75423

Бінарні сенсори. Цифрові сенсори

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Бінарні сенсори влаштовані як реле (перемикачі) або як аналогові сенсори з перемикачем порогового значення. Коли вхідна величина сенсора досягає порогу перемикання, бінарний вихідний сигнал змінює значення. Під час зміни вхідної величини у зворотному напрямі, по досягненню порогового значення...

Украинкский

2015-01-12

480 KB

1 чел.

ЛЕКЦІЯ 20

Бінарні сенсори. Цифрові сенсори.

Бінарні сенсори Бінарні сенсори характеризуються двозначним вихідним сигналом, наприклад, сигналом, який приймає значення увімкнено/вимкнено, сигналом напруги О B /10 B струмовим сигналом О тА /20 піА. Бінарні сенсори влаштовані як реле (перемикачі) або як аналогові сенсори з перемикачем порогового значення. Коли вхідна величина сенсора досягає порогу перемикання, бінарний вихідний сигнал змінює значення. Під час зміни вхідної величини у зворотному напрямі, по досягненню порогового значення, бінарний сигнал знову змінює своє значення (двозначний сигнал). Різниця значення аналогового сигналу в точках зміни значення (перемикання) бінарного сигналу називається гістерезисом (рис.20.1). Всі бінарні сенсори мають гістерезис.

Рис.20.1. Гістерезис перемикання.

Тактильний сенсор інформує про зіткнення з зовнішнім предметом (доторкання), наприклад стиковий кінцевий вимикач з пружинним стрижнем (рис.20.2.).

Рис.20.2. Тактильний сенсор.

Пружинний стрижень закріплений за допомогою кулькового коліна і при дотику викликає перемикання контактів. Тактильні сенсори застосовуються, наприклад на транспортних стрічках для виявлення на них наявності предметів.

Безконтактні сенсори наближення з електронним генеруванням вихідного сигналу працюють без рухомої механічної частини і тому не зношуються. Основними безконтактними сенсорами наближення є індуктивні, ємнісні та оптичні сенсори.

Індуктивні сенсори наближення реагують при наближенні до котушки сенсора металевих предметів (Рис.20.3.). Під впливом металу в коливному контурі, який містить котушку сенсора гасяться коливання, тобто амплітуда коливань значно змінюється.   За допомогою під'єднаних підсилювача і електронного порогового перемикача   формуються бінарні вихідні сигнали. Індуктивні сенсори наближення для дуже малих віддалей наближення мають діаметр біля 4 мм, для віддалей наближення до біля 80 мм — діаметр до 80 мм.

Рис.20.3. Індуктивні сенсори наближення.

Ці елементи невразливі на пилюку, бруд та вібрації. Реагують на всі металеві предмети. Частота перемикань досягає 3000 перемикань на секунду, а повторюваність показань становить біля 1%. Індуктивні сенсори наближення застосовуються, наприклад, як сигнальні перемикачі кінцевого положення столів верстатів, а також для виявлення,  порівняння або сортування деталей в виробничих лініях.

Ємнісні сенсори наближення влаштовані так само, як і індуктивні сенсори. Вихідний сигнал змінюється в результаті зміни частоти коливань контуру осцилятора, спричиненої зміною діелектрика поблизу конденсатора сенсора. За допомогою ємнісних сенсорів наближення виявляються предмети зі скла, кераміки, синтетики, деревини, каміння, паперу, а також наявність оливи, води або цементу.

Оптичні сенсори наближення працюють як рефлексні сенсори з використанням пульсуючого інфрачервоного випромінювання. При наближенні предмету генероване, діодом пульсуюче інфрачервоне випромінювання відбивається від нього і приймається фототранзистором (рис.20.4).

Рис.20.4. Оптичний сенсор наближення

Рис.20.5. Приклади застосування оптичних сенсорів наближення.

Пульсуюче випромінювання застосовується з метою виключення можливості завад від іншого світла. Електронна приймальна система реагує тільки на світло, яке пульсує з постійною частотою. Щоб можна було використовувати оптичні сенсори в дуже малих пристроях, наприклад, в мікроприводах, висилане і відбиране випромінювання пересилається тонкими, гнучкими світлопроводами з скляного волокна. Оптичні сенсори наближення часто використовуються в транспортних пристроях і на монтажних установках (рис.20.5).

Бінарні сенсори температури часто будуються як біметалеві перемикачі (рис.20.6). Біметалева стрічка, яка складається з двох металів з різними коефіцієнтами теплового розширення, вигинається під час нагрівання і розриває контакт.

Рис.20.6. Бінарні сенсори температури.

Крім біметалів для формування ефекту перемикання використовуються так звані метали з пам'яттю вигляду. Це матеріали, які по-різному, залежно від температури можуть  приймати  різні  стани або вигляд, наприклад, дві різні довжини. У визначеному, дуже вузькому діапазоні температури, змінюють структуру, наприклад, з аустеніту в мартенсит і залежно від тих структур набувають різного вигляду.

Бінарні сенсори температури застосовуються для охорони від теплового перевантаження і для двоступеневого регулювання температури в електричних опалювальних пристроях, наприклад, в кухонних плитах, прасках, для регулювання температури в приміщеннях або для захисту від перенавантаження в ручних свердлильних верстатах.

Цифрові сенсори - це пристрої, які генерують інформацію про значення величини, вимірюваної у вигляді числа, наприклад, довжини відрізка шляху, часового відтинку або про величину енергії. Часто сигнали аналогових сенсорів перетворюються в цифрові сигнали за допомогою відповідних перетворювачів і використовуються в спеціальних застосуваннях, наприклад, сенсори образу, які можуть автоматично оцінювати поверхню матеріалів.

Питання для контролю і засвоєння

1.  Який принцип утворення сигналів в тактильних сенсорах?

2.  Прошу описати принцип дії бінарних індуктивних сенсорів наближення.

3.  Прошу згадати інші види бінарних сенсорів наближення.

4.  Що таке цифровий сенсор? Принцип дії.

5. Принцип дії безконтактних сенсорів наближення.

6. Принцип дії оптичних сенсорів наближення. Де їх використовують?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22563. Механізми, що лежать в основі формування довготривалої памяті 25 KB
  Механізми що лежать в основі формування довготривалої памяті Цей вид памяті не може базуватись лише на циркуляції імпульсів чи змінах електрофізичних характеристик окремих нейронів. Разом з тим велика кількість інформації при цьому зберігається в довготривалій памяті – незмінню.Механізм памяті такоє пояснюють на основі складних морфологічних чи біохімічних змін синапсів. Молекулярна теорія памяті в основі якої лежить уявлення про те що виникаючий під дією зовнішнього подразника нервовий імпульс активує синтез РНК в нейроні.
22564. Визначення та класифікація емоцій 24 KB
  Визначення та класифікація емоцій Емоції рефлекторна адаптаційна психофізіологічна реакція яка повязана з проявом субєктивного ставлення до значущої ситуації і забезпечує організацію доцільної поведінки. Емоції поділяють на вищі та нижчі. Нижчі емоції найбільш елементарні повязані з органічними потребами тварин і людей поділяються на 2 види : 1 гомеостатичні проявляються в вигляді неспокою пошуковорухової активності спраги голоду і ін. Вищі емоції виникаютьлишу у людини в звязку з задоволенням соціальних потреб інтелектуальних...
22565. Функції емоцій 23 KB
  Сигнальна функція полягає в тому що емоції сигналізують про корисний чи негативний вплив даного організму чи успішність чи неуспішність виконання даної дії. Це призводить до моментальної мобілізації всіх систем організму для реакції – відповіді характер якої залежить від того сигналом корисного чи негативного впливу на організм є даний подразник. Таким чином впливи що надходять з зовнішнього середовища і від самого організму призводять до виникнення емоційних переживань що дають загальну якісну характеристику фактору що впливають...
22566. Основні фізіологічні теорії емоцій 25 KB
  Основні фізіологічні теорії емоцій В першій класичній теорії відомій як теорія Джеймся Ланге робили висновок про характеристику стенічних та астенічних емоційних станів.Пізніше Кеннон та Бард показали що емоції гніву та стаху під впливом таламічних розрядів супроводжуються повишеним поступанням адреналіну в кров що призводить до розвитку симпатікотонії яка відіграє позитивну роль в підготовці організму до діяльності і навіть боротьби внаслідок чого ця теорія отримала незву таламічної теорії емоцій. Кортикальні емоційні процеси...
22567. Сон 42 KB
  Існує величезна кількість емпіричних даних і забобонів щодо значення сну і сновидінь але справжнє наукове вивчення сну почалося лише у другій половині ХІХ ст. Прибічники хімічної теорії сну спочатку пояснювали сон накопиченням в організмі гіпнотоксичних речовин молочна вугільна та карбонові кислоти холестерин а нині надають важливого значення особливим хімічним регуляторам сну таким як речовина сну фактор сну чи пептид дельтасну які являють низькомолекулярні поліпептиди 850 920 Да . Кортикальна теорія сну І. Нарешті...
22568. будливий та гальмівний постсиниптичні потенціали 23.5 KB
  Постсинаптичне гальмування ГПСП обумовлене виділенням пресинаптичним закінченням аксона гальмівного медіатора який знижує або гальмує збудливість мембран соми і дендритів нерв клітини з якою він контактує. Прикладами гальмівних нейронів є клітини Реншоу в спинному мозку клітини Пуркіньє мозочку зірчасті клітини кіркової речовини великого мозку . Збудження нейрона супроводжуеться змінами метаболізму зокрема синтезу РНК та іншими зрушеннями в процесі білкового синтезу посиленням теплопродукції поглинанням кисню які відображають...
22569. Постсинаптичне гальмування у ЦНС та його природа.Значення ггальмування у роботі 22.5 KB
  Значення ггальмування у роботі. Гальмування особливий нервовий процес який зумовлюється збудженням і зовнішньо проявляється пригніченням іншого збудження. Постсинаптичне гальмування ГПСП обумовлене виділенням пресинаптичним закінченням аксона гальмівного медіатора який знижує або гальмує збудливість мембран соми і дендритів нерв клітини з якою він контактує.
22570. ЦНС 22.5 KB
  Особливе місце в цій складній організації займае місце ЦНС що повязує в функціональну єдність всі клітини тканини і органи людського організму. Дякуючи великій кількості різних рецепторів ЦНС сприймає багаточисельні зміни що виникають в зовн средовищі і всередині організму і відіграє велику роль в регуляції всіх сторін життєдіяльності огранізму в зовн середовищі. Процеси що відбуваються в ЦНС лежать в основі психічної діяльності та поведінки людини. Діяльність ЦНС найчастіше наз координаційною або узгоджувальною.
22571. Спинний мозок 49.5 KB
  Він є сегментарним органом: у людини від спинного мозку відходять 31 пара спинномозкових корінців у жаби 10 які у кожному сегменті поділяються на дві частини: на передній вентральний і задній дорзальний корінці. Сіра речовина спинного мозку на поперечному перетині має вигляд метелика або літери Н . Є також дорзальні роги спинного мозку з'єднані з вентральними широкою перетинкою сірої речовинитак зване тіло сірої речовини . Крім вентральних і дорзальних рогів у грудному відділі спинного мозку є бокові роги сірої речовини рис.