מגנטומטר | סוגים של חיישנים

נניח כי מדובר במערכת מדידה. היא מורכבת מכלי קלט המגיב לסביבה או להיקף כדי לייצר פלט, ומבלוק עיבוד אותות שמעבד את האות מהכלי הקלט וכלי פלט המציג את האות לאופרטור אנושי או מכני בצורה קריאה יותר וניתנת לשימוש.

שלב הפתיחה הוא כלי הקלט,这是我们讨论的主要内容。

חיישן

חיישן הוא מכשיר המגיב לשינוי כלשהו בעניני פיזיים או משתנים סביבתיים כמו חום, לחץ, רטיבות, תנועה ועוד. השינוי הזה משפיע על התכונות הפיזיות, כימיות או אלקטרומגנטיות של החיישן, שמופrocessing into a more usable and readable form. The sensor is the heart of a measurement system. It is the first element that comes in contact with environmental variables to generate an output.

האות שנוצר על ידי החיישן שווה בממוצע לכמות הנמדדת. חיישנים משמשים למדידת מאפיין מסוים של עצם או מכשיר כלשהו. למשל, צמד מתכות, צמד המתכות יזהה אנרגיה חמה (טמפרטורה) באחת מנקודות החיבור שלו וייצור פלט מתח שיכולים למדוד בו וולטמטר.
כל חיישנים צריכים להיות מכוונים בהתאם לערך מתייחס או תקן עבור מדידה מדויקת. להלן דוגמה לצמד המתכות.

שימו לב כי ממיר וחיישן אינם אותו הדבר. בדוגמה שנתנו לעיל של צמד המתכות. הצמד מתנהג כממיר, אבל המעגלים או המרכיבים הנוספים הנדרשים כמו הוולטמטר, מסך וכדומה יחדיו מהווים חיישן טמפרטורה.

לכן הממיר ישנה רק את האנרגיה מאחד הצורות לאחר, והעבודה המשאירה מתבצעת על ידי המעגלים הנוספים המחוברים. כל המכשיר הזה מהווה חיישן. חיישנים וממירים קשורים זה לזה באופן הדוק.

מאפייני חיישנים

חיישן טוב צריך להראות את המאפיינים הבאים

1. רגישות גבוהה: רגישות מצביעה על כמה פלט המכשיר משתנה עם שינוי יחידה בקלט (כמות שיש למדוד). לדוגמה, מתח חיישן הטמפרטורה משתנה ב-1mV לכל שינוי של 1°C בטמפרטורה, אז רגישות החיישן נאמרת להיות 1mV/°C.

2. ליניאריות: הפלט צריך להשתנות באופן ליניארי עם הקלט.

3. רזולוציה גבוהה: רזולוציה היא השינוי הקטן ביותר בקלט שהמכשיר יכול לזהות.

4. פחות רעש ופרעות.

5. צריכת אנרגיה נמוכה.

סוגי חיישנים

חיישנים ממיינים בהתאם לטבע הכמות שהם מודדים. להלן סוגי חיישנים עם מספר דוגמאות.

מיון חיישנים

בהינתן הכמות הנמדדת

• טמפרטורה: endetector 저항 טמפרטורה (RTD), thermistor, צמד מתכות

• לחץ: חוט בורדון, מנומטר, דיאפרגמות, מד לחץ

• כוח/מומנט: ג'אוז סטריין, תא עומס

• מהירות/מיקום: טכרומטר, מקודד, LVDT

• אור: פוטודיודה, התנגדות תלויה באור

וכך הלאה.
(2) חיישנים פעילים ופסיביים: לפי דרישת אנרגיה, חיישנים יכולים להתחלק לפעילים ולפסיביים. חיישנים פעילים הם אלה שאינם דורשים מקור אנרגיה חיצוני לתפעולם. הם מייצרים אנרגיה בתוך עצמם כדי לפעול ולכן נקראים מסוג יוצר אנרגיה עצמית. האנרגיה לתפעול נלקחת מהכמות הנמדדת. למשל, גביש פיאזואלקטרי מייצר פלט חשמלי (טען) כאשר הוא מושפע מאксלרציה.

חיישנים פסיביים דורשים מקור אנרגיה חיצוני לתפעולם. רוב החיישנים הרזיסטיביים, האינדוקטיביים והקפאציטיביים הם פסיביים (בדיוק כמו נגדים, סלילים ו-קבלים נקראים מכשירים פסיביים).

(3) חיישן אנלוגי ו דיגיטלי: חיישן אנלוגי ממיר את הכמות הפיזית הנמדדת לצורה אנלוגית (רציפה בזמן). צמד המתכות, RTD, ג'אוז סטריין נקראים חיישנים אנלוגיים. חיישן דיגיטלי מייצר פלט בצורת פולס. מקודדים הם דוגמה לחיישנים דיגיטליים.

(4) חיישנים הפוכים: ישנם חיישנים מסוימים המסוגלים לזהות כמות פיזית כדי להמיר אותה לצורה אחרת וגם לזהות את צורת הסיגנל הפלט כדי לקבל את הכמות בצורה המקורית. למשל, גביש פיאזואלקטרי כאשר הוא מושפע מויברציה מייצר מתח. באותו זמן, כאשר גביש פיאזו מושפע ממתח משתנה, הוא מתחיל להזדהם. תכונה זו הופכת אותם לממתאים לשימוש במיקרופונים ובמשדרים.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.