Датчики

Датчики (давач, датник, сенсор) – це елементи які сприймають вхідний сигнал (вхідну величину, яка контролюється наприклад тиск, температура, струм, напруга та тощо) і перетворюють його в величину зручну для передачі, зберігання, використовування у системі керування.

Датчик обов’язково містить у своїй конструкції чутливий елемент і часто – перетворювальну частину. Головними ж характеристиками електронних датчиків є їх чутливість і похибка вимірювання.

Структурна схема датчика

Класифікація датчиків

Датчики можна класифікувати за багатьма параметрами,  але головні з них показані нижче.

Класифікація за методом вимірювання (виду вхідних величин):

Активні

Електричні датчики, які перетворюють неелектричні вхідні величини в електричний сигнал, називають генераторними (активними) датчиками. Не потребують зовнішнього джерела живлення. До них відносять: термоелектричні (термопари), індукційні, п’єзоелектричні, вентильні, фотоелементи.

Пасивні

Це такі датчики, у яких зміна вхідної величини датчика викликає зміна будь – якого параметра самого датчика (До них відносяться: контактні, реостатні, тензодатчики, потенціометричні, терморезистори, ємнісні, індуктивні. Параметричні датчики отримують енергію від допоміжного джерела живлення.

Класифікація за видом вхідного сигналу (фізичної величини, що вимірюється):

• Тиску: манометри, вакуумметри, мановакуумметри.
• Температури: манометричні термометри, термопари, термометри опору. (Датчик температури)
• Рівня:  поплавкові, кондутометричні, ємнісні, радарні, ультразвутові.
• Витрат (витратомір): механічні лічильники витрат, перепадоміри, ультразвукові витратоміри, електромагнітні витратоміри, витратомір коріоліса, вихрові витратоміри.
• Концентрації. (датчик чадного газу)
• Радіоактивності: іонізаційна камера, датчик прямого заряду.
• Положення: кінцеві вимикачі.
• Кутового положення: сельсин.
• Вібрації
• Вологості.
• Фотодатчики (оптичні): інфрачервоний датчик руху, фотодіод.

За видом вихідного сигналу датчики бувають:

– аналогові

Виробляють аналоговий сигнал, пропорційно зміни вхідній величині. Згідно зі стандартами існує три діапазони струмових сигналів: 0 … 5мА, 0 … 20мА і 4 … 20мА.

– дискретні

Виробляють дискретний сигнал послідовність імпульсів. Найпростіший датчик – звичайний механічний контакт: двері відкрили – контакт розімкнувся, закрили – замкнувся. Таким чином, датчики на основі контакту є дискретними або бінарними, мають два положення, замкнутий – розімкнути або 1 і 0.

– цифрові

Датчики, що генерують послідовність імпульсів або двійковий код;

За принципом дії:

• Волоконно-оптичні
• Оптичні (фотодатчики)
• Магнітоелектричний датчик (На основі ефекту Холла)
• П’єзоелектричний датчик
• Тензоперетворювач
• Ємнісний датчик
• Потенціометричний датчик
•  Індуктивний датчик

Використання датчиків

Датчики роблять життя людини простішим та безпечнішим, автоматизують банальні та монотонні дії. Наприклад в освітленні – прожектори, світильники які підключаються до  датчиків руху або освітлення в опаленні, побутові прилади також мають датчики.

Області використання датчиків дуже різноманітні: промислова техніка, вимірювання і регулювання, робототехніка, автомобілебудування, медична техніка.