Andurite tüübid ja nende nimetused määratakse erinevate ultraheliandurite ja nendes kasutatavate skaneerimismeetodite järgi. Sõltuvalt muunduri tüübist saame eristada:

● sektori mehaanilised andurid(sektori mehaaniline sond) - ühe- või mitmeelemendiliste rõngakujuliste võredega;

● mitmeelemendiliste lineaarmassiividega lineaarsed andurid;

● kumerad ja mikrokumerad andurid(kumer või mikrokumer sond) - vastavalt kumerate ja mikrokumerate võredega;

● faasilised sektoriandurid(faasilise massiivi sond) - mitmeelemendiliste lineaarsete massiividega;

● 2D massiivi andurid th, lineaarne, kumer ja sektor.

Siin oleme nimetanud peamised andurite tüübid, täpsustamata nende meditsiinilist eesmärki, töösagedust ja disainifunktsioone.

Sektormehhaanilistes andurites (joonis 2.11 a, 2.11 b) katab tööpind (kaitsekork) ruumala, milles piki nurka liigub üheelemendiline või rõngas-ultrahelimuundur. Korgi all olev maht on täidetud akustiliselt läbipaistva vedelikuga, et vähendada kadusid ultrahelisignaalide läbimisel. Sektormehhaaniliste andurite peamine omadus lisaks töösagedusele on nurga suurus skaneerimissektor, mis on näidatud anduri märgistuses (mõnikord on lisaks antud ka tööpinna vastava kaare H pikkus). Märgistusnäide: 3,5 MHz/90°.

Lineaarsetes, kumerates, mikrokumerates ja faasilistes (sektor) elektroonilistes skaneerivates andurites kattub tööpind anduri kiirgava pinnaga, mida nimetatakse nn. ava, ja on suuruselt võrdne sellega. Andurite märgistuses kasutatakse avade iseloomulikke suurusi ja need aitavad määrata anduri valikut.

Lineaarandurite puhul on tüüpiline ava pikkus L (joonis 2.11 c), kuna see määrab ristkülikukujulise vaateala laiuse. 7,5 MHz/42 mm lineaaranduri märgistuse näide.

Tuleb meeles pidada, et lineaarse sensori vaateala laius on alati väiksem kui 20-40% ava pikkusest. Seega, kui ava suuruseks on määratud 42 mm, ei ole vaateala laius suurem kui 34 mm.

Kumerandurites määratakse vaateala kahe iseloomuliku mõõtmega - kaare H pikkus (mõnikord ka selle kõõl), mis vastab kumerale tööosale, ja skaneerimissektori nurga suurus α kraadides Joon. 2.11 d kumera anduri märgistuse näide: 3,5 MHz/60°/ 60 mm. Kasutage märgistamiseks harvemini raadiust R tööpinna kumerus, näiteks:

3,5 MHz/60 R(raadius - 60 mm).

Riis. 2.11. Peamised andurite tüübid väliseks kontrolliks: a, b-

sektor mehaaniline (a – kardioloogiline, b – vesi

otsik); c – lineaarne elektrooniline; g – kumer;

d – mikrokumer; e – etapiviisiline sektor

Mikrokumeras andurites on R tööpinna (ava) iseloomulik kõverusraadius, mõnikord antakse kaare lisanurk α, mis määrab vaatesektori nurga suuruse (joonis 2.11e). Märgistusnäide: 3,5 MHz/20R (raadius - 20 mm).

Faasisektori anduri puhul on elektroonilise skaneerimissektori nurga suurus antud kraadides. Märgistusnäide: 3,5 MHz/90°.

Joonisel fig. Väliseks kontrolliks kasutatakse 2.11 andureid. Lisaks neile on olemas suur hulk intrakavitaarseid ja kõrgelt spetsialiseerunud andureid.

Soovitatav on kehtestada andurite klassifikatsioon meditsiinilise kasutusvaldkonna järgi.

1. Universaalsed andurid väliseks kontrolliks(kõhusond). Täiskasvanute ja laste kõhupiirkonna ja vaagnaelundite uurimiseks kasutatakse universaalseid andureid.

2. Pindmiste elundite andurid(väikeste osade sond). Kasutatakse madala asukohaga väikeste elundite ja struktuuride (nt kilpnääre, perifeersed veresooned, liigesed) uurimiseks.

3. Südame andurid(südamesond). Südame uurimiseks kasutatakse sektoritüüpi andureid, mis on tingitud roietevahelise pilu kaudu toimuva vaatluse eripärast. Kasutatakse mehaanilisi skaneerivaid andureid (üheelemendilisi või rõngasmassiiviga) ja faasitud elektroonilisi andureid.

4. Pediaatria andurid(podiaatrilised sondid). Pediaatriliste patsientide puhul kasutatakse samu andureid, mis täiskasvanutel. , kuid ainult kõrgema sagedusega (5 või 7,5 MHz), mis võimaldab teil saada rohkem kõrge kvaliteediga pilte. See on võimalik patsientide väiksuse tõttu.

5. Intrakavitaarsed andurid(intrakavitaarsed sondid). On olemas suur valik intrakavitaarseid andureid, mis erinevad oma meditsiinilise kasutusvaldkonna poolest.

● Transvaginaalsed (intravaginaalsed) andurid (transvaginaalne või edovaginaalne sond).

● Transrektaalne või endorektaalne sond.

● Intraoperatiivsed sondid.

● Transuretraalsed sondid.

● Transösofageaalsed sondid.

● Intravaskulaarsed sondid.

6. Biopsia või punktsioonisondid(biopsia või punktsioonisondid). Kasutatakse biopsia või punktsiooninõelte täpseks juhtimiseks. Selleks on spetsiaalselt konstrueeritud andurid, milles nõel saab läbida tööpinna (ava) ava (või pilu).

7. Väga spetsialiseerunud andurid. Enamikul ülalmainitud anduritest on üsna lai kasutusala. Samas saab eristada kitsa kasutusega andurite rühma, millest tuleb eraldi välja tuua.

● Oftalmoloogilised sondid.

● Transkraniaalsete sondide andurid.

● Andurid sinusiidi, põskkoopapõletiku ja põskkoopapõletiku diagnoosimiseks.

● Veterinaarmeditsiini andurid (veterinaarsondid).

8. Lairiba ja mitme sagedusega andurid. Lairibaandureid kasutatakse üha enam kaasaegsetes keerukates seadmetes. Need andurid on konstrueeritud sarnaselt eelpool käsitletud tavapäraste anduritega ja erinevad neist selle poolest, et kasutavad lairiba ultrahelimuundurit, s.t. laia töösagedusribaga andur.

9. Doppleri andurid. Andureid kasutatakse ainult selleks, et saada teavet verevoolu kiiruse või spektri kohta veresoontes. Neid andureid kirjeldatakse Doppleri ultraheliseadmetele pühendatud osades.

10. Andurid 3D pildistamiseks. Spetsiaalseid andureid 3D (kolmemõõtmeliste) piltide saamiseks kasutatakse harva. Tavalisi kahemõõtmelisi pildisensoreid kasutatakse sagedamini koos spetsiaalsed seadmed, pakkudes skannimist piki kolmandat koordinaati.

Saadud teabe kvaliteet sõltub seadme tehnilisest tasemest – mida keerukam ja arenenum seade, seda kvaliteetsem on diagnostiline teave. Reeglina vastavalt tehniline tase seadmed jagunevad nelja rühma: lihtsad seadmed; keskklassi seadmed; tipptasemel seadmed; tipptasemel (mõnikord ka tipptasemel) seadmed.

Ultraheli diagnostikaseadmete tootjate ja kasutajate seas ei ole kokkulepitud kriteeriume seadmete klassi hindamiseks, kuna on väga palju omadusi ja parameetreid, mille järgi seadmeid omavahel võrrelda. Sellegipoolest on võimalik hinnata seadmete keerukuse taset, millest sõltub suuresti saadava teabe kvaliteet. Üks peamisi tehnilisi parameetreid, mis määrab ultraheliskanneri keerukuse taseme, on maksimaalne vastuvõtu- ja edastuskanalite arv seadme elektroonilises üksuses, kuna mida suurem on kanalite arv, seda parem on tundlikkus ja eraldusvõime - peamine ultraheli pildi kvaliteedi omadused.

Lihtsates (tavaliselt kaasaskantavates) ultraheliskannerites ei ole edastus- ja vastuvõtukanalite arv suurem kui 16, keskmise ja kõrgekvaliteediliste seadmete puhul - 32, 48 ja 64. Kõrgklassi seadmetes võib kanalite arv olla suurem kui 64, näiteks 128, 256, 512 ja isegi rohkem. Reeglina on tipptasemel ja tipptasemel ultraheliskannerid värvilise Doppleri kaardistusega seadmed.

Tipptasemel seadmed kasutavad tavaliselt tänapäevaseid võimalusi maksimaalselt ära digitaalne töötlemine signaale, alustades peaaegu andurite väljundist. Sel põhjusel nimetatakse selliseid seadmeid digitaalsüsteemideks või platvormideks.

Turvaküsimused

1. Mis on akustiline impedants ja selle mõju peegeldusele

ultraheli?

2. Kuidas sõltub sagedusest ultraheli nõrgenemine bioloogilistes kudedes?

3. Kuidas muutub impulss-ultrahelisignaali spekter sügavusega?

4. Millised töörežiimid on ultraheliskannerites ette nähtud?

5. Mis on töörežiim? IN?

6. Mis on töörežiim? A?

7. Mis on töörežiim? M?

8. Mis on töörežiim? D?

9.Selgitage ultrahelianduri tööd.

10. Millistes piesoelementide konfiguratsioonides leidub erinevat tüüpi

andurid?

11. Mis tüüpi andureid on ultraheliskannerites?

Automaatikasüsteemides on andur mõeldud kontrollitava või juhitava suuruse (juhitava objekti parameetri) teisendamiseks väljundsignaaliks, mis on mugavam info edasiseks liikumiseks. Seetõttu nimetatakse andurit sageli muunduriks, kuigi see termin on liiga üldine, kuna iga automaatika ja telemehaanika element, millel on sisend ja väljund, on ühel või teisel määral muundur.

Lihtsamal juhul teostab andur ainult ühe Y=f(X) teisenduse, nagu näiteks liikumise jõud (vedrul) või temperatuur elektromotoorjõuks (termoelemendis) jne. Seda tüüpi andurit nimetatakse otsese konversiooni andurid. Siiski ei ole paljudel juhtudel võimalik sisendväärtust X otseselt mõjutada nõutavale sisendväärtusele U (kui selline ühendus on ebamugav või ei anna soovitud omadusi). Sel juhul viiakse läbi järjestikused teisendused: sisendväärtus X mõjutab vahepealset Z ja väärtus Z nõutavat väärtust Y:

Z=fl(X); Y=f2(Z)

Tulemuseks on funktsioon, mis ühendab X-i Y-ga:

Y=f2=F(X).

Selliste järjestikuste teisenduste arv võib olla rohkem kui kaks ning üldiselt võib Y ja X vaheline funktsionaalne ühendus läbida mitmeid vahepealseid suurusi:

Y=fn(...)=F(X).

Andureid, millel on sellised sõltuvused, nimetatakse jadamuundusega andurid. Kõiki teisi osi nimetatakse vaheorganid. Kahe transformatsiooniga anduril pole vahepealseid organeid, sellel on ainult andur ja käitusorgan. Sageli sama struktuurielement täidab mitmete organite funktsioone. Näiteks täidab elastne membraan sensororgani funktsiooni (muudab surve jõuks) ja täidesaatva organi funktsiooni (muudab jõu nihkeks).

Andurite klassifikatsioon.

Kaasaegses automatiseerimises kasutatavate andurite erakordne mitmekesisus nõuab nende klassifitseerimist. Praegu on teada järgmist tüüpi andureid, mis on kõige sobivamalt klassifitseeritud sisendväärtuse järgi, mis praktiliselt vastab tööpõhimõttele:

Siin käsitleme kõige levinumaid andureid, milles vähemalt üks suurustest (sisend või väljund) on elektriline.

Andureid eristab ka sisendsignaali varieeruvus. Näiteks mõned elektrilised temperatuuriandurid on mõeldud temperatuuride mõõtmiseks vahemikus 0 kuni 100 °C, teised aga temperatuuride mõõtmiseks vahemikus 0 kuni 1600 °C. On väga oluline, et väljundsignaali muutuste vahemik oleks sama (ühtne). erinevaid seadmeid. Andurite väljundsignaalide ühendamine võimaldab kõige rohkem kasutada ühiseid võimendus- ja käitamiselemente erinevad süsteemid automatiseerimine.

Elektrilised andurid on ühed kõige enam olulised elemendid automatiseerimissüsteemid. Andurite abil muudetakse juhitav või juhitav suurus signaaliks, olenevalt muutusest, milles toimub kogu juhtimisprotsess. Enim kasutatavad andurid automaatikas on elektrilise väljundsignaaliga andurid. Seda seletatakse eelkõige elektrisignaali vahemaa tagant edastamise mugavusega, selle töötlemise ja teisendamise võimalusega elektrienergia mehaaniliseks tööks. Lisaks elektrilistele on laialt levinud mehaanilised, hüdraulilised ja pneumaatilised andurid.

Elektrilised andurid jagunevad sõltuvalt nende toodetava transformatsiooni põhimõttest kahte tüüpi - modulaatorid ja generaatorid.

Modulaatorite (parameetriliste andurite) puhul mõjutab sisendenergia abiseadet elektriahel, muutes selle parameetreid ja moduleerides välisest energiaallikast tuleva voolu või pinge väärtust ja olemust. Tänu sellele võimendatakse samaaegselt anduri sisendis vastuvõetud signaali. Andurite - modulaatorite töö eelduseks on välise energiaallika olemasolu.

Riis. 1. Anduri – modulaatori (a) ja anduri – generaatori (b) funktsionaalsed plokid.

Moduleerimine toimub, muutes ühte kolmest parameetrist - oomiline takistus, induktiivsus, mahtuvus. Vastavalt sellele eristatakse oomiliste, induktiivsete ja mahtuvuslike andurite rühmi.

Kõik need rühmad võib jagada alarühmadeks. Seega võib kõige ulatuslikuma oomiliste andurite rühma jagada alarühmadesse: deformatsioonimõõturid, potentsiomeetrid, termistorid, fototakistid. Teine alarühm sisaldab induktiivsete andurite, magnetoelastsete ja trafode valikuid. Kolmas alarühm ühendab erinevat tüüpi mahtuvusandureid.

Teine tüüp - andur-generaatorid on lihtsalt muundurid. Need põhinevad elektromotoorjõu esinemisel erinevate kontrollitava kogusega seotud protsesside mõjul. Selline elektromotoorjõud võib tekkida näiteks elektromagnetilise induktsiooni, termoelektri, piesoelektri, fotoelektri ja muude eraldumist põhjustavate nähtuste tõttu. elektrilaengud. Nende nähtuste järgi jagunevad generaatoriandurid induktsioon-, termoelektrilisteks, piesoelektrilisteks ja fotoelektrilisteks.

Võimalikud on ka elektriliste, elektrostaatiliste, Halli andurite jne rühmad.

Potentsiomeetrilised ja deformatsiooniandurid.

Potentsiomeetrilisi andureid kasutatakse nurk- või lineaarsete liikumiste teisendamiseks elektrisignaaliks. Potentsiomeetriline andur on muutuv takisti, mida saab ühendada reostaadi või potentsiomeetri (pingejaguri) ahela abil.

Struktuuriliselt on potentsiomeetriline andur elektromehaaniline seade (joonis 2-1), mis koosneb raamist 1, millele on keritud õhuke traat (mähis), mis on valmistatud kõrge sulamitest. takistus, liugkontakt - hari 2 ja voolujuht 3, mis on valmistatud kas libiseva kontakti või spiraalvedru kujul.

Keritud juhtmega raam on fikseeritud liikumatult ning hari on mehaaniliselt ühendatud op-amp liikuva osaga, mille liikumine tuleb teisendada elektrisignaaliks. Harja liikumisel muutub harja ja anduri mähise ühe klemmi vahelise traadiosa aktiivne takistus Rx.

Olenevalt anduri ühendusahelast saab liikumise teisendada aktiivtakistuse või voolu muutuseks (jadaühendusahelaga) või pingemuutuseks (pingejaguri ühendusega). Konversioonitäpsust järjestikku ühendamisel mõjutavad oluliselt ühendusjuhtmete takistuse muutused ning üleminekutakistus harja ja anduri mähise vahel.

Automaatikaseadmetes kasutatakse sagedamini pingejaoturi ahelat kasutavate potentsiomeetriliste andurite kaasamist. Operatiivvõimendi liikuva osa ühepoolsel liigutamisel kasutatakse ühetsüklilist lülitusahelat, mis annab pöördumatu staatilise karakteristiku. Kahepoolseks liikumiseks kasutatakse push-pull lülitusahelat, mis annab pööratava karakteristiku (joon. 2-2).

Sõltuvalt konstruktsioonist ja funktsionaalsest seadusest, mis ühendab anduri väljundsignaali harja liikumisega, eristatakse mitut tüüpi potentsiomeetrilisi andureid.

Lineaarsed potentsiomeetrilised andurid.

Neil on kogu pikkuses sama raami osa. Traadi läbimõõt ja mähise samm on konstantsed. Tühikäigul (koormustega Rn→∞ ja I→0) on lineaarse potentsiomeetrilise anduri Uout väljundpinge võrdeline harja liikumisega x: Uout = (U0/L)x, kus U0 on anduri toitepinge ; l-mähise pikkus. Anduri toitepinge U0 ja mähise pikkus L on seega konstantsed väärtused lõplik vorm: Uout = kx, kus k=U0/L on ülekandetegur.

Funktsionaalsed potentsiomeetrilised andurid.

Neil on funktsionaalne mittelineaarne seos harja liikumise ja väljundpinge vahel: Uout= f(x). Sageli kasutatakse trigonomeetriliste, võimsuse või logaritmiliste karakteristikutega funktsionaalseid potentsiomeetreid. Funktsionaalseid potentsiomeetreid kasutatakse analoogsetes automaatsetes arvutusseadmetes, keeruliste geomeetriliste kujunditega mahutite ujuvvedeliku taseme mõõturites jne. Vajaliku funktsionaalse sõltuvuse saate potentsiomeetrilistest anduritest erinevaid meetodeid: muutes potentsiomeetri raami kõrgust (sujuvalt või astmeliselt), mööda takistitega potentsiomeetri mähise sektsioone.

Mitme pöördega potentsiomeetrilised andurid.

Nad on konstruktiivne sort lineaarsed potentsiomeetrilised andurid harja nurkliikumisega. Mitme pöörde andurite puhul peab hari mitu korda 360° nurga all pöörlema, et liigutada kogu mähise pikkust L. Mitme pöörde andurite eelised on kõrge täpsus, madal tundlikkuse lävi, väikesed mõõtmed, puudused - suhteliselt suur hõõrdemoment, disaini keerukus, mitme libiseva kontakti olemasolu

ja kasutamise raskused kiiretes süsteemides.

Metallkile potentsiomeetrilised andurid.

See on uus paljutõotav potentsiomeetriliste andurite disain. Nende raam on

klaas- või keraamiline plaat, millele see kantakse õhuke kiht(mitu mikromeetrit) suure takistusega metallist. Metallkile potentsiomeetriliste andurite signaal kogutakse metallkeraamiliste harjade abil. Metallkile laiuse või selle paksuse muutmine võimaldab teil saada potentsiomeetrilise anduri lineaarse või mittelineaarse karakteristiku ilma selle konstruktsiooni muutmata. Kasutades elektron- või laserkiirte töötlemist, on võimalik automaatselt reguleerida anduri takistust ja selle omadusi määratud väärtustele. Metallkile potentsiomeetriliste andurite mõõtmed on traatanduritest oluliselt väiksemad ja tundlikkuse lävi on mähise keerdude puudumise tõttu praktiliselt null.

Potentsiomeetriliste andurite hindamisel tuleb märkida, et neil on nii olulisi eeliseid kui ka suuri puudusi. Nende eelised on: disaini lihtsus; kõrgel tasemel väljundsignaal (pinge - kuni mitukümmend volti, vool - kuni mitukümmend milliamprit); võime töötada nii alalis- kui ka vahelduvvoolul. Nende puudused on järgmised: ebapiisavalt kõrge töökindlus ja piiratud vastupidavus libiseva kontakti olemasolu ja mähise hõõrdumise tõttu; mõju koormustakistusomadustele; energiakaod, mis on tingitud võimsuse hajumisest mähise aktiivtakistusest; suhteliselt suur pöördemoment, mis on vajalik anduri liikuva osa harjaga pööramiseks.

Andur on miniatuurne keerukas seade, mis teisendab füüsilised parameetrid signaaliks. See annab signaali mugaval kujul. Anduri peamine omadus on selle tundlikkus. Asendiandurid suhtlevad seadmete mehaaniliste ja elektrooniliste osade vahel. Nad kasutavad seda protsesside automatiseerimiseks. Neid seadmeid kasutatakse paljudes tööstusharudes.

Asendiandurid võivad olla erineva kujuga. Need on valmistatud konkreetsetel eesmärkidel. Seadme abil saate määrata objekti asukoha. Pealegi pole oluline füüsiline seisund. Objektil võib olla tahke, olema vedelas olekus või isegi vabalt voolav.

Seadme abil saate lahendada mitmesuguseid probleeme:

• Nad mõõdavad elundite asendit ja liikumist (nurkne ja lineaarne) töömasinates ja mehhanismides. Mõõtmist saab kombineerida andmeedastusega.
• Automatiseeritud juhtimissüsteemides võib robootika olla tagasiside lüli.
• Elementide avamise/sulgemise astme juhtimine.
• Juhtrihmarataste reguleerimine.
• Elektriajam.
• Objektide kauguse andmete määramine neile viitamata.
• Mehhanismide funktsioonide kontrollimine laborites, see tähendab testide läbiviimine.

Klassifikatsioon, seade ja tööpõhimõte

Asendiandurid võivad olla mittekontaktsed või kontaktsed.

• Mittekontaktsed seadmed on induktiivsed, magnetilised, mahtuvuslikud, ultraheli- ja optilised. Nad loovad magnetilise, elektromagnetilise või elektrostaatilise välja abil ühenduse objektiga.
• Võtke ühendust. Selle kategooria kõige levinum on kodeerija.

Kontaktivaba

Kontaktivabad asendiandurid või puutelüliti käivituvad ilma liikuva objektiga kokku puutumata. Nad suudavad kiiresti reageerida ja sageli sisse lülituda.

Treileri järgi on kontaktivabad toimingud järgmised:

• mahtuvuslik,
• induktiivne,
• optiline,
• laser,
• ultraheli,
• mikrolaineahi,
• magnetiliselt tundlik.

Kontaktivabasid saab kasutada madalamale kiirusele lülitamiseks või peatumiseks.

Induktiivne

Induktiivne kontaktivaba andur töötab elektromagnetvälja muutuste tõttu.

Peamised sõlmed induktiivne andur valmistatud messingist või polüamiidist. Sõlmed on omavahel ühendatud. Disain on usaldusväärne ja talub suuri koormusi.

• Generaator loob elektromagnetvälja.
• Schmidti päästik töötleb teavet ja edastab selle teistele sõlmedele.
• Võimendi on võimeline edastama signaali pikkade vahemaade taha.
• LED-indikaator aitab jälgida selle tööd ja jälgida seadistuste muutusi.
• Ühend - filter.

Induktiivseadme töö algab generaatori sisselülitamise hetkest, tekib elektromagnetväli. Väli mõjutab pöörisvoolusid, mis muudavad generaatori võnkumiste amplituudi. Kuid generaator on esimene, kes reageerib muutustele. Kui liikuv metallese satub väljale, saadetakse signaal juhtseadmesse.

Pärast signaali saabumist töödeldakse seda. Signaali tugevus sõltub objekti helitugevusest ning objekti ja seadme vahelisest kaugusest. Seejärel signaal teisendatakse.

Mahtuvuslik

Mahtuvuslikul anduril võib väliselt olla tavaline lame või silindriline korpus, mille sees on tihvtelektroodid ja dielektriline vahetükk. Üks plaatidest jälgib stabiilselt objekti liikumist ruumis, mille tulemusena muutub mahutavus. Neid seadmeid kasutatakse objektide nurk- ja lineaarse liikumise ning nende mõõtmete mõõtmiseks.

Mahtuvuslikud tooted on lihtsad, kõrge tundlikkuse ja väikese inertsiga. Elektriväljade välismõju mõjutab seadme tundlikkust.

Optiline

• Mõõtke esemete asukohta ja liikumist pärast piirlüliteid.
• Tehke kontaktivabad mõõtmised.
• Tuvastage suurel kiirusel liikuvate objektide asukoht.

Barjäär

Barjääri optiline andur on määratud Ladina täht"T". See optiline seade on kaheplokiline. Kasutatakse saatja ja vastuvõtja vahelisele vaatealale langevate objektide tuvastamiseks. Katvusulatus kuni 100m.

Refleks

Täht "R" tähistab peegelduvat optilist andurit. Reflex-toode sisaldab saatjat ja vastuvõtjat ühes korpuses. Reflektor toimib valgusvihu peegeldusena. Peegelpinnaga objekti tuvastamiseks paigaldatakse andurisse polariseeriv filter. Tööulatus kuni 8m.

Difusioon

Difusiooniandur on tähistatud tähega “D”. Seadme korpus on monoblokk. Need seadmed ei vaja täpset teravustamist. Disain on loodud töötama lähedal asuvate objektidega. Vahemaa 2 m.

Laser

Laseranduritel on kõrge täpsus. Nad saavad kindlaks teha, kus liikumine toimub, ja anda objekti täpsed mõõtmed. Need seadmed on väikese suurusega. Seadmete energiatarve on minimaalne. Toode suudab koheselt kellegi teise tuvastada ja alarmi kohe sisse lülitada.

Töö põhitõed laserseade- mõõta kolmnurga abil kaugust objektist. Suure paralleelsusega vastuvõtjast kiirgab laserkiir, mis tabab objekti pinda ja peegeldub. Peegeldus toimub teatud nurga all. Nurga suurus sõltub objekti asukoha kaugusest. Peegeldunud kiir naaseb vastuvõtjasse. Integreeritud mikrokontroller loeb teavet - see määrab objekti ja selle asukoha parameetrid.

Ultraheli

Ultraheliandurid on sensoorsed seadmed, mida kasutatakse teisendamiseks elektrivool ultrahelilaineteks. Nende töö põhineb ultraheli vibratsioonide koostoimel kontrollitud ruumiga.

Seadmed töötavad radari põhimõttel – tuvastavad objekti peegeldunud signaaliga. Helikiirus on konstantne väärtus. Seade suudab arvutada kaugust objektist vastavalt ajavahemikule, millal signaal tuli välja ja tagasi.

Mikrolaineahi

Mikrolaine liikumisandurid kiirgavad kõrgsageduslikke elektromagnetlaineid. Toode on tundlik kontrollitavas piirkonnas olevate objektide tekitatud peegeldunud lainete muutuste suhtes. Objekt võib olla soojavereline, elav või lihtsalt objekt. On oluline, et objekt peegeldaks raadiolaineid.

Kasutatav radari põhimõte võimaldab tuvastada objekti ja arvutada selle liikumiskiiruse. Liikumisel seade aktiveeritakse. See on Doppleri efekt.

Magnetotundlik

Seda tüüpi seadmeid valmistatakse kahte tüüpi:

• põhineb mehaanilistel kontaktidel;
• põhineb Halli efektil.

Esimene võib töötada muutuva ja DC kuni 300 V või 0 lähedase pingega.

Halli efektil põhinev toode kasutab tundlikku elementi, et jälgida karakteristikute muutusi välise magnetvälja mõjul.

Võtke ühendust

Kontaktandurid on parameetrilist tüüpi tooted. Kui täheldatakse mehaanilise suuruse teisendusi, siis need muutuvad elektritakistus. Tootedisain sisaldab kahte elektroodi, mis tagavad vastuvõtja sisendi kontakti maandusega. Mahtuvusmuundur koosneb kahest metallplaadist, neid hoiavad kaks teineteisest eemale paigaldatud operaatorit. Üks plaat võib olla vastuvõtja korpus.

Kontaktnurga andurit nimetatakse kodeerijaks ja seda kasutatakse pöörleva objekti pöördenurga määramiseks. Neutraalne vastutab mootori töörežiimi eest.

Merkuur

Elavhõbeda asendiandurid on klaasist korpusega ja oma mõõtmetelt sarnased neoonlambiga. Vaakumsulguriga klaaskolvis on kaks kontakttihvti elavhõbedakuuli tilgaga.

Autojuhid kasutavad seda vedrustuse nurga juhtimiseks, kapoti ja pagasiruumi avamiseks. Seda kasutavad ka raadioamatöörid.

Kasutusvaldkonnad

Miniatuursete seadmete kasutusvaldkonnad on ulatuslikud:

• Kasutatakse masinaehituses monteerimiseks, katsetamiseks, pakendamiseks, keevitamiseks, neetimiseks.
• Laborites kasutatakse neid kontrolliks ja mõõtmiseks.
• Autotehnika, transporditööstus, mobiilsed seadmed. Kõige populaarsem on manuaalkäigukasti neutraalkäiguandur. Paljud sõiduki juhtimissüsteemid sisaldavad andureid. Neid leidub roolimehhanismis, ventiilides, pedaalides, mootoriruumisüsteemides, peeglite, istmete ja kokkuklapitavate katuste juhtimissüsteemides.
• Neid kasutatakse robotite kujundamisel, teaduses ja hariduses.
• Meditsiinitehnoloogia.
• Põllumajandus ja eritehnika.
• Puidutööstus.
• Metallitöötlemisala, metallilõikuspinkides.
• Traadi tootmine.
• Valtsimistehaste konstruktsioonid, programmijuhtimisega masinates.
• Jälgimissüsteemid.
• Turvasüsteemides.
• Hüdraulilised ja pneumaatilised süsteemid.

Induktiivne lähedusandur. Välimus

Tööstuselektroonikas kasutatakse induktiiv- ja muid andureid väga laialdaselt.

Artikkel on ülevaade (soovi korral populaarteaduslik). Andurite jaoks on olemas reaalsed juhised ja lingid näidetele.

Andurite tüübid

Niisiis, mis täpselt on andur? Andur on seade, mis annab konkreetse sündmuse toimumisel kindla signaali. Teisisõnu, andur aktiveerub teatud tingimustel ja selle väljundisse ilmub analoog (sisendefektiga võrdeline) või diskreetne (binaarne, digitaalne, st kaks võimalikku taset) signaal.

Täpsemalt võime vaadata Vikipeediat: Sensor (sensor, inglise keelest sensor) on juhtimissüsteemide kontseptsioon, primaarne muundur, süsteemi mõõte-, signaalimis-, reguleerimis- või juhtimisseadme element, mis muudab kontrollitava koguse kasutamiseks mugavaks signaaliks.

Seal on ka palju muud infot, aga mul on oma, inseneri-elektroonika-rakenduslik nägemus sellest küsimusest.

Andureid on väga erinevaid. Loetlen ainult seda tüüpi andureid, millega elektrikud ja elektroonikainsenerid peavad tegelema.

Induktiivne. Aktiveeritakse metalli olemasolul käivitsoonis. Teised nimetused on lähedusandur, asendiandur, induktiivne, kohalolekuandur, induktiivne lüliti, lähedusandur või lüliti. Tähendus on sama ja seda pole vaja segamini ajada. Inglise keeles kirjutavad nad “proximity sensor”. Tegelikult on see metallist andur.

Optiline. Muud nimetused on fotosensor, fotoandur, optiline lüliti. Neid kasutatakse ka igapäevaelus, neid nimetatakse valgusanduriteks.

Mahtuvuslik. Käivitab peaaegu iga objekti või aine olemasolu tegevusalal.

Surve. Õhu- ega õlirõhku pole - signaal saadetakse kontrollerile või see puruneb. Kui see on diskreetne. Võiks olla andur koos voolu väljund, mille vool on võrdeline absoluutse või diferentsiaalrõhuga.

Piirlülitid(elektriline andur). See on lihtne passiivne lüliti, mis rakendub, kui objekt sellest otsa jookseb või vastu surub.

Andureid võib ka kutsuda andurid või algatajad.

Praeguseks piisab, liigume edasi artikli teema juurde.

Induktiivne andur on diskreetne. Väljundis olev signaal ilmub siis, kui metalli on antud tsoonis.

Lähedusandur põhineb induktiivpooliga generaatoril. Sellest ka nimi. Kui pooli elektromagnetväljas ilmub metall, muutub see väli dramaatiliselt, mis mõjutab ahela tööd.

Induktsioonianduri väli. Metallplaat muudab võnkeahela resonantssagedust

Induktiivne npn anduri ahel. Näidatud on funktsionaalne diagramm, mis näitab: võnkeahelaga generaatorit, läviseadet (võrdlusseadet), NPN-i väljundtransistor, kaitsevad zeneri dioodid ja dioodid

Enamik artiklis olevaid pilte pole minu tehtud; lõpus saate allikad alla laadida.

Induktiivse anduri rakendamine

Induktiivseid lähedusandureid kasutatakse tööstusautomaatikas laialdaselt mehhanismi konkreetse osa asukoha määramiseks. Anduri väljundi signaali saab sisestada kontrollerile, sagedusmuundurile, releele, starterile jne. Ainus tingimus on voolu ja pinge sobitamine.

Induktiivse anduri töö. Lipp liigub paremale ja kui see jõuab anduri tundlikkustsooni, siis andur käivitub.

Muide, andurite tootjad hoiatavad, et hõõglambi pole soovitatav otse anduri väljundisse ühendada. Põhjustest olen juba kirjutanud - .

Induktiivandurite omadused

Kuidas andurid erinevad?

Peaaegu kõik allpool öeldu kehtib mitte ainult induktiivse, vaid ka optilised ja mahtuvuslikud andurid.

Disain, korpuse tüüp

On kaks peamist võimalust - silindriline ja ristkülikukujuline. Muid juhtumeid kasutatakse äärmiselt harva. Korpuse materjal – metall (erinevad sulamid) või plastik.

Silindrilise anduri läbimõõt

Peamised mõõtmed - 12 ja 18 mm. Muud läbimõõtu (4, 8, 22, 30 mm) kasutatakse harva.

18 mm anduri kinnitamiseks vajate kahte 22 või 24 mm võtit.

Lülituskaugus (töövahe)

See on kaugus metallplaadist, mille juures on tagatud anduri usaldusväärne töö. Miniatuursete andurite puhul on see kaugus 0 kuni 2 mm, 12 ja 18 mm läbimõõduga anduritel - kuni 4 ja 8 mm, suurte andurite puhul - kuni 20...30 mm.

Ühendatavate juhtmete arv

Läheme vooluringi juurde.

2-juhtmeline. Andur on ühendatud otse koormusahelaga (näiteks käivitusmähis). Nii nagu paneme kodus tuled põlema. Paigaldamisel mugav, kuid koormuse osas kapriisne. Nad töötavad halvasti nii suure kui ka väikese koormustakistusega.

2-juhtmeline andur. Ühendusskeem

Koormust saab ühendada mis tahes juhtmega, pideva pinge jaoks on oluline säilitada polaarsus. Vahelduvpingega töötamiseks mõeldud andurite puhul ei oma koormusühendus ega polaarsus tähtsust. Sa ei pea üldse mõtlema, kuidas neid ühendada. Peaasi on pakkuda voolu.

3-juhtmeline. Kõige tavalisem. Toite ja üks koormuse jaoks on kaks juhet. Ma räägin teile rohkem eraldi.

4- ja 5-juhtmeline. See on võimalik, kui kasutatakse kahte koormusväljundit (näiteks PNP ja NPN (transistor) või lülitus (relee) Viies juhe on töörežiimi või väljundi oleku valik.

Anduri väljundite tüübid polaarsuse järgi

Kõigil diskreetsetel anduritel võib olenevalt võtme (väljund) elemendist olla ainult 3 tüüpi väljundeid:

Relee. Siin on kõik selge. Relee lülitab sisse vajaliku pinge või ühe toitejuhtmetest. See tagab täieliku galvaanilise isolatsiooni anduri toiteahelast, mis on sellise vooluahela peamine eelis. See tähendab, et sõltumata anduri toitepingest saate koormuse sisse/välja lülitada mis tahes pingega. Kasutatakse peamiselt suurtes andurites.

Transistor PNP. See on PNP andur. Väljund on PNP-transistor, see tähendab, et "positiivne" juhe lülitatakse. Koormus on pidevalt ühendatud "miinusega".

Transistor NPN.Väljundis on NPN-transistor, see tähendab, et "negatiivne" või nulljuhe on sisse lülitatud. Koormus on pidevalt ühendatud "plussiga".

Saate selgelt aru erinevusest, kui mõistate transistoride tööpõhimõtet ja lülitusahelaid. Abiks on järgmine reegel: Kui emitter on ühendatud, on see juhe ümber lülitatud. Teine juhe on püsivalt koormaga ühendatud.

Allpool antakse andurite ühendusskeemid, mis näitab selgelt neid erinevusi.

Andurite tüübid väljundi oleku järgi (NC ja NO)

Olgu andur milline tahes, üks selle peamisi parameetreid on väljundi elektriline olek hetkel, mil andur ei ole aktiveeritud (sellele ei lööda).

Väljundit saab sel hetkel sisse lülitada (koormusele antakse toide) või välja lülitada. Vastavalt öeldakse - tavaliselt suletud (tavaliselt suletud, NC) kontakt või normaalselt avatud (NO) kontakt. Välismaistes seadmetes – vastavalt NC ja NO.

See tähendab, et peamine asi, mida peate andurite transistoriväljundite kohta teadma, on see, et neid võib olla 4 tüüpi, sõltuvalt väljundtransistori polaarsusest ja väljundi algolekust:

• PNP NR
• PNP NC
• NPN NR
• NPN NC

Positiivne ja negatiivne tööloogika

See mõiste viitab pigem täiturmehhanismidele, mis on ühendatud anduritega (kontrollerid, releed).

NEGATIIVNE või POSITIIVNE loogika viitab pingetasemele, mis aktiveerib sisendi.

NEGATIIVNE loogika: kontrolleri sisend aktiveeritakse (loogika "1"), kui see on ühendatud MAANDUSEGA. Kontrolleri S/S-klemm (ühine juhe diskreetsete sisendite jaoks) peab olema ühendatud +24 V alalisvooluga. NPN tüüpi andurite puhul kasutatakse negatiivset loogikat.

POSITIIVNE loogika: sisend aktiveeritakse, kui see on ühendatud +24 V alalisvooluga. S/S kontrolleri klemm peab olema ühendatud GROUNDiga. Kasutage PNP tüüpi andurite puhul positiivset loogikat. Kõige sagedamini kasutatakse positiivset loogikat.

Võimalusi on erinevaid seadmeid ja andurite ühendamist nendega, küsige kommentaarides, mõtleme selle üle koos.

Artikli jätk -. Teises osas antakse ja arutatakse reaalseid diagramme praktiline rakendus erinevat tüüpi transistori väljundiga andurid.

Kõige olulisemad ja enim kasutatavad automaatika tehnilised vahendid on andurid.

Andur nimetatakse juhitava või reguleeritava koguse esmaseks muunduriks väljundsignaaliks, mis on mugav kaugedastuseks ja edasiseks kasutamiseks. Andur koosneb tajuvast (tundlikust) organist ja ühest või mitmest vahepealsest muundurist. Üsna sageli koosneb andur ainult ühest andurist (näiteks: termopaar, takistustermomeeter jne). Andurit iseloomustavad sisend- ja väljundkogused.

Väljundväärtuse muutus sõltuvalt sisendväärtuse muutusest

helistas anduri tundlikkus;

Muutus väljundsignaalis, mis tuleneb sisemise muutusest

anduri omadused või muutused välised tingimused tema teosed on muutused

ümbritseva õhu temperatuur, pinge kõikumised jne. kutsutakse anduri viga;

Väljundväärtuse muutuste mahajäämus sisendväärtuse muutustest

helistas anduri inerts.

Kõiki neid andurite indikaatoreid tuleb konkreetse masina või protsessi automatiseerimiseks andurite valikul arvesse võtta.

Andurid, mis on ette nähtud mõõtma füüsikalisi (niiskuse taseme, tiheduse, temperatuuri jne mitteelektrilised sisendväärtused) muudavad need elektrilisteks väljundväärtusteks, mis edastatakse vahemaa tagant, et mõjutada täiturmehhanismi.

Andurid jagunevad:

- kokkuleppel- jõu liikumise, temperatuuri, niiskuse, kiiruse mõõtmine

- vastavalt tööpõhimõttele- elektrilised, mehaanilised, termilised, optilised ja

- teisendusmeetodi järgi- mitteelektriline kogus elektriliseks -

induktiivne, termoelektriline, fotoelektriline, radioaktiivne, aktiivne

takistus (potentsiomeetriline, tensomõõtur jne).

Andurid on:

- kontakti(otse kontaktis);

- kontaktivaba(ärge puudutage: fotoelektrilist, ultraheli,

radioaktiivne, optiline jne).

KERI

kasutatakse ehitustööstuses ehitusmasinate automatiseerimiseks ja tehnoloogilised protsessid, tehnilisi vahendeid automaatika ja automatiseeritud juhtimissüsteemid.

1. Kontrollimiseks ja teabe saamiseks:

1.1 tihendatud pinnase kvaliteet (tihedus);

1.2 tehtud tööde mahu arvestus (sõidetud km, tarnitud vesi jne);

1,3 sõiduki kiirust;

1.4 vedeliku olemasolu mahutis ja selle kogus;

1.5 puistematerjalide kogus konteineris (tsement, liiv, killustik

2. Reguleerimiseks:

2.1 etteantud temperatuuri hoidmine betooni kuumutamisel;

2.2 Mootori jahutusvedeliku termostaat sisepõlemine;

2.3 vedeliku rõhk anumas (süsteemis);

2.4 gaaside (õhu) rõhk süsteemis (mahutis);

2.5 tõste- ja muude masinate kandevõime;

2.6 masina tööosa tõstekõrgus (kraana nool, tööplatvorm,

liftid ja liftid, laadimiskapsas, kopp jne);

2.7 koorma tõstemasina tõstekõrgus;

2,8 poomi pöörlemine tõstekraana;

2.9 masina liikumise piiramine mööda rööpaid (torn- või sildkraana, kärud

2.10 pingestatud juhtmete läheduse piiramine (poom ja

kraanakaabel);

2.11 kaevu ja kaeviku põhja ettenähtud taseme ja kalde hoidmine töö ajal

ekskavaator;

2.12 kaitse eest lühis;

2.13 kaitse ülepinge (alapinge) eest;

2.14 kõigi mootorite väljalülitamine ja tornkraana kinnitamine haardega rööbastele olenevalt tuule kiirusest.

3. Juhtimissüsteemi lokaalseks automatiseerimiseks:

3.1 mootori töörežiim sõltuvalt tööosa koormusest (buldooser - tera süvendamine, kaabits ja teehöövel - tera süvendamine, ekskavaator - kopa süvendamine);

3.2 komponentide annuste seadistamine betooni segu vastavalt retseptile;

3.3 koostisainete doseerimine betoonisegu valmistamiseks;

3.4 kestuse määramine ja selle kestuse säilitamine betoonisegu valmistamisel.

4. Juhtsüsteemi automatiseerimiseks:

4.1 betoonisegamistehase töö automatiseeritud juhtimissüsteem;

4.2 automatiseeritud buldooseri juhtimissüsteem - seatud “AKA-Dormash”, “Kombiplan-10 LP” tööde tegemisel kindlaksmääratud kõrgustel, kallakul ja suunal;

4.3 automatiseeritud teehöövli juhtimissüsteem - "Profiil-20",

“Profiil-30” teede profileerimiseks ja territooriumi planeerimiseks;

4.4 automaatne kaabitsa juhtimissüsteem – “Copier-Stabiplan-10” pinnase või vertikaalse tasandamise arendamiseks etteantud kõrgusele (kopa kõrgusasend, liikumine tagasein kopp, koppa noa süvendamine (tõstmine) ning traktori mootori ja selle suuna reguleerimine;

4.5 automaatne juhtimissüsteem mitme kopaga ekskavaatorile kaevikute väljatöötamisel teatud suunas, kaevamissügavusel, kaeviku põhja teatud kaldenurgal ja mootori töö reguleerimisel.

Automatiseeritud (automaatse) süsteemi visuaalseks esituseks kasutame graafilised pildid:

Plokkskeem, mis peegeldab süsteemi täiustatud struktuuri ning objektide juhtimis- ja halduspunktide vahelisi seoseid;

Funktsionaalne diagramm, mille joonis on skemaatiliselt sümbolid kujutatud on tehnoloogilisi seadmeid, side-, juhtimis- ja automaatikaseadmeid (instrumendid, regulaatorid, andurid), mis näitavad seoseid

tehnoloogilised seadmed ja automaatika elemendid. Diagramm näitab parameetreid, mida jälgitakse ja reguleeritakse;

Nagu ka skemaatilised, paigaldus- ja muud skeemid.