센서 – 유형 및 응용

압력 센서

압력 센서는 일반적으로 가스 또는 액체의 압력을 측정하는 데 사용됩니다. 일반적으로 압력 센서는 변환기 역할을합니다. 아날로그 전기 또는 디지털 신호로 압력을 생성합니다. 압력 측면에서 분류되는 압력 센서 범주도 있으며, 그중 일부는 절대 압력 센서, 게이지 압력 센서입니다. 자동차에 휘발유 나 기름이 부족할 때이를 알려주는 압력 센서 유형도 있습니다.

압력 센서는 압력을 감지하여 전기 신호 매개 변수로 변환하는 일반적인 변환기입니다. 압력 센서의 일반적인 예는 스트레인 게이지, 용량 성 압력 센서 및 압전 압력 센서입니다. 스트레인 게이지는 압력 적용에 따른 저항 변화 원리에 따라 작동하며 압전 압력 센서는 압력 적용시 장치 전체의 전압 변화 원리에 따라 작동합니다.

압력 센서 회로 다이어그램 :

다음은 PIC 마이크로 컨트롤러 기반 압력 측정 미터의 회로도입니다.

회로에는 다음 구성 요소가 포함됩니다.

• 압력 센서에서 입력을 받아 4 7 세그먼트 디스플레이 패널에 출력을 제공하는 PIC 마이크로 컨트롤러.
• 실리콘 압력 센서이며 높은 아날로그 출력 신호를 제공하는 6 핀 압력 센서 IC MPX4115.
• 4 개의 7 개 세그먼트 디스플레이는 PIC 마이크로 컨트롤러에서 입력을 받고 각 트랜지스터에 의해 구동됩니다.
• 마이크로 컨트롤러에 클록 입력을 제공하는 크리스탈 배열입니다.

압력 센서 작동 :

위의 비디오는 압력 센서가 마이크로 컨트롤러와 연결되어 7 세그먼트 디스플레이에 압력 값을 표시하는 방법을 설명합니다. 압력 센서는 6 개의 핀으로 구성되며 5V 전원에 연결됩니다.

핀 3은 전원 공급 장치에 연결되고 핀 2는 접지되며 핀 1은 아날로그 입력으로 마이크로 컨트롤러의 RA0 / AN0 핀에 연결됩니다. 여기에 값을 표시하기 위해 4 개의 트랜지스터의 공통 양극 구성에 의해 구동되는 4 자리 7 세그먼트 디스플레이가 사용됩니다.

여기에서 28.50 PSI 압력 센서가 마이크로 컨트롤러에 연결되어 있으므로 센서 값을 낮음 또는 높음으로 변경할 수있을 때 마이크로 컨트롤러는 이러한 값을 감지하고 7 세그먼트 디스플레이에 표시합니다.

이 압력 값이 임계 값 수준을 초과하면 마이크로 컨트롤러가 사용자에게 경보를 제공합니다. 이러한 방식으로 실시간 값을 모니터링, 처리 및 표시하기 위해 모든 유형의 센서를 마이크로 컨트롤러에 인터페이스 할 수 있습니다.

압력 센서 애플리케이션 :

압력 감지, 고도 감지, 흐름 감지, 라인 또는 깊이 감지와 같은 압력 센서에 대한 많은 애플리케이션이 있습니다.

• 실시간으로도 사용되며 자동차 경보 및 교통 카메라는 압력 센서를 사용하여 누군가가 과속하고 있는지 확인합니다.
• 압력 센서는 또한 압력 적용 지점을 확인하고 프로세서에 적절한 방향을 제공하기 위해 터치 스크린 디스플레이에 사용됩니다.
• 또한 디지털 혈압계 및 인공 호흡기에도 사용됩니다.
• 압력 센서의 산업 적용에는 가스 및 부분 압력 모니터링이 포함됩니다.
• 그들은 또한 대기압과 제어 시스템 사이의 균형을 제공하기 위해 항공기에서 사용됩니다.
• 그들은 또한 전자 시스템에 적합한 작동 조건을 결정하기 위해 해양 작업의 경우 해양의 깊이를 결정하는 데 사용됩니다.

압력 센서의 예-압전 변환기

압전 변환기는 전기 펄스를 기계적 진동으로 또는 그 반대로 변환하는 측정 장치입니다. 압전 수정 결정과 압전 효과는 압전 변환기에 대해 이해하는 데 필요한 두 가지입니다.

압전 석영 크리스탈 :

석영 크리스탈은 압전 재료입니다. 크리스탈에 기계적 스트레스가 가해지면 전압이 발생할 수 있습니다. 압전 크리스탈은 다른 주파수 값에서 다른 방향으로 구부러집니다. 이것을 진동 모드라고합니다. 다양한 진동 모드를 달성하기 위해 크리스탈을 다양한 모양으로 만들 수 있습니다.

압전 효과 :

압전 효과는 특정 결정과 세라믹에 가해진 기계적 응력으로 인해 전하가 발생하는 것입니다. 전하 생성 속도는 가해지는 힘에 비례합니다. 압전 효과는 역순으로 작동하여 압전 재료에 전압이 가해지면 약간의 기계적 에너지를 생성 할 수 있습니다.

압전 변환기는 음압을 전압으로 변환하는 고감도 때문에 마이크로폰에 사용할 수 있습니다. 가속도계, 동작 감지기에 사용할 수 있으며 초음파 감지기 및 생성기로 사용할 수 있습니다. 초음파 전파는 투명성 때문에 재료에 영향을 미치지 않습니다.

신청:

압전 변환기는 액추에이터와 센서로 모두 사용할 수 있습니다. 센서는 기계적 힘을 전기 전압 펄스로 바꾸고 액추에이터는 전압 펄스를 기계적 진동으로 변환합니다. 압전 센서는 회전하는 기계 부품의 불균형을 감지 할 수 있습니다. 초음파 레벨 측정 및 유속 측정에 사용할 수 있습니다. 불균형을 감지하기위한 진동 외에도 초음파 레벨 및 유량 측정에 사용할 수 있습니다.

습도 센서

습도 센서는 상대 습도를 감지합니다. 이것은 공기 온도와 습기를 모두 측정한다는 것을 의미합니다. 습도 감지는 산업 및 가정용 제어 시스템에 필수적입니다. 이는 사무 자동화, 자동차 공기 제어, 가전 제품 및 산업 공정 제어 시스템과 같은 대량의 비용에 민감한 애플리케이션과 습도 보상이 필요한 애플리케이션을 위해 설계되었습니다. 습도 센서는 일반적으로 용량 성 또는 저항성 유형입니다.

커패시터 센서의 응답은 저항 센서에 비해 더 선형 적입니다. 정전 용량 센서는 0 ~ 100 % 상대 습도 (RH)의 전체 범위에서 추가로 사용할 수 있으며, 여기서 저항 요소는 일반적으로 약 20 ~ 90 % 상대 습도 (RH)로 제한됩니다. 여기서 우리는 용량 성 센서에 대해 논의 할 것입니다.

정전 용량 형 습도 센서는 주변 공기의 RH에 따라 정전 용량을 변경합니다. 센서의 유전 상수는 측정 가능한 방식으로 습도 수준에 따라 변합니다. 커패시턴스는 상대 습도에 따라 증가합니다.

습도 센서

풍모:

• 높은 신뢰성과 장기적인 안정성.
• 전압 또는 주파수 출력이있는 회로에 사용됩니다.
• 무연 성분. 무연 부품.
• 포화 단계에서 탈 포화하기위한 즉각적인 변화.
• 빠른 응답 시간.

명세서:

• 전원 요구 사항 : 5 ~ 10 VDC.
• 통신 : 용량 성 구성 요소.
• 치수 : 0.25 x 0.40 in 직경 (6.2 x 10.2 mm 직경).
• 작동 온도 범위 : -40 ~ 100 ° C (-40 ~ 212 ° F).

습도 센서는 산업 및 가정용 응용 프로그램, 의료 응용 프로그램과 같은 광범위한 응용 프로그램을 가지고 있으며 환경의 수분 수준을 표시하는 데 사용됩니다.

습도 측정이 어렵습니다. 일반적으로 공기 중의 습도는 특정 온도에서 공기가 흡수 할 수있는 최대 물 양의 비율로 측정됩니다. 대기 조건과 주어진 온도에서이 비율은 0 ~ 100 % 사이에서 변할 수 있습니다. 이 상대 습도는 특정 온도 및 대기압에서만 유효합니다. 따라서 습도 센서가 온도 나 압력의 영향을받지 않도록하는 것이 중요합니다.

습도 센서 회로

서미스터를 통과하는 전류는 열을 발생시켜 온도를 높입니다. 열 방출은 수증기와 건조 질소의 열전도율 차이로 인해 노출 된 서미스터에 비해 밀봉 된 서미스터에서 더 많이 발생합니다. 서미스터의 저항 차이는 절대 습도에 비례합니다.

가스 센서 :

가스 센서는 많은 보안 시스템과 최신 방법론의 기본 구성 요소로 시스템에 핵심 품질 관리 피드백을 제공합니다. 또한 감도 수준, 감지 할 가스 유형, 물리적 측정 및 다양한 요소에 따라 다양한 사양으로 제공됩니다.

가스 센서는 일반적으로 배터리로 작동됩니다. 위험한 수준의 가스 증기가 확인되면 경보 및 점멸등과 같은 일련의 가청 및 가시 신호를 통해 경고를 전송합니다. 다른 가스는 가스 농도를 측정 할 때 센서에 의해 기준점으로 사용됩니다.

가스 센서

센서 모듈은 감지 부품이 아래에 수용되는 강철 외골격으로 구성됩니다. 이 감지 부품은 연결 리드를 통해 전류를받습니다. 이 전류를 가열 전류라고합니다. 감지 구성 요소에 가까운 가스가 이온화되어 감지 구성 요소에 흡수됩니다. 이것은 감지 부품의 저항을 변경하여 전류가 나가는 값을 변경합니다.

풍모:

1. 안정적인 성능, 긴 수명, 저렴한 비용.
2. 간단한 구동 회로.
3. 빠른 응답.
4. 광범위한 가연성 가스에 대한 고감도.
5. 안정적인 성능, 긴 수명, 저렴한 비용.

가스 감지기는 가연성, 인화성 및 유독 가스 및 산소 소비를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 이 유형의 장치는 산업에서 널리 사용되며 석유 굴착 장치의 다양한 영역에서 볼 수 있으며 광전지와 같은 신흥 기술 및 양식 생산을 스크리닝합니다. 소방에 추가로 활용 될 수 있습니다.

가스 센서는 가연성 가스 (예 : 수소, 메탄 또는 프로판 / 부탄 (LPG))를 감지하는 데 적합합니다.

가스 센서 회로

가연성 또는 환원성 가스가 측정 요소와 접촉하면 촉매 연소가 일어나 온도가 상승하여 요소의 저항이 변경됩니다. 센서 저항의 변화는 센서 저항 (RS)과 직렬로 연결된 부하 저항 (RL)에 걸리는 출력 전압의 변화로 얻어집니다. 테스트중인 가스의 농도는 센서 표면이 환원 가스를 흡수 할 때 전도도의 변화에 ​​의해 결정됩니다. 데이터 수집 보드의 일정한 5V 출력은 센서의 히터 (VH) 및 감지 회로 (VC)에 사용할 수 있습니다.

이제이 주제 또는 전기 및 전기에 대한 질문이있는 경우 센서 유형 및 응용 분야에 대한 아이디어를 얻었습니다. 전자 프로젝트 아래에 댓글을 남겨주세요.

일반적인 작동 회로