Бесплатная техническая библиотека

Датчики. Классификация датчиков. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочник электрика

 Комментарии к статье

Датчик - это элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т. д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы; это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования.

Классификация датчиков

Автоматизация различных технологических процессов, эффективное управление различными агрегатами, машинами, механизмами требуют многочисленных измерений разнообразных физических величин.

Датчики (в литературе часто называемые также измерительными преобразователями), или по-другому, сенсоры являются элементами многих систем автоматики - с их помощью получают информацию о параметрах контролируемой системы или устройства.

Используемые датчики весьма разнообразны и могут быть классифицированы по различным признакам.

В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают:

• датчики механических перемещений (линейных и угловых);
• пневматические;
• электрические;
• расходомеры;
• датчики скорости, ускорения, усилия, температуры, давления и др.

В настоящее время существует приблизительно следующее распределение доли измерений различных физических величин в промышленности:

• температура - 50 %;
• расход (массовый и объемный) - 20 %;
• давление -10 %;
• уровень - 5%;
• количество (масса, объем) - 5%;
• время - 5%;
• электрические и магнитные величины - менее 5 %.

По виду выходной величины, в которую преобразуется входная величина, различают неэлектрические и электрические:

• датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения);
• датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения);
• датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения);
• датчики сопротивления (активного, индуктивного или емкостного) и др.

Большинство датчиков являются электрическими. Это обусловлено следующими достоинствами электрических измерений:

• электрические величины удобно передавать на расстояние, причем передача осуществляется с высокой скоростью;
• электрические величины универсальны в том смысле, что любые другие величины могут быть преобразованы в электрические и наоборот;
• они точно преобразуются в цифровой код и позволяют достигнуть высокой точности, чувствительности и быстродействия средств измерений.

По принципу действия датчики можно разделить на два класса:

• генераторные, которые осуществляют непосредственное преобразование входной величины в электрический сигнал;
• параметрические (датчики-модуляторы), которые входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R, L или С) датчика.

По принципу действия датчики также можно разделить на такие категории:

• омические;
• реостатные;
• фотоэлектрические (оптико-электронные);
• индуктивные;
• емкостные и др.

Различают три класса датчиков по физической структуре сигнала:

• аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины;
• цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово;
• бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: "включено/выключено" (иначе говоря, 0 или 1).

Последние получили широкое распространение благодаря своей простоте.

Основные требования к датчикам

Рассмотрим требования, предъявляемые к датчикам:

• однозначная зависимость выходной величины от входной;
• стабильность характеристик во времени;
• высокая чувствительность;
• малые размеры и масса;
• отсутствие обратного воздействия на контролируемый процесс и на контролируемый параметр;
• работа при различных условиях эксплуатации;
• различные варианты монтажа.

Автор: Корякин-Черняк С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Справочник электрика.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Хранение углерода в океане 25.10.2024 С глобальным потеплением и усиливающимися последствиями климатических изменений, вызванных деятельностью человека, поиск эффективных решений для уменьшения концентрации парниковых газов становится одной из главных научных задач. Недавнее исследование ученых Калифорнийского университета в Ирвайне открыло новые горизонты в этой области, выявив перспективный способ хранения углерода в океанских глубинах с помощью морских бактерий. Группа специалистов под руководством доцента Бретта Уокера из Департамента наук о системе Земли разработала уникальную технику, которая позволяет наблюдать, как органические молекулы, созданные морскими бактериями, могут эффективно удерживать углерод в глубинах океана. "Это впервые, когда мы смогли измерить подобные процессы в морской воде", - говорит Уокер. Новая методика позволяет анализировать состав всех органических молекул и отслеживать их движение в толще океана. Исследование проводилось в Баффиновом заливе, расположенном между Канадой и Гренландией. Ученые сфокусировались на классе органических молекул, известных как алициклические молекулы, богатые карбоксильными группами (CRAM). Эти молекулы играют ключевую роль в хранении углерода. Команда обнаружила, что часть этих органических молекул предпочитает накапливаться в глубоких слоях океана, в то время как другие возвращаются на поверхность. "В глубоких водах океана мы выяснили, что от четверти до половины CRAM исчезает, и это происходит благодаря активности гетеротрофных бактерий, которые поглощают эти молекулы как источник энергии", - объясняет Уокер. Ранее считалось, что CRAM просто накапливается в океанских глубинах, но данные исследований показали, что в Баффиновом заливе значительная часть CRAM производится на поверхности океана, а затем погружается в его глубины. Этот процесс имеет важные климатические последствия: если бактерии могут удерживать молекулы CRAM в глубоководных зонах, это означает, что углерод, который попадает в океан с поверхности в виде углекислого газа, может оставаться там на длительные периоды, что замедляет его возвращение в атмосферу. Это открытие меняет наше понимание того, как морская биосфера может способствовать смягчению климатических изменений. Потенциал хранения углерода в океанских глубинах может стать важным инструментом в борьбе с глобальным потеплением. Если удастся увеличить количество углерода, сохраняемого в океане за счет усиления процессов, связанных с CRAM, это может существенно повлиять на динамику накопления углекислого газа в атмосфере на протяжении сотен и тысяч лет. Следующий шаг в исследованиях - выяснить, возможно ли усиление естественного производства CRAM и их последующее хранение в океанских глубинах с помощью местных бактериальных сообществ. Это может стать эффективной стратегией для увеличения объемов углерода, удерживаемого в океане. "Если нам удастся повысить скорость накопления углерода в глубинах океана, это может кардинально изменить ситуацию на тысячелетние временные масштабы", - добавляет Уокер. Команда ученых планирует расширить исследования и изучить, происходят ли аналогичные процессы в других регионах мирового океана. Они стремятся понять, насколько распространен этот механизм и как он связан с глобальной циркуляцией океанских вод и процессами формирования глубокой воды. Таким образом, новое исследование открывает перспективы использования природных процессов океанического углеродного цикла для смягчения последствий изменения климата. Углубленное понимание роли морских бактерий в накоплении углерода в океанских глубинах может стать важным шагом на пути к более эффективным методам борьбы с глобальным потеплением и снижению концентрации парниковых газов в атмосфере.

Другие интересные новости:

▪ Биометрическая татуировка следит за здоровьем

▪ Технология HP Metal Jet для 3D-печати металлических деталей

▪ Открыта самая маленькая черная дыра

▪ Благотворительность слегка развращает

▪ Электронной почтой пользуются все реже

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Скачок из царства необходимости в царство свободы. Крылатое выражение

▪ статья Что может свести собаку с ума? Подробный ответ

▪ статья Электросварщик на автоматических устройствах. Должностная инструкция

▪ статья Конвертер на 144 МГц для Си-Би радиостанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Зарядное устройство на ток 2,5 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026