Що таке датчик?

Напевно вам не раз доводилося чути таке слово, як «датчик». Очевидно, що під цим словом мається на увазі якесь технічний пристрій. Що ж являє собою датчик і як він працює? Які види датчиків бувають? Розглянемо всі ці питання докладніше.

поняття датчика

В даний час датчиком прийнято називати елемент, який перетворює отриману від середовища інформацію в електричний сигнал з метою подальшої передачі інформації на якийсь інший пристрій. Зазвичай датчик є конструктивно відокремленою частиною вимірювальної системи.

Датчики застосовуються повсюдно: в автомобілях, системах опалення, водопостачання, на виробництві, в медицині, навіть в закладах громадського харчування для вимірювання температури з метою визначення ступеня готовності страви.

Класифікація датчиків

Існує кілька типів класифікації датчиків. Ми наведемо найбільш основні.

За типом вимірювання:

Датчики тиску;
Датчики витрати;
Датчики вимірювання рівня;
Датчики вимірювання температури;
Датчики концентрації;
Датчики радіоактивності;
Датчики переміщення;
Датчики кутового положення;
Датчики вимірювання механічних величин;
Датчики вібрації.

Класифікація за технологією виготовлення:

Датчики елементні;
Датчики інтегральні.

Класифікація за принципом дії:

Сюди входять:

Оптичні датчики, які використовують електромагнітне випромінювання і реагують на водяну пару, дим і різні види аерозолів. Відносяться до безконтактним датчикам. В основі принципу їх роботи лежить уловлювання чутливим сенсором впливу будь-якого подразника, наприклад водяної пари. Дані датчики широко застосовуються в автоматизованих системах управління.
Індуктивні датчики. Відносяться до безконтактним датчикам, призначені для здійснення обчислення положення об`єкта. Індуктивні датчики відмінно уловлюють коливання електромагнітного поля. В основі їх конструкції лежить генератор, який і створює електромагнітне поле, вплив якого на металевий об`єкт породжує амплітуди коливань, на які і реагує датчик. Такі датчики широко використовуються в металошукача, а також в різного роду електронних замках.
Ємнісні датчики. Саме такі датчики використовують в автомобілях в якості датчиків дощу, сенсорних кнопках побутової техніки, датчиках вимірювання рідини. Принцип їх дії полягає в тому, щоб реагувати на вплив рідини. Ізолятор таких датчиків має діелектричну проникність. Рідина, впливаючи на ізолятор, викликає поява електричного сигналу, який перетворюється в інформацію. Такі датчики набули широкого поширення в побутовій техніці.
Тензодатчики. Тензодатчики представляють собою пристрій для вимірювання сили, тиску, крутного моменту, прискорення або переміщення. Механізм їх дії заснований на принципі сили пружності. Такі датчики набули широкого поширення в різних типах ваг. Вони перетворять величину деформації в електричний сигнал, іншими словами, датчик уловлює вплив будь-якої сили на нього, після чого пружний елемент деформується і відбувається зміна опору тензорезистора, який вбудований в такий датчик. Далі відбувається перетворення інформації в електричний сигнал і передача її на інший пристрій, наприклад, дисплей.
П`єзоелектричні датчики. Такі датчики широко використовуються в мікрофонах і сонар. Їх принцип дії заснований на поляризації діелектрика під впливом механічної напруги. Іншими словами, п`єзоелектричні датчики вловлюють зміна електричного поля, на яке було надано механічний вплив. Наприклад, в мікрофоні це вплив голосом. Результатом деформації стане перетворення отриманого сигналу в електричний і передача його на інший пристрій. Дані датчики отримали своє народження завдяки Жаку і П`єру Кюрі в 1880 році.
Магнітно-електричні датчики. Це датчики, принцип дії яких заснований на так званому ефекті Холла. Дані датчики використовуються в смартфонах в якості основи роботи електронного компаса, в електродвигунах, в измерителях сили струму.
Нано-датчики. Знаходяться в стадії розробки. Найбільш затребуваною сферою для них повинна стати медицина і робототехніка. Передбачається, що дані датчики стануть новим класом і знайдуть в майбутньому повсюдне використання. Їх принцип роботи буде схожий з багатьма іншими датчиками (звідси назви нано-п`єзодатчики, нано-тензодатчики і т.д.), але розміри їх будуть у багато разів менше

Для того щоб дізнатися про датчиках більше, прочитайте ці статті: