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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Беспроводное питание для спутников 21.11.2025 Энергоснабжение космических аппаратов всегда было одной из главных технологических задач современной космонавтики. Ограниченная площадь солнечных панелей на спутниках и необходимость работы в тени планеты создают существенные ограничения для долговременных миссий. Стартап Star Catcher Industries предложил инновационное решение, способное существенно увеличить мощность электроснабжения спутников, используя беспроводную передачу энергии лазерным лучом. На испытаниях, проведенных на космодроме имени Кеннеди в штате Флорида, Star Catcher установил новый мировой рекорд. Компания передала на обычные коммерческие солнечные панели рекордные 1,1 кВт оптической мощности при помощи лазера. Этот эксперимент продемонстрировал, что технология способна эффективно усиливать питание спутников без необходимости установки дополнительных панелей или серьезной переработки существующих систем. Концепция Star Catcher основывается на идее космической фермы, которая собирает солнечный свет на своих огромных панелях и фокусирует его в лазерный луч для передачи энергии на спутники, находящиеся в тени или с ограниченной площадью батарей. Такая система выступает как "увеличительное стекло", концентрируя свет в точку и усиливая питание, что позволяет повысить мощность электроснабжения от двух до десяти раз. Мультспектральный лазер платформы адаптирует спектр света под конкретные солнечные панели, что делает технологию универсальной и не требующей доработок существующих спутниковых систем. Испытания на Земле показали впечатляющий результат: 1,1 кВт переданной мощности за счет фокусировки луча на панели стандартного размера. Для сравнения, ранее в 2025 году команда DARPA достигла передачи 800 Вт с инфракрасного лазера на расстоянии 8,6 км за 30 секунд. Однако прямое сравнение этих экспериментов некорректно, так как Star Catcher использовал несфокусированный свет на меньшем расстоянии. Энергетическая независимость спутников имеет решающее значение для работы систем связи, наблюдения и научных миссий. С помощью технологии Star Catcher можно обеспечивать стабильное питание даже при долгих периодах нахождения в тени планеты или при ограниченной площади бортовых солнечных панелей. Компания уже привлекла внимание космической индустрии и военных структур, подписав ряд контрактов на поставку усиленного питания для спутников. Это подтверждает высокий интерес к технологии и ее потенциал для практического применения в реальных миссиях. Запланированные на 2026 год испытания прототипа платформы в космосе должны продемонстрировать готовность технологии к полноценной эксплуатации. Успех этих тестов может открыть путь к созданию спутниковых энергосистем нового поколения, способных круглосуточно получать энергию от космических солнечных ферм.

Другие интересные новости:

▪ Как защитить мобильный телефон от кражи

▪ Гибкая перезаписываемая память

▪ Беспроводной PIR-датчик 868 МГц на новом радио CC1310

▪ Космическая передача данных с помощью лазера

▪ Йогуртовые бактерии побеждают лекарственноустойчивых

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Крылатые слова, фразеологизмы. Подборка статей

▪ статья Максимилиан Робеспьер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кого называли боярами? Подробный ответ

▪ статья Сердечно-легочная реанимация. Медицинская помощь

▪ статья Как сделать из монитора телевизор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нормы приемо-сдаточных испытаний. Трубчатые разрядники. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026