Andurid - tüübid ja rakendused

Rõhuandurid

Rõhuandureid kasutatakse tavaliselt gaasi või vedelike rõhu mõõtmiseks. Tavaliselt töötab rõhuandur muundurina. See tekitab rõhu analoogelektrilises või digitaalses signaalis. Samuti on olemas rõhuandurite kategooria, mis on liigitatud rõhu järgi, mõned neist on absoluutrõhuandurid, manomeetrirõhuandurid. Samuti on olemas selline rõhuandur, mis annab teile teada, kui teie autos on vähe bensiini või õli.

Rõhuandurid on tüüpilised andurid, mis tajuvad rõhku ja muudavad selle elektrisignaali parameetriteks. Rõhuandurite tüüpilised näited on deformatsioonimõõturid, mahtuvuslikud rõhuandurid ja piesoelektrilised rõhuandurid. Pingutusmõõturid töötavad rõhu rakendamisel takistuse muutumise põhimõttel, kus piesoelektrilised rõhuandurid töötavad rõhu muutmisel kogu seadme pinge muutumise põhimõttel.

Rõhuanduri vooluahela skeem:

Järgnev on PIC-mikrokontrolleril põhineva rõhumõõturi skeem:

Vooluring sisaldab järgmisi komponente:

• PIC-mikrokontroller, mis saab sisendi rõhuandurilt ja annab vastavalt väljundi 4 seitsme segmendi ekraanipaneelile.
• 6-kontaktiline rõhuandur IC MPX4115, mis on räni rõhuandur ja annab kõrge analoogväljundsignaali.
• 4 seitsme segmendiga kuvar saab PIC-mikrokontrollerilt sisendit ja seda juhib iga transistor.
• Kristallkorraldus mikrokontrolleri kella sisestamiseks.

Rõhuanduri töö:

Ülaltoodud video kirjeldab, kuidas rõhuandur ühendatakse mikrokontrolleriga, et rõhu väärtust kuvada seitsme segmendi ekraanil. Rõhuandur koosneb 6 tihvtist ja on ühendatud 5 V toiteallikaga.

Pistik 3 on ühendatud toiteallikaga, tihvt 2 on maandatud ja tihvt 1 on ühendatud mikrokontrolleri RA0 / AN0 tihvtiga analoogsisendina. Väärtuste kuvamiseks siin kasutatakse neljakohalist seitsmesegmentilist kuva, mida juhib nelja transistori ühine anoodkonfiguratsioon.

Siin on mikrokontrolleriga ühendatud 28.50 PSI rõhuandur, nii et kui saame sensori väärtuse muuta madalaks või kõrgeks, tuvastab mikrokontroller need väärtused ja kuvatakse seitsme segmendi ekraanil.

Kui see rõhuväärtus ületab lävitaseme, annab mikrokontroller kasutajale häire. Nii saab mikrokontrolleriga ühendada mis tahes tüüpi andureid reaalajas olevate väärtuste kuvamiseks, töötlemiseks ja kuvamiseks.

Rõhuanduri rakendused:

Rõhuanduri jaoks on palju rakendusi nagu rõhuandur, kõrguse, voolu, joone või sügavuse tuvastamine.

• Seda kasutatakse ka reaalajas, autoalarmid ja liikluskaamerad kasutavad rõhuandureid, et teada saada, kas keegi kihutab.
• Rõhuandureid kasutatakse ka puutetundlikel ekraanidel, et määrata rõhu rakenduspunkt ja anda protsessorile sobivad juhised.
• Neid kasutatakse ka digitaalsetes vererõhuaparaatides ja ventilaatorites.
• Rõhuandurite tööstuslik rakendamine hõlmab gaaside ja nende osalise rõhu jälgimist.
• Neid kasutatakse ka lennukitel, et tagada tasakaal atmosfäärirõhu ja juhtimissüsteemi vahel.
• Neid kasutatakse ka mereoperatsioonide korral ookeanide sügavuse määramiseks, et määrata kindlaks elektrooniliste süsteemide sobivad töötingimused.

Näide rõhuandurist - piesoelektriline muundur

Piesoelektriline muundur on mõõteseade, mis muundab elektrilised impulsid mehaanilisteks vibratsioonideks ja vastupidi. Piesoelektrilised kvartskristall ja piesoelektriline efekt on kaks asja, mida on vaja piesoelektriliste muundurite mõistmiseks.

Piesoelektriline kvartskristall:

Kvartskristall on piesoelektriline materjal. See võib tekitada pinge, kui kristallile rakendatakse mingit mehaanilist pinget. Piesoelektriline kristall paindub eri suundades erineva sageduse väärtusega. Seda nimetatakse vibratsioonirežiimiks. Erinevate vibratsioonirežiimide saavutamiseks saab kristalli valmistada erineva kujuga.

Piesoelektriline efekt:

Piesoelektriline efekt on elektrilaengu tekitamine teatud kristallides ja keraamikas tänu neile rakendatud mehaanilisele pingele. Elektrilaengu tekkemäär on proportsionaalne sellele rakendatava jõuga. Piesoelektriline efekt töötab ka vastupidises järjekorras, nii et piesoelektrilisele materjalile pinge andmisel võib see tekitada teatud mehaanilist energiat.

Piesoelektrilisi muundureid saab mikrotelefonides kasutada nende kõrge tundlikkuse tõttu, kus nad muudavad helirõhu pingeks. Neid saab kasutada kiirendusmõõturites, liikumisandurites ning ultrahelidetektoritena ja generaatoritena. Ultraheli paljundamine ei toimu materjalis selle läbipaistvuse tõttu.

Rakendus:

Piesoelektrilisi muundureid saab kasutada nii ajamite kui ka anduritena. Andur muudab mehaanilise jõu elektrilisteks impulssimpulssideks ja ajam muundab pingeimpulsid mehaanilisteks vibratsioonideks. Piesoelektrilised andurid suudavad tuvastada pöörlevate masinaosade tasakaalustamatust. Neid saab kasutada ultraheli taseme mõõtmisel ja voolukiiruse rakenduste mõõtmisel. Lisaks tasakaalustamatuse tuvastamiseks kasutatavatele vibratsioonidele saab neid kasutada ultraheli taseme ja voolukiiruse mõõtmiseks.

Niiskuseandur

Niiskusandur tajub suhtelist õhuniiskust. See tähendab, et see mõõdab nii õhutemperatuuri kui ka niiskust. Niiskuse tajumine on hädavajalik nii tööstuse kui ka kodumajapidamiste juhtimissüsteemides. Need on mõeldud mahukate ja kulutustundlike rakenduste jaoks, näiteks kontoritöö automatiseerimine, mootorsõidukite õhujuhtimine, kodumasinad ja tööstuslike protsesside juhtimissüsteemid, samuti rakendustes, kus on vaja niiskuse kompenseerimist. Niiskuse andurid on tavaliselt mahtuvuslikud või takistavad.

Kondensaatorandurite reaktsioon on võrreldes takistlike anduritega lineaarsem. Mahtuvusandurid on lisaks kasutatavad kogu 0–100% suhtelise õhuniiskuse (RH) vahemikus, kus takistuslik element on tavaliselt piiratud umbes 20–90% suhtelise õhuniiskusega (RH). Siin käsitleme mahtuvuslikku andurit.

Mahtuvuslik niiskusandur muudab oma mahtuvust ümbritseva õhu suhtelise õhuniiskuse põhjal. Anduri dielektriline konstant muutub niiskuse tasemega mõõdetaval viisil. Mahtuvus suureneb suhtelise õhuniiskuse korral.

Niiskuseandur

Funktsioonid:

• Kõrge töökindlus ja pikaajaline stabiilsus.
• Seda kasutatakse pinge või sageduse väljundiga vooluringides.
• Pliivaba komponent. Pliivabad komponendid.
• Kohene muutus küllastunud faasist desaturatsiooniks.
• Kiire reageerimisaeg.

Spetsifikatsioonid:

• Toitenõuded: 5–10 VDC.
• Side: mahtuvuslik komponent.
• Mõõtmed: läbimõõt 0,25 x 0,40 (läbimõõt 6,2 x 10,2 mm).
• Töötemperatuuri vahemik: -40 kuni 212 ° F (-40 kuni 100 ° C).

Niiskusanduritel on palju rakendusi, näiteks tööstuslikud ja kodused rakendused, meditsiinilised rakendused ning neid kasutatakse keskkonna niiskustaseme näitamiseks.

Niiskuse mõõtmine on keeruline. Üldiselt mõõdetakse õhuniiskust kui osa maksimaalsest veekogusest, mida õhk teatud temperatuuril võib imada. Atmosfääri tingimustes ja antud temperatuuril võib see osa varieeruda vahemikus 0 kuni 100%. See suhteline õhuniiskus kehtib ainult teatud temperatuuril ja atmosfäärirõhul. Seetõttu on oluline, et niiskusandurit ei mõjutaks temperatuur ega rõhk.

Niiskuseanduri vooluring

Termistori läbiv vool põhjustab selle kuumenemise, suurendades seeläbi selle temperatuuri. Soojus hajub rohkem suletud termistoril kui avatud termistor, mis tuleneb veeauru ja kuiva lämmastiku soojusjuhtivuse erinevusest. Termistorite takistuse erinevus on proportsionaalne absoluutse niiskusega.

Gaasiandur:

Gaasiandurid on paljude turvasüsteemide ja kaasaegse metoodika põhikomponent, pakkudes süsteemile peamist kvaliteedikontrolli tagasisidet. Need on saadaval laias valikus, sõltuvalt tundlikkuse tasemest, tajutava gaasi tüübist, füüsikalistest mõõtmistest ja erinevatest elementidest.

Gaasiandurid töötavad tavaliselt patareidega. Gaasiaurude ohtlike tasemete tuvastamisel edastavad nad hoiatusi kuuldavate ja nähtavate signaalide, näiteks häirete ja vilkuvate tulede kaudu. Andurit kasutatakse võrdluspunktina teist gaasi, kuna see mõõdab gaasi kontsentratsiooni.

Gaasiandur

Andurimoodul koosneb terasest eksoskeletist, mille alla on paigutatud andur. See andurikomponent allutatakse ühendusjuhtmete kaudu voolule. Seda voolu tuntakse selle kaudu kuumutusvooluna, andurkomponendi lähedale tulevad gaasid ioniseeruvad ja neelduvad sensorkomponendi poolt. See muudab andurikomponendi takistust, mis muudab sellest väljuva voolu väärtust.

Funktsioonid:

1. Stabiilne jõudlus, pikk eluiga, madal hind.
2. Lihtne ajamiahel.
3. Kiire vastus.
4. Suur tundlikkus põleva gaasi suhtes laias vahemikus.
5. Stabiilne jõudlus, pikk eluiga, madal hind.

Gaasiandureid saab kasutada põlevate, tuleohtlike ja mürgiste gaaside ning hapnikutarbimise tuvastamiseks. Seda tüüpi seadmeid kasutatakse tööstuses laialdaselt ja neid võib leida mitmesugustes valdkondades, näiteks naftapuurplatvormidel, tootevormide ja tekkivate tehnoloogiate, näiteks fotogalvaanilise sõelumise jaoks. Neid võidakse lisaks kasutada tuletõrjes.

Gaasiandur sobib põlevate gaaside, näiteks vesiniku, metaani või propaani / butaani (LPG) tuvastamiseks.

Gaasianduri ahel

Kui põlevad või redutseerivad gaasid puutuvad kokku mõõtelemendiga, allutatakse need katalüütilisele põlemisele, mis põhjustab temperatuuri tõusu, mis põhjustab elemendi takistuse muutuse. Anduri takistuse muutus saadakse koormustakisti (RL) väljundpinge muutusena järjestikku anduri takistusega (RS). Katsetatava gaasi kontsentratsioon määratakse juhtivuse muutuse abil, kui anduri pind neelab redutseerivad gaasid. Andmekogumisplaadi konstantne 5V väljund on saadaval anduri küttekeha (VH) ja detektorahelale (VC).

Nüüd on teil idee anduri tüüpide ja nende rakenduste kohta, kui teil on küsimusi selle teema või elektri- ja elektroonilised projektid jäta kommentaarid allpool.

Tüüpiline tööahel