센서의 종류와 이름은 다양한 초음파 변환기의 사용과 스캔 방법에 따라 결정됩니다. 변환기 유형에 따라 다음을 구별할 수 있습니다.

● 부문별 기계 센서(섹터 기계적 프로브) - 단일 요소 또는 다중 요소 환형 격자 포함;

● 다중 요소 선형 어레이가 있는 선형 센서;

● 볼록 및 마이크로 볼록 센서(볼록 또는 미세 볼록 프로브) - 각각 볼록 및 미세 볼록 격자 포함;

● 위상 섹터 센서(위상 배열 프로브) - 다중 요소 선형 배열 포함;

● 2차원 격자 센서일, 선형, 볼록 및 섹터.

여기에서는 의료 목적, 작동 주파수 및 설계 기능을 지정하지 않고 주요 유형의 센서 이름을 지정했습니다.

부문별 기계 센서(그림 2.11a, 2.11b)에서 작업 표면(보호 캡)은 모서리를 따라 움직이는 단일 요소 또는 링 초음파 변환기가 있는 볼륨을 닫습니다. 캡 아래의 볼륨은 초음파 신호가 통과하는 동안 손실을 줄이기 위해 음향학적으로 투명한 액체로 채워져 있습니다. 작동 주파수 외에 섹터형 기계식 센서의 주요 특성은 다음과 같습니다. 각도 크기센서 표시에 표시된 스캐닝 섹터 (때로는 작업 표면의 해당 호 H의 길이가 추가로 제공됨). 마킹 예: 3.5MHz/90°.

선형, 볼록, 미세 볼록 및 위상(섹터) 전자 스캐닝 센서에서 작업 표면은 변환기의 방사 표면과 일치합니다. 구멍, 그리고 크기가 같습니다. 특성 조리개 크기는 센서 라벨링에 사용되며 센서를 선택할 때 결정하는 데 도움이 됩니다.

선형 센서에서 조리개 길이 L은 직사각형 보기 영역의 너비를 결정하기 때문에 특징적입니다(그림 2.11c). 선형 센서 7.5MHz / 42mm 마킹의 예.

선형 센서의 시야 폭은 항상 조리개 길이의 20-40% 미만이라는 점을 염두에 두어야 합니다. 따라서 조리개 크기가 42mm이면 시야의 너비는 34mm를 넘지 않습니다.

볼록 센서에서 시야는 두 가지 특성 치수에 의해 결정됩니다. 볼록 작업 부분에 해당하는 호 H(때로는 현)의 길이와 스캐닝 섹터 α의 각도 크기는 그림 2.11 d 볼록 센서를 표시하는 예: 3.5MHz / 60° / 60mm. 덜 자주, 표시에 반경을 사용합니다. 아르 자형작업 표면의 곡률, 예:

3.5MHz/60 아르 자형(반경 - 60mm).

쌀. 2.11. 외부 검사용 센서의 주요 유형:, b-

부문 기계 (a - 심장, b - 물 포함

대통 주둥이); c - 선형 전자; d - 볼록한;

e - 미세 볼록; e - 단계적 섹터

미세 볼록 센서에서 R은 특징적입니다. 작업 표면(조리개)의 곡률 반경, 때로는 호의 각도 α가 추가로 제공되어 보기 섹터의 각도 크기를 결정합니다(그림 2.11,e). 마킹 예: 3.5MHz/20R(반경 - 20mm).

위상 섹터 센서의 경우 전자 스캐닝 섹터의 각도 크기는 도 단위로 표시됩니다. 마킹 예: 3.5MHz/90° .

그림에 나와 있습니다. 2.11 센서는 외부 검사에 사용됩니다. 그 외에도 많은 수의 공동 내 및 고도로 전문화된 센서가 있습니다.

의료 응용 분야에 따라 센서 분류를 도입하는 것이 좋습니다.

1. 실외 검사용 범용 센서(복부 프로브). 유니버설 센서는 성인과 어린이의 복부 및 골반 장기를 검사하는 데 사용됩니다.

2. 표재성 장기용 센서(소형 부품 프로브). 얕은 작은 기관 및 구조(예: 갑상선, 말초 혈관, 관절)를 연구하는 데 사용됩니다.

3. 심장 센서(심장 프로브). 심장을 연구하기 위해 늑간 간격을 통한 관찰의 특성과 관련된 섹터 형 센서가 사용됩니다. 기계식 스캐닝 센서(단일 요소 또는 환형 배열 포함) 및 위상 전자 센서가 사용됩니다.

4. 소아과용 센서(발과 프로브). 소아과의 경우 성인과 동일한 센서가 사용됩니다. , 그러나 더 높은 주파수(5 또는 7.5MHz)에서만 더 많은 것을 얻을 수 있습니다. 고품질이미지. 이것은 환자의 크기가 작기 때문에 가능합니다.

5. 공동 내 센서(강내 프로브). 다양한 종류의 공동 내 센서가 있으며 의료 응용 분야에서 서로 다릅니다.

● Transvaginal(질내) 센서(transvaginal 또는 edovaginal 프로브).

● 경직장 센서(경직장 또는 직장내 프로브).

● 수술 중 센서(수술 중 프로브).

● 경요도 센서(경요도 프로브).

● 경식도 프로브.

● 혈관내 센서(혈관내 프로브).

6. 생검 또는 천자 프로브(생검 또는 천자 프로브). 생검 또는 천자 바늘의 정확한 안내에 사용됩니다. 이를 위해 센서는 바늘이 작업 표면(조리개)의 구멍(또는 슬롯)을 통과할 수 있도록 특별히 설계되었습니다.

7. 고도로 전문화된 센서. 위에서 언급한 대부분의 센서는 상당히 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 동시에 좁은 응용 분야의 센서 그룹을 선별할 수 있으며 별도로 언급해야 합니다.

● 안과용 센서(안과용 프로브).

● 경두개 연구용 센서(경두개 프로브).

● 부비동염, 정면 부비동염 및 부비동염 진단용 센서.

● 수의학용 센서(수의학 프로브).

8. 광대역 및 다중 주파수 센서. 현대의 복잡한 장치에서 광대역 센서가 점점 더 많이 사용됩니다. 이러한 센서는 구조적으로 위에서 논의한 기존 센서와 유사하게 설계되었으며 광대역 초음파 변환기, 즉 넓은 대역의 작동 주파수를 가진 센서.

9. 도플러 변환기. 센서는 혈관의 속도 또는 혈류 속도 범위에 대한 정보를 얻는 데만 사용됩니다. 이러한 변환기는 도플러 초음파 기기에 대한 섹션에서 설명합니다.

10. 3D 이미징 센서. 3D(3차원) 이미지를 얻기 위한 특수 센서는 거의 사용되지 않습니다. 기존의 2D 이미지 센서는 다음과 같이 더 일반적으로 사용됩니다. 특수 장치, 세 번째 좌표를 따라 스캔을 제공합니다.

수신된 정보의 품질은 장치의 기술 수준에 따라 다릅니다. 장치가 더 복잡하고 완벽할수록 진단 ​​정보의 품질이 높아집니다. 원칙적으로, 기술 수준장치는 네 그룹으로 나뉩니다. 단순 장치; 중산층 가전제품; 고급 장치; 고급 가전제품(고급이라고도 함).

초음파 진단 장비의 제조업체와 사용자 사이에는 장치를 서로 비교할 수있는 특성과 매개 변수가 매우 많기 때문에 장치 등급을 평가하기위한 합의 된 기준이 없습니다. 그럼에도 불구하고 수신되는 정보의 품질이 크게 좌우되는 장비의 복잡성 수준을 추정하는 것은 가능합니다. 초음파 스캐너의 복잡성 수준을 결정하는 주요 기술 매개 변수 중 하나는 장치의 전자 장치에서 최대 수신 및 전송 채널 수입니다. 채널 수가 많을수록 감도와 해상도가 향상되기 때문입니다. 초음파 이미지의 품질 특성.

단순(보통 휴대용) 초음파 스캐너에서는 송수신 채널 수가 16개 이하이고 중급 이상 장치에서는 32개, 48개, 64개입니다. 64개 이상(예: 128, 256, 512 등). 일반적으로 고급 및 고급 초음파 스캐너는 컬러 도플러 매핑이 있는 장치입니다.

고급 가전 제품은 일반적으로 최신 기능을 최대한 활용합니다. 디지털 처리거의 센서의 출력에서 ​​시작하는 신호. 이러한 이유로 이러한 장치를 디지털 시스템 또는 플랫폼(디지털 시스템)이라고 합니다.

시험 문제

1. 음향 임피던스란 무엇이며 반사에 미치는 영향

초음파?

2. 생물학적 조직에서 초음파의 감쇠는 주파수에 어떻게 의존합니까?

3. 펄스 초음파 신호의 스펙트럼은 깊이에 따라 어떻게 변합니까?

4. 초음파 스캐너에는 어떤 작동 모드가 제공됩니까?

5. 작동 모드는 무엇입니까 에?

6. 작동 모드는 무엇입니까 하지만?

7. 작동 모드는 무엇입니까 중?

8. 작동 모드는 무엇입니까 디?

9. 초음파 변환기의 작동을 설명하십시오.

10. 압전 소자의 구성은 무엇입니까? 다양한 방식

센서?

11. 초음파 스캐너에는 어떤 유형의 센서가 있습니까?

자동화 시스템에서 센서는 제어되거나 규제된 값(제어 대상의 매개변수)을 추가 정보 흐름에 보다 편리한 출력 신호로 변환하도록 설계되었습니다. 따라서 센서는 입력과 출력이 있는 자동화 및 원격 역학의 모든 요소가 어느 정도 변환기이기 때문에 이 용어가 너무 일반적이기는 하지만 종종 변환기라고 합니다.

가장 단순한 경우에 센서는 변위의 힘(스프링에서) 또는 온도를 기전력으로(열전소자에서) 등과 같이 Y=f(X) 변환 하나만 수행합니다. 이러한 유형의 센서를 직접 변환 센서.그러나 어떤 경우에는 필요한 입력 값 U에 대한 입력 값 X에 직접 영향을 미칠 수 없습니다(이러한 연결이 불편하거나 원하는 품질을 제공하지 않는 경우). 이 경우 연속 변환이 수행됩니다. 입력 값 X는 중간 Z에 영향을 미치고 값 Z는 필요한 값 Y에 영향을 줍니다.

Z=f1(X); Y=f2(Z)

결과는 X를 Y에 연결하는 함수입니다.

Y=f2=F(X).

이러한 연속적인 변환의 수는 둘 이상일 수 있으며 일반적으로 Y와 X 간의 기능적 연결은 여러 중간 값을 통과할 수 있습니다.

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

이러한 종속성을 가진 센서를 시리즈 센서.다른 모든 부품은 중간체. 두 가지 변형이 있는 센서에는 중간 기관이 없고 수신 기관과 집행 기관만 있습니다. 종종 같은 구조적 요소여러 기관의 기능을 수행합니다. 예를 들어, 탄성막은 수용 기관의 기능(압력을 힘으로 변환)과 실행 기관의 기능(힘을 변위로 변환)을 수행합니다.

센서 분류.

현대 자동화에 사용되는 매우 다양한 센서로 인해 분류가 필요합니다. 현재 다음과 같은 유형의 센서가 알려져 있으며 실제로 작동 원리에 해당하는 입력 값에 따라 분류하는 데 가장 적합합니다.

여기서 우리는 양(입력 또는 출력) 중 적어도 하나가 전기적인 가장 일반적인 센서를 고려합니다.

센서는 또한 입력 신호의 범위로 구별됩니다. 예를 들어, 일부 전기 온도 센서는 0 ~ 100°C의 온도를 측정하도록 설계된 반면 다른 센서는 0 ~ 1600°C의 온도를 측정하도록 설계되었습니다. 출력 신호의 변화 범위가 동일(통일)되는 것이 매우 중요합니다. 다른 장치. 센서의 출력 신호를 통합하면 대부분의 경우 공통 증폭 및 작동 요소를 사용할 수 있습니다. 다른 시스템오토메이션.

전기 센서는 가장 중요한 요소자동화 시스템. 센서의 도움으로 제어되거나 조정된 값은 전체 조정 프로세스가 진행되는 변경 사항에 따라 신호로 변환됩니다. 자동화에서 가장 널리 사용되는 것은 전기 출력 신호가 있는 센서입니다. 이것은 먼저 전기 신호를 원거리로 전송하는 편리함, 처리 및 변환 가능성으로 설명됩니다. 전기 에너지기계 작업으로. 전기, 기계, 유압 및 공압 센서 외에도 널리 보급되었습니다.

전기 센서는 변환 원리에 따라 변조기와 발전기의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

변조기(파라메트릭 센서)의 경우 입력 에너지는 보조 장치에 작용합니다. 전기 회로, 매개변수를 변경하고 외부 에너지 소스에서 전류 또는 전압의 값과 특성을 변조합니다. 이것은 동시에 센서의 입력에서 수신된 신호를 증폭합니다. 외부 에너지 소스의 존재는 센서-변조기 작동의 전제 조건입니다.

쌀. 1. 센서 변조기(a)와 센서 생성기(b)의 기능 블록.

변조는 옴 저항, 인덕턴스, 커패시턴스의 세 가지 매개 변수 중 하나를 변경하여 수행됩니다. 이에 따라 옴, 유도 및 용량 성 센서 그룹이 구별됩니다.

이러한 각 그룹은 하위 그룹으로 나눌 수 있습니다. 따라서 가장 광범위한 저항 센서 그룹은 스트레인 게이지, 전위차계, 서미스터, 포토 레지스터와 같은 하위 그룹으로 나눌 수 있습니다. 두 번째 하위 그룹에는 유도 센서, 자기탄성 및 변압기에 대한 옵션이 포함됩니다. 세 번째 하위 그룹은 다양한 유형의 정전 용량 센서를 결합합니다.

두 번째 유형 - 센서 생성기는 단순히 변환기입니다. 그들은 제어된 양과 관련된 다양한 프로세스의 영향으로 기전력의 발생을 기반으로 합니다. 이러한 기전력의 발생은 예를 들어 전자기 유도, 열전, 압전, 광전 및 기타 분리를 일으키는 현상으로 인해 발생할 수 있습니다. 전기 요금. 이러한 현상에 따라 발전기 센서는 유도, 열전, 압전 및 광전으로 구분됩니다.

전기 공학, 정전기 센서, 홀 센서 등의 그룹도 가능합니다.

전위차계 및 스트레인 게이지 센서.

전위차 센서는 각도 또는 선형 움직임을 전기 신호로 변환하는 데 사용됩니다. 전위차계 센서는 가변저항기 회로 또는 전위차계(분압기) 회로에 따라 연결할 수 있는 가변 저항기입니다.

구조적으로 전위차계 센서는 전기 기계 장치(그림 2-1)로 높은 합금으로 감긴 가는 와이어(권선)가 있는 프레임 1로 구성됩니다. 저항, 슬라이딩 접촉 - 브러시 2 및 도체 3, 슬라이딩 접촉 또는 나선형 스프링의 형태로 만들어집니다.

권선이있는 프레임은 움직이지 않고 고정되고 브러시는 OS의 가동부에 기계적으로 연결되며 그 움직임은 전기 신호로 변환되어야합니다. 브러시가 움직이면 브러시와 센서 권선 리드 중 하나 사이의 와이어 섹션의 활성 저항 Rx가 변경됩니다.

센서 스위칭 회로에 따라 변위는 활성 저항 또는 전류의 변화(직렬로 연결된 경우) 또는 전압의 변화(분압 회로에 따라 켜진 경우)로 변환될 수 있습니다. 직렬 연결의 변환 정확도는 연결 와이어의 저항 변화, 브러시와 센서 권선 사이의 전이 저항에 의해 크게 영향을 받습니다.

자동화 장치에서 전압 분배기 회로에 따른 전위차 센서의 포함이 더 자주 사용됩니다. OS의 움직이는 부분의 일방적 인 움직임으로 단일 사이클 스위칭 회로가 사용되어 비가역적 인 정적 특성을 제공합니다. 양방향 이동의 경우 푸시-풀 회로가 사용되어 가역적 특성을 제공합니다(그림 2-2).

센서의 출력 신호를 브러시의 움직임과 관련시키는 설계 및 기능 법칙에 따라 여러 유형의 전위차 센서가 구별됩니다.

선형 전위차계 센서.

그들은 전체 길이를 따라 프레임의 동일한 단면을 가지고 있습니다. 와이어 직경과 권선 피치는 일정합니다. 유휴 모드(부하 Rn→∞ 및 I→0에서)에서 선형 전위차계 센서 Uout의 출력 전압은 브러시 x의 움직임에 비례합니다. Uout = (U0/L)x, 여기서 U0은 센서 공급 전압 ; l은 권선의 길이입니다. 센서 U0의 공급 전압과 권선 길이 L은 일정한 값이므로, 최종 형태: Uout = kx, 여기서 k=U0/L은 투과 계수입니다.

기능 전위차계 센서.

브러시의 움직임과 출력 전압 사이에 기능적 비선형 관계가 있습니다. Uout = f(x). 삼각, 지수 또는 대수 특성을 갖는 기능 전위차계가 자주 사용됩니다. 기능 전위차계는 아날로그 자동 컴퓨팅 장치, 복잡한 기하학적 모양의 탱크용 플로트 수위계 등에 사용됩니다. 전위차계 센서에 필요한 기능 종속성을 얻을 수 있습니다. 다양한 방법: 전위차계 프레임의 높이를 변경하여(부드럽게 또는 단계적으로) 전위차계 권선의 섹션을 저항으로 분로합니다.

다중 회전 전위차계 센서.

그들은 건설적인 다양성브러시의 각도 움직임이 있는 선형 전위차계 센서. 다중 회전 센서의 경우 권선 L의 전체 길이를 따라 이동하려면 브러시가 360° 각도를 여러 번 회전해야 합니다. 다중 회전 센서의 장점은 높은 정확도, 낮은 감도 임계값, 작은 치수, 단점입니다. - 상대적으로 큰 마찰 모멘트, 설계 복잡성, 여러 슬라이딩 접촉의 존재

및 고속 시스템에서의 사용의 어려움.

금속 필름 전위차 센서.

이것은 전위차 센서의 새로운 유망한 디자인입니다. 그들의 틀은

적용되는 유리 또는 세라믹 판 얇은 층(수 마이크로미터) 저항이 높은 금속. 금속 필름 전위차계 센서의 신호 픽업은 세라믹 금속 브러시로 수행됩니다. 금속막의 폭이나 두께를 변경하면 디자인을 변경하지 않고도 전위차계 센서의 선형 또는 비선형 특성을 얻을 수 있습니다. 전자빔이나 레이저빔 가공을 이용하여 센서의 저항과 특성을 설정값으로 자동 조정이 가능합니다. 금속 필름 전위차계 센서의 치수는 와이어 치수보다 훨씬 작으며 권선 회전이 없기 때문에 감도 임계 값은 거의 0입니다.

전위차계 센서를 평가할 때 중요한 장점과 주요 단점이 모두 있다는 점에 유의해야 합니다. 장점은 다음과 같습니다. 디자인의 단순성; 높은 레벨출력 신호(전압 - 최대 수십 볼트, 전류 - 최대 수십 밀리암페어); 직류 및 교류 모두에서 작동하는 능력. 단점은 다음과 같습니다. 슬라이딩 접촉 및 권선 마모로 인해 신뢰성이 불충분하고 내구성이 제한됩니다. 부하 저항 특성에 대한 영향; 권선의 능동 저항에 의한 전력 손실로 인한 에너지 손실; 브러시로 센서의 움직이는 부분을 회전시키는 데 필요한 상대적으로 큰 토크.

센서는 물리적 매개변수를 신호로 변환하는 작고 복잡한 장치입니다. 그는 편리한 형태로 신호를 보냅니다. 센서의 주요 특징은 감도입니다. 위치 센서는 장비의 기계 부품과 전자 부품 간에 통신합니다. 프로세스를 자동화하는 데 사용됩니다. 이러한 장치는 많은 산업 분야에서 사용됩니다.

위치 센서는 다양한 모양을 가질 수 있습니다. 그들은 특정 목적을 위해 만들어졌습니다. 장치를 사용하여 물체의 위치를 ​​결정할 수 있습니다. 또한 신체 조건은 중요하지 않습니다. 개체는 다음을 가질 수 있습니다. 단단한, 액체 상태이거나 느슨합니다.

장치의 도움으로 다양한 문제를 해결할 수 있습니다.

• 그들은 작업 기계, 메커니즘에서 기관의 위치와 움직임(각도 및 선형)을 측정합니다. 측정은 데이터 전송과 결합될 수 있습니다.
• 자동화된 제어 시스템에서 로봇 공학은 피드백 링크가 될 수 있습니다.
• 요소의 개폐 정도 제어.
• 가이드 풀리 조정.
• 전기 드라이브.
• 객체를 참조하지 않고 객체까지의 거리 데이터 결정.
• 실험실에서 메커니즘의 기능 확인, 즉 테스트 수행.

분류, 장치 및 작동 원리

위치 센서는 비접촉 및 접촉입니다.

• 비접촉, 이러한 장치는 유도성, 자기성, 용량성, 초음파 및 광학적입니다. 그들은 자기장, 전자기장 또는 정전기장을 사용하여 물체와 연결을 형성합니다.
• 연락하다. 이 범주의 가장 일반적인 것은 인코더입니다.

비접촉

비접촉 위치 센서 또는 터치 스위치는 움직이는 물체와 접촉하지 않고 작동합니다. 그들은 빠르게 반응하고 자주 켤 수 있습니다.

예고편에서 비접촉 작업은 다음과 같습니다.

• 용량 성,
• 귀납적,
• 광학,
• 레이저,
• 초음파,
• 마이크로파,
• 자기적으로 민감하다.

비접촉을 사용하여 저속으로 전환하거나 정지할 수 있습니다.

유도

유도형 근접 센서는 전자기장을 변경하여 작동합니다.

주요 매듭 유도 센서황동 또는 폴리아미드로 만들어졌습니다. 노드는 서로 연결되어 있습니다. 디자인은 신뢰할 수 있으며 무거운 하중을 견딜 수 있습니다.

• 발전기는 전자기장을 생성합니다.
• Schmidt 트리거는 정보를 처리하고 다른 노드로 전송합니다.
• 증폭기는 장거리 신호를 전송할 수 있습니다.
• LED 표시기는 작동을 제어하고 설정 변경 사항을 추적하는 데 도움이 됩니다.
• 복합 - 필터.

유도 장치의 작동은 발전기가 켜진 순간부터 시작되며 전자기장이 생성됩니다. 필드는 발전기 진동의 진폭을 변경하는 와전류에 영향을 미칩니다. 그러나 생성자는 변경 사항에 가장 먼저 응답합니다. 움직이는 금속 물체가 필드에 들어오면 신호가 제어 장치로 전송됩니다.

신호가 수신된 후 처리됩니다. 신호의 크기는 물체의 부피와 물체와 장치를 분리하는 거리에 따라 다릅니다. 그런 다음 신호가 변환됩니다.

용량 성

정전 용량 센서는 외부에 핀 전극과 유전체 개스킷이 있는 기존의 평면 또는 원통형 본체를 가질 수 있습니다. 플레이트 중 하나는 공간에서 물체의 움직임을 안정적으로 추적하므로 결과적으로 커패시턴스가 변경됩니다. 이러한 장치의 도움으로 물체의 각도 및 선형 움직임, 치수가 측정됩니다.

용량 성 제품은 간단하고 감도가 높으며 관성이 낮습니다. 전기장의 외부 영향은 장치의 감도에 영향을 미칩니다.

광학

• 리미트 스위치 후 위치, 물체의 움직임을 측정합니다.
• 비접촉 측정을 수행합니다.
• 고속으로 움직이는 물체의 위치를 ​​식별합니다.

장벽

배리어 광센서 지정 라틴 문자"티". 이 광학 장치는 2블록입니다. 송신기와 수신기 사이의 시야에 걸린 물체를 감지하는 데 사용됩니다. 범위는 최대 100m입니다.

휘어진

문자 "R"은 반사형 광학 센서를 나타냅니다. 리플렉스 제품은 하나의 케이스에 송신기와 수신기가 들어 있습니다. 리플렉터는 빔의 반사 역할을 합니다. 거울 표면을 가진 물체를 감지하기 위해 편광 필터가 센서에 설치됩니다. 범위는 최대 8m입니다.

확산

확산 센서는 문자 "D"로 지정됩니다. 장치의 경우는 모노 블록입니다. 이러한 장치에는 정확한 초점이 필요하지 않습니다. 이 디자인은 가까운 거리에 있는 물체와 함께 작동하도록 설계되었습니다. 범위 2m

레이저

레이저 센서에는 높은 정밀도. 그들은 움직임이 일어나는 장소를 결정하고 물체의 정확한 치수를 줄 수 있습니다. 이러한 장치는 작습니다. 장치의 에너지 소비는 최소화됩니다. 제품은 즉시 낯선 사람을 식별하고 즉시 알람을 켤 수 있습니다.

일의 기초 레이저 장치삼각형을 사용하여 물체까지의 거리를 측정합니다. 수신기에서 높은 평행도로 방사된 레이저 빔이 물체의 표면을 때리면 반사됩니다. 반사는 특정 각도에서 발생합니다. 각도 값은 물체가 위치한 거리에 따라 다릅니다. 반사된 빔은 수신기로 반환됩니다. 통합 마이크로 컨트롤러는 정보를 읽고 물체의 매개변수와 위치를 결정합니다.

초음파

초음파 변환기는 변환하는 데 사용되는 감각 장치입니다. 전류초음파로. 그들의 작업은 초음파 진동과 통제된 공간의 상호 작용을 기반으로 합니다.

이 장치는 레이더 원리에 따라 작동합니다. 반사된 신호로 물체를 포착합니다. 음속은 일정합니다. 이 장치는 신호가 나갔다가 되돌아온 시간의 범위에 따라 물체까지의 거리를 계산할 수 있습니다.

마이크로파

마이크로파 모션 센서는 고주파 전자기파를 방출합니다. 이 제품은 제어 영역에 있는 물체에 의해 생성되는 반사파의 변화에 ​​민감합니다. 개체는 온혈 동물이거나 살아 있거나 개체일 수 있습니다. 물체가 전파를 반사하는 것이 중요합니다.

사용되는 레이더의 원리를 통해 물체를 감지하고 이동 속도를 계산할 수 있습니다. 움직이면 장치가 활성화됩니다. 이것이 도플러 효과입니다.

자기 민감

이 유형의 장치는 두 가지 유형으로 만들어집니다.

• 기계적 접촉을 기반으로;
• 홀 효과를 기반으로 합니다.

첫 번째는 변수로 작업할 수 있으며 DC최대 300V 또는 0에 가까운 전압에서

홀 효과를 기반으로 하는 제품은 외부 자기장의 작용에 따른 특성 변화를 감지하는 민감한 요소를 가지고 있습니다.

연락하다

접촉 센서는 파라메트릭 유형의 제품입니다. 기계적 양의 변형이 관찰되면 변경됩니다. 전기 저항. 제품의 설계에는 수신기 입력과 접지의 접촉을 제공하는 두 개의 전극이 있습니다. 용량성 변환기는 두 개의 금속판으로 구성되어 있으며 서로 떨어진 곳에 설치된 두 명의 작업자가 고정합니다. 하나의 플레이트는 수신기 본체가 될 수 있습니다.

인코더라는 접촉각 센서는 회전하는 물체의 회전 각도를 결정하는 데 사용됩니다. 중립은 엔진 작동 모드를 담당합니다.

수은

수은 위치 센서는 유리 몸체를 가지고 있으며 크기가 네온 램프와 비슷합니다. 밀폐된 유리 플라스크 안에 수은 볼 한 방울이 있는 두 개의 출력 접점이 있습니다.

운전자가 서스펜션의 경사각을 제어하고 후드, 트렁크를 여는 데 사용합니다. 라디오 아마추어도 사용합니다.

애플리케이션

소형 장치의 사용 영역은 광범위합니다.

• 조립, 테스트, 포장, 용접, 리벳팅을 위한 기계 공학에 사용됩니다.
• 실험실에서는 제어, 측정에 사용됩니다.
• 자동차 기술, 운송 산업, 모바일 기술. 수동 변속기에 가장 많이 사용되는 중립 기어 센서. 많은 차량 제어 시스템에는 센서가 있습니다. 조향 장치, 밸브, 페달, 엔진실 시스템, 거울, 시트, 접이식 지붕용 제어 시스템에 있습니다.
• 그들은 로봇의 건설, 과학 분야 및 교육 분야에서 사용됩니다.
• 의학 기술.
• 농업 및 특수 장비.
• 목공 산업입니다.
• 금속 절단기의 금속 가공 영역.
• 와이어 생산.
• 프로그램 제어가 가능한 공작 기계의 압연기 설계.
• 추적 시스템.
• 보안 시스템에서.
• 유압 및 공압 시스템.

유도형 근접 센서. 모습

산업용 전자 제품에서는 유도 및 기타 센서가 널리 사용됩니다.

기사는 리뷰가 될 것입니다 (원한다면 대중 과학). 센서에 대한 실제 지침과 예제에 대한 링크가 제공됩니다.

센서의 종류

그렇다면 센서는 무엇입니까? 센서는 특정 이벤트가 발생했을 때 특정 신호를 내보내는 장치입니다. 다시 말해, 센서는 특정 조건에서 활성화되고 아날로그(입력 동작에 비례) 또는 이산(바이너리, 디지털, 즉 두 가지 가능한 레벨) 신호가 출력에 나타납니다.

더 정확하게는 Wikipedia를 볼 수 있습니다. 센서(센서, 영어 센서에서 유래) - 제어 시스템의 개념, 1차 변환기, 제어된 값을 사용하기 편리한 신호로 변환하는 시스템의 측정, 신호, 조절 또는 제어 장치의 요소.

이 외에도 많은 정보가 있지만 저는 이 문제에 대한 엔지니어링-전자-응용 비전을 가지고 있습니다.

센서가 많이 있습니다. 전기 기술자와 전자 엔지니어가 다루어야 하는 센서 유형만 나열하겠습니다.

귀납적.방아쇠 영역에 금속이 있으면 활성화됩니다. 다른 이름은 근접 센서, 위치 센서, 유도, 존재 센서, 유도 스위치, 근접 센서 또는 스위치입니다. 의미는 동일하며 혼동해서는 안됩니다. 영어로 "근접 센서"라고 씁니다. 사실 이것은 금속 센서입니다.

광학.다른 이름은 광전 센서, 광전 센서, 광 스위치입니다. 이들은 일상 생활에서도 사용되며 "광 센서"라고합니다.

용량성.활동 분야에서 거의 모든 물체 또는 물질의 존재에 의해 유발됩니다.

압력. 공기 또는 오일 압력이 없습니다-컨트롤러에 대한 신호 또는 중단. 이산적인 경우입니다. 센서가 될 수 있습니다 전류 출력, 전류는 절대 압력 또는 차동에 비례합니다.

리미트 스위치(전기 센서). 이것은 물체가 부딪히거나 누를 때 작동하는 기존의 수동 스위치입니다.

센서라고도 할 수 있습니다. 센서또는 개시제.

지금은 충분하므로 기사의 주제로 넘어 갑시다.

유도형 센서는 이산형입니다. 금속이 주어진 영역에 존재할 때 신호가 출력에 나타납니다.

근접 센서는 인덕터가 있는 발전기를 기반으로 합니다. 따라서 이름. 코일의 전자기장에 금속이 나타나면이 필드가 크게 변하여 회로 작동에 영향을 미칩니다.

유도 센서의 분야. 금속판은 진동 회로의 공진 주파수를 변경합니다.

유도 npn 센서의 다이어그램. 발진 회로가 있는 발진기, 임계값 장치(비교기), NPN 출력 트랜지스터, 보호 제너 다이오드 및 다이오드가 포함된 기능 다이어그램이 제공됩니다.

기사에 있는 대부분의 사진은 내 것이 아니며 결국 소스를 다운로드할 수 있습니다.

인덕티브 센서의 적용

유도형 근접 센서는 산업 자동화에서 메커니즘의 한 부분 또는 다른 부분의 위치를 ​​결정하는 데 널리 사용됩니다. 센서 출력의 신호는 컨트롤러, 주파수 변환기, 릴레이, 스타터 등의 입력에 공급될 수 있습니다. 유일한 조건은 전류 및 전압 준수입니다.

유도 센서의 작동. 플래그가 오른쪽으로 이동하고 센서 감도 영역에 도달하면 센서가 트리거됩니다.

그런데 센서 제조업체는 백열 전구를 센서 출력에 직접 연결하지 않는 것이 좋습니다. 나는 이미 그 이유에 대해 썼습니다 -.

유도형 센서의 특성

센서는 어떻게 다른가요?

아래에 언급된 거의 모든 것은 인덕티브뿐만 아니라 광학 및 용량성 센서.

구조, 체형

여기에는 두 가지 주요 옵션이 있습니다. 원통형 및 직사각형. 다른 경우는 극히 드물게 사용됩니다. 하우징 재료 - 금속(다양한 합금) 또는 플라스틱.

원통형 프로브 직경

기본 치수 - 12 및 18mm. 다른 직경(4, 8, 22, 30mm)은 거의 사용되지 않습니다.

18mm 센서를 고정하려면 22mm 또는 24mm용 키 2개가 필요합니다.

스위칭 거리(작업 간격)

안정적인 센서 작동이 보장되는 금속판까지의 거리입니다. 소형 센서의 경우 이 거리는 직경이 12 및 18mm인 센서의 경우 최대 4mm 및 8mm, 대형 센서의 경우 최대 20 ... 30mm인 0 ~ 2mm입니다.

연결할 전선 수

회로도를 살펴보겠습니다.

2-와이어.센서는 부하 회로(예: 스타터 코일)에 직접 연결됩니다. 우리가 집에 불을 켜는 것처럼. 설치에 편리하지만 부하에 변덕스럽습니다. 높은 부하 저항과 낮은 부하 저항 모두에서 제대로 작동하지 않습니다.

2선식 센서. 스위칭 방식

부하는 모든 전선에 연결할 수 있습니다. 일정한 전압의 경우 극성을 관찰하는 것이 중요합니다. 교류 전압으로 작동하도록 설계된 센서의 경우 부하 연결이나 극성이 중요하지 않습니다. 그것들을 연결하는 방법에 대해 전혀 생각할 필요가 없습니다. 가장 중요한 것은 전류를 제공하는 것입니다.

3-와이어.가장 일반적인. 전원용 와이어 2개와 부하용 와이어 1개가 있습니다. 따로 따로 말씀드리겠습니다.

4선 및 5선.이것은 부하에 대한 두 개의 출력이 사용되는 경우 가능합니다(예: PNP 및 NPN(트랜지스터) 또는 스위칭(릴레이). 다섯 번째 와이어는 작동 모드 또는 출력 상태의 선택입니다.

극성에 따른 센서 출력 유형

모든 개별 센서는 키(출력) 요소에 따라 3가지 유형의 출력만 가질 수 있습니다.

계전기.여기에서 모든 것이 명확합니다. 릴레이는 필요한 전압 또는 전원 와이어 중 하나를 전환합니다. 이것은 센서 전원 회로로부터 완전한 갈바닉 절연을 제공하며, 이는 이러한 회로의 주요 이점입니다. 즉, 센서 공급 전압에 관계없이 모든 전압으로 부하를 켜고 끌 수 있습니다. 주로 대형 센서에 사용됩니다.

트랜지스터 PNP.이것은 PNP 센서입니다. 출력은 PNP 트랜지스터, 즉 "양의"선이 전환됩니다. "마이너스"에 부하는 영구적으로 연결됩니다.

트랜지스터 NPN.출력은 NPN 트랜지스터, 즉 "음수"또는 중성선이 전환됩니다. "플러스" 부하는 영구적으로 연결됩니다.

트랜지스터의 동작 원리와 스위칭 회로를 이해하면 차이점을 명확하게 이해할 수 있습니다.이 규칙은 도움이 될 것입니다. 이미터가 연결된 경우 해당 와이어가 전환됩니다. 다른 와이어는 영구적으로 부하에 연결됩니다.

아래가 주어집니다 센서 배선도, 이러한 차이점을 명확하게 보여줍니다.

출력 상태에 따른 센서 종류(NC, NO)

센서가 무엇이든, 주요 매개변수 중 하나는 센서가 활성화되지 않은 순간의 출력 전기 상태입니다(어떤 식으로든 영향을 받지 않음).

이 때의 출력은 ON(부하에 전원 공급) 또는 OFF가 가능합니다. 따라서 그들은 일반적으로 닫힘 (normally closed, NC) 접점 또는 일반적으로 열림 (NO) 접점이라고 말합니다. 외국 장비에서 각각 - NC 및 NO.

즉, 센서의 트랜지스터 출력에 대해 알아야 할 주요 사항은 출력 트랜지스터의 극성과 출력의 초기 상태에 따라 4가지 종류가 있다는 것입니다.

• PNP 아니오
• 피앤피엔씨씨
• NPN 아니오
• NPNNC

포지티브 및 네거티브 작동 논리

이 개념은 센서(컨트롤러, 릴레이)에 연결된 액추에이터를 나타냅니다.

NEGATIVE 또는 POSITIVE 논리는 입력을 활성화하는 전압 레벨을 나타냅니다.

NEGATIVE 논리: GND에 연결되면 컨트롤러 입력이 활성화됩니다(논리 "1"). 컨트롤러의 S/S 단자(디지털 입력용 공통선)는 +24 VDC에 연결해야 합니다. NPN 센서에는 음의 논리가 사용됩니다.

포지티브 로직: +24 VDC에 연결되면 입력이 활성화됩니다. 컨트롤러의 S/S 단자는 반드시 GND에 연결해야 합니다. PNP 센서에는 정논리를 사용하십시오. 긍정 논리가 가장 자주 사용됩니다.

옵션이 있습니다 다양한 장치센서를 연결하고 의견에 질문하면 함께 생각합니다.

기사의 계속 -. 두 번째 부분에서는 실제 계획이 제공되고 실용트랜지스터 출력이 있는 다양한 유형의 센서.

가장 중요하고 가장 널리 사용되는 자동화 기술 수단은 센서입니다.

감지기제어되거나 조절된 값을 출력 신호로 변환하는 1차 변환기라고 하며 원격 전송 및 추가 사용에 편리합니다. 센서는 감지(민감한) 기관과 하나 이상의 중간 변환기로 구성됩니다. 종종 센서는 하나의 수신 요소(예: 열전대, 저항 온도계 등)로 구성됩니다. 센서는 입력 및 출력 값이 특징입니다.

입력값의 변화에 ​​따른 출력값의 변화

~라고 불리는 센서 감도;

내부의 변화로 인한 출력 신호의 변화

센서 속성 또는 변경 외부 조건그의 작품은 변화다

주위 온도, 전압 변동 등 ~라고 불리는 센서 오류;

입력값의 변화로부터 출력값의 변화의 지연

~라고 불리는 센서 관성.

특정 기계 또는 프로세스를 자동화하기 위한 센서를 선택할 때 이러한 모든 센서 표시기를 고려해야 합니다.

물리적(습도, 밀도, 온도 등의 비전기적 입력값)을 측정하도록 설계된 센서는 이를 전기적인 출력값으로 변환하여 원거리에서 전송되어 액추에이터에 작용합니다.

센서는 다음과 같이 나뉩니다.

- 약속에 의해- 힘의 움직임, 온도, 습도, 속도 측정

- 행동 원칙에 따라- 전기, 기계, 열, 광학 및

- 변형 방법에 따라- 비전기량을 전기로 -

유도, 열전, 광전지, 방사성, 활성

저항(전위차계, 장력계 등).

센서는 다음과 같습니다.

- 연락하다(직접 연락);

- 비접촉(만지지 마십시오: 광전, 초음파,

방사성, 광학 등).

스크롤

건설 산업에서 건설 기계를 자동화하고 기술 프로세스, 기술적 수단자동화 및 자동화된 제어 시스템.

1. 통제 및 정보:

1.1 압축 토양의 품질(밀도);

1.2 수행된 작업량의 계산(이동한 km, 공급된 물 등);

1.3 기계의 속도

1.4 용기 내 액체의 존재와 그 양;

1.5 탱크 내 벌크 재료의 양(시멘트, 모래, 쇄석

2. 규제를 위해:

2.1 콘크리트 가열 중 설정 온도 유지;

2.2 엔진 냉각수 온도 조절기 내부 연소;

2.3 용기(시스템)의 액체 압력;

2.4 시스템(탱크)의 가스(공기) 압력

2.5 리프팅 및 기타 기계의 운반 능력;

2.6 기계 작업 본체의 리프팅 높이(크레인 붐, 작업 플랫폼,

호이스트 및 엘리베이터, 로딩 스킵, 버킷 등);

2.7 리프팅 기계 하중의 리프팅 높이;

2.8 붐 회전 두루미;

2.9 트랙을 따라 기계의 이동 제한(타워 또는 오버헤드 크레인, 트롤리

2.10 활선에 대한 접근 제한(붐 및

크레인 케이블);

2.11 작동 중 구덩이 및 트렌치 바닥의 지정된 수준과 경사 유지

굴착기;

2.12 에 대한 보호 단락;

2.13 과전압(저전압)에 대한 보호

2.14 풍속에 따라 모든 엔진을 끄고 타워 크레인의 레일에 손잡이를 고정합니다.

3. 제어 시스템의 로컬 자동화:

3.1 작업 본체의 부하에 따른 엔진 작동 모드(불도저 - 덤프 심화, 스크레이퍼 및 그레이더 - 나이프 심화, 굴착기 - 버킷 심화);

3.2 성분의 복용량 설정 콘크리트 믹스조리법에 따라;

3.3 콘크리트 혼합물 준비를 위한 구성 재료의 투여;

3.4 콘크리트 혼합물을 준비하는 동안 이 기간의 유지 및 지속 시간 결정.

4. 제어 시스템을 자동화하려면:

4.1 콘크리트 혼합 설비의 작동을 위한 자동 제어 시스템;

4.2 불도저용 자동 제어 시스템 - 지정된 고도, 경사 및 방향에서 작업을 수행할 때 "AKA-Dormash", "Combiplan-10 LP" 세트;

4.3 자동 모터 그레이더 제어 시스템 - "Profile-20",

도로 등급 및 지역 계획을 위한 "프로필-30";

4.4 자동 스크레이퍼 제어 시스템 - 굴착 중 "Kopir-Stabiplan-10" 또는 주어진 표시(버킷의 높이 위치, 움직임 뒷벽버킷, 버킷 나이프의 심화 (리프팅) 및 트랙터 엔진 및 그 방향의 조절;

4.5 주어진 방향, 굴착 깊이, 트렌치 바닥의 주어진 경사 및 조절 엔진 작동으로 트렌치를 개발할 때 버킷 휠 굴착기를 위한 자동 제어 시스템.

자동화(자동) 시스템의 시각적 표현을 위해, 그래픽 이미지:

구조 계획, 시스템의 개선된 구조와 개체의 제어 및 관리 지점 간의 관계를 반영합니다.

기능 다이어그램, 도식적으로 기호기술 장비, 통신, 제어 및 자동화 도구(기기, 조절기, 센서)가 표시되어

기술 장비및 자동화 요소. 다이어그램은 제어 및 규제 대상인 매개변수를 보여줍니다.

뿐만 아니라 교장, 집회 및 기타 계획.