelmisto on kytketty kosketusanturiin. Tässä tapauksessa muistin tarjoaa ohjelmisto. Kun anturit on sammutettu, ne muistavat "viimeisimmän kosketuksen sijainnin". Kun anturi on aktivoitu, ne muistavat "ensimmäisen kosketuksen sijainnin" ja ymmärtävät kaikki siihen liittyvät arvot. Tämä toiminto on samanlainen kuin hiiren liikuttaminen ja sen sijoittaminen hiirimaton toiseen päähän kohdistimen siirtämiseksi näytön toiseen päähän.
Käytä
Kosketusanturit ovat kustannustehokkaita ja kestäviä, ja niitä käytetään laajalti
Liiketoiminta – terveydenhuolto, myynti, kuntoilu ja pelaaminen
· Kodinkoneet – uuni, pesukone/kuivausrumpu, astianpesukone, jääkaappi
Kuljetus – Yksinkertaistettu hallinta ohjaamon valmistuksen ja ajoneuvovalmistajien välillä
· Nestepinnan anturi
Teollisuusautomaatio – paikan ja tason mittaus, manuaalinen kosketusohjaus automaatiosovelluksissa
Kulutuselektroniikka – tarjoaa uuden tason tuntumaa ja hallintaa erilaisissa kuluttajatuotteissa
Lähestymisanturit havaitsevat esineiden läsnäolon, joilla ei juurikaan ole kosketuspisteitä. Koska anturin ja mitattavan kohteen välillä ei ole kosketusta ja koska niissä ei ole mekaanisia osia, näillä antureilla on pitkä käyttöikä ja korkea luotettavuus. Lähestymisantureita on erilaisia: induktiivisia lähestymisantureita, kapasitiivisia lähestymisantureita, ultraäänilähestymisantureita, valosähköisiä antureita, Hall-antureita ja niin edelleen.
Näin se toimii:
Lähestymisanturi lähettää sähkömagneettisen tai sähköstaattisen kentän tai sähkömagneettisen säteilyn (kuten infrapunan) säteen ja odottaa paluusignaalia tai kentän muutosta, ja havaittua kohdetta kutsutaan läheisyysanturin kohteeksi.
Induktiiviset lähestymisanturit – niissä on tulona oskillaattori, joka muuttaa häviöresistanssia lähestyttäessä johtavaa väliainetta. Nämä anturit ovat ensisijaisia metallikohteita.
Kapasitiiviset lähestymisanturit – ne muuntavat sähköstaattisen kapasitanssin muutoksia sekä ilmaisinelektrodin että maadoitetun elektrodin molemmilla puolilla. Tämä tapahtuu lähestyttäessä lähellä olevia kohteita värähtelytaajuuden muutoksella. Lähellä olevien kohteiden havaitsemiseksi värähtelytaajuus muunnetaan tasajännitteeksi ja verrataan ennalta määrättyyn kynnysarvoon. Nämä anturit ovat ensisijainen valinta muovisten kohteiden havaitsemiseen.
Käytä
· Käytetään automaatiotekniikassa prosessitekniikan laitteiden, tuotantojärjestelmien ja automaatiolaitteiden toimintatilan määrittämiseen
· Käytetään ikkunassa aktivoimaan hälytyksen, kun ikkuna avataan
· Käytetään mekaanisen värähtelyn valvontaan akselin ja tukilaakerin välisen etäisyyseron laskemiseen
Julkaisun aika: 03.07.2023