Jenis penderia dan nama mereka ditentukan oleh penggunaan pelbagai transduser ultrasonik dan kaedah pengimbasan di dalamnya. Bergantung pada jenis penukar, kita boleh membezakan:

● penderia mekanikal sektor(probe mekanikal sektor) - dengan grid anulus elemen tunggal atau berbilang unsur;

● penderia linear dengan tatasusunan linear berbilang unsur;

● penderia cembung dan mikrocembung(probe cembung atau mikroconvex) - masing-masing dengan jeriji cembung dan mikroconvex;

● penderia sektor berperingkat(probe tatasusunan berfasa) - dengan tatasusunan linear berbilang elemen;

● penderia dengan grid dua dimensi ke, linear, cembung dan sektor.

Di sini kami telah menamakan jenis utama penderia, tanpa menyatakan tujuan perubatan, kekerapan operasi dan ciri reka bentuknya.

Dalam penderia mekanikal sektor (Rajah 2.11 a, 2.11 b), permukaan kerja (penutup pelindung) meliputi volum di mana terdapat transduser ultrasonik unsur tunggal atau gelang yang bergerak di sepanjang sudut. Isipadu di bawah penutup diisi dengan cecair telus akustik untuk mengurangkan kehilangan semasa isyarat ultrasonik. Ciri utama penderia mekanikal sektor, sebagai tambahan kepada kekerapan operasi, ialah saiz sudut sektor pengimbasan, yang ditunjukkan dalam penandaan sensor (kadang-kadang panjang lengkok H yang sepadan permukaan kerja juga diberikan). Contoh penandaan: 3.5 MHz/90°.

Dalam penderia pengimbasan elektronik linear, cembung, mikroconvex dan berfasa (sektor), permukaan kerja bertepatan dengan permukaan pemancar transduser, yang dipanggil apertur, dan sama dengan saiznya. Saiz ciri apertur digunakan dalam penandaan penderia dan membantu menentukan pilihan penderia.

Dalam penderia linear, panjang apertur L adalah tipikal (Rajah 2.11 c), kerana inilah yang menentukan lebar kawasan tontonan segi empat tepat. Contoh penandaan untuk sensor linear 7.5 MHz/42 mm.

Perlu diingat bahawa lebar kawasan tontonan dalam penderia linear sentiasa kurang daripada 20-40% daripada panjang apertur. Oleh itu, jika saiz apertur ditentukan sebagai 42 mm, lebar kawasan tontonan adalah tidak lebih daripada 34 mm.

Dalam penderia cembung, kawasan tontonan ditentukan oleh dua dimensi ciri - panjang lengkok H (kadang-kadang kordnya), sepadan dengan bahagian kerja cembung, dan saiz sudut sektor pengimbasan α dalam darjah Rajah 2.11 d contoh penandaan sensor cembung: 3.5 MHz/60°/ 60 mm. Gunakan jejari kurang kerap untuk menandakan R kelengkungan permukaan kerja, contohnya:

3.5 MHz/60 R(jejari - 60 mm).

nasi. 2.11. Jenis utama penderia untuk pemeriksaan luaran: a, b-

mekanikal sektor (a – kardiologi, b – air

muncung); c – elektronik linear; g – cembung;

d – cembung mikro; e – sektor berperingkat

Dalam penderia mikroconvex, R ialah jejari ciri kelengkungan permukaan kerja (apertur); kadangkala sudut lengkok α diberi tambahan, yang menentukan saiz sudut sektor tontonan (Rajah 2.11e). Contoh penandaan: 3.5 MHz/20R (jejari - 20 mm).

Untuk penderia sektor berperingkat, saiz sudut sektor pengimbasan elektronik diberikan dalam darjah. Contoh penandaan: 3.5 MHz/90°.

Ditunjukkan dalam Rajah. 2.11 sensor digunakan untuk pemeriksaan luaran. Sebagai tambahan kepada mereka, terdapat sejumlah besar penderia intracavitary dan sangat khusus.

Adalah dinasihatkan untuk memperkenalkan klasifikasi penderia mengikut bidang aplikasi perubatan.

1. Penderia universal untuk pemeriksaan luaran(siasat perut). Penderia universal digunakan untuk memeriksa kawasan perut dan organ pelvis pada orang dewasa dan kanak-kanak.

2. Sensor untuk organ cetek(probe bahagian kecil). Digunakan untuk mengkaji organ dan struktur kecil yang terletak cetek (contohnya, kelenjar tiroid, saluran periferal, sendi)

3. Penderia jantung(probe jantung). Untuk mengkaji jantung, sensor jenis sektor digunakan, yang disebabkan oleh keanehan pemerhatian melalui jurang intercostal. Penderia pengimbasan mekanikal (elemen tunggal atau dengan susunan cincin) dan penderia elektronik berperingkat digunakan.

4. Sensor untuk pediatrik(probe podiatrik). Untuk pesakit kanak-kanak, sensor yang sama digunakan seperti untuk orang dewasa. , tetapi hanya dengan frekuensi yang lebih tinggi (5 atau 7.5 MHz), yang membolehkan anda memperoleh lebih banyak kualiti tinggi imej. Ini mungkin kerana saiz pesakit yang kecil.

5. Penderia intracavitary(probe intracavitary). Terdapat pelbagai jenis sensor intracaviti, yang berbeza dalam bidang aplikasi perubatan mereka.

● Penderia transvaginal (invaginal) (transvaginal atau edovaginal probe).

● Siasatan transrektal atau endorektal.

● Probe intraoperatif.

● Probe transurethral.

● Probe transesophageal.

● Probe intravaskular.

6. Biopsi atau probe tusukan(biopsi atau probe tusukan). Digunakan untuk panduan biopsi atau jarum tusukan yang tepat. Untuk tujuan ini, penderia direka khas di mana jarum boleh melalui lubang (atau slot) di permukaan kerja (apertur).

7. Penderia yang sangat khusus. Kebanyakan sensor yang disebutkan di atas mempunyai pelbagai aplikasi yang agak luas. Pada masa yang sama, sekumpulan sensor dengan aplikasi sempit boleh dibezakan, dan sebutan khusus harus dibuat mengenainya.

● Probe oftalmologi.

● Penderia untuk probe transkranial.

● Sensor untuk mendiagnosis resdung, resdung dan resdung.

● Sensor untuk perubatan veterinar (probe veterinar).

8. Penderia jalur lebar dan berbilang frekuensi. Penderia jalur lebar semakin digunakan dalam peranti kompleks moden. Penderia ini direka bentuk serupa dengan penderia konvensional yang dibincangkan di atas dan berbeza daripadanya kerana ia menggunakan transduser ultrasonik jalur lebar, i.e. sensor dengan jalur frekuensi operasi yang luas.

9. Penderia Doppler. Penderia hanya digunakan untuk mendapatkan maklumat tentang kelajuan atau spektrum kelajuan aliran darah di dalam vesel. Penderia ini diterangkan dalam bahagian yang dikhaskan untuk peranti ultrasound Doppler.

10. Penderia untuk pengimejan 3D. Penderia khas untuk mendapatkan imej 3D (tiga dimensi) jarang digunakan. Penderia imej dua dimensi konvensional lebih kerap digunakan bersama-sama dengan peranti khas, menyediakan pengimbasan di sepanjang koordinat ketiga.

Kualiti maklumat yang diperoleh bergantung pada tahap teknikal peranti - semakin kompleks dan canggih peranti, semakin tinggi kualiti maklumat diagnostik. Sebagai peraturan, menurut peringkat teknikal peranti dibahagikan kepada empat kumpulan: peranti mudah; peranti kelas pertengahan; peranti mewah; peranti high-end (kadang-kadang dipanggil high-end).

Tiada kriteria yang dipersetujui untuk menilai kelas peranti di kalangan pengeluar dan pengguna peralatan diagnostik ultrasound, kerana terdapat sejumlah besar ciri dan parameter yang mana peranti boleh dibandingkan antara satu sama lain. Walau bagaimanapun, adalah mungkin untuk menilai tahap kerumitan peralatan, yang bergantung kepada kualiti maklumat yang diperolehi. Salah satu parameter teknikal utama yang menentukan tahap kerumitan pengimbas ultrasound ialah bilangan maksimum saluran penerimaan dan penghantaran dalam unit elektronik peranti, kerana semakin besar bilangan saluran, semakin baik sensitiviti dan resolusi - yang utama ciri kualiti imej ultrasound.

Dalam pengimbas ultrasonik mudah (biasanya mudah alih), bilangan saluran penghantaran dan penerimaan adalah tidak lebih daripada 16, dalam peranti sederhana dan tinggi - 32, 48 dan 64. Dalam peranti kelas tinggi, bilangan saluran boleh lebih daripada 64, contohnya 128, 256, 512 dan lebih banyak lagi. Sebagai peraturan, pengimbas ultrabunyi mewah dan mewah adalah peranti dengan pemetaan Doppler warna.

Peranti canggih biasanya memanfaatkan sepenuhnya keupayaan moden pemprosesan digital isyarat, bermula hampir dari output penderia. Atas sebab ini, peranti sedemikian dipanggil sistem atau platform digital.

Soalan kawalan

1. Apakah impedans akustik dan kesannya ke atas pantulan

ultrasound?

2. Bagaimanakah pengecilan ultrasound dalam tisu biologi bergantung kepada kekerapan?

3. Bagaimanakah spektrum isyarat ultrasonik berdenyut berubah dengan kedalaman?

4. Apakah mod pengendalian yang disediakan dalam pengimbas ultrasound?

5. Apakah mod pengendalian? DALAM?

6. Apakah mod pengendalian? A?

7. Apakah mod pengendalian? M?

8. Apakah mod pengendalian? D?

9.Terangkan operasi transduser ultrasonik.

10. Apakah konfigurasi unsur piezo yang terdapat dalam pelbagai jenis

penderia?

11. Apakah jenis penderia yang wujud dalam pengimbas ultrasound?

Dalam sistem automasi, sensor direka untuk menukar kuantiti terkawal atau terkawal (parameter objek terkawal) kepada isyarat keluaran yang lebih mudah untuk pergerakan maklumat selanjutnya. Oleh itu, sensor sering dipanggil penukar, walaupun istilah ini terlalu umum, kerana mana-mana elemen automasi dan telemekanik, mempunyai input dan output, adalah untuk satu darjah atau yang lain penukar.

Dalam kes yang paling mudah, penderia hanya menjalankan satu transformasi Y=f(X), seperti, sebagai contoh, daya dalam pergerakan (dalam spring), atau suhu menjadi daya gerak elektrik (dalam thermoelement), dsb. Sensor jenis ini dipanggil penderia penukaran langsung. Walau bagaimanapun, dalam beberapa kes adalah tidak mungkin untuk mempengaruhi nilai input X secara langsung pada nilai input yang diperlukan U (jika sambungan sedemikian menyusahkan atau ia tidak memberikan kualiti yang diingini). Dalam kes ini, transformasi berturut-turut dijalankan: nilai input X mempengaruhi Z perantaraan, dan nilai Z mempengaruhi nilai Y yang diperlukan:

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

Hasilnya ialah fungsi yang menghubungkan X ke Y:

Y=f2=F(X).

Bilangan transformasi berturut-turut tersebut mungkin lebih daripada dua, dan dalam kes umum, sambungan berfungsi antara Y dan X boleh melalui beberapa kuantiti pertengahan:

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

Penderia yang mempunyai kebergantungan sedemikian dipanggil penderia dengan penukaran bersiri. Semua bahagian lain dipanggil badan perantaraan. Dalam penderia dengan dua transformasi tidak ada organ perantaraan; ia hanya mempunyai penderiaan dan organ penggerak. Selalunya sama elemen struktur menjalankan fungsi beberapa organ. Contohnya, membran elastik melaksanakan fungsi organ penderiaan (menukar tekanan kepada daya) dan fungsi organ eksekutif (menukar daya kepada anjakan).

Klasifikasi sensor.

Pelbagai penderia luar biasa yang digunakan dalam automasi moden memerlukan pengelasannya. Pada masa ini, jenis penderia berikut diketahui, yang paling sesuai dikelaskan mengikut nilai input yang hampir sepadan dengan prinsip operasi:

Di sini kami menganggap penderia yang paling biasa di mana sekurang-kurangnya satu daripada kuantiti (input atau output) adalah elektrik.

Penderia juga dibezakan oleh julat variasi isyarat input. Contohnya, sesetengah penderia suhu elektrik direka untuk mengukur suhu dari 0 hingga 100°C, manakala yang lain direka untuk mengukur suhu dari 0 hingga 1600°C. Adalah sangat penting bahawa julat perubahan isyarat keluaran adalah sama (bersatu) untuk peranti yang berbeza. Penyatuan isyarat keluaran penderia membolehkan penggunaan elemen penguat dan penggerak biasa untuk paling banyak sistem yang berbeza automasi.

Penderia elektrik adalah antara yang paling banyak elemen penting sistem automasi. Dengan bantuan penderia, kuantiti terkawal atau terkawal ditukar kepada isyarat, bergantung pada perubahan di mana keseluruhan proses kawalan berlaku. Penderia yang paling banyak digunakan dalam automasi ialah penderia dengan isyarat keluaran elektrik. Ini dijelaskan terutamanya oleh kemudahan menghantar isyarat elektrik pada jarak jauh, pemprosesannya dan kemungkinan penukaran tenaga elektrik ke dalam kerja mekanikal. Sebagai tambahan kepada yang elektrik, sensor mekanikal, hidraulik dan pneumatik telah meluas.

Penderia elektrik, bergantung pada prinsip transformasi yang mereka hasilkan, dibahagikan kepada dua jenis - modulator dan penjana.

Untuk modulator (penderia parametrik), tenaga input mempengaruhi tambahan litar elektrik, menukar parameternya dan memodulasi nilai dan sifat arus atau voltan daripada sumber tenaga luaran. Disebabkan ini, isyarat yang diterima pada input sensor dikuatkan secara serentak. Kehadiran sumber tenaga luaran adalah prasyarat untuk operasi sensor - modulator.

nasi. 1. Blok fungsi sensor - modulator (a) dan sensor - penjana (b).

Modulasi dijalankan dengan menukar salah satu daripada tiga parameter - rintangan ohmik, kearuhan, kapasitansi. Selaras dengan ini, kumpulan sensor ohmik, induktif dan kapasitif dibezakan.

Setiap kumpulan ini boleh dibahagikan kepada subkumpulan. Oleh itu, kumpulan penderia ohmik yang paling luas boleh dibahagikan kepada subkumpulan: tolok terikan, potensiometer, termistor, fotoresistor. Subkumpulan kedua termasuk pilihan untuk sensor induktif, magnetoelastik dan pengubah. Subkumpulan ketiga menggabungkan pelbagai jenis sensor kapasitif.

Jenis kedua - penjana sensor hanyalah penukar. Mereka adalah berdasarkan kejadian daya gerak elektrik di bawah pengaruh pelbagai proses yang berkaitan dengan kuantiti terkawal. Kejadian daya gerak elektrik sedemikian boleh berlaku, contohnya, disebabkan oleh aruhan elektromagnet, termoelektrik, piezoelektrik, fotoelektrik dan fenomena lain yang menyebabkan pemisahan. caj elektrik. Mengikut fenomena ini, sensor penjana dibahagikan kepada aruhan, termoelektrik, piezoelektrik dan fotoelektrik.

Kumpulan penderia elektrik, elektrostatik, Hall, dsb. juga boleh dilakukan.

Penderia tolok potensiometri dan terikan.

Penderia potensiometri digunakan untuk menukar pergerakan sudut atau linear kepada isyarat elektrik. Penderia potensiometri ialah perintang boleh ubah yang boleh disambungkan menggunakan litar rheostat atau litar potensiometer (pembahagi voltan).

Dari segi struktur, sensor potensiometri ialah peranti elektromekanikal (Rajah 2-1), yang terdiri daripada bingkai 1 dengan wayar nipis (berliku) di atasnya daripada aloi dengan tinggi. kerintangan, sesentuh gelongsor - berus 2 dan konduktor arus 3, dibuat dalam bentuk sama ada sesentuh gelongsor atau spring lingkaran.

Bingkai dengan wayar luka tetap tidak bergerak, dan berus disambungkan secara mekanikal ke bahagian op-amp yang bergerak, pergerakannya mesti ditukar menjadi isyarat elektrik. Apabila berus bergerak, rintangan aktif Rx bahagian wayar antara berus dan salah satu terminal penggulungan sensor berubah.

Bergantung pada litar sambungan sensor, pergerakan boleh ditukar kepada perubahan dalam rintangan aktif atau arus (dengan litar sambungan bersiri) atau kepada perubahan voltan (dengan sambungan pembahagi voltan). Ketepatan penukaran apabila disambung secara bersiri sangat dipengaruhi oleh perubahan dalam rintangan wayar penyambung dan rintangan peralihan antara berus dan belitan sensor.

Dalam peranti automasi, kemasukan penderia potensiometri menggunakan litar pembahagi voltan lebih kerap digunakan. Apabila menggerakkan bahagian op-amp yang bergerak secara sebelah pihak, litar pensuisan kitaran tunggal digunakan, yang memberikan ciri statik yang tidak dapat dipulihkan. Untuk pergerakan dua hala, litar pensuisan tolak-tarik digunakan, yang memberikan ciri boleh balik (Rajah 2-2).

Bergantung pada reka bentuk dan undang-undang fungsi yang menghubungkan isyarat output sensor dengan pergerakan berus, beberapa jenis sensor potensiometrik dibezakan.

Penderia potensiometri linear.

Mereka mempunyai keratan rentas bingkai yang sama sepanjang keseluruhan panjang. Diameter wayar dan padang penggulungan adalah malar. Dalam mod melahu (dengan beban Rn→∞ dan I→0), voltan keluaran sensor potensiometri linear Uout adalah berkadar dengan pergerakan berus x: Uout = (U0/L)x, dengan U0 ialah voltan bekalan sensor ; panjang lilitan l. Voltan bekalan sensor U0 dan panjang belitan L adalah nilai malar, oleh itu bentuk akhir: Uout = kx, dengan k=U0/L ialah pekali penghantaran.

Penderia potensiometri berfungsi.

Mereka mempunyai hubungan tak linear berfungsi antara pergerakan berus dan voltan keluaran: Uout= f(x). Potensiometer berfungsi dengan ciri trigonometri, kuasa atau logaritma sering digunakan. Potensiometer berfungsi digunakan dalam peranti pengkomputeran automatik analog, dalam meter aras cecair terapung untuk tangki bentuk geometri yang kompleks, dsb. Anda boleh mendapatkan pergantungan fungsi yang diperlukan daripada penderia potensiometri pelbagai kaedah: dengan menukar ketinggian bingkai potensiometer (lancar atau berperingkat), memintas bahagian belitan potensiometer dengan perintang.

Penderia potensiometri berbilang pusingan.

Mereka adalah kepelbagaian yang membina penderia potensiometri linear dengan pergerakan sudut berus. Untuk sensor berbilang pusingan, berus mesti berputar melalui sudut 360° beberapa kali untuk menggerakkan keseluruhan panjang belitan L. Kelebihan sensor berbilang pusingan ialah ketepatan yang tinggi, ambang kepekaan rendah, dimensi kecil, kelemahan - agak momen geseran besar, kerumitan reka bentuk, kehadiran beberapa kenalan gelongsor

dan kesukaran penggunaan dalam sistem berkelajuan tinggi.

Penderia potensiometri filem logam.

Ini adalah reka bentuk baru penderia potensiometri yang menjanjikan. Bingkai mereka adalah

kaca atau plat seramik di mana ia digunakan lapisan nipis(beberapa mikrometer) logam dengan kerintangan tinggi. Isyarat daripada penderia potensiometri filem logam dikumpul menggunakan berus logam-seramik. Menukar lebar filem logam atau ketebalannya membolehkan anda mendapatkan ciri linear atau tak linear bagi sensor potensiometri tanpa mengubah reka bentuknya. Menggunakan pemprosesan pancaran elektron atau laser, adalah mungkin untuk melaraskan rintangan sensor dan ciri-cirinya secara automatik kepada nilai yang ditentukan. Dimensi penderia potensiometri filem logam jauh lebih kecil daripada penderia wayar, dan ambang kepekaan boleh dikatakan sifar disebabkan ketiadaan lilitan belitan.

Apabila menilai penderia potensiometri, perlu diperhatikan bahawa ia mempunyai kelebihan yang ketara dan kelemahan utama. Kelebihan mereka ialah: kesederhanaan reka bentuk; tahap tinggi isyarat keluaran (voltan - sehingga beberapa puluh volt, arus - sehingga beberapa puluh miliamp); keupayaan untuk beroperasi pada kedua-dua arus terus dan ulang alik. Kelemahan mereka adalah: kebolehpercayaan yang tidak mencukupi dan ketahanan yang terhad disebabkan oleh kehadiran sentuhan gelongsor dan lelasan penggulungan; pengaruh pada ciri rintangan beban; kehilangan tenaga akibat pelesapan kuasa oleh rintangan aktif penggulungan; tork yang agak besar diperlukan untuk memutarkan bahagian sensor yang bergerak dengan berus.

Sensor ialah peranti kecil dan kompleks yang menukar parameter fizikal kepada isyarat. Ia memberikan isyarat dalam bentuk yang mudah. Ciri utama sensor ialah kepekaannya. Penderia kedudukan berkomunikasi antara bahagian mekanikal dan elektronik peralatan. Mereka menggunakannya untuk mengautomasikan proses. Peranti ini digunakan dalam banyak industri.

Penderia kedudukan boleh mempunyai bentuk yang berbeza. Mereka dibuat untuk tujuan tertentu. Menggunakan peranti, anda boleh menentukan lokasi objek. Lebih-lebih lagi, keadaan fizikal tidak penting. Objek mungkin ada padu, berada dalam keadaan cair, atau bahkan mengalir bebas.

Menggunakan peranti anda boleh menyelesaikan pelbagai masalah:

• Mereka mengukur kedudukan dan pergerakan (sudut dan linear) organ dalam mesin dan mekanisme yang berfungsi. Pengukuran boleh digabungkan dengan penghantaran data.
• Dalam sistem kawalan automatik, robotik boleh menjadi pautan maklum balas.
• Kawalan tahap pembukaan/penutupan elemen.
• Melaraskan takal pemandu.
• Pemacu elektrik.
• Penentuan data jarak ke objek tanpa merujuk kepada mereka.
• Memeriksa fungsi mekanisme di makmal, iaitu menjalankan ujian.

Klasifikasi, peranti dan prinsip operasi

Penderia kedudukan boleh bukan kenalan atau kenalan.

• Bukan sentuhan, peranti ini adalah induktif, magnetik, kapasitif, ultrasonik dan optik. Mereka membentuk sambungan dengan objek menggunakan medan magnet, elektromagnet atau elektrostatik.
• Kenalan. Yang paling biasa dalam kategori ini ialah pengekod.

Tanpa sentuh

Penderia kedudukan bukan sentuhan atau suis sentuh dicetuskan tanpa sentuhan dengan objek bergerak. Mereka dapat bertindak balas dengan cepat dan dihidupkan dengan kerap.

Menurut treler, tindakan tanpa sentuh ialah:

• kapasitif,
• induktif,
• optik,
• laser,
• ultrasonik,
• gelombang mikro,
• sensitif magnet.

Bukan kenalan boleh digunakan untuk beralih ke kelajuan yang lebih rendah atau berhenti.

Induktif

Penderia bukan sentuhan induktif berfungsi disebabkan oleh perubahan dalam medan elektromagnet.

Nod utama sensor induktif diperbuat daripada loyang atau poliamida. Nod disambungkan antara satu sama lain. Reka bentuk boleh dipercayai dan boleh menahan beban berat.

• Penjana mencipta medan elektromagnet.
• Pencetus Schmidt memproses maklumat dan menghantarnya ke nod lain.
• Penguat mampu menghantar isyarat pada jarak jauh.
• Penunjuk LED membantu memantau operasinya dan menjejaki perubahan dalam tetapan.
• Kompaun - penapis.

Operasi peranti induktif bermula dari saat penjana dihidupkan, medan elektromagnet dicipta. Medan mempengaruhi arus pusar, yang mengubah amplitud ayunan penjana. Tetapi penjana adalah yang pertama bertindak balas terhadap perubahan. Apabila objek logam bergerak memasuki medan, isyarat dihantar ke unit kawalan.

Selepas isyarat tiba, ia diproses. Magnitud isyarat bergantung pada kelantangan objek, dan pada jarak yang memisahkan objek dan peranti. Kemudian isyarat ditukar.

Kapasitif

Sensor kapasitif secara luaran boleh mempunyai badan rata atau silinder konvensional, di dalamnya terdapat elektrod pin dan pengatur jarak dielektrik. Salah satu plat secara stabil menjejaki pergerakan objek di angkasa, akibatnya kapasiti berubah. Peranti ini digunakan untuk mengukur pergerakan sudut dan linear objek dan dimensinya.

Produk kapasitif adalah mudah, mempunyai kepekaan yang tinggi dan inersia yang rendah. Pengaruh luar medan elektrik menjejaskan sensitiviti peranti.

Optik

• Ukur kedudukan dan pergerakan objek selepas suis had.
• Lakukan pengukuran bukan sentuhan.
• Mengenal pasti kedudukan objek yang bergerak pada kelajuan tinggi.

Penghalang

Penderia optik penghalang ditetapkan huruf latin"T". Peranti optik ini adalah dua blok. Digunakan untuk mengesan objek yang jatuh ke dalam kawasan tontonan antara pemancar dan penerima. Julat liputan sehingga 100m.

Refleks

Huruf "R" menandakan sensor optik refleks. Produk refleks mengandungi pemancar dan penerima dalam satu perumahan. Reflektor berfungsi sebagai pantulan pancaran. Untuk mengesan objek dengan permukaan cermin, penapis polarisasi dipasang dalam sensor. Julat sehingga 8m.

Penyebaran

Sensor penyebaran ditetapkan oleh huruf "D". Badan peranti adalah monoblock. Peranti ini tidak memerlukan pemfokusan yang tepat. Reka bentuk direka untuk berfungsi dengan objek yang terletak pada jarak dekat. Julat 2 m.

Laser

Penderia laser mempunyai ketepatan yang tinggi. Mereka boleh menentukan di mana pergerakan berlaku dan memberikan dimensi tepat sesuatu objek. Peranti ini bersaiz kecil. Penggunaan tenaga peranti adalah minimum. Produk ini serta-merta dapat mengenal pasti orang yang tidak dikenali dan segera menghidupkan penggera.

Asas kerja peranti laser- mengukur jarak ke objek menggunakan segi tiga. Pancaran laser dipancarkan daripada penerima dengan keselarian tinggi, mengenai permukaan objek dan dipantulkan. Pantulan berlaku pada sudut tertentu. Saiz sudut bergantung pada jarak di mana objek itu berada. Rasuk yang dipantulkan kembali ke penerima. Mikropengawal bersepadu membaca maklumat - ia menentukan parameter objek dan lokasinya.

Ultrasonik

Penderia ultrasonik ialah peranti deria yang digunakan untuk menukar arus elektrik menjadi gelombang ultrasound. Kerja mereka adalah berdasarkan interaksi getaran ultrasound dengan ruang terkawal.

Peranti beroperasi pada prinsip radar - mereka mengesan objek dengan isyarat yang dipantulkan. Kelajuan bunyi ialah nilai tetap. Peranti ini dapat mengira jarak ke objek mengikut julat masa apabila isyarat keluar dan kembali.

Ketuhar gelombang mikro

Penderia gerakan gelombang mikro memancarkan gelombang elektromagnet frekuensi tinggi. Produk ini sensitif kepada perubahan dalam gelombang pantulan yang dicipta oleh objek dalam kawasan terkawal. Objek itu boleh berdarah panas, hidup, atau hanya objek. Adalah penting bahawa objek memantulkan gelombang radio.

Prinsip radar yang digunakan membolehkan anda mengesan objek dan mengira kelajuan pergerakannya. Apabila bergerak, peranti diaktifkan. Ini adalah kesan Doppler.

Magnetosensitif

Jenis peranti ini dibuat dalam dua jenis:

• berdasarkan kenalan mekanikal;
• berdasarkan kesan Hall.

Yang pertama boleh bekerja di pembolehubah dan DC sehingga 300V atau pada voltan hampir 0.

Produk berdasarkan kesan Hall menggunakan elemen sensitif untuk memantau perubahan ciri di bawah pengaruh medan magnet luaran.

Kenalan

Penderia kenalan ialah produk jenis parametrik. Jika perubahan kuantiti mekanikal diperhatikan, ia berubah rintangan elektrik. Reka bentuk produk mengandungi dua elektrod yang memastikan sentuhan input penerima dengan tanah. Transduser kapasitif terdiri daripada dua plat logam, ia dipegang oleh dua pengendali yang dipasang pada jarak antara satu sama lain. Satu plat boleh menjadi badan penerima.

Penderia sudut sentuhan dipanggil pengekod dan digunakan untuk menentukan sudut putaran objek berputar. Neutral bertanggungjawab untuk mod pengendalian enjin.

Merkuri

Penderia kedudukan merkuri mempunyai badan kaca dan saiznya serupa dengan lampu neon. Terdapat dua pin sesentuh dengan titisan bola merkuri di dalam kelalang kaca bertutup vakum.

Digunakan oleh pemandu untuk mengawal sudut penggantungan, membuka hud dan batang. Radio amatur juga menggunakannya.

Bidang permohonan

Bidang penggunaan peranti kecil adalah luas:

• Digunakan dalam kejuruteraan mekanikal untuk pemasangan, ujian, pembungkusan, kimpalan, rivet.
• Di makmal ia digunakan untuk kawalan dan pengukuran.
• Teknologi automotif, industri pengangkutan, peralatan mudah alih. Yang paling popular ialah sensor gear neutral untuk transmisi manual. Banyak sistem kawalan kenderaan mengandungi penderia. Ia hadir dalam mekanisme stereng, injap, pedal, dalam sistem petak enjin, dalam sistem kawalan untuk cermin, tempat duduk, dan bumbung lipat.
• Ia digunakan dalam reka bentuk robot, dalam bidang saintifik dan dalam pendidikan.
• Teknologi perubatan.
• Pertanian dan peralatan khas.
• Industri kerja kayu.
• Kawasan kerja logam, dalam mesin pemotong logam.
• Pengeluaran wayar.
• Reka bentuk kilang penggelek, dalam mesin dengan kawalan program.
• Sistem pengesanan.
• Dalam sistem keselamatan.
• Sistem hidraulik dan pneumatik.

Penderia kehampiran induktif. Penampilan

Dalam elektronik industri, sensor induktif dan lain-lain digunakan secara meluas.

Artikel itu akan menjadi ulasan (jika anda mahu, sains popular). Arahan sebenar untuk penderia dan pautan kepada contoh disediakan.

Jenis-jenis penderia

Jadi, apakah sebenarnya sensor itu? Sensor ialah peranti yang menghasilkan isyarat tertentu apabila peristiwa tertentu berlaku. Dalam erti kata lain, sensor diaktifkan di bawah keadaan tertentu, dan isyarat analog (berkadar dengan kesan input) atau diskret (perduaan, digital, iaitu dua tahap yang mungkin) muncul pada outputnya.

Lebih tepat lagi, kita boleh lihat di Wikipedia: Penderia (sensor, daripada penderia Bahasa Inggeris) ialah konsep dalam sistem kawalan, transduser utama, elemen alat pengukur, isyarat, pengawal selia atau kawalan sistem yang menukar kuantiti terkawal kepada isyarat yang mudah digunakan.

Terdapat juga banyak maklumat lain, tetapi saya mempunyai visi saya sendiri, yang digunakan dalam kejuruteraan-elektronik, mengenai isu itu.

Terdapat pelbagai jenis sensor. Saya hanya akan menyenaraikan jenis penderia yang perlu ditangani oleh juruelektrik dan jurutera elektronik.

Induktif. Diaktifkan oleh kehadiran logam dalam zon pencetus. Nama lain ialah penderia jarak, penderia kedudukan, induktif, penderia kehadiran, suis induktif, penderia jarak atau suis. Maksudnya adalah sama, dan tidak perlu dikelirukan. Dalam bahasa Inggeris mereka menulis "sensor kedekatan". Sebenarnya, ini adalah sensor logam.

Optik. Nama lain ialah photosensor, photoelectric sensor, optical switch. Ini juga digunakan dalam kehidupan seharian, ia dipanggil "penderia cahaya"

Kapasitif. Mencetuskan kehadiran hampir semua objek atau bahan dalam bidang aktiviti.

Tekanan. Tiada tekanan udara atau minyak - isyarat kepada pengawal atau muntah. Ini jika diskret. Boleh jadi sensor dengan keluaran semasa, yang arusnya adalah berkadar dengan tekanan mutlak atau perbezaan.

Hadkan suis(sensor elektrik). Ini ialah suis pasif mudah yang tersandung apabila objek terlanggar atau menekannya.

Sensor juga boleh dipanggil penderia atau pemula.

Cukuplah setakat ini, mari kita beralih kepada topik artikel.

Sensor induktif adalah diskret. Isyarat pada outputnya muncul apabila logam hadir dalam zon tertentu.

Sensor kedekatan adalah berdasarkan penjana dengan induktor. Oleh itu nama. Apabila logam muncul dalam medan elektromagnet gegelung, medan ini berubah secara mendadak, yang menjejaskan operasi litar.

Medan sensor induksi. Plat logam menukar frekuensi resonans litar berayun

Litar sensor npn induktif. Gambar rajah berfungsi ditunjukkan, yang menunjukkan: penjana dengan litar berayun, peranti ambang (pembanding), transistor keluaran NPN, diod zener pelindung dan diod

Kebanyakan gambar dalam artikel itu bukan milik saya pada akhirnya anda boleh memuat turun sumber.

Penggunaan sensor induktif

Penderia jarak induktif digunakan secara meluas dalam automasi industri untuk menentukan kedudukan bahagian tertentu mekanisme. Isyarat daripada output sensor boleh menjadi input kepada pengawal, penukar frekuensi, geganti, pemula, dan sebagainya. Satu-satunya keadaan adalah sepadan dengan arus dan voltan.

Pengendalian sensor induktif. Bendera bergerak ke kanan, dan apabila ia mencapai zon kepekaan penderia, penderia dicetuskan.

Dengan cara ini, pengeluar sensor memberi amaran bahawa tidak disyorkan untuk menyambungkan mentol lampu pijar terus ke output sensor. Saya sudah menulis tentang sebab-sebabnya - .

Ciri-ciri penderia induktif

Bagaimanakah sensor berbeza?

Hampir semua yang diperkatakan di bawah bukan sahaja digunakan untuk induktif, tetapi juga untuk sensor optik dan kapasitif.

Reka bentuk, jenis perumahan

Terdapat dua pilihan utama - berbentuk silinder dan segi empat tepat. Perumahan lain digunakan sangat jarang. Bahan kes – logam (pelbagai aloi) atau plastik.

Diameter sensor silinder

Dimensi utama - 12 dan 18 mm. Diameter lain (4, 8, 22, 30 mm) jarang digunakan.

Untuk melindungi penderia 18 mm, anda memerlukan 2 kekunci 22 atau 24 mm.

Jarak beralih (jurang kerja)

Ini adalah jarak ke plat logam di mana operasi penderia yang boleh dipercayai dijamin. Untuk sensor miniatur jarak ini adalah dari 0 hingga 2 mm, untuk sensor dengan diameter 12 dan 18 mm - sehingga 4 dan 8 mm, untuk sensor besar - sehingga 20...30 mm.

Bilangan wayar untuk disambungkan

Mari pergi ke litar.

2-wayar. Sensor disambungkan terus ke litar beban (contohnya, gegelung pemula). Sama seperti kita menghidupkan lampu di rumah. Mudah untuk pemasangan, tetapi berubah-ubah dari segi beban. Mereka berfungsi dengan baik dengan rintangan beban tinggi dan rendah.

Penderia 2 wayar. Gambar rajah sambungan

Beban boleh disambungkan ke mana-mana wayar untuk voltan malar adalah penting untuk mengekalkan kekutuban. Untuk penderia yang direka bentuk untuk beroperasi dengan voltan berselang-seli, sambungan beban mahupun kekutuban tidak penting. Anda tidak perlu memikirkan cara menyambungkannya sama sekali. Perkara utama adalah untuk menyediakan semasa.

3-wayar. Yang paling biasa. Terdapat dua wayar untuk kuasa dan satu untuk beban. Saya akan memberitahu anda secara berasingan.

4- dan 5-wayar. Ini boleh dilakukan jika dua output beban digunakan (contohnya, PNP dan NPN (transistor), atau pensuisan (geganti). Wayar kelima ialah pilihan mod pengendalian atau keadaan output.

Jenis output sensor mengikut kekutuban

Semua penderia diskret hanya boleh mempunyai 3 jenis output bergantung pada elemen kunci (output):

Relay. Semuanya jelas di sini. Relay menukar voltan yang diperlukan atau salah satu wayar kuasa. Ini memastikan pengasingan galvanik lengkap daripada litar kuasa sensor, yang merupakan kelebihan utama litar sedemikian. Iaitu, tanpa mengira voltan bekalan sensor, anda boleh menghidupkan/mematikan beban dengan sebarang voltan. Terutamanya digunakan dalam sensor bersaiz besar.

Transistor PNP. Ini adalah sensor PNP. Outputnya ialah transistor PNP, iaitu wayar "positif" dihidupkan. Beban sentiasa disambungkan kepada "tolak".

Transistor NPN.Pada output terdapat transistor NPN, iaitu wayar "negatif" atau neutral dihidupkan. Beban sentiasa disambungkan ke "tambah".

Anda boleh memahami dengan jelas perbezaannya dengan memahami prinsip operasi dan menukar litar transistor. Peraturan berikut akan membantu: Di mana pemancar disambungkan, wayar itu dihidupkan. Wayar lain disambungkan kepada beban secara kekal.

Di bawah akan diberikan gambar rajah sambungan sensor, yang jelas akan menunjukkan perbezaan ini.

Jenis penderia mengikut status output (NC dan NO)

Walau apa pun sensornya, salah satu parameter utamanya ialah keadaan elektrik output pada masa sensor tidak diaktifkan (tiada kesan dibuat ke atasnya).

Output pada masa ini boleh dihidupkan (kuasa dibekalkan kepada beban) atau dimatikan. Sehubungan itu, mereka berkata - sesentuh biasa tertutup (biasa tertutup, NC) atau sesentuh biasa terbuka (NO). Dalam peralatan asing, masing-masing - NC dan NO.

Iaitu, perkara utama yang perlu anda ketahui tentang output transistor sensor ialah terdapat 4 jenis mereka, bergantung pada kekutuban transistor keluaran dan keadaan awal output:

• PNP NO
• PNP NC
• NPN NO
• NPN NC

Logik positif dan negatif kerja

Konsep ini lebih merujuk kepada penggerak yang disambungkan kepada penderia (pengawal, geganti).

Logik NEGATIF ​​atau POSITIF merujuk kepada tahap voltan yang mengaktifkan input.

Logik NEGATIF: input pengawal diaktifkan (logik “1”) apabila disambungkan ke GROUND. Terminal S/S pengawal (wayar biasa untuk input diskret) mesti disambungkan kepada +24 VDC. Logik negatif digunakan untuk penderia jenis NPN.

Logik POSITIF: input diaktifkan apabila disambungkan ke +24 VDC. Terminal pengawal S/S mesti disambungkan ke GROUND. Gunakan logik positif untuk penderia jenis PNP. Logik positif digunakan paling kerap.

Terdapat pilihan pelbagai peranti dan menyambungkan penderia kepada mereka, tanya dalam ulasan, kami akan memikirkannya bersama-sama.

Sambungan artikel -. Dalam bahagian kedua, gambar rajah sebenar diberikan dan dibincangkan kegunaan praktikal pelbagai jenis sensor dengan output transistor.

Cara automasi teknikal yang paling penting dan paling banyak digunakan ialah penderia.

Sensor dipanggil penukar utama kuantiti terkawal atau boleh laras kepada isyarat keluaran, mudah untuk penghantaran jauh dan penggunaan selanjutnya. Penderia terdiri daripada organ perseptif (sensitif) dan satu atau lebih transduser perantaraan. Selalunya, penderia hanya terdiri daripada satu organ penderiaan (contohnya: termokopel, termometer rintangan, dll.). Sensor dicirikan oleh kuantiti input dan output.

Perubahan dalam nilai output bergantung kepada perubahan dalam nilai input

dipanggil kepekaan sensor;

Perubahan dalam isyarat keluaran yang terhasil daripada perubahan dalam

sifat atau perubahan sensor keadaan luaran karya beliau adalah perubahan

suhu ambien, turun naik voltan, dsb. dipanggil ralat sensor;

Ketinggalan perubahan dalam nilai output daripada perubahan dalam nilai input

dipanggil inersia sensor.

Semua penunjuk sensor ini mesti diambil kira apabila memilih penderia untuk mengautomasikan mesin atau proses tertentu.

Sensor yang direka untuk mengukur fizikal (nilai input bukan elektrik tahap kelembapan, ketumpatan, suhu, dll.) menukarkannya kepada nilai output elektrik yang dihantar pada jarak jauh untuk mempengaruhi penggerak.

Sensor dibahagikan kepada:

- secara temu janji- pengukuran pergerakan daya, suhu, kelembapan, kelajuan

- mengikut prinsip operasi- elektrik, mekanikal, haba, optik, dan

- dengan kaedah penukaran- kuantiti bukan elektrik kepada elektrik -

induktif, termoelektrik, fotoelektrik, radioaktif, aktif

rintangan (potensiometrik, tolok terikan, dll.).

Sensor ialah:

- kenalan(terus berhubung);

- tanpa sentuh(jangan sentuh: fotoelektrik, ultrasonik,

radioaktif, optik, dll.).

SCROLL

digunakan dalam industri pembinaan untuk automasi mesin pembinaan dan proses teknologi, cara teknikal automasi dan sistem kawalan automatik.

1. Untuk kawalan dan maklumat:

1.1 kualiti tanah yang dipadatkan (ketumpatan);

1.2 pengiraan jumlah kerja yang dilakukan (km perjalanan, air yang dibekalkan, dsb.);

1.3 kelajuan kenderaan;

1.4 kehadiran cecair dalam bekas dan kuantitinya;

1.5 jumlah bahan pukal dalam bekas (simen, pasir, batu hancur

2. Untuk peraturan:

2.1 mengekalkan suhu tertentu semasa memanaskan konkrit;

2.2 Termostat penyejuk enjin pembakaran dalaman;

2.3 tekanan cecair dalam bekas (sistem);

2.4 tekanan gas (udara) dalam sistem (bekas);

2.5 kapasiti beban mengangkat dan mesin lain;

2.6 ketinggian mengangkat bahagian kerja mesin (ledakan kren, platform kerja,

lif dan lif, memuatkan skip, baldi, dsb.);

2.7 ketinggian mengangkat mesin angkat;

2.8 putaran boom mengangkat kren;

2.9 sekatan pergerakan mesin di sepanjang trek (kren menara atau jambatan, troli

2.10 sekatan kedekatan dengan wayar hidup (boom dan

kabel kren);

2.11 mengekalkan paras dan cerun yang ditentukan bahagian bawah lubang dan parit semasa operasi

jengkaut;

2.12 perlindungan daripada litar pintas;

2.13 perlindungan terhadap overvoltage (undervoltage);

2.14 mematikan semua enjin dan mengikat dengan cengkaman pada rel kren menara, bergantung pada kelajuan angin.

3. Untuk automasi tempatan sistem kawalan:

3.1 mod operasi enjin bergantung pada beban pada bahagian kerja (jentolak - pendalaman bilah, pengikis dan penggred - pendalaman bilah, penggali - pendalaman baldi);

3.2 menetapkan dos komponen campuran konkrit mengikut resipi;

3.3 dos bahan konstituen untuk menyediakan campuran konkrit;

3.4 menentukan tempoh dan mengekalkan tempoh ini semasa menyediakan campuran konkrit.

4. Untuk mengautomasikan sistem kawalan:

4.1 sistem kawalan automatik untuk pengendalian loji pembancuh konkrit;

4.2 sistem kawalan jentolak automatik - tetapkan "AKA-Dormash", "Kombiplan-10 LP", apabila melakukan kerja pada ketinggian, cerun dan arah tertentu;

4.3 sistem kawalan penggred motor automatik - "Profil-20",

"Profil-30" untuk profil jalan dan perancangan wilayah;

4.4 sistem kawalan pengikis automatik - "Copier-Stabiplan-10" apabila membangunkan tanah atau meratakan menegak ke ketinggian tertentu (kedudukan ketinggian baldi, pergerakan dinding belakang baldi, mendalami (menaikkan) pisau baldi dan mengawal enjin traktor dan arahnya;

4.5 sistem kawalan automatik untuk jengkaut berbilang baldi apabila membangunkan parit dalam arah tertentu, kedalaman menggali, cerun tertentu bahagian bawah parit dan mengawal operasi enjin.

Untuk perwakilan visual sistem automatik (automatik), kami menggunakan imej grafik:

Skim struktur, yang mencerminkan struktur sistem yang lebih baik dan hubungan antara titik kawalan dan pengurusan objek;

Gambar rajah berfungsi, lukisan yang secara skematik simbol menggambarkan peralatan teknologi, komunikasi, kawalan dan peralatan automasi (instrumen, pengawal selia, penderia) yang menunjukkan hubungan antara

peralatan teknologi dan elemen automasi. Rajah menunjukkan parameter yang tertakluk kepada pemantauan dan peraturan;

Serta skema, pemasangan dan gambar rajah lain.