Enheten samler inn informasjon om temperatur fra kilden og konverterer den til et format som kan forstås av andre enheter eller personer. Det beste eksemplet på en temperatursensor er et kvikksølvtermometer av glass, som utvider seg og trekker seg sammen når temperaturen endres. Den eksterne temperaturen er kilden til temperaturmåling, og observatøren ser på kvikksølvets posisjon for å måle temperaturen. Det finnes to grunnleggende typer temperatursensorer:
· Kontaktsensor
Denne typen sensor krever direkte fysisk kontakt med det avfølte objektet eller mediet. De kan overvåke temperaturen på faste stoffer, væsker og gasser over et bredt temperaturområde.
· Kontaktløs sensor
Denne typen sensor krever ingen fysisk kontakt med objektet eller mediet som detekteres. De overvåker ikke-reflekterende faste stoffer og væsker, men er ubrukelige mot gasser på grunn av sin naturlige gjennomsiktighet. Disse sensorene måler temperatur ved hjelp av Plancks lov. Loven omhandler varme som utstråles fra en varmekilde for å måle temperatur.
Arbeidsprinsipper og eksempler på ulike typertemperatursensorer:
(i) Termoelementer – De består av to ledninger (hver av en ulik, uniform legering eller metall) som danner en måleforbindelse med en forbindelse i den ene enden som er åpen mot elementet som testes. Den andre enden av ledningen er koblet til måleenheten, hvor det dannes et referansepunkt. Siden temperaturen på de to nodene er forskjellig, flyter strømmen gjennom kretsen, og de resulterende millivoltene måles for å bestemme temperaturen på noden.
(ii) Motstandstemperaturdetektorer (RTDS) – Dette er termiske motstander som er produsert for å endre motstand når temperaturen endres, og de er dyrere enn noe annet temperaturdeteksjonsutstyr.
(iii)Termistorer– de er en annen type motstand der store endringer i motstand er proporsjonale eller omvendt proporsjonale med små temperaturendringer.
(2) Infrarød sensor
Enheten sender ut eller registrerer infrarød stråling for å registrere spesifikke faser i miljøet. Generelt sett sendes termisk stråling ut av alle objekter i det infrarøde spekteret, og infrarøde sensorer registrerer denne strålingen som er usynlig for det menneskelige øyet.
· Fordeler
Enkel å koble til, tilgjengelig på markedet.
· Ulemper
Bli forstyrret av omgivelsesstøy, som stråling, omgivelseslys osv.
Slik fungerer det:
Grunnideen er å bruke infrarøde lysdioder til å sende ut infrarødt lys til objekter. En annen infrarød diode av samme type vil bli brukt til å oppdage bølger reflektert av objekter.
Når den infrarøde mottakeren bestråles med infrarødt lys, er det en spenningsforskjell på ledningen. Siden den genererte spenningen er liten og vanskelig å oppdage, brukes en operasjonsforsterker (op amp) for å nøyaktig oppdage lave spenninger.
(3) Ultrafiolett sensor
Disse sensorene måler intensiteten eller styrken til innfallende ultrafiolett lys. Denne elektromagnetiske strålingen har en bølgelengde som er lengre enn røntgenstråler, men fortsatt kortere enn synlig lys. Et aktivt materiale kalt polykrystallinsk diamant brukes til pålitelig ultrafiolett måling, som kan oppdage miljøeksponering for ultrafiolett stråling.
Kriterier for valg av UV-sensorer
· Bølgelengdeområde som kan oppdages av UV-sensor (nanometer)
· Driftstemperatur
· Nøyaktighet
· Vekt
· Effektområde
Slik fungerer det:
UV-sensorer mottar én type energisignal og sender ut en annen type energisignal.
For å observere og registrere disse utgangssignalene, sendes de til en elektrisk måler. For å generere grafikk og rapporter overføres utgangssignalet til en analog-til-digital-omformer (ADC) og deretter til en datamaskin via programvare.
Bruksområder:
· Mål den delen av UV-spekteret som solbrenner huden
· Apotek
· Biler
· Robotikk
· Løsemiddelbehandling og fargeprosess for trykk- og fargeindustrien
Kjemisk industri for produksjon, lagring og transport av kjemikalier
(4) Berøringssensor
Berøringssensoren fungerer som en variabel motstand avhengig av berøringsposisjonen. Diagram over en berøringssensor som fungerer som en variabel motstand.
Berøringssensoren består av følgende komponenter:
· Fullt ledende materiale, som kobber
· Isolerende avstandsmaterialer, som skum eller plast
· Del av ledende materiale
Prinsipp og arbeid:
Noen ledende materialer motvirker strømmens flyt. Hovedprinsippet bak lineære posisjonssensorer er at jo lengre materialet strømmen må passere gjennom er, desto mer reverseres strømmen. Som et resultat endres motstanden til et materiale ved å endre dets kontaktposisjon med et fullstendig ledende materiale.
Vanligvis er programvaren koblet til en berøringssensor. I dette tilfellet leveres minnet av programvare. Når sensorene er slått av, kan de huske «plasseringen til den siste kontakten». Når sensoren er aktivert, kan de huske «den første kontaktposisjonen» og forstå alle verdiene som er knyttet til den. Denne handlingen ligner på å bevege musen og plassere den i den andre enden av musematten for å flytte markøren til den andre enden av skjermen.
Søke
Berøringssensorer er kostnadseffektive og slitesterke, og er mye brukt
Forretningsliv – helsevesen, salg, trening og spilling
· Hvitevarer – stekeovn, vaskemaskin/tørketrommel, oppvaskmaskin, kjøleskap
Transport – Forenklet kontroll mellom cockpitprodusenter og kjøretøyprodusenter
· Væskenivåsensor
Industriell automatisering – posisjons- og nivåregistrering, manuell berøringskontroll i automatiseringsapplikasjoner
Forbrukerelektronikk – gir nye nivåer av følelse og kontroll i en rekke forbrukerprodukter
Nærhetssensorer oppdager tilstedeværelsen av objekter som knapt har noen kontaktpunkter. Fordi det ikke er noen kontakt mellom sensoren og objektet som måles, og på grunn av mangelen på mekaniske deler, har disse sensorene lang levetid og høy pålitelighet. Ulike typer nærhetssensorer er induktive nærhetssensorer, kapasitive nærhetssensorer, ultralydsnærhetssensorer, fotoelektriske sensorer, Hall-effektsensorer og så videre.
Slik fungerer det:
Nærhetssensoren sender ut et elektromagnetisk eller elektrostatisk felt eller en stråle av elektromagnetisk stråling (som infrarød) og venter på et retursignal eller en endring i feltet, og objektet som registreres kalles målet for nærhetssensoren.
Induktive nærhetssensorer – de har en oscillator som inngang som endrer tapsmotstanden ved å nærme seg det ledende mediet. Disse sensorene er de foretrukne metallmålene.
Kapasitive nærhetssensorer – de konverterer endringer i elektrostatisk kapasitans på begge sider av detekteringselektroden og den jordede elektroden. Dette skjer ved å nærme seg objekter i nærheten med en endring i oscillasjonsfrekvens. For å oppdage mål i nærheten konverteres oscillasjonsfrekvensen til en likespenning og sammenlignes med en forhåndsbestemt terskel. Disse sensorene er førstevalget for plastmål.
Søke
· Brukes i automatiseringsteknikk for å definere driftstilstanden til prosessutstyr, produksjonssystemer og automatiseringsutstyr
· Brukes i et vindu for å aktivere et varsel når vinduet åpnes
· Brukes til mekanisk vibrasjonsovervåking for å beregne avstandsforskjellen mellom aksel og støttelager
Publisert: 03.07.2023