تصنيف المستشعر ومتطلباته العامة

أجهزة استشعارهي أجهزة كثيفة المعرفة وكثيفة التكنولوجيا ، والتي ترتبط بالعديد من التخصصات ولها مجموعة واسعة من الأنواع. من أجل إتقان وتطبيقها بشكل جيد ، هناك حاجة إلى طريقة تصنيف علمية. فيما يلي مقدمة موجزة لطريقة التصنيف المستخدمة على نطاق واسع حاليًا.

أولاً ، وفقًا لآلية العمل في المستشعر ، يمكن تقسيمه إلى النوع المادي ، والنوع الكيميائي ، والنوع البيولوجي ، وما إلى ذلك. هذه المسار يعلم بشكل أساسي المستشعرات الفيزيائية. في أجهزة الاستشعار الفيزيائية ، تشمل القوانين الأساسية التي هي أساس فيزياء عمل المستشعر قانون المجال ، وقانون المادة ، وقانون الحفظ ، وقانون الإحصاء.

ثانياً ، وفقًا لمبدأ التكوين ، يمكن تقسيمه إلى فئتين: النوع الهيكلي والنوع المادي.
تستند أجهزة الاستشعار الهيكلية إلى قوانين المجال في الفيزياء ، بما في ذلك قوانين الحركة للحقول الديناميكية وقوانين الحقول الكهرومغناطيسية. يتم تقديم القوانين في الفيزياء بشكل عام عن طريق المعادلات. مستشعر ، بدلاً من تغيير خصائص المواد.
يتم بناء أجهزة استشعار الممتلكات المادية بناءً على قوانين المادة ، مثل قانون هوك وقانون أوم. قانون المادة هو قانون يعبر عن بعض الخصائص الموضوعية للمادة. وترد معظم هذه القوانين في شكل ثوابت المادة نفسها. يحدد حجم هذه الثوابت الأداء الرئيسي للمستشعر. لذلك ، يختلف أداء أجهزة استشعار الخصائص المادية مع مواد مختلفة. على سبيل المثال ، أنبوب كهروضوئي هو مستشعر مادي ، يستخدم التأثير الكهروضوئي الخارجي في قانون المادة. من الواضح أن خصائصها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالمواد المغلفة على القطب. ولحجة أخرى ، فإن جميع أجهزة استشعار أشباه الموصلات ، وكذلك جميع المستشعرات التي تستخدم التغييرات في خصائص المعادن ، أشباه الموصلات ، السيراميك ، السبائك ، وما إلى ذلك ، ناتجة عن تغييرات بيئية مختلفة ، كلها أجهزة استشعار مادية. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا أجهزة استشعار تستند إلى قوانين الحفظ والقوانين الإحصائية ، لكنها قليلة نسبيًا. أقل.

ثالثًا ، وفقًا لتحويل الطاقة للمستشعر ، يمكن تقسيمه إلى فئتين: نوع التحكم في الطاقة ونوع تحويل الطاقة.
مستشعر نوع التحكم في الطاقة ، في عملية تغيير المعلومات ، تحتاج الطاقة إلى إمدادات الطاقة الخارجية. مثل المقاومة ، الحث ، السعة وأجهزة استشعار معلمات الدائرة الأخرى تنتمي إلى هذه الفئة من المستشعرات. المستفاة استنادًا إلى تأثير مقاومة الإجهاد ، وتأثير المقاومة المغناطيسية ، وتأثير المقاومة الحرارية ، وتأثير كهروضوئي ، وتأثير القاعة ، وما إلى ذلك. ينتمي أيضًا إلى هذا النوع من المستشعر.
يتكون مستشعر تحويل الطاقة بشكل أساسي من عناصر تحويل الطاقة ، ولا يتطلب مصدر طاقة خارجي. على سبيل المثال ، أجهزة الاستشعار المستندة إلى تأثير Piezoelectric ، وتأثير كهروضوئي ، وتأثير قوة الكهروموتيف الضوئي ، وما إلى ذلك ، كلها أجهزة الاستشعار.

رابعًا ، وفقًا للمبادئ المادية ، يمكن تقسيمها إلى
1) مستشعر حدودي كهربائي. بما في ذلك ثلاثة أشكال أساسية: المقاومة ، الاستقرائية ، والسعة.
2) مستشعر المغناطيسية. بما في ذلك نوع التعريفي المغناطيسي ، نوع القاعة ، نوع الشبكة المغناطيسية ، إلخ.
3) مستشعر كهروضوئية.
4) مستشعر كهروضوئي. بما في ذلك نوع الكهروضوئي العام ، نوع الشبكة ، نوع الليزر ، نوع قرص رمز الكهروضوئي ، نوع الألياف البصرية ، نوع الأشعة تحت الحمراء ، نوع الكاميرا ، إلخ.
5) المستشعر الهوائي
6) مستشعر كهروضوئي.
7) مستشعر الموجة. بما في ذلك الموجات فوق الصوتية ، الميكروويف ، إلخ.
8) مستشعر الشعاع.
9) مستشعر نوع أشباه الموصلات.
10) أجهزة استشعار المبادئ الأخرى ، إلخ.
يحتوي مبدأ العمل لبعض المستشعرات على شكل مركب لأكثر من مبدأين. على سبيل المثال ، يمكن أيضًا اعتبار العديد من مستشعرات أشباه الموصلات مستشعرات حدودي كهربائية.

خامسًا ، يمكن تصنيف أجهزة الاستشعار وفقًا لغرضها ، مثل أجهزة استشعار الإزاحة ، وأجهزة استشعار الضغط ، وأجهزة استشعار الاهتزاز ، وأجهزة استشعار درجة الحرارة ، وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى ذلك ، وفقًا لما إذا كان إخراج المستشعر هو إشارة تمثيلية أو إشارة رقمية ، يمكن تقسيمها إلى أجهزة استشعار تمثيلية وأجهزة استشعار رقمية. وفقًا لما إذا كانت عملية التحويل قابلة للعكس ، يمكن تقسيمها إلى أجهزة استشعار قابلة للانعكاس وأجهزة استشعار أحادية الاتجاه.

أجهزة الاستشعار المختلفة ، بسبب المبادئ والهياكل المختلفة ، وبيئات الاستخدام المختلفة ، والظروف ، والأغراض ، لا يمكن أن تكون مؤشراتها التقنية هي نفسها. لكن بعض المتطلبات العامة هي نفسها ، بما في ذلك: ① الموثوقية ؛ ② دقة ثابتة. الأداء الديناميكي ؛ ④ الحساسية. دقة؛ ⑥ المدى ؛ ⑦ القدرة المضادة للتداخل ؛ (⑧ استهلاك الطاقة ؛ ⑨ التكلفة ؛ تأثير الكائن ، إلخ.
متطلبات الموثوقية ، والدقة الثابتة ، والأداء الديناميكي ، والنطاق بديهي. المستشعرات تحقق الغرض من المؤشرات التقنية المختلفة من خلال وظائف الكشف. يتعين على العديد من المستشعرات أن تعمل في ظل ظروف ديناميكية ، ولا يمكن تنفيذ العمل بأكمله إذا لم تكن الدقة كافية ، فالأداء الديناميكي ليس جيدًا ، أو حدوث الفشل. غالبًا ما يتم تثبيت أجهزة الاستشعار العادية في بعض الأنظمة أو المعدات. إذا فشل المستشعر ، فسيؤثر ذلك على الوضع العام. لذلك ، فإن موثوقية العمل والدقة الثابتة والأداء الديناميكي للمستشعر هي القدرة الأساسية والمكافحة على التداخل هي أيضًا أمر مهم للغاية. سيكون هناك دائمًا تداخل لهذا النوع أو هذا النوع في موقع الاستخدام ، وسيحدث العديد من المواقف غير المتوقعة دائمًا. لذلك ، يتعين على المستشعر أن يتمتع بالقدرة على التكيف في هذا الصدد ، ويجب أن يشمل أيضًا سلامة الاستخدام في البيئات القاسية. يعني التنوع بشكل أساسي أنه يجب استخدام المستشعر في مجموعة متنوعة من المناسبات المختلفة ، وذلك لتجنب التصميم لتطبيق واحد وتحقيق هدف الحصول على النتيجة مرتين مع نصف الجهد. العديد من المتطلبات الأخرى غير مرغوب فيها ولن يتم ذكرها هنا.