Klassifizierung von Sensoren. Schema, Beschreibung

ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Sensoren. Klassifizierung von Sensoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Handbuch für Elektriker

Sensor - Dies ist ein Element eines Mess-, Signal-, Regel- oder Steuergeräts, das einen gesteuerten Wert (Temperatur, Druck, Frequenz, Lichtstärke, elektrische Spannung, Strom usw.) in ein für die Messung, Übertragung, Speicherung oder Verarbeitung geeignetes Signal umwandelt , Registrierung und manchmal auch, um sie auf kontrollierte Prozesse zu beeinflussen; Hierbei handelt es sich um ein Gerät, das die Eingabewirkung einer beliebigen physikalischen Größe in ein Signal umwandelt, das für die weitere Verwendung geeignet ist.

Sensorklassifizierung

Die Automatisierung verschiedener technologischer Prozesse und die effektive Steuerung verschiedener Einheiten, Maschinen und Mechanismen erfordern zahlreiche Messungen verschiedener physikalischer Größen.

Sensoren (in der Literatur oft auch Messumformer genannt), also Sensoren, sind Elemente vieler Automatisierungssysteme – mit ihrer Hilfe erhalten sie Informationen über die Parameter der gesteuerten Anlage oder des Gerätes.

Die verwendeten Sensoren sind sehr vielfältig und können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden.

Je nach Art der Eingangs-(Mess-)Größe gibt es:

mechanische Wegsensoren (linear und winklig);
pneumatisch;
elektrisch;
Durchflussmesser;
Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Kraft-, Temperatur-, Drucksensoren usw.

Derzeit gibt es ungefähr Folgendes Verteilung des Anteils der Messungen verschiedener physikalischer Größen in der Industrie:

Temperatur - 50%;
Verbrauch (Masse und Volumen) - 20%;
Druck -10 %;
Level 5%;
Menge (Masse, Volumen) - 5%;
Zeit - 5%;
elektrische und magnetische Werte - weniger als 5%.

Auf Art Ausgabewert, in die der Eingabewert umgewandelt wird, gibt es nichtelektrische und elektrische:

Gleichstromsensoren (EMK oder Spannung);
Wechselstrom-Amplitudensensoren (EMK oder Spannung);
Wechselstrom-Frequenzsensoren (EMF oder Spannung);
Widerstandssensoren (aktiv, induktiv oder kapazitiv) etc.

Die meisten Sensoren sind elektrisch. Dies liegt an folgendem Vorteile elektrischer Messungen:

elektrische Größen werden bequem über eine Distanz übertragen, und die Übertragung erfolgt mit hoher Geschwindigkeit;
elektrische Größen sind in dem Sinne universell, dass alle anderen Größen in elektrische Größen umgewandelt werden können und umgekehrt;
Sie werden präzise in einen digitalen Code umgewandelt und ermöglichen eine hohe Genauigkeit, Empfindlichkeit und Geschwindigkeit von Messgeräten.

Nach dem Funktionsprinzip können Sensoren in zwei Klassen eingeteilt werden:

Generatoren, die den Eingangswert direkt in ein elektrisches Signal umwandeln;
parametrisch (Sensormodulatoren), die den Eingangswert in eine Änderung eines elektrischen Parameters (R, L oder C) des Sensors umwandeln.

Nach dem Funktionsprinzip können Sensoren auch in die folgenden Kategorien eingeteilt werden:

ohmsch;
rheostatisch;
photoelektrisch (optoelektronisch);
induktiv;
kapazitiv usw.

Entsprechend der physikalischen Struktur des Signals gibt es drei Klassen von Sensoren:

analoge Sensoren, d. h. Sensoren, die proportional zur Änderung des Eingangswerts ein analoges Signal erzeugen;
digitale Sensoren, die eine Folge von Impulsen oder ein Binärwort erzeugen;
binäre (binäre) Sensoren, die ein Signal mit nur zwei Pegeln erzeugen: „Ein/Aus“ (also 0 oder 1).

Letztere sind aufgrund ihrer Einfachheit weit verbreitet.

Grundvoraussetzungen für Sensoren

Betrachten Bedarffür Sensoren:

eindeutige Abhängigkeit des Ausgangswertes vom Eingang;
Stabilität der Eigenschaften über die Zeit;
hohe Empfindlichkeit;
geringe Größe und Gewicht;
fehlendes Feedback zum kontrollierten Prozess und zum kontrollierten Parameter;
Arbeiten unter verschiedenen Betriebsbedingungen;
verschiedene Befestigungsmöglichkeiten.

Autor: Koryakin-Chernyak S.L.

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