Das Gerät sammelt Temperaturinformationen von der Quelle und wandelt sie in eine für andere Geräte oder Personen verständliche Form um. Das beste Beispiel für einen Temperatursensor ist ein Quecksilberthermometer aus Glas, das sich bei Temperaturänderungen ausdehnt und zusammenzieht. Die Außentemperatur ist die Quelle der Temperaturmessung, und der Beobachter beobachtet die Position des Quecksilbers, um die Temperatur zu messen. Es gibt zwei grundlegende Arten von Temperatursensoren:
· Kontaktsensor
Dieser Sensortyp erfordert direkten physischen Kontakt mit dem erfassten Objekt oder Medium. Sie können die Temperatur von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen über einen weiten Temperaturbereich überwachen.
· Berührungsloser Sensor
Dieser Sensortyp benötigt keinen physischen Kontakt mit dem zu erfassenden Objekt oder Medium. Sie überwachen nicht reflektierende Feststoffe und Flüssigkeiten, sind jedoch aufgrund ihrer natürlichen Transparenz unbrauchbar für Gase. Diese Sensoren messen die Temperatur mithilfe des Planckschen Strahlungsgesetzes. Dieses Gesetz verwendet die von einer Wärmequelle abgestrahlte Wärme zur Temperaturmessung.
Funktionsprinzipien und Beispiele verschiedener Arten vonTemperatursensoren:
(i) Thermoelemente – Sie bestehen aus zwei Drähten (jeweils aus einer anderen einheitlichen Legierung oder einem anderen Metall), die durch eine Verbindung an einem Ende, die zum zu prüfenden Element hin offen ist, eine Messverbindung bilden. Das andere Ende des Drahtes ist mit dem Messgerät verbunden, wo eine Vergleichsstelle entsteht. Da die Temperaturen der beiden Knoten unterschiedlich sind, fließt Strom durch den Stromkreis und die resultierenden Millivolt werden gemessen, um die Temperatur des Knotens zu bestimmen.
(ii) Widerstandstemperaturfühler (RTDS) – Dies sind thermische Widerstände, die so hergestellt werden, dass sie ihren Widerstand bei Temperaturänderungen ändern. Sie sind teurer als alle anderen Temperaturmessgeräte.
(iii)Thermistoren– Sie sind eine andere Art von Widerstand, bei dem große Widerstandsänderungen proportional oder umgekehrt proportional zu kleinen Temperaturänderungen sind.
(2) Infrarotsensor
Das Gerät sendet oder erkennt Infrarotstrahlung, um bestimmte Phasen in der Umgebung zu erfassen. Im Allgemeinen wird von allen Objekten im Infrarotspektrum Wärmestrahlung abgegeben, und Infrarotsensoren erkennen diese für das menschliche Auge unsichtbare Strahlung.
· Vorteile
Einfach anzuschließen, im Handel erhältlich.
· Nachteile
Durch Umgebungsgeräusche wie Strahlung, Umgebungslicht usw. gestört werden.
So funktioniert es:
Die Grundidee besteht darin, Infrarot-Leuchtdioden zu verwenden, um Infrarotlicht auf Objekte auszustrahlen. Eine weitere Infrarotdiode desselben Typs wird verwendet, um von Objekten reflektierte Wellen zu erkennen.
Wenn der Infrarotempfänger mit Infrarotlicht bestrahlt wird, entsteht auf dem Kabel eine Spannungsdifferenz. Da die erzeugte Spannung gering und schwer zu erfassen ist, wird ein Operationsverstärker (OP-Amp) verwendet, um niedrige Spannungen genau zu erfassen.
(3) Ultraviolettsensor
Diese Sensoren messen die Intensität bzw. Leistung einfallenden ultravioletten Lichts. Diese elektromagnetische Strahlung hat eine längere Wellenlänge als Röntgenstrahlen, aber immer noch eine kürzere als sichtbares Licht. Für eine zuverlässige UV-Sensorik wird ein aktives Material namens polykristalliner Diamant verwendet, das die Umweltbelastung durch ultraviolette Strahlung erkennen kann.
Kriterien zur Auswahl von UV-Sensoren
· Wellenlängenbereich, der vom UV-Sensor erfasst werden kann (Nanometer)
· Betriebstemperatur
· Genauigkeit
· Gewicht
· Leistungsbereich
So funktioniert es:
UV-Sensoren empfangen eine Art von Energiesignal und senden eine andere Art von Energiesignal.
Um diese Ausgangssignale zu beobachten und aufzuzeichnen, werden sie an einen Stromzähler weitergeleitet. Zur Erstellung von Grafiken und Berichten wird das Ausgangssignal an einen Analog-Digital-Wandler (ADC) und anschließend per Software an einen Computer übertragen.
Anwendungen:
· Messen Sie den Teil des UV-Spektrums, der die Haut verbrennt
· Apotheke
· Autos
· Robotik
· Lösungsmittelbehandlung und Färbeverfahren für die Druck- und Färbeindustrie
Chemische Industrie für die Herstellung, Lagerung und den Transport von Chemikalien
(4) Berührungssensor
Der Berührungssensor fungiert je nach Berührungsposition als variabler Widerstand. Diagramm eines Berührungssensors, der als variabler Widerstand fungiert.
Der Touchsensor besteht aus folgenden Komponenten:
· Vollständig leitfähiges Material, wie z. B. Kupfer
· Isolierende Abstandsmaterialien wie Schaumstoff oder Kunststoff
· Teil aus leitfähigem Material
Prinzip und Funktionsweise:
Einige leitfähige Materialien wirken dem Stromfluss entgegen. Das Grundprinzip linearer Positionssensoren besteht darin, dass der Stromfluss umso stärker umgekehrt wird, je länger das Material ist, durch das der Strom fließen muss. Dadurch ändert sich der Widerstand eines Materials durch die Änderung seiner Kontaktposition mit einem vollständig leitfähigen Material.
Typischerweise ist die Software mit einem Berührungssensor verbunden. In diesem Fall wird der Speicher durch die Software bereitgestellt. Wenn die Sensoren ausgeschaltet sind, können sie sich die „Position des letzten Kontakts“ merken. Sobald der Sensor aktiviert ist, können sie sich die „Position des ersten Kontakts“ merken und alle damit verbundenen Werte verstehen. Diese Aktion ist vergleichbar mit dem Bewegen der Maus und dem Positionieren am anderen Ende des Mauspads, um den Cursor an das andere Ende des Bildschirms zu bewegen.
Anwenden
Berührungssensoren sind kostengünstig und langlebig und werden häufig verwendet
Business – Gesundheitswesen, Vertrieb, Fitness und Gaming
· Geräte – Backofen, Waschmaschine/Trockner, Geschirrspüler, Kühlschrank
Transport – Vereinfachte Steuerung zwischen Cockpitfertigung und Fahrzeugherstellern
· Flüssigkeitsstandsensor
Industrielle Automatisierung – Positions- und Füllstandserfassung, manuelle Touch-Steuerung in Automatisierungsanwendungen
Unterhaltungselektronik – bietet ein neues Maß an Gefühl und Kontrolle in einer Vielzahl von Verbraucherprodukten
Näherungssensoren erkennen Objekte, die kaum Kontaktpunkte aufweisen. Da kein Kontakt zwischen Sensor und Messobjekt besteht und keine mechanischen Teile vorhanden sind, zeichnen sich diese Sensoren durch eine lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit aus. Zu den verschiedenen Arten von Näherungssensoren gehören induktive Näherungssensoren, kapazitive Näherungssensoren, Ultraschall-Näherungssensoren, fotoelektrische Sensoren, Hall-Effekt-Sensoren und mehr.
So funktioniert es:
Der Näherungssensor sendet ein elektromagnetisches oder elektrostatisches Feld oder einen Strahl elektromagnetischer Strahlung (z. B. Infrarot) aus und wartet auf ein Antwortsignal oder eine Änderung des Felds. Das erfasste Objekt wird als Ziel des Näherungssensors bezeichnet.
Induktive Näherungssensoren – sie verfügen über einen Oszillator als Eingang, der den Verlustwiderstand durch Annäherung an das leitende Medium ändert. Diese Sensoren sind die bevorzugten Metallziele.
Kapazitive Näherungssensoren – sie wandeln Änderungen der elektrostatischen Kapazität auf beiden Seiten der Detektionselektrode und der geerdeten Elektrode um. Dies geschieht durch die Annäherung an nahe Objekte mit einer Änderung der Schwingfrequenz. Zur Erkennung naher Ziele wird die Schwingfrequenz in eine Gleichspannung umgewandelt und mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen. Diese Sensoren sind die erste Wahl für Kunststoffziele.
Anwenden
· Wird in der Automatisierungstechnik verwendet, um den Betriebszustand von verfahrenstechnischen Anlagen, Produktionssystemen und Automatisierungsgeräten zu definieren
· Wird in einem Fenster verwendet, um eine Warnung zu aktivieren, wenn das Fenster geöffnet wird
· Wird zur mechanischen Schwingungsüberwachung verwendet, um den Abstandsunterschied zwischen Welle und Stützlager zu berechnen
Beitragszeit: 03.07.2023