W czym możemy pomóc?
Czujniki
Precyzyjne czujniki do układów elektronicznych i układów automatyki. Czujniki zbliżeniowe, ultradźwiękowe, a także enkodery określające położenie kątowe. Zaprojektuj swój system, wykorzystując czujniki temperatury, wilgotności, ciśnienia oraz czujniki poziomu i napełnienia.
Uwaga! Poniższy opis został przetłumaczony automatycznie.
Czujniki: Przydatni mali pomocnicy w przemyśle, badaniach lub życiu codziennym
Czujniki są niezbędne w przemyśle i badaniach, a także w naszym codziennym życiu. Możesz rejestrować dane, które mogą być rejestrowane i analizowane za pomocą urządzeń w technice pomiarowej. Różnorodność czujników jest bardzo duża. Typy czujników i ich działanie można znaleźć w naszym poradnikach.
-
Co to są czujniki?
-
Co mogą mierzyć czujniki?
-
Zasady pomiaru czujników
-
Zastosowanie czujników
-
Nasza praktyczna wskazówka: oprogramowanie integrujące
-
FAQ - najczęściej zadawane pytania o czujniki
Przykład zastosowania z technologii terenowej i procesowej
Co to są czujniki?
Czy to w termometrach, kamerach monitorujących, wykrywaczach dymu, monitorach ciśnienia krwi czy grzejnikach - czujniki, które spotykamy niemal wszędzie w życiu codziennym. Termin „czujnik” pochodzi od łacińskiego czasownika sentire i oznacza coś w rodzaju „obserwuj”, „postrzegaj”, „czuj”. Zadanie czujnika można zilustrować za pomocą ludzkich zmysłów: mówiąc obrazowo, może on widzieć, odczuwać, słyszeć, wąchać i smakować wydarzenia z otoczenia. W rzeczywistości czujniki są elementami technicznymi, które mają na celu pomiar wielkości fizycznych, chemicznych i biologicznych, a tym samym umożliwiają ich pomiar. Zmierzone wartości są przekształcana na sygnał elektryczny i przesyłane do systemu przetwarzania danych w celu ich oceny.
W naszym sklepie internetowym znajdziesz oprócz czujników różnego rodzaju akcesoria do czujników, takie jak systemy mocowania i obudowy z tworzywa sztucznego, a także komponenty bezpieczeństwa, na przykład fotokomórki i przekaźniki bezpieczeństwa.
Co mogą mierzyć czujniki?
Czujniki mogą mierzyć wielkości fizyczne, chemiczne i biologiczne. Do czujników mierzących właściwości fizyczne należą czujniki ciśnienia, które mogą być wykorzystywane do wykrywania ciśnień stacjonarnych, różnic ciśnienia i wahań ciśnienia, a także czujniki ruchu i czujniki PIR, które są zwykle zainstalowane w czujnikach ruchu. Czujniki PIR rejestrują tylko zmiany temperatury i w ten sposób można je odróżnić od czujników temperatury. Czujnik temperatury mierzy temperaturę na stałe - niezależnie od tego, czy się ona zmienia, czy nie. Pomiary wielkości elektrycznych, takich jak prąd, napięcie i rezystancja, mogą być również wykonywać czujniki.
Czujniki do pomiaru wielkości chemicznych mierzą na przykład wartość pH, zawartość tlenu lub grubość jonizacji. Do tej grupy należą między innymi czujniki gazu, za pomocą których można wykryć takie substancje gazowe, jak metan, etanol, gaz ziemny lub tlenek węgla. Wreszcie czujniki rejestrują również wartości biologiczne, takie jak puls, fale mózgowe i ciśnienie krwi.
Zasady pomiaru czujników
Czujniki działają zgodnie z różnymi zasadami pomiaru lub działania. Czujniki pojemnościowe rejestrują dane w oparciu o zmianę pojemności elektrycznej kondensatora. W tym przypadku wykorzystuje się to, że zmienia się moc elektryczna kondensatora wraz z odległością jego elektrod. Pozwala to na określenie mierzalnego rozmiaru, który można wykorzystać np. do pomiaru odległości i grubości. Z tego powodu dostępne są czujniki zbliżeniowe i czujniki zbliżeniowe oraz czujniki odległości oparte na zasadzie pomiarów pojemnościowych. Czujniki ciśnienia i czujniki wilgotności, które mierzą zawartość wilgoci w medium, mogą być również czujnikami pojemnościowymi.
W przeciwieństwie do pojemnościowej technologii czujników, indukcyjna technologia czujników - jak sama nazwa wskazuje - wskazuje na indukcyjność. Czujniki indukcyjne działają z zmiennym polem elektromagnetycznym nad cewką miedzianą, która znajduje się w przekładniku z ferrytu. W przypadku zbliżenia się do metalowego obiektu przewodzącego prąd, pole magnetyczne jest przekształcane lub tłumione. Oznacza to, że amplituda drgań dla prądów wirowych w polu magnetycznym zmienia się. To z kolei może spowodować zmianę impedancji cewki. Czujnik rejestruje zmianę amplitudy drgań i wysyła sygnał przełączający, gdy wartość spadnie poniżej określonej wartości. Czujniki indukcyjne służą do identyfikacji metalowych lub magnetycznych lub elektrycznych obiektów przewodzących i mogą być używane w pomiarze odległości. Są one bezdotykowo mierzone, a ich rola jest szczególnie istotna w dziedzinie automatyzacji.
Czujniki nachylenia, które wykrywają nachylenie w pomieszczeniu lub nachylenie w otoczeniu, czasami bazują na technologii czujników indukcyjnych. Dostępne są również pojemnościowe czujniki nachylenia.
Czujniki magnetyczne mają większy zasięg niż czujniki indukcyjne i charakteryzują się zwartą konstrukcją i wysokimi odległościami przełączania. Można je stosować uniwersalnie i przełączać bez kontaktu. Czujniki Halla (nazwane amerykańskich fizyków Edwin Hall) opierają się na zasadzie pomiaru magnetycznego i służą do wykrywania i pomiaru pól magnetycznych.
Oprócz czujników pojemnościowych, magnetycznych i indukcyjnych, dostępne są czujniki optyczne, które mogą rejestrować intensywność, kolor i czas pracy światła. Składają się one z nadajnika światła , do którego uderza światło, oraz odbiornika światła , który ocenia przychodzący sygnał. W porównaniu z czujnikami pojemnościowymi, indukcyjnymi i magnetycznymi, czujniki optyczne mają tą zaletę, że pola elektryczne lub magnetyczne nie mają wpływu na pomiar. Są one często wykorzystywane w automatyce i na smartfonach.
Zastosowanie czujników
Czujniki spotykamy w wielu miejscach w życiu codziennym. Na przykład czujniki radarowe znajdują się w zautomatyzowanych drzwiach i stanowią integralną część asystenta parkowania opartego na radarach. Technologia czujników oparta jest na technologii radarowej: emitując tysiące sygnałów elektromagnetycznych co sekundę i mierząc czas do powtarzania się echa, czujnik może określić odległość między samochodem a otoczeniem. Czujniki ultradźwiękowe są również stosowane w kontroli odległości parkowania.
Zegary sterujące i tabliczka z numerem domu to przykłady zastosowania czujników światła. Czujnik światła mierzy jasność otoczenia i uruchamia specjalną funkcję, gdy wartość rzeczywista odbiega od wartości zadanej. Może to być na przykład włączenie światła o wzrastającym zmierzchu. Czujniki przyspieszenia mierzą natomiast wibracje lub przyspieszenie obiektu. Są one stosowane między innymi do uruchamiania poduszek powietrznych w pojazdach silnikowych i systemach alarmowych. Czujniki przyspieszenia odgrywają szczególnie istotną rolę w technice.
Czujniki poziomu napełnienia są zintegrowane w ekspresach do kawy, pralek i zmywarkach, aby kontrolować ilość wody i w razie potrzeby ostrzec, gdy woda nie wypłynie lub gdy w urządzeniu jest zbyt mało wody.
Czujniki są również niezbędne w przemyśle. Procesy produkcyjne i logistyczne są coraz bardziej zautomatyzowane, co sprawia, że wykorzystanie czujników wydaje się nieuniknione. Czujniki kontroli poziomu stosowane są na przykład do monitorowania lub sterowania zbiornikami wody deszczowej, zbiornikami ciśnienia, bojlerami i studniami.
Wykrywanie ruchów enkoderów, szczególnie w elektrotechnice i elektronice, jest przydatny. Służą do określania pozycji, pomiaru prędkości na maszynach wirujących i pomiaru odległości na liniach montażowych. W przypadku kart chipowych, które firmy wykorzystują na przykład do kontroli dostępu, można również znaleźć czujniki.
Innym dużym zakresem zastosowania jest technologia środowiskowa . Dzięki czujnikom możliwe jest określenie emisji w elektrowniach węglowych, takich jak dwutlenek węgla, oraz pH w oczyszczalniach ścieków lub rzekach. Czujniki są również wykorzystywane do monitorowania wody pitnej, np. w odniesieniu do zawartości chloru.
Nasza praktyczna wskazówka: oprogramowanie integrujące
Do sterowania projektami techniki pomiarowej i systemami czujników oraz do prostej i szybkiej analizy zgromadzonych danych zaleca się podłączenie oprogramowania. W ten sposób można na przykład zmodyfikować wartości progowe lub odstępy czasu próbkowania i wysyłać dane w formie tabeli. Niektóre wersje powodują, że dane są graficznie wykreślone.
FAQ – najczęściej zadawane pytania dotyczące czujników
Jaka jest różnica między czujnikami aktywnymi i pasywnymi?
Rozróżnienie na aktywne i pasywne czujniki zależy od tego, czy czujniki do pomiaru potrzebują energii pomocniczej, czy też nie. Aktywne czujniki są w stanie samodzielnie wytwarzać napięcie i nie wymagają dodatkowego dopływu energii z zewnątrz, podczas gdy pasywne czujniki nie mogą pracować bez energii pomocniczej.
Czy potrzebuję specjalnego modułu przełączającego dla każdego czujnika? Ich zdaniem należy uwzględnić specyfikę każdego czujnika?
Niekoniecznie. W naszym sklepie internetowym znajdziesz uniwersalne moduły czujników kompatybilne z wieloma różnymi typami czujników i czujników pomiarowych.
Układy elektroniczne i automatyczne nie byłyby w stanie gromadzić informacji z otoczenia, gdyby nie czujniki. Poniżej piszemy więcej, czym jest enkoder, czujnik zbliżeniowy i czujnik indukcyjny. Posiadamy bogatą ofertę komplementarnych czujników dostosowanych zarówno do w pełni profesjonalnych przedsiębiorstw funkcjonujących w szeroko rozumianym sektorze przemysłowym, jak i do potrzeb hobbystycznych.
Czujniki mierzące dowolnie wybrane wielkości fizyczne
Podstawowym kryterium podziału czujników jest sygnał przez nie generowany. Wedle tego czujniki dzielą się na:
czujniki generacyjne – wytwarzające sygnał elektryczny, który może być mierzony w bezpośredni sposób, np. za pomocą pomiaru natężenia prądu lub napięcia,
czujniki parametryczne – w przypadku których osiągane parametry elektryczne zależne są od mierzonych wielkości fizycznych, a uzyskanie możliwego w odczycie sygnału elektrycznego możliwe jest jedynie przy zastosowaniu odpowiedniego układu elektronicznego.
Poza kategoryzacją ze względu na sposób generowanego sygnału, czujniki można podzielić również na podstawie mierzonych wielkości. Wedle tego kryterium dzieli się je na:
· czujniki wielkości mechanicznych (naprężeń, odkształceń, prędkości, przepływu, położenia, ciśnienia, przyśpieszenia),
· czujniki temperatury,
· czujniki pola elektrycznego i magnetycznego,
· czujniki fal elektromagnetycznych (optyczne),
· czujniki ultradźwiękowe i akustyczne,
· czujniki elektrochemiczne.
Czujnik zbliżeniowy: czujnik indukcyjny, laserowy i optyczny, pojemnościowy i inne
Czujnik indukcyjny to jedna z pierwszych konstrukcji czujników, jakie pojawiły się na rynku i mimo upływu ponad 60 lat od tego momentu wciąż jest niezwykle popularny. Doskonale sprawdza się w wykrywaniu metalowego elementu w niewielkiej odległości od sensora, dlatego też określa się go jako czujnik zbliżeniowy.
Innym rodzajem czujnika zbliżeniowego są sensory fotoelektryczne (laserowe i optyczne), które są w stanie wykryć nawet bardzo małe obiekty oraz ich przemieszczenia dzięki szerokiemu zakresowi detekcji i wysokiej wrażliwości. Czujnik zbliżeniowy fotoelektryczny działa na zasadzie odbicia fali optycznej od obiektu znajdującego się w zakresie jego detekcji.
Czujnik zbliżeniowy pojemnościowy może być wykorzystywany do detekcji zarówno metali (tak jak czujnik indukcyjny), jak i przeszkód wykonanych z innych rodzajów materiałów (np. tworzyw sztucznych). Urządzenia te działają na zasadzie pomiaru zmiany pojemności między czujnikiem a obiektem. Gdy w polu detekcji pojawia się dany obiekt, pojemność kondensatora zaimplementowanego w czujniku zwiększa się.
Do innych powszechnie stosowanych czujników zbliżeniowych zaliczyć należy także urządzenia ultradźwiękowe dokonujące pomiaru emitowaną falą ultradźwiękową, a także czujniki magnetyczne mierzące parametry pola magnetycznego.
Enkodery – podstawowe wyposażenie większości automatycznych urządzeń
Pisząc o czujnikach, nie można pominąć enkoderów. Są to powszechnie wykorzystywane urządzenia w automatyce przemysłowej, elektronice, przy liniach przemysłowych, maszynach czy w robotyce. Enkoder jest urządzeniem zmieniającym ruch obrotowy na sygnał elektryczny, dzięki czemu pozwala sprecyzować pozycję kątową, ilość obrotów i przesunięcie. Enkoder doskonale nadaje się do pomiaru kierunku, odległości, czy prędkości obrotowej obiektów będących w ruchu. Wyróżnia się:
- enkoder inkrementalny (obrotowo-impulsowy),
- enkoder absolutny (obrotowo-kodowy).
Różnica w ich funkcjonowaniu polega na sposobie pomiaru – enkoder absolutny generuje na wyjściu sygnał kodowy (kod dwójkowy lub kod Gray’a), a enkoder inkrementalny sygnał elektryczny.
W sklepie Conrad.pl posiadamy bogaty asortyment czujników, modułów sensorycznych, akcesoriów do czujników, komponentów zabezpieczających oraz kart chipowych i magnetycznych. Nasza oferta obejmuje wyłącznie najwyższej jakości produkty pochodzące od renomowanych producentów.