Датчик определение. Датчики: виды, принципы работы и применение в современных технологиях

Что такое датчики и как они работают. Какие бывают типы датчиков. Где применяются датчики в современных технологиях. Как датчики преобразуют физические величины в электрические сигналы. Какую роль играют датчики в системах автоматизации и Интернете вещей.

Что такое датчик и как он работает

Датчик — это устройство, которое преобразует физическую величину (например, температуру, давление, перемещение) в электрический сигнал. Основная функция датчика — обнаружение изменений в окружающей среде и передача этой информации в виде сигнала для дальнейшей обработки или управления.

Принцип работы датчика включает следующие этапы:

1. Восприятие измеряемой физической величины чувствительным элементом
2. Преобразование воздействия в электрический сигнал
3. Усиление и обработка полученного сигнала
4. Передача обработанного сигнала в систему управления или на устройство индикации

Таким образом, датчик выступает в роли «переводчика» между физическим миром и электронными системами обработки информации.

Основные виды датчиков

Существует множество видов датчиков, которые можно классифицировать по разным признакам. Основные виды датчиков:

• Датчики температуры (термопары, терморезисторы, термисторы)
• Датчики давления (пьезоэлектрические, тензометрические, емкостные)
• Датчики перемещения (потенциометрические, индуктивные, оптические)
• Датчики скорости и ускорения (тахогенераторы, акселерометры)
• Датчики уровня жидкости (поплавковые, емкостные, ультразвуковые)
• Датчики расхода (турбинные, электромагнитные, вихревые)
• Датчики вибрации (пьезоэлектрические, индукционные)

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

Активные и пассивные датчики

По принципу действия датчики подразделяются на две большие категории:

Активные датчики

Активные датчики требуют внешнего источника питания для своей работы. Они преобразуют энергию питания в выходной сигнал под воздействием измеряемой величины. Примеры активных датчиков:

• Термопары
• Тензорезисторы
• Фотодиоды
• Ультразвуковые датчики

Пассивные датчики

Пассивные датчики не требуют дополнительного источника энергии. Они преобразуют энергию измеряемого процесса непосредственно в выходной сигнал. К пассивным датчикам относятся:

• Потенциометрические датчики
• Емкостные датчики
• Индуктивные датчики
• Пьезоэлектрические датчики

Пассивные датчики обычно проще по конструкции, но имеют меньшую чувствительность по сравнению с активными.

Применение датчиков в современных технологиях

Сегодня датчики широко применяются в самых разных сферах:

Промышленная автоматизация

В промышленности датчики используются для:

• Контроля параметров технологических процессов
• Мониторинга состояния оборудования
• Обеспечения безопасности производства
• Учета расхода сырья и энергоресурсов

Автомобильная электроника

Современный автомобиль содержит множество датчиков, которые обеспечивают:

• Управление двигателем и трансмиссией
• Работу систем безопасности (ABS, ESP)
• Контроль давления в шинах
• Помощь при парковке

Бытовая техника

Датчики в бытовых приборах позволяют:

• Регулировать температуру в холодильниках и кондиционерах
• Контролировать уровень воды в стиральных машинах
• Управлять работой посудомоечных машин
• Обеспечивать безопасность газовых плит

Датчики в Интернете вещей (IoT)

Интернет вещей (IoT) — это концепция сети физических устройств, подключенных к интернету и обменивающихся данными. Датчики играют ключевую роль в развитии IoT, обеспечивая сбор информации о физическом мире.

Примеры применения датчиков в IoT:

• Умные дома (датчики движения, освещенности, температуры)
• Носимые устройства (фитнес-трекеры, умные часы)
• Умные города (датчики загруженности дорог, качества воздуха)
• Сельское хозяйство (датчики влажности почвы, метеостанции)

Датчики в IoT позволяют создавать более эффективные и автоматизированные системы управления различными процессами.

Перспективы развития сенсорных технологий

Основные тенденции в развитии датчиков включают:

• Миниатюризацию — создание все более компактных сенсоров
• Повышение энергоэффективности
• Интеграцию нескольких типов датчиков в одном устройстве
• Развитие беспроводных технологий передачи данных
• Использование новых материалов (графен, наноматериалы)

Эти инновации открывают новые возможности для применения датчиков в различных областях — от медицины до космических исследований.

Заключение

Датчики являются неотъемлемой частью современных технологий, обеспечивая связь между физическим миром и цифровыми системами. Они позволяют автоматизировать процессы, повышать эффективность и безопасность различных устройств и систем. С развитием технологий роль датчиков будет только возрастать, открывая новые перспективы для инноваций в самых разных областях.

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».

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».

Датчик

Определение и значение — Merriam-Webster

датчик ˈsen-ˌsȯr 

ˈsen(t)-sər

1

: Устройство, которое реагирует на физическое воздействие (например, тепло, свет, звук, давление, магнетизм или определенное движение) и передает результирующий импульс (как для измерения или управления)

2

: орган чувств

Знаете ли вы?

Датчики сегодня используются практически повсеместно. Радарные пушки отражают микроволны от движущихся автомобилей. Охранная сигнализация может использовать фотодатчик для обнаружения прерывания луча света или может использовать ультразвуковые звуковые волны, которые отражаются от движущихся объектов. Другие датчики могут обнаруживать давление (барометры) или химические вещества (алкотестеры и детекторы дыма). Детекторы стержней, используемые плотниками для обнаружения деревянных стержней под стеной, могут использовать магниты или радар. Проводные перчатки, которые передают информацию о положении пальцев, используются в средах виртуальной реальности. Дешевая автосигнализация может быть не чем иным, как датчиком удара, в котором сильная вибрация заставит две металлические поверхности сойтись.

Синонимы

• детектор

Просмотреть все синонимы и антонимы в тезаурусе 

Примеры предложений

Датчики изображения используются в цифровых камерах. Инфракрасные датчики могут отслеживать движение объекта.

Недавние примеры в Интернете Первая обсерватория Galileo на крыше, состоящая из готовых радио-, аудио-, инфракрасных и оптических 9По словам Леба, датчики 0033 — работают в Гарварде уже несколько месяцев. — Bypaul Voosen, science.org , 31 мая 2023 г. Палмер возлагает надежды на устройства типа Fitbit — биометрические датчики , которые могут обнаруживать лошадей с походками, которые могут привести к травмам, до того, как эти травмы произойдут. — Виктор Мазер, New York Times , 25 мая 2023 г. Согласно видео Национального управления океанических и атмосферных исследований, метки могут содержать камеры, гидрофоны и дополнительные 9 устройств. 0033 датчики . — Даниэль Кул, BostonGlobe.com , 11 мая 2023 г. Он оснащен обновлениями, включая 64-мегапиксельную основную камеру — самый большой датчик в серии Pixel A на сегодняшний день, который поможет улучшить качество изображения, производительность при слабом освещении и другие функции. — Саманта Келли, CNN , 10 мая 2023 г. Тепло и углекислый газ 9Данные датчика 0033 показали, что пожар начался примерно через шесть минут после того, как розетка была активирована. — IEEE Spectrum , 9 мая 2023 г. Также есть датчик влажности и, в отличие от стиральной машины, есть реверсивная дверная петля. — Кэт Де Наум, Better Homes & Gardens , 3 мая 2023 г. Фогарти хотела, чтобы ее датчик был не только экономически доступным, но и простым в использовании. — Тереза ​​Новаковски, 9 лет.0033 Smithsonian Magazine , 24 апреля 2023 г. Согласно статье исследователей, более низкое напряжение может позволить материалу в конечном итоге интегрироваться в более мелкие и портативные устройства, такие как биомедицинские инструменты и датчики окружающей среды . — Эндрю Пол, Popular Science , 24 апреля 2023 г. Узнать больше

Эти примеры программно скомпилированы из различных онлайн-источников, чтобы проиллюстрировать текущее использование слова «датчик». Любые мнения, выраженные в примерах, не отражают точку зрения Merriam-Webster или ее редакторов. Отправьте нам отзыв об этих примерах.

История слов

Этимология

Латинский sentire воспринимать + английский -или запись 1 — больше в смысле

Первое известное использование

около 1928 г., в значении, определенном в смысле 1

Путешественник во времени

Первое известное использование датчика было около 1928 г.

Посмотреть другие слова того же года

Словарные статьи Рядом с

датчик

смысл

датчик

сенсори-

Посмотреть другие записи поблизости

Процитировать эту запись «Сенсор».

Словарь Merriam-Webster. com , Merriam-Webster, https://www.merriam-webster.com/dictionary/sensor. По состоянию на 5 июня 2023 г.

Ссылка на копию

Детское определение

датчик

существительное

датчик ˈsen-ˌsȯ(ə)r 

ˈsen(t)-sər

: устройство, которое определяет физическую величину (например, движение или луч света) и отвечает передачей сигнала

Медицинское определение

датчик

существительное

датчик ˈsen-ˌsȯ(ə)r ˈsen(t)-sər 

: Устройство, реагирующее на физический стимул (тепло, свет, звук, давление, магнетизм или определенное движение) и передающее результирующий импульс (как для измерения или приведения в действие элемента управления)

также : орган чувств

Еще от Merriam-Webster о датчике

Nglish: Перевод sensor для говорящих на испанском языке

Britannica English: Перевод sensor для говорящих на арабском языке

Britannica. com: Энциклопедическая статья о датчике

Последнее обновление: 4 июня 2023 г. — Обновлены примеры предложений

Подпишитесь на крупнейший словарь Америки и получите тысячи дополнительных определений и расширенный поиск без рекламы!

Полный текст Merriam-Webster

Что такое датчики и как они работают?

К

• 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 довольно распространенными во всех отраслях промышленности, 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 определенное 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. Детекторы 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: интеллектуальный датчик , данные датчика , пространственный датчик , датчик приближения 9003 4 , Датчик CMOS , Анализ датчика , Давление датчик , датчик столкновения , сеть беспроводных датчиков , промышленный интернет вещей , Ступица 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

сторонний файл cookie

Сторонний файл cookie — это файл cookie, который размещается на устройстве пользователя — компьютере, мобильном телефоне или планшете — веб-сайтом из домена, отличного от того, который посещает пользователь.

Сеть

• CAPWAP (Контроль и настройка точек беспроводного доступа)

  CAPWAP (управление и предоставление беспроводных точек доступа) — это протокол, который позволяет контроллеру доступа управлять …

• мониторинг производительности сети (NPM)

  Мониторинг производительности сети (NPM) — это процесс измерения и мониторинга качества обслуживания сети.

• инфракрасное излучение (ИК)

  Инфракрасное излучение (ИК), иногда называемое просто инфракрасным, представляет собой область спектра электромагнитного излучения, в которой …

Безопасность

• NICE Framework (Национальная инициатива по обучению кибербезопасности Cybersecurity Workforce Framework)

  The NICE Framework (National Initiative for Cybersecurity Education Cybersecurity Workforce Framework) является справочным ресурсом …

• черный список приложений (занесение приложений в черный список)

  Занесение приложений в черный список — все чаще называемое занесением в черный список приложений — это используемая практика сетевого или компьютерного администрирования …

• идентификация на основе утверждений

  Идентификация на основе утверждений — это средство аутентификации конечного пользователя, приложения или устройства в другой системе способом, который абстрагирует . ..

ИТ-директор

• Общепринятые принципы ведения учета (Принципы)

  Общепринятые принципы ведения документации — это основа для управления записями таким образом, чтобы поддерживать …

• система управления обучением (LMS)

  Система управления обучением представляет собой программное приложение или веб-технологию, используемую для планирования, реализации и оценки конкретных …

• Информационный век

  Информационная эпоха — это идея о том, что доступ к информации и контроль над ней являются определяющими характеристиками нынешней эпохи …

HRSoftware

• конвейер талантов

  Воронка талантов — это группа кандидатов, готовых занять вакансию.

• аутсорсинг процесса подбора персонала (RPO)

  Аутсорсинг процесса найма (RPO) — это когда работодатель передает ответственность за поиск потенциальных кандидатов на работу .