Այսօր արդյունաբերության մեջ օգտագործվում են ոչ թե սնդիկով բարոմետրեր, այլ բավականին ժամանակակից և հուսալի սենսորներ։ Նրանց գործունեության սկզբունքը տարբերվում է կախված դիզայնի առանձնահատկություններից: Բոլորն ունեն և՛ առավելություններ, և՛ որոշակի թերություններ: Էլեկտրոնիկայի զարգացման շնորհիվ հնարավոր է դարձել կիսահաղորդչային տարրերի վրա ճնշում չափելու սենսորներ։
Ի՞նչ են էլեկտրոնային սենսորները:
Ջրի կամ ցանկացած այլ հեղուկի ճնշման էլեկտրոնային սենսորները սարքեր են, որոնք թույլ են տալիս չափել պարամետրերը և մշակել դրանք հատուկ կառավարման և ցուցադրման միավորներով: Ճնշման սենսորն այն սարքն է, որի ելքային պարամետրերը ուղղակիորեն կախված են չափված վայրում ճնշումից (բաք, խողովակներ և այլն): Ավելին, դրանք կարող են օգտագործվել տարբեր ագրեգատային վիճակներում ցանկացած նյութ չափելու համար՝ հեղուկ, գոլորշի, գազային։
Նման անհրաժեշտությունըսարքերը պայմանավորված են նրանով, որ գրեթե ամբողջ արդյունաբերությունը կառուցված է ավտոմատ կառավարման համակարգերի վրա: Մարդը կատարում է միայն կոնֆիգուրացիա, չափաբերում, սպասարկում և գործարկում (կանգ): Ցանկացած համակարգ աշխատում է ավտոմատ կերպով: Բայց նման սարքերը հաճախ օգտագործվում են նաև բժշկության մեջ։
տարրերի դիզայնի առանձնահատկությունները
Ցանկացած սենսոր բաղկացած է զգայուն տարրից. դրա օգնությամբ է փոխանցվում փոխարկիչի վրա ազդեցությունը: Դիզայնում կա նաև ազդանշանի մշակման միացում և բնակարան: Կարելի է առանձնացնել ճնշման սենսորների հետևյալ տեսակները՝
- Պիեզոէլեկտրական.
- դիմադրողական.
- Capacitive.
- Պիեզո ռեզոնանս.
- Մագնիսական (ինդուկտիվ).
- Օպտոէլեկտրոնիկ.
Եվ հիմա եկեք ավելի մանրամասն նայենք սարքի յուրաքանչյուր տեսակին:
դիմադրողական տարրեր
Սրանք սարքեր են, որոնցում զգայուն տարրը փոխում է իր դիմադրությունը բեռի ազդեցության տակ: Զգայուն թաղանթի վրա տեղադրվում է լարման չափիչ։ Ճնշման տակ թաղանթը թեքվում է, լարման չափիչները նույնպես սկսում են շարժվել։ Միաժամանակ փոխվում է նրանց դիմադրությունը։ Արդյունքում փոխարկիչի միացումում առկա է ընթացիկ ուժի փոփոխություն։
Լարման չափիչների տարրերը ձգելիս երկարությունը մեծանում է, իսկ կտրվածքի մակերեսը՝ փոքրանում։ Արդյունքը դիմադրության բարձրացումն է։ Հակադարձ գործընթացը նկատվում է, երբ տարրերը սեղմվում են: Իհարկե, դիմադրությունը փոխվում է օհմի հազարերորդականներով, այնպես որ դա բռնելու համար ձեզ հարկավոր էտեղադրել հատուկ ուժեղացուցիչներ կիսահաղորդիչների վրա։
Պիեզոէլեկտրական սենսորներ
Պիեզոէլեկտրական տարրը սարքի դիզայնի հիմքն է։ Երբ դեֆորմացիան տեղի է ունենում, պիեզո տարրը սկսում է որոշակի ազդանշան առաջացնել: Տարրը տեղադրված է այն միջավայրում, որի ճնշումը պետք է չափվի: Գործողության ընթացքում շղթայում հոսանքն ուղիղ համեմատական կլինի ճնշման փոփոխությանը:
Նման սարքերն ունեն մեկ առանձնահատկություն՝ թույլ չեն տալիս հետևել ճնշմանը, եթե այն հաստատուն է։ Հետեւաբար, այն օգտագործվում է բացառապես այն դեպքում, երբ ճնշումը անընդհատ փոխվում է։ Չափված արժեքի հաստատուն արժեքի դեպքում էլեկտրական իմպուլսի առաջացումը չի կատարվի:
Պիեզո ռեզոնանսային տարրեր
Այս տարրերը մի փոքր այլ կերպ են աշխատում: Երբ լարումը կիրառվում է, պիեզոէլեկտրական տարրը դեֆորմացվում է: Որքան մեծ է սթրեսը, այնքան մեծ է դեֆորմացիան: Սարքի հիմքը պիեզոէլեկտրական նյութից պատրաստված ռեզոնատոր ափսե է։ Երկու կողմից ունի էլեկտրոդներ։ Հենց նրանց վրա լարվում է, նյութը սկսում է թրթռալ։ Այս դեպքում ափսեը թեքում է մեկ կամ մյուս ուղղությամբ: Թրթռման արագությունը կախված է հոսանքի հաճախականությունից, որը կիրառվում է էլեկտրոդների վրա:
Բայց եթե ափսեի վրա դրսից ուժ է գործում, ապա ափսեի տատանումների հաճախականության փոփոխություն կլինի: Այս սկզբունքով է աշխատում ավտոմեքենաներում օգտագործվող օդի ճնշման էլեկտրոնային սենսորը: Այն թույլ է տալիս գնահատել մեքենայի վառելիքի համակարգին մատակարարվող օդի բացարձակ ճնշումը:
Կոնդենսիվ սարքեր
Այս սարքերը ամենատարածվածն են,քանի որ նրանք ունեն պարզ դիզայն, նրանք աշխատում են կայուն և ոչ հավակնոտ են սպասարկման մեջ: Դիզայնը բաղկացած է երկու էլեկտրոդներից, որոնք գտնվում են միմյանցից որոշակի հեռավորության վրա: Ստացվում է մի տեսակ կոնդենսատոր: Նրա թիթեղներից մեկը թաղանթ է, ճնշումը (չափված) գործում է դրա վրա։ Արդյունքում, թիթեղների միջև բացը փոխվում է (ճնշմանը համամասնորեն): Ձեր դպրոցական ֆիզիկայի դասընթացից դուք գիտեք, որ կոնդենսատորի հզորությունը կախված է թիթեղների մակերեսից և նրանց միջև եղած հեռավորությունից:
Ճնշման սենսորում աշխատելիս փոխվում է միայն թիթեղների միջև եղած հեռավորությունը. սա բավական է պարամետրերը չափելու համար: Յուղի ճնշման էլեկտրոնային սենսորները կառուցված են հենց այս սխեմայի համաձայն: Այս տեսակի կառույցների առավելություններն ակնհայտ են՝ դրանք կարող են աշխատել ցանկացած, նույնիսկ ագրեսիվ միջավայրում։ Նրանց վրա չեն ազդում ջերմաստիճանի մեծ տարբերությունները, էլեկտրամագնիսական ալիքները։
Ինդուկտիվ սենսորներ
Գործողության սկզբունքը հեռակա կարգով նման է վերը քննարկված հզորություններին: Շ տառի տեսքով մագնիսական շղթայից որոշակի հեռավորության վրա տեղադրված է ճնշման զգայուն հաղորդիչ թաղանթ (դրա շուրջը պտտվում է ինդուկտոր):
Երբ լարումը կիրառվում է կծիկի վրա, առաջանում է մագնիսական հոսք: Այն անցնում է ինչպես միջուկի երկայնքով, այնպես էլ հաղորդիչ թաղանթի միջով: Հոսքը փակվում է, և քանի որ բացն ունի միջուկի թափանցելիությունը մոտ 1000 անգամ ավելի քիչ, դրա նույնիսկ չնչին փոփոխությունը հանգեցնում է ինդուկտիվության արժեքների համամասնական տատանումների։
Օպտոէլեկտրոնիկսենսորներ
Նրանք ուղղակի ճնշում են հայտնաբերում, ունեն բարձր լուծաչափ: Նրանք ունեն բարձր զգայունություն և ջերմային կայունություն: Նրանք աշխատում են լույսի միջամտության հիման վրա՝ օգտագործելով Fabry-Pero ինտերֆերոմետր փոքր տեղաշարժերը չափելու համար: Նման էլեկտրոնային ճնշման սենսորները չափազանց հազվադեպ են, բայց դրանք բավականին խոստումնալից են:
Սարքի հիմնական բաղադրիչները՝
- Օպտիկական փոխարկիչ բյուրեղ.
- բացվածք.
- LED.
- Դետեկտոր (բաղկացած է երեք ֆոտոդիոդից):
Faby-Perot օպտիկական զտիչները, որոնք ունեն հաստության մի փոքր տարբերություն, ամրացվում են երկու ֆոտոդիոդների վրա։ Զտիչները սիլիկոնային հայելիներ են՝ արտացոլող առջևի մակերեսով։ Դրանք պատված են սիլիցիումի օքսիդի շերտով, մակերեսին կիրառվում է ալյումինի բարակ շերտ։ Օպտիկական փոխարկիչը շատ նման է կոնդենսիվ ճնշման սենսորին:
