Что такое датчики: виды, принцип работы и применение в IoT

Что представляют собой датчики и как они работают. Какие бывают типы и виды датчиков. Где применяются датчики в современных технологиях и Интернете вещей. Какие преимущества дает использование датчиков в различных сферах.

Что такое датчик и как он работает

Датчик (сенсор) — это устройство, которое обнаруживает и реагирует на определенный тип входного сигнала из физической среды. Входным сигналом могут быть свет, тепло, движение, влажность, давление или любое другое физическое явление. Выходным сигналом обычно является электрический сигнал, который преобразуется в удобочитаемый вид или передается для дальнейшей обработки.

Принцип работы датчика заключается в преобразовании измеряемой физической величины в электрический сигнал. Например, термопара преобразует температуру в напряжение, фотоэлемент преобразует световой поток в электрический ток и т.д.

Датчики играют ключевую роль в современных технологиях, особенно в Интернете вещей (IoT). Они позволяют создать экосистему для сбора и обработки данных о конкретной среде, чтобы ее можно было отслеживать, управлять и контролировать более эффективно.

Классификация датчиков по принципу действия

По принципу действия датчики можно разделить на две основные категории:

• Активные датчики — требуют внешнего источника питания для работы. Например, ультразвуковые датчики расстояния.
• Пассивные датчики — не требуют внешнего питания, используют энергию измеряемой физической величины. Например, термопара, пьезоэлектрический датчик.

Некоторые типы датчиков, такие как инфракрасные или сейсмические, могут быть как активными, так и пассивными. Выбор зависит от конкретных условий применения.

Аналоговые и цифровые датчики

По типу выходного сигнала датчики делятся на:

• Аналоговые — выдают непрерывный сигнал, пропорциональный измеряемой величине. Например, термопара.
• Цифровые — выдают дискретный цифровой сигнал. Например, цифровой термометр.

Аналоговые датчики обеспечивают более высокую точность и разрешающую способность. Цифровые датчики проще в обработке сигнала и интеграции в цифровые системы.

В современных устройствах все чаще используются цифровые датчики, так как они лучше подходят для применения в автоматизированных системах и Интернете вещей.

Основные виды датчиков по измеряемым параметрам

Существует множество видов датчиков для измерения различных физических величин:

• Датчики температуры (термопары, термисторы, терморезисторы)
• Датчики давления (пьезоэлектрические, тензометрические)
• Датчики влажности
• Датчики освещенности (фотодиоды, фоторезисторы)
• Датчики движения и присутствия
• Датчики ускорения (акселерометры)
• Датчики угловых скоростей (гироскопы)
• Датчики магнитного поля
• Датчики газа и химических веществ
• Датчики уровня жидкости
• Датчики расхода
• Датчики силы и веса

Выбор конкретного типа датчика зависит от измеряемой величины, требуемой точности, условий эксплуатации и других факторов.

Применение датчиков в Интернете вещей (IoT)

Датчики являются ключевым элементом систем Интернета вещей, позволяя собирать данные о физическом мире. Основные сферы применения датчиков в IoT:

• Умные дома — датчики температуры, влажности, освещенности, движения для автоматизации и безопасности
• Умные города — датчики загрязнения воздуха, шума, трафика для мониторинга окружающей среды
• Промышленный IoT — датчики вибрации, температуры, давления для контроля состояния оборудования
• Сельское хозяйство — датчики влажности почвы, освещенности для точного земледелия
• Носимые устройства — датчики сердечного ритма, ускорения для мониторинга здоровья
• Автомобили — датчики давления в шинах, расхода топлива, положения для систем помощи водителю

Датчики в IoT позволяют создавать «умные» системы, способные автоматически реагировать на изменения окружающей среды и оптимизировать различные процессы.

Датчики в бытовой технике и электронике

Современная бытовая техника и электронные устройства активно используют различные датчики для повышения функциональности и удобства пользователей:

• Смартфоны — датчики освещенности, приближения, гироскопы, акселерометры
• Ноутбуки — датчики температуры процессора, датчики закрытия крышки
• Стиральные машины — датчики уровня воды, температуры, веса белья
• Холодильники — датчики температуры, влажности, открытия дверцы
• Кондиционеры — датчики температуры и влажности воздуха
• Роботы-пылесосы — датчики препятствий, перепада высоты, загрязненности

Датчики позволяют сделать бытовую технику более «умной», способной адаптироваться к условиям использования и потребностям пользователей.

Применение датчиков в промышленности

В промышленности датчики играют критически важную роль, обеспечивая контроль и управление технологическими процессами:

• Контроль качества продукции — датчики геометрических размеров, веса, цвета
• Мониторинг состояния оборудования — датчики вибрации, температуры, давления
• Учет энергоресурсов — датчики расхода электроэнергии, воды, газа
• Обеспечение безопасности — датчики загазованности, пожарные извещатели
• Контроль технологических параметров — датчики температуры, давления, расхода в различных процессах

Использование датчиков в промышленности позволяет повысить эффективность производства, качество продукции и уровень безопасности.

Датчики в медицине и здравоохранении

Медицина активно использует различные датчики для диагностики и мониторинга состояния пациентов:

• Датчики пульса и сердечного ритма
• Датчики артериального давления
• Датчики уровня глюкозы в крови
• Датчики температуры тела
• Датчики дыхания
• Датчики электрической активности мозга (ЭЭГ)
• Датчики движения для реабилитации

Развитие носимых медицинских устройств на основе миниатюрных датчиков позволяет осуществлять непрерывный мониторинг состояния здоровья пациентов.

Датчики в автомобильной промышленности

Современные автомобили содержат десятки различных датчиков, обеспечивающих работу всех систем:

• Датчики давления в шинах
• Датчики уровня и расхода топлива
• Датчики температуры охлаждающей жидкости и масла
• Датчики положения коленвала и распредвала
• Датчики кислорода в выхлопных газах
• Датчики ускорения для подушек безопасности
• Датчики дождя и освещенности
• Радары и лидары для систем помощи водителю

Датчики в автомобилях повышают безопасность, экономичность и комфорт вождения.

Преимущества использования датчиков

Широкое применение датчиков в различных сферах обусловлено рядом преимуществ:

• Автоматизация процессов сбора данных
• Повышение точности и оперативности измерений
• Возможность непрерывного мониторинга
• Сокращение влияния человеческого фактора
• Возможность измерений в труднодоступных и опасных местах
• Интеграция в цифровые системы управления
• Снижение эксплуатационных расходов

Использование датчиков позволяет создавать более эффективные и «умные» системы во многих областях.

Перспективы развития технологий датчиков

Основные тенденции в развитии датчиков:

• Миниатюризация — создание микро- и наносенсоров
• Повышение энергоэффективности
• Интеграция нескольких датчиков в одном корпусе
• Развитие беспроводных технологий передачи данных
• Использование новых материалов (графен, углеродные нанотрубки)
• Применение методов машинного обучения для анализа данных с датчиков
• Создание «умной пыли» — распределенных сетей миниатюрных датчиков

Развитие технологий датчиков открывает новые возможности для создания более совершенных систем мониторинга и управления в различных сферах.

Датчик | это… Что такое Датчик?

Датчик, сенсор (от англ. sensor) — понятие систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал. ^[1]

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

Содержание 1 Общие сведения 2 Определения понятия датчик 3 Применение датчиков 4 Классификация датчиков 4.1 Классификация по виду выходных величин 4.2 Классификация по измеряемому параметру 4.3 Классификация по принципу действия 4.4 Классификация по характеру выходного сигнала 4.5 Классификация по среде передачи сигналов 4.6 Классификация по количеству входных величин 4.7 Классификация по технологии изготовления 5 См. также 6 Примечания 7 Ссылки

Общие сведения

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, 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, расходомеры, 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. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Определения понятия датчик

Широко встречаются следующие определения:

• 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.
• датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.
• датчик – конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения 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 матрицах (фото) и др. В третьем и четвертом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а следовательно обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая 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 близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но показания этих приборов в основном читаются человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

Классификация датчиков

Классификация по виду выходных величин

• Активные (генераторные)
• Пассивные (параметрические)

Классификация по измеряемому параметру

• Датчики давления
  • абсолютного давления
  • избыточного давления
  • разрежения
  • давления-разрежения
  • разности давления
  • гидростатического давления
• Датчики расхода
  • Механические счетчики расхода
  • Перепадомеры
  • Ультразвуковые расходомеры
  • Электромагнитные расходомеры
  • Кориолисовые расходомеры
  • Вихревые расходомеры
• Уровня
  • 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
  • LVDT
• Положения
  • Контактные
  • Бесконтактные
• Фотодатчики
  • Фотодиод
  • Фотосенсор
• Датчик углового положения
  • Сельсин
  • Преобразователь угол-код
  • RVDT
• Датчик вибрации
  • Датчик Пьезоэлектрический
  • Датчик вихретоковый
• Датчик механических величин
  • Датчик относительного расширения ротора
  • Датчик абсолютного расширения
• Датчик дуговой защиты

Классификация по принципу действия

• Оптические датчики (фотодатчики)
• Магнитоэлектрический датчик (На основе эффекта Холла)
• Пьезоэлектрический датчик
• Тензо преобразователь
• Ёмкостной датчик
• Потенциометрический датчик
• Индуктивный датчик

Классификация по характеру выходного сигнала

• Дискретные
• Аналоговые
• Цифровые
• Импульсные

Классификация по среде передачи сигналов

• Проводные
• Беспроводные

Классификация по количеству входных величин

• Одномерные
• Многомерные

Классификация по технологии изготовления

• Элементные
• Интегральные

См.

также

• Измерительный преобразователь
• Аварийная защита
• Шариковый сенсор
• Печатная электроника

Примечания

1. ↑ БСЭ. Статья «Датчик»

Ссылки

• Г. Виглеб. Датчики. Устройство и применение. Москва. Издательство «Мир», 1989
• 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
• Современные датчики. Справочник. ДЖ. ФРАЙДЕН Перевод с английского Ю. А. Заболотной под редакцией Е. Л. Свинцова ТЕХНОСФЕРА Москва Техносфера-2005
• Датчики. Перспективные направления развития. Алейников А. Ф., Гридчин В. А., Цапенко М. П. Изд-во НГТУ — 2001.
• Датчики в современных измерениях. Котюк А. Ф. Москва. Радио и связь — 2006
• ГОСТ Р 51086-97 Датчики и преобразователи физических величин электронные. Термины и определения . раздел 3 «Термины и определения».

Что такое датчик, какие функции выполняет и где используется

Содержание

1. Что такое датчики и зачем они нужны
2. Введение в датчики
3. Что такое датчик?
4. Классификация датчиков
5. Активный датчик
6. Пассивный датчик
7. Также датчики подразделяются на
8. Аналоговые
9. Цифровые
10. Обзор полезного набора датчиков для Arduino

Что такое датчики и зачем они нужны

При изучении робототехники возникает вопрос – что такое датчики? Датчики еще часто называю сенсорами.

Датчики — это детекторы, которые имеют возможность измерять некоторые физические качества, такие как давление или свет.

Датчик после этого будет преобразовывать измерение в сигнал, который может быть передан для анализа. Большинство датчиков, используемых сегодня существует для того, чтобы иметь возможность общаться с электронным устройством, которое будет делать измерения и записи.

датчик что это

Наличие датчиков обязательно для всех систем автоматизации. Именно датчики позволяют создать робота, который может реагировать на изменение различных параметров окружающей среды. Получая информацию от датчиков, робот выполняет различные действия согласно заложенной в него программе.

Можно сказать, что наличие датчиков и обратной связи с ними, отличает робота от автоматизированного устройства. Изучая робототехнику можно быстро узнать, что такое датчик и как использовать различные типы датчиков.

Сегодня вы сможете найти датчики в широком диапазоне различных устройств, которые вы используете регулярно. Сенсорный экран, который у вас есть на телефоне.

экран смартфона

Ультразвуковые датчики для открытия дверей в торговых центрах, герконовые датчики для систем сигнализации и множество других. Датчики являются очень распространенной частью повседневной жизни.

Введение в датчики

Мир полон сенсоров. В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с автоматизацией во всех видах деятельности. Автоматизация включает включение света и вентилятора, с использованием мобильных телефонов. Управление телевизором с помощью мобильных приложений.

управление и мониторинг

Регулировки температуры в помещении. Обеспечение пожарной безопасности при помощи детекторов дыма и т.д. Все это делается с помощью датчиков. В наши дни любой встроенный системный продукт имеет встроенные датчики. Есть множество приложений, таких как мобильные управляемые камеры видеонаблюдения.

Приложения мониторинга и прогнозирования погоды и т. д. Датчики играют очень важную роль в профилактике и обнаружении заболеваний в здравоохранении. Поэтому, прежде чем проектировать датчик, использующий приложение, мы должны понять, что такое датчик, что именно делает датчик и сколько типов датчиков доступны.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаружить любые изменения в физической величине такой как давление, сила или электрическая величина, как ток или любой другой вид энергии. После наблюдать изменениями, датчик посылает обнаруженный входной сигнал к микроконтроллеру или микропроцессору.

микроконтроллер

Наконец, датчик выдает считываемый выходной сигнал, который может быть либо оптическим, либо электрическим, либо любой формой сигнала, соответствующей изменению входного сигнала. В любой измерительной системе большую роль играют датчики.

Фактически, датчики являются первым элементом в структурной схеме измерительной системы, который вступает в непосредственный контакт с переменными для получения действительного выхода. Теперь вы знаете, что такое датчик и что на самом деле означает датчик.

Классификация датчиков

Активный датчик

Что такое активные датчик – это тип датчиков, который производит выходной сигнал с помощью внешнего источника возбуждения.

Собственные физические свойства датчика изменяются в зависимости от применяемого внешнего воздействия. Например, тензометрический датчик.

тензометрический датчик

При нажатии на такой датчик воздействие преобразуется в электрический сигнал и сигнал передается в считывающее устройство.

Пассивный датчик

Пассивные датчики тип датчиков, который производит выходной сигнал без помощи внешнего источника возбуждения.

Им не нужны никакие дополнительные токи или напряжения. Например, термопара, которая генерирует значение напряжения, соответствующее приложенному теплу.

датчик температуры

Она не требует никакого внешнего электропитания.

Также датчики подразделяются на

Аналоговые

Что такое аналоговый датчик – это сенсор, который производит непрерывный сигнал относительно времени с аналоговым выходом.

Сформированный аналоговый выходной сигнал пропорционален измеряемому им входному сигналу. Как правило, аналоговое напряжение лежит в диапазоне от 0 до 10 В или в качестве выходного сигнала используется ток.

аналоговый датчик Arduino

Примерами физических параметров для непрерывных сигналов могут служить температура, усилие, давление, смещение и др. Например, аналоговый датчик линии Arduino.

Цифровые

Цифровые датчики-это те, которые производят дискретные выходные сигналы.

Дискретные сигналы будут не непрерывными во времени и могут быть представлены в “битах” для последовательной передачи и в “байтах” для параллельной передачи.  Измеряемая величина будет представлена в цифровом формате. Цифровой выход может быть в форме логики 1 или логики 0 (включено-выключено).

Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразован в цифровой сигнал внутри датчика самого без любого внешнего компонента. Кабель используется для передачи на большие расстояния. Примером цифрового датчика может служить энкодер.

энкодеры

Он включает в себя цифровой светодиод и фотодиод, используемый для получения цифрового сигнала для измерения скорости вращающегося вала. Диск прикреплен к вращающемуся валу. Вращающийся вал имеет по окружности прозрачные пазы. Когда вал вращается со скоростью, диск также вращается вместе с ним.

принцип работы энкодера

Сигнал от светодиода проходит через паз и фиксируется фотодиодом. Выходным сигналом будет логическая 1 или логический 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик.

В настоящее время есть огромное количество датчиков для различных целей и каждый год датчики становятся все совершеннее. Сейчас все больше становится программируемых датчиков, которые можно калибровать и программировать на различные виды измерений.

Обычно в комплекте с этими датчиками идет достаточно подробная инструкция со схемами подключения, способами настройки и программирования датчиков.

Обзор полезного набора датчиков для Arduino

Что такое датчики и как они работают?

От

• Роберт Шелдон

Что такое датчик?

Датчик — это устройство, которое обнаруживает и реагирует на входные данные определенного типа из физической среды. Входными данными могут быть свет, тепло, движение, влажность, давление или любое количество других явлений окружающей среды. Выходным сигналом обычно является сигнал, который преобразуется в удобочитаемый дисплей в месте расположения датчика или передается в электронном виде по сети для считывания или дальнейшей обработки.

Датчики играют ключевую роль в Интернете вещей (IoT). Они позволяют создать экосистему для сбора и обработки данных о конкретной среде, чтобы ее можно было отслеживать, управлять и контролировать более легко и эффективно. Датчики IoT используются дома, в полевых условиях, в автомобилях, самолетах, в промышленных условиях и в других условиях. Датчики преодолевают разрыв между физическим миром и логическим миром, выступая в роли глаз и ушей для вычислительной инфраструктуры, которая анализирует и воздействует на данные, собранные датчиками.

Схема, иллюстрирующая датчик IoT в действии.

Какие бывают датчики? Датчики

можно разделить на несколько категорий. Один общий подход состоит в том, чтобы классифицировать их как активные или пассивные. Активный датчик — это датчик, которому требуется внешний источник питания, чтобы он мог реагировать на входные данные окружающей среды и генерировать выходные данные. Например, датчики, используемые в метеорологических спутниках, часто требуют некоторого источника энергии для предоставления метеорологических данных об атмосфере Земли.

Пассивный датчик, с другой стороны, не требует внешнего источника питания для обнаружения воздействия окружающей среды. В своей силе он полагается на саму окружающую среду, используя такие источники, как свет или тепловая энергия. Хорошим примером является ртутный стеклянный термометр. Ртуть расширяется и сжимается в ответ на колебания температуры, в результате чего ее уровень в стеклянной трубке становится выше или ниже. Внешняя маркировка представляет собой удобочитаемый датчик для просмотра температуры.

Некоторые типы датчиков, такие как сейсмические датчики и датчики инфракрасного излучения, доступны как в активной, так и в пассивной форме. Среда, в которой развернут датчик, обычно определяет, какой тип лучше всего подходит для приложения.

Еще один способ классификации датчиков — по тому, являются ли они аналоговыми или цифровыми, в зависимости от типа выходного сигнала, производимого датчиками. Аналоговые датчики преобразуют входные данные окружающей среды в выходные аналоговые сигналы, которые являются непрерывными и переменными. Термопары, которые используются в газовых водонагревателях, представляют собой хороший пример аналоговых датчиков. Контрольная лампочка водонагревателя постоянно нагревает термопару. Если контрольная лампочка гаснет, термопара охлаждается, посылая другой аналоговый сигнал, указывающий, что подачу газа следует перекрыть.

В отличие от аналоговых датчиков, цифровые датчики преобразуют входные данные окружающей среды в дискретные цифровые сигналы, которые передаются в двоичном формате (1 и 0). Цифровые датчики стали широко распространены во всех отраслях, во многих случаях заменяя аналоговые датчики. Например, цифровые датчики теперь используются для измерения влажности, температуры, атмосферного давления, качества воздуха и многих других типов явлений окружающей среды.

Как и в случае с активными и пассивными датчиками, некоторые типы датчиков, такие как датчики температуры или давления, доступны как в аналоговом, так и в цифровом виде. В этом случае среда, в которой датчик будет работать, обычно определяет, какой вариант является лучшим.

Датчики

также обычно классифицируют по типу факторов окружающей среды, которые они отслеживают. Вот несколько распространенных примеров:

• Акселерометр. Датчик этого типа обнаруживает изменения гравитационного ускорения, что позволяет измерять наклон, вибрацию и, конечно же, ускорение. Датчики акселерометра используются в самых разных отраслях: от бытовой электроники до профессионального спорта, аэрокосмической и авиационной промышленности.
• Химический. Химические датчики обнаруживают конкретное химическое вещество в среде (газовой, жидкой или твердой). Химический датчик можно использовать для определения уровня питательных веществ в почве на поле, дыма или угарного газа в помещении, уровня pH в водоеме, количества алкоголя в чьем-то дыхании или в любом количестве других сценариев. Например, датчик кислорода в системе контроля выбросов автомобиля будет контролировать соотношение бензина и кислорода, обычно посредством химической реакции, которая генерирует напряжение. Компьютер в моторном отсеке считывает напряжение и, если смесь не оптимальна, корректирует соотношение.
• Влажность. Эти датчики могут определять уровень водяных паров в воздухе для определения относительной влажности. Датчики влажности часто включают показания температуры, поскольку относительная влажность зависит от температуры воздуха. Датчики используются в самых разных отраслях и условиях, включая сельское хозяйство, производство, центры обработки данных, метеорологию, отопление, вентиляцию и кондиционирование воздуха (HVAC).
• Уровень. Датчик уровня может определять уровень физического вещества, такого как вода, топливо, охлаждающая жидкость, зерно, удобрения или отходы. Автомобилисты, например, полагаются на свои датчики уровня газа, чтобы убедиться, что они не застряли на обочине дороги. Датчики уровня также используются в системах предупреждения о цунами.
• Движение. Датчики движения могут обнаруживать физическое движение в определенном пространстве (поле обнаружения) и могут использоваться для управления освещением, камерами, парковочными воротами, водопроводными кранами, системами безопасности, автоматическими открывателями дверей и многими другими системами. Датчики обычно посылают некоторый тип энергии, такой как микроволны, ультразвуковые волны или световые лучи, и могут обнаруживать, когда поток энергии прерывается чем-то, встающим на его пути.
• Оптический. Оптические датчики, также называемые фотодатчиками, могут обнаруживать световые волны в различных точках светового спектра, включая ультрафиолетовый свет, видимый свет и инфракрасный свет. Оптические датчики широко используются в смартфонах, робототехнике, проигрывателях Blu-ray, системах домашней безопасности, медицинских устройствах и множестве других систем.
• Давление. Эти датчики определяют давление жидкости или газа и широко используются в машинах, автомобилях, самолетах, системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и других средах. Они также играют важную роль в метеорологии, измеряя атмосферное давление. Кроме того, датчики давления можно использовать для контроля потока газов или жидкостей, часто для того, чтобы поток можно было регулировать.
• Близость. Датчики приближения обнаруживают присутствие объекта или определяют расстояние между объектами. Мониторы приближения используются в лифтах, сборочных линиях, парковках, розничных магазинах, автомобилях, робототехнике и многих других средах.
• Температура. Эти датчики могут определять температуру целевой среды, будь то газ, жидкость или воздух. Датчики температуры используются в самых разных устройствах и средах, таких как бытовая техника, машины, самолеты, автомобили, компьютеры, теплицы, фермы, термостаты и многие другие устройства.
• Сенсорный. Сенсорные устройства обнаруживают физический контакт с контролируемой поверхностью. Сенсорные датчики широко используются в электронных устройствах для поддержки технологий трекпада и сенсорного экрана. Они также используются во многих других системах, таких как лифты, робототехника и дозаторы мыла.

Выше приведены лишь некоторые из различных типов датчиков, используемых в разных средах и внутри устройств. Однако ни одна из этих категорий не является строго черно-белой; например, датчик уровня, который отслеживает уровень материала, также может считаться оптическим датчиком или датчиком давления. Существует также множество других типов датчиков, таких как датчики, которые могут определять нагрузку, деформацию, цвет, звук и множество других условий. Датчики стали настолько обычным явлением, что зачастую их использование почти не замечается.

См. Также: Smart Sensor , Данные датчика , Spatial Sensing , SENSING , CMOS SENSING , CMOS SENSING , CMOS. датчик , датчик столкновения , сеть беспроводных датчиков , промышленный интернет вещей , втулка датчика .

Последнее обновление: август 2022 г.

Продолжить чтение О датчике

• Варианты использования и преимущества интеллектуальных датчиков для Интернета вещей

• Что такое вездесущая сенсорная сеть (USN)?

• Ознакомиться с типами приводов в IoT

• Всеобъемлющее обнаружение: как оно влияет на безопасность предприятия и IoT

распознавание голоса

Распознавание голоса или говорящего — это способность машины или программы принимать и интерпретировать диктовку или понимать и выполнять голосовые команды.

Сеть

• Сеть как услуга (NaaS)

  Сеть как услуга, или NaaS, представляет собой бизнес-модель для предоставления корпоративных услуг глобальной сети практически на основе подписки.

• управление конфигурацией сети (NCM)

  Управление конфигурацией сети — это процесс организации и поддержания информации обо всех компонентах в …

• уровень представления

  Уровень представления находится на уровне 6 коммуникационной модели взаимодействия открытых систем (OSI) и гарантирует, что …

Безопасность

• бэкдор (вычисления)

  Бэкдор-атака — это способ доступа к компьютерной системе или зашифрованным данным в обход обычной системы безопасности …

• Кровотечение

  Heartbleed — уязвимость в некоторых реализациях OpenSSL, криптографической библиотеки с открытым исходным кодом.

• Что такое управление рисками и почему это важно?

  Управление рисками — это процесс выявления, оценки и контроля угроз капиталу и доходам организации.

ИТ-директор

• децентрализованная автономная организация (ДАО)

  Децентрализованная автономная организация (ДАО) — это структура управления, использующая технологию блокчейн для автоматизации некоторых аспектов . ..

• Семантическая сеть

  Семантическая паутина — это концепция связывания данных между веб-страницами, приложениями и файлами.

• офис управления корпоративными проектами

  Офис управления корпоративными проектами (EPMO) — это подразделение внутри организации, отвечающее за установление приоритетов, стандартов …

HRSoftware

• командное сотрудничество

  Совместная работа в команде — это подход к общению и управлению проектами, который делает упор на командную работу, новаторское мышление и равенство …

• самообслуживание сотрудников (ESS)

  Самообслуживание сотрудников (ESS) — это широко используемая технология управления персоналом, которая позволяет сотрудникам выполнять множество связанных с работой …

• платформа обучения (LXP)

  Платформа обучения (LXP) — это управляемая искусственным интеллектом платформа взаимного обучения, предоставляемая с использованием программного обеспечения как услуги (. ..

Служба поддержки клиентов

• главный специалист по работе с клиентами (CCO)

  Директор по работе с клиентами или специалист по работе с клиентами отвечает за изучение клиентов, общение с компанией …

• маркетинг отношений

  Маркетинг отношений — это аспект управления взаимоотношениями с клиентами (CRM), который фокусируется на лояльности клиентов и долгосрочных …

• распознавание голоса (распознавание говорящего)

  Распознавание голоса или говорящего — это способность машины или программы принимать и интерпретировать диктовку или понимать и …

Датчики

• Что такое датчики и как они используются?
• Как датчики используются в биомедицинских исследованиях и медицинской помощи?
• Что исследователи, финансируемые NIBIB, разрабатывают в области датчиков для улучшения биомедицинских исследований и медицинского обслуживания?

Что такое датчики и как они используются?

Датчики — это инструменты, которые обнаруживают и реагируют на некоторые типы входных данных из физической среды.

Существует широкий спектр датчиков, используемых в повседневной жизни, которые классифицируются на основе количества и качества, которые они обнаруживают.

Примеры включают датчики электрического тока, магнитные или радиодатчики, датчики влажности, датчики скорости или расхода жидкости, датчики давления, датчики температуры или температуры, оптические датчики, датчики положения, датчики окружающей среды и химические датчики.

Как датчики используются в биомедицинских исследованиях и медицинской помощи?

Непрерывный монитор глюкозы содержит ферменты, которые обнаруживают глюкозу в жидкости между клетками. Смартфон пользователя получает показания глюкозы от датчика 24 часа в сутки. Авторы и права: iStock

В медицине и биомедицинских исследованиях существует множество типов датчиков, которые используются для обнаружения определенных биологических, химических или физических процессов, которые затем передают или сообщают эти данные отдельным пользователям или медицинским работникам.

— Термометры переводят расширение жидкости или изгибание металлической полоски под действием тепла в значение, соответствующее температуре тела.

— Носимые технологии, такие как умные часы, оснащены датчиками, которые могут отслеживать, анализировать и передавать данные о частоте сердечных сокращений и режимах сна. Исследователи используют носимые устройства для наблюдения за здоровьем людей и даже для прогнозирования и потенциального вмешательства для предотвращения острых состояний здоровья, таких как инсульт или сердечный приступ.

— Пульсоксиметры измеряют изменения в поглощении организмом особых типов света для измерения частоты сердечных сокращений и количества кислорода в крови. Эти датчики часто используются в больницах и клиниках, а также могут быть приобретены для домашнего использования.

Хотя многие передовые датчики не подходят для рутинной медицинской помощи, они позволяют исследователям изучать и узнавать об основных основах болезней, потенциально способствуя разработке новых технологий.

Что исследователи, финансируемые NIBIB, разрабатывают в области датчиков для улучшения биомедицинских исследований и медицинского обслуживания?

Циркуляционные наносенсоры для непрерывного мониторинга лекарств. Ученые, финансируемые NIBIB, разрабатывают датчики, которые циркулируют в крови и постоянно контролируют концентрацию лекарств, чтобы поддерживать терапевтические уровни и избегать высоких, токсичных уровней. Датчики посылают флуоресцентный сигнал, который меняется в зависимости от концентрации препарата и может быть обнаружен через кожу. Чтобы датчик оставался в крови, не удаляясь из организма, датчики «спрятаны» в «призраках» эритроцитов (эритроцитов), которые представляют собой внешнюю оболочку эритроцитов. В экспериментах на мышах датчики, предназначенные для обнаружения лития, переносимого внутри эритроцитов, оставались в кровотоке в течение нескольких недель, посылая флуоресцентный сигнал, который точно измерял уровень лития в крови. Циркуляционные наносенсоры могут повысить эффективность лекарств, позволяя врачам контролировать и корректировать концентрации лекарств для поддержания оптимальных терапевтических уровней.

Инженеры, финансируемые NIBIB, разработали гибкий эпидермальный пластырь, который может одновременно и непрерывно контролировать сердечный выброс и метаболические уровни глюкозы, лактата, кофеина или алкоголя. Авторы и права: Джозеф Ван и Шэн Сюй, UCSD

Умный текстиль для профилактики тромбоза глубоких вен. Тромбоз глубоких вен (ТГВ) — это образование тромбов в ногах. Вызванный ограниченной подвижностью у пациентов больниц, пожилых людей и беременных женщин, ТГВ может привести к легочной эмболии (ТЭЛА), опасному для жизни состоянию, которое возникает, когда сгустки крови из нижних конечностей попадают в легкие и застревают в легочных артериях. Исследователи, финансируемые NIBIB, используют умный текстиль для предотвращения ТГВ и снижения частоты ТЭЛА. Умный текстиль содержит датчики, которые не требуют батареек и вплетаются непосредственно в носки и другую одежду. Умный текстиль может дистанционно обнаруживать движение или его отсутствие, что может способствовать ТГВ, и автоматически обеспечивать механическую стимуляцию, чтобы блокировать образование тромбов. Подход направлен на резкое сокращение более чем 200 000 случаев ТЭЛА, которые происходят в США каждый год.

Недорогой генетический датчик дефицита цинка. В развивающихся странах недостаток микроэлемента цинка в рационе матерей связан с задержкой роста плода, нарушением функций обучения и памяти, а также повышенной заболеваемостью и смертностью у детей. Чтобы обеспечить широкое тестирование дефицита цинка, ученые, финансируемые NIBIB, используют синтетическую биологию для создания недорогого датчика цинка для использования в условиях ограниченных ресурсов. Подход включает в себя инженерные бактерии, которые дают показания цвета в зависимости от количества цинка в образце крови. Разные цветные показания основаны на концентрации цинка в образце, указывая, являются ли уровни цинка приемлемыми или слишком низкими (что указывает на необходимость добавок цинка).