Обсуждение:Датчик

Фотодиод

Датчик (англ. sensor—датчик) — термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

• В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, концентрация, частота, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. Специальный случай представляет использование датчиков в автоматических системах регистрации параметров, например, в системах научных исследований.

В последнее время датчики на основе кремния со встроенными фотодиодами способны фиксировать оптические изображения благодаря возможности преобразовывать фотоны (кванты) световых лучей в виде заряда электроннов соответствующей энергии излучаемой каждой предметной точкой фотографируемого объекта. Такие датчики (сенсоры) в цифровой фотографии называются фотодиодами или пикселами (отдельные элементы), фотодатчиками (в сборе) или в переводе — фотосенсорами. В России исторически фотодатчики называли фотоматрицами (в полиграфии), которые пошли от матриц. Можно принять, что основным элементом фотосенсора является матрица (фото), которая получается с применением сложнейших процессов на малекулярном уровне при производстве фотодатчиков с размерами пикселей в микроны. Однако, фотосенсоры, дополнително могут содержать целый ряд вспомогаиельных элементов, которые в окончательном виде применяются в фото и видео аппаратуре. Откуда и пошло, основной светочувствителный элемент цифрового фотоаппарата называется — фотосенсором. (Матрица (фото) как элемент фотосенсора можно рассматриват с точки зрения применения полупроводниковых материалов, структуры, формы пикселей, технологий изготовления и т.д.).

Определения понятия датчик

Широко встречаются два основных значения:

• чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;
• законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.

Эти значения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно монолитное устройство электронной техники, например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в фотосенсорах и др.

Применение датчиков

Фотосенсор

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем все чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определенная тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации в настоящее время можно отнести к понятиям измерительный инструмент, измерительный прибор, фотоматериалы. Для этих устройств преобладает аспект их использования человеком и как правило, используются в разных режимах (автаматический, измерительный прибор, фотоматериалы (матрица (фото), фотосенсорах) и др.

Классификация датчиков

Классификация по измеряемому параметру

• Датчики давления
  • для измерения абсолютного давления
  • для измерения относительного давления
• Датчики расхода
  • Перепадомеры
  • Ультразвуковые расходомеры
  • Электромагнитные расходомеры
  • Кориолисовы расходомеры
  • Вихревые расходомеры
• Уровня
  • Перепадомеры
  • Поплавковые
  • Ёмкостные
  • Радарные
  • Ультразвуковые
• Температуры
  • Термопара
  • Термометр сопротивления
  • Пирометр
• Датчик концентрации
  • Кондуктометры
• Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)
  • Ионизационная камера
  • Датчик прямого заряда
• Перемещения
  • Абсолютный шифратор
  • Относительный шифратор
• Фотодатчики
  • Фотодиод
  • Датчик изображения
• Датчик углового положения
• Датчик вибрации
  • Датчик Пьезоэлектрический
  • Датчик вихретоковый
• Датчик механических величин
  • Датчик относительного расширения ротора
  • Датчик абсольтного расширения
• Датчик дуговой защиты

Ссылки

На русском языке

• Датчики момента — электродвигатели, обычно имеют плоскую безредукторную конструкцию и ограниченный максимальный угол поворота.
• Датчики углового и линейного перемещения, приближения, распознания, уровня жидкости, силы, давления и температуры.
• Датчики и системы для автомобильной промышленности

На иностранных языках

• Capacitive Position/Displacement Sensor Theory/Tutorial
• Capacitive Position/Displacement Overview
• M. Kretschmar and S. Welsby (2005), Capacitive and Inductive Displacement Sensors, in Sensor Technology Handbook, J. Wilson editor, Newnes: Burlington, MA.
• C. A. Grimes, E. C. Dickey, and M. V. Pishko (2006), Encyclopedia of Sensors (10-Volume Set), American Scientific Publishers. ISBN 1-58883-056-X
• Sensors — Open access journal of MDPI
• M. Pohanka, O. Pavlis, and P. Skladal. Rapid Characterization of Monoclonal Antibodies using the Piezoelectric Immunosensor. Sensors 2007, 7, 341—353
• SensEdu; how sensors work
• Clifford K. Ho, Alex Robinson, David R. Miller and Mary J. Davis. Overview of Sensors and Needs for Environmental Monitoring. Sensors 2005, 5, 4-37
• Wireless hydrogen sensor
• Sensor circuits
• Sensors and Actuators — Elsevier journal
• http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor

См. также

• Измерительный преобразователь
• Фотосенсор

Примечания

bg:Сензор ca:Sensor cs:Senzor da:Sensor de:Sensor en:Sensor es:Sensor et:Andur fi:Anturi fr:Capteur he:חיישן id:Sensor it:Sensore ja:センサ ko:센서 nl:Sensor no:Sensor pl:Czujnik pt:Sensor ro:Senzor simple:Sensor sk:Snímač sv:Sensor tr:Algılayıcı uk:Давач

zh:传感器