Види датчиків

Да́тчик дава́ч, да́тник се́нсор — вимірювальний пристрій у вигляді конструктивної сукупності одного або декількох вимірювальних перетворювачів величини, що вимірюється і контролюється, та котрий виробляє вихідний сигнал, зручний для дистанційного передавання, зберігання та використання у системах керування і має нормовані метрологічні характеристики.

Наприклад, у гірничій справі широко застосовуються давачі зольності, вологості, сірчистості, рівня матеріалу (наприклад, у бункерах), кінцеві вимикачі (наприклад, на конвеєрах) тощо.

Термін

У багатьох сучасних словниках української мови термін «давач» подається як єдиний можливий відповідник російського терміна «датчик». У тому числі й у академічному російсько-українському словнику за редакцією Жайворонка. У виданій 1973 року українською мовою «Енциклопедії кібернетики», також вживається лише термін «давач». Слово «датчик» увійшло в українську як запозичення з російської, і деякі сучасні словники фіксують обидва терміни «давач» та «датчик», хоч подають останній як менш рекомендований.

Інший варіант терміна — «датник».

За видом вхідної фізичної величини

За вхідними фізичними величинами, що підлягають перетворенню давачі бувають:

• електричні та магнітні;
• теплових величин;
• механічних величин;
• оптичних параметрів;
• форми та розмірів;
• акустичних величин;
• концентрації та складу;
• іонізаційного випромінення.
  

  За використаними фізико-хімічними ефектами

  За фізико-хімічними ефектами, що лежать в основі роботи вимірювальних перетворювачів, розрізняють давачі:

  • резистивні;
  • ємнісні (електростатичні);
  • індуктивні та електромагнітні;
  • електричного заряду, напруги або струму;
  • зміни геометричних розмірів, маси або положення;
  • оптичних ефектів;
    

    За характером вихідного сигналу

    За видом вихідного сигналу давачі бувають:

    • дискретні;
    • аналогові;
    • цифрові;
    • імпульсні.

    За видом вихідного сигналу

    За фізичною природою вихідного сигналу давачі бувають:

    • з електричним вихідним сигналом (найпоширеніші);
    • пневматичним вихідним сигналом;
    • оптичним вихідним сигналом (перспективні);

Типи датчиків

Таким чином, ми знаходимо різні типи датчиків, залежно від типу змінної, яку потрібно виміряти або виявити. У цій статті Ми пояснюємо, які 12 типів датчиків ми можемо знайти, як вони працюють та деякі приклади з них.

1. Датчик температури

Датчик температури надає нам інформацію про зовнішню температуру (тобто з середини), за допомогою електричних імпульсів. Ці датчики дозволяють контролювати температуру навколишнього середовища.

Температурні датчики насправді є резисторами, значення яких збільшується з температурою або зменшується разом з нею. У першому випадку ми називаємо його терморезистором PTC, а в другому – термістором NTC.

У свою чергу, датчики температури можуть бути різних типів: контактні, безконтактні, механічні та електричні. Прикладом датчика температури є термометр (класичний, ртутний) (в даному випадку це механічний датчик). Цей тип датчиків особливо використовується в промисловому секторі; його мета полягає в тому, щоб контролювати температуру різних машин, серед іншого.

2. Сенсори світла

Інші типи датчиків – це датчики світла; в цьому випадку, Це електронні пристрої, які реагують на зміну інтенсивності світла.

Тобто вони дозволяють визначити наявність світла. Таким чином, ці типи датчиків виявляють видиме світло (тобто те, яке ми сприймаємо оком), а також реагують відповідно до його інтенсивності.

Прикладом світлового датчика є фотоелемент, пристрій, який перетворює світлову енергію в електричну, завдяки ефекту, який називається “фотоелектричний ефект”. Цей пристрій дозволяє генерувати фотоелектричну сонячну енергію.

3. Датчики відстані

Датчики відстані – це пристрої, що дозволяють вимірювати відстані; також, залежно від типу, також може використовуватися як датчик присутності або руху.

Прикладом датчика відстані є інфрачервоне світло на основі системи випромінювання та прийому випромінювання. Як приклад датчика відстані ми також знаходимо ультразвуковий датчик, який посилає імпульси, змушуючи хвилі відскакувати від поверхні.

4. Датчики наближення

Наступні типи датчиків, датчики наближення, складаються з перетворювачів, які виявляють наявність предметів (перешкоди, люди …) без необхідності контакту. У деяких випадках їх також можна налаштувати на вимірювання відстані.

5. Датчики положення

Датчики положення дозволяють визначити місцезнаходження певного об’єкта. Як їх характеристику ми виявляємо, що вони, як правило, мають певну електронну систему, завдяки чому вони можуть визначити місцезнаходження з максимальною точністю.

6. Кольорові датчики

Кольорові датчики перетворюють світло у частоту, щоб мати можливість виявляти кольори певних об’єктів за їх відбитим випромінюванням; що вони роблять, це порівнюють ці випромінювання із збереженими контрольними значеннями.

Ці типи датчиків випромінюють три типи світла: червоний, зелений та синій, і вони роблять це на об’єктах, які вони мають намір аналізувати. Нарешті, ці пристрої генерують вихідний сигнал (відповідь).

7. Датчики вологості

Ці типи датчиків роблять вимірювання відносної вологості, а також температури навколишнього середовища. Зокрема, вони діють, випромінюючи умовний сигнал, завдяки ряду інтегральних схем, що перебувають у їх розпорядженні.

Датчики вологості захоплюють сигнали навколишнього середовища для виявлення цих параметрів (вологості та температури). Крім того, похибка у них, як правило, дуже мала.

З іншого боку, як приклад, цей тип датчика можна застосовувати для виявлення рівня рідини в резервуарі; Вони також використовуються в садових зрошувальних системах з метою визначення, коли рослини потребують поливу, а коли ні.

8. Датчики швидкості

Також відомий як “спідометри”, датчики швидкості дозволяють визначати швидкість об’єкта (як правило, транспортного засобу).

Прикладом їх є радари, які визначають, чи транспортний засіб рухався зі швидкістю, що перевищує дозволену.

9. Датчики звуку

Наступні типи датчиків – звукові; Вони відповідають за вловлювання зовнішніх звуків (навколишнього середовища), через мікрофон або ехолот.

Звукові хвилі, отримані цими датчиками, рухаються по повітрю в навколишньому середовищі, а потім детектуються датчиками.

Вони зазвичай використовуються для отримання стимулів ззовні у формі наказів (надходять від людей) дистанційно.

10. Контактні датчики

Контактні датчики призначені для виявлення кінця ходу механічних компонентів (або іншими словами, їх граничного положення). Прикладом їх є: двері, що відкриваються автоматично, що коли вони повністю відчинені, двигун, що їх експлуатує, “знає”, що він повинен зупинитися.

11. Оптичні датчики

У цьому випадку ці типи датчиків дають змогу виявити наявність об’єкта (або людини), який перериває промінь світла, що досягає датчика.

Прикладом їх (і основними) є так звані “фоторезистори” (також звані LDR). LDR використовуються особливо в робототехніці з метою регулювання руху роботів і зупинки їх руху в той момент, коли вони збираються зіткнутися з якимсь іншим об’єктом.

12. Магнітні датчики

Магнітні датчики Вони працюють, виявляючи магнітні поля, спричинені електричними струмами або магнітами.

Загальні відомості

Давачі є елементами технічних систем, призначених для вимірювання, сигналізації, регулювання, керування приладами та процесами. Давачі перетворюють величину, яка контролюється (тиск, температура, витрата, концентрація, частота, швидкість, переміщення, електрична напруга, електричний струм тощо) у сигнал (електричний, оптичний, пневматичний), зручний для вимірювання, передавання, перетворення, зберігання та реєстрації інформації про стан об’єкта вимірювання.

Історично та логічно давачі пов’язано з технікою вимірювання та вимірювальними приладами, такими як: термометри, витратоміри, прилади для вимірювання тиску та інше; узагальнювальний термін «давач (датчик)» закріпився завдяки розвитку автоматичних систем керування, як елемент узагальненої логічної концепції «давач — система керування — виконавчий пристрій — Об’єкт керування». Спеціальним випадком є використання давачів у автоматичних системах реєстрації параметрів, наприклад, у системах наукових досліджень.