המכשיר אוסף מידע על הטמפרטורה מהמקור וממיר אותו לצורה שניתן להבין על ידי מכשירים או אנשים אחרים.הדוגמה הטובה ביותר לחיישן טמפרטורה היא מדחום כספית מזכוכית, שמתרחב ומתכווץ ככל שהטמפרטורה משתנה.הטמפרטורה החיצונית היא המקור למדידת הטמפרטורה, והצופה מסתכל על מיקום הכספית כדי למדוד את הטמפרטורה.ישנם שני סוגים בסיסיים של חיישני טמפרטורה:
· חיישן מגע
סוג זה של חיישן דורש מגע פיזי ישיר עם האובייקט או המדיום החושים.הם יכולים לנטר את הטמפרטורה של מוצקים, נוזלים וגזים על פני טווח טמפרטורות רחב.
· חיישן ללא מגע
סוג זה של חיישן אינו מצריך כל מגע פיזי עם האובייקט או המדיום המתגלה.הם מפקחים על מוצקים ונוזלים שאינם מחזירי אור, אך חסרי תועלת נגד גזים בשל השקיפות הטבעית שלהם.חיישנים אלו מודדים טמפרטורה באמצעות חוק פלאנק.החוק עוסק בחום המוקרן ממקור חום למדידת טמפרטורה.
עקרונות עבודה ודוגמאות לסוגים שונים שלחיישני טמפרטורה:
(i) צמדים תרמיים - הם מורכבים משני חוטים (כל אחד מסגסוגת או מתכת אחידה אחרת) היוצרים מפרק מדידה על ידי חיבור בקצה אחד הפתוח לאלמנט הנבדק.הקצה השני של החוט מחובר למכשיר המדידה, שם נוצר צומת התייחסות.מכיוון שהטמפרטורה של שני הצמתים שונה, הזרם זורם במעגל והמיליוולט המתקבל נמדד כדי לקבוע את הטמפרטורה של הצומת.
(ii) גלאי טמפרטורת התנגדות (RTDS) - אלו הם נגדים תרמיים המיוצרים כדי לשנות התנגדות ככל שהטמפרטורה משתנה, והם יקרים יותר מכל ציוד אחר לזיהוי טמפרטורה.
(iii)תרמיסטורים- הם סוג אחר של התנגדות כאשר שינויים גדולים בהתנגדות הם פרופורציונליים או פרופורציונליים הפוך לשינויים קטנים בטמפרטורה.
(2) חיישן אינפרא אדום
המכשיר פולט או מזהה קרינת אינפרא אדומה כדי לחוש שלבים ספציפיים בסביבה.באופן כללי, קרינה תרמית נפלטת מכל העצמים בספקטרום האינפרא אדום, וחיישני אינפרא אדום מזהים קרינה זו שאינה נראית לעין האנושית.
· יתרונות
קל לחיבור, זמין בשוק.
· חסרונות
להיות מוטרד מרעש הסביבה, כגון קרינה, אור הסביבה וכו'.
איך זה עובד:
הרעיון הבסיסי הוא להשתמש בדיודות פולטות אור אינפרא אדום כדי לפלוט אור אינפרא אדום לאובייקטים.דיודה אינפרא אדום נוספת מאותו סוג תשמש לזיהוי גלים המוחזרים על ידי עצמים.
כאשר מקלט האינפרא אדום מוקרן באור אינפרא אדום, יש הבדל מתח על החוט.מכיוון שהמתח שנוצר קטן וקשה לזיהוי, נעשה שימוש במגבר תפעולי (op amp) לזיהוי מדויק של מתחים נמוכים.
(3) חיישן אולטרה סגול
חיישנים אלה מודדים את עוצמתו או העוצמה של אור אולטרה סגול נכנס.לקרינה אלקטרומגנטית זו אורך גל ארוך יותר מקרני רנטגן, אך עדיין קצר יותר מאור הנראה.חומר פעיל הנקרא יהלום פולי-גביש נמצא בשימוש עבור חישה אולטרה סגולה אמינה, שיכולה לזהות חשיפה סביבתית לקרינה אולטרה סגולה.
קריטריונים לבחירת חיישני UV
· טווח אורכי גל שניתן לזהות באמצעות חיישן UV (ננומטר)
· טמפרטורת פעולה
· דיוק
· משקל
· טווח כוח
איך זה עובד:
חיישני UV מקבלים סוג אחד של אות אנרגיה ומשדרים סוג אחר של אות אנרגיה.
על מנת לצפות ולתעד את אותות הפלט הללו, הם מופנים למד חשמלי.להפקת גרפיקה ודוחות, אות הפלט מועבר לממיר אנלוגי-דיגיטלי (ADC) ולאחר מכן למחשב באמצעות תוכנה.
יישומים:
· למדוד את החלק בספקטרום ה-UV ששורף את העור
· בית מרקחת
· מכוניות
· רובוטיקה
· תהליך טיפול וצביעה בממס לתעשיית הדפוס והצביעה
תעשייה כימית לייצור, אחסון והובלה של כימיקלים
(4) חיישן מגע
חיישן המגע פועל כנגד משתנה בהתאם למיקום המגע.תרשים של חיישן מגע הפועל כנגד משתנה.
חיישן המגע מורכב מהרכיבים הבאים:
· חומר מוליך לחלוטין, כגון נחושת
· חומרי מרווח מבודדים, כגון קצף או פלסטיק
· חלק מחומר מוליך
עיקרון ועבודה:
כמה חומרים מוליכים מתנגדים לזרימת הזרם.העיקרון העיקרי של חיישני מיקום ליניאריים הוא שככל שאורך החומר שדרכו צריך לעבור הזרם ארוך יותר, כך זרימת הזרם מתהפכת יותר.כתוצאה מכך, ההתנגדות של חומר משתנה על ידי שינוי מיקום המגע שלו עם חומר מוליך לחלוטין.
בדרך כלל, התוכנה מחוברת לחיישן מגע.במקרה זה, הזיכרון מסופק על ידי תוכנה.כשהחיישנים כבויים, הם יכולים לזכור את "מיקום איש הקשר האחרון".לאחר הפעלת החיישן, הם יכולים לזכור את "עמדת המגע הראשון" ולהבין את כל הערכים הקשורים אליו.פעולה זו דומה להזזת העכבר והצבתו בקצה השני של משטח העכבר על מנת להזיז את הסמן לקצה המרוחק של המסך.
להגיש מועמדות
חיישני מגע הם חסכוניים ועמידים, ונמצאים בשימוש נרחב
עסקים - שירותי בריאות, מכירות, כושר ומשחקים
· מוצרי חשמל – תנור, מכונת כביסה/מייבש, מדיח כלים, מקרר
תחבורה - שליטה פשוטה בין ייצור תא הטייס ליצרני רכב
· חיישן מפלס נוזל
אוטומציה תעשייתית – חישת מיקום ורמה, בקרת מגע ידנית ביישומי אוטומציה
מוצרי צריכה - מתן רמות חדשות של תחושה ושליטה במגוון מוצרי צריכה
(5)חיישן קרבה
חיישני קרבה מזהים נוכחות של עצמים שאין להם כמעט נקודות מגע.מכיוון שאין מגע בין החיישן לאובייקט הנמדד, ובגלל היעדר חלקים מכניים, חיישנים אלו הם בעלי חיי שירות ארוכים ואמינות גבוהה.סוגים שונים של חיישני קרבה הם חיישני קירבה אינדוקטיביים, חיישני קירבה קיבוליים, חיישני קרבה קוליים, חיישנים פוטו-אלקטריים, חיישני אפקט הול וכן הלאה.
איך זה עובד:
חיישן הקרבה פולט שדה אלקטרומגנטי או אלקטרוסטטי או אלומת קרינה אלקטרומגנטית (כגון אינפרא אדום) וממתין לאות חוזר או לשינוי בשדה, והעצם הנחוש נקרא המטרה של חיישן הקרבה.
חיישני קירבה אינדוקטיביים - יש להם מתנד כקלט שמשנה את התנגדות ההפסד על ידי התקרבות למדיום המוליך.חיישנים אלו הם מטרות המתכת המועדפות.
חיישני קרבה קיבוליים - הם ממירים שינויים בקיבול האלקטרוסטטי משני צידי האלקטרודה המזהה והאלקטרודה המוארקת.זה מתרחש על ידי התקרבות לאובייקטים סמוכים עם שינוי בתדר התנודה.כדי לזהות מטרות קרובות, תדר התנודה מומר למתח DC ומשווה לסף שנקבע מראש.חיישנים אלה הם הבחירה הראשונה עבור מטרות פלסטיק.
להגיש מועמדות
· משמש בהנדסת אוטומציה להגדרת מצב הפעולה של ציוד הנדסי תהליכים, מערכות ייצור וציוד אוטומציה
· משמש בחלון להפעלת התראה כאשר החלון נפתח
· משמש לניטור רעידות מכני לחישוב הפרש המרחק בין הציר למיסב התומך
זמן פרסום: יולי-03-2023