Deel van EEN
1. De detectie vindt plaats via een bepaalde fysieke methode, waarbij het aantal gemeten parameters binnen een bepaald bereik wordt onderscheiden om te bepalen of de gemeten parameters gekwalificeerd zijn of dat het aantal parameters aanwezig is. Het proces omvat het vergelijken van de gemeten onbekende grootheid met een standaardgrootheid van dezelfde aard, het bepalen van de factor waarmee de door het meetteam gemeten standaardgrootheid wordt vermenigvuldigd en deze factor numeriek wordt uitgedrukt.
Op het gebied van automatisering en detectie omvat de taak van detectie niet alleen de inspectie en meting van afgewerkte of halffabricaten, maar ook het inspecteren, bewaken en controleren van een productieproces of bewegend object om ervoor te zorgen dat het in de door mensen geselecteerde optimale conditie verkeert. Het is daarom noodzakelijk om de grootte en veranderingen van diverse parameters continu te detecteren en te meten. Deze technologie voor realtime detectie en meting van productieprocessen en bewegende objecten wordt ook wel technische inspectietechnologie genoemd.
Er zijn twee soorten metingen: directe metingen en indirecte metingen.
Directe meting houdt in dat de gemeten waarde van de meterstand direct wordt afgelezen, zonder enige berekening. Bijvoorbeeld: het meten van de temperatuur met een thermometer, of het meten van de spanning met een multimeter.
Bij indirecte meting worden meerdere fysische grootheden gemeten die met elkaar verband houden, waarna de gemeten waarde wordt berekend aan de hand van de functionele relatie. Bijvoorbeeld, vermogen P is gerelateerd aan spanning V en stroom I, oftewel P=VI, en het vermogen wordt berekend door de spanning en stroom te meten.
Directe meting is eenvoudig en handig en wordt vaak in de praktijk gebruikt. Echter, in gevallen waarin directe meting niet mogelijk is, onhandig is of een grote meetfout oplevert, kan indirecte meting worden toegepast.
Het concept van een foto-elektrische sensor en sensor
De functie van een sensor is het omzetten van een niet-elektrische grootheid in een elektrische grootheid waarmee een bepaalde correspondentie bestaat. De sensor vormt in feite de interface tussen het niet-elektrische en het elektrische groothedensysteem. In het detectie- en regelproces is de sensor een essentieel omzettingsapparaat. Vanuit energetisch oogpunt kunnen sensoren worden onderverdeeld in twee typen: energieregelende sensoren, ook wel actieve sensoren genoemd, en energieomzettingssensoren, ook wel passieve sensoren genoemd. Een energieregelende sensor meet veranderingen in elektrische parameters (zoals weerstand en capaciteit) en zet deze om in veranderingen door middel van een externe voedingsbron. Deze sensor kan de gemeten parameterveranderingen omzetten in spannings- en stroomveranderingen. Een energieomzettingssensor kan de gemeten veranderingen direct omzetten in spannings- en stroomveranderingen, zonder externe voedingsbron.
In veel gevallen is de te meten niet-elektrische grootheid niet het type niet-elektrische grootheid dat de sensor kan omzetten. Daarom is het nodig om een component of apparaat vóór de sensor te plaatsen dat de gemeten niet-elektrische grootheid kan omzetten naar een niet-elektrische grootheid die de sensor wél kan ontvangen en omzetten. Een sensor is zo'n component of apparaat dat de gemeten niet-elektrische grootheid omzet in bruikbare elektriciteit. Bijvoorbeeld, bij het meten van spanning met een rekstrookje, moet het rekstrookje worden bevestigd aan een elastisch element dat de druk uitoefent. Het elastische element zet de druk om in een rekspanning, en het rekstrookje zet deze rekspanning om in een verandering in weerstand. In dit geval is zowel het rekstrookje als het elastische element de sensor. Zowel de sensor als het elastische element kunnen de gemeten niet-elektrische grootheid omzetten, maar de sensor zet de gemeten niet-elektrische grootheid om in bruikbare niet-elektrische energie, terwijl het elastische element de gemeten niet-elektrische grootheid omzet in elektrische energie.
2, foto-elektrische sensorHet is gebaseerd op het foto-elektrisch effect, waarbij een lichtsignaal wordt omgezet in een elektrisch signaal. Sensoren gebruiken het veelvuldig in automatiseringssystemen, de lucht- en ruimtevaart, radio en televisie en andere sectoren.
Foto-elektrische sensoren omvatten hoofdzakelijk fotodiodes, fototransistors, fotoweerstanden, fotokoppelaars, foto-elektrische sensoren, fotocellen en beeldsensoren. Een tabel met de belangrijkste typen is weergegeven in de onderstaande afbeelding. In de praktijk is het noodzakelijk om de juiste sensor te selecteren om het gewenste effect te bereiken. Het algemene selectieprincipe is:snelle foto-elektrische detectieVoor circuits met een breed bereik aan lichtsterktemeters en ultrasnelle lasersensoren is een fotodiode vereist; voor eenvoudige pulsfoto-elektrische sensoren van enkele duizenden Hertz en langzame pulsfoto-elektrische schakelaars in eenvoudige circuits is een fototransistor aan te raden; hoewel de reactiesnelheid traag is, zijn voor de weerstandsbrugsensor met goede prestaties en de fotosensor met weerstandseigenschappen in automatische straatverlichtingscircuits en variabele weerstanden die evenredig veranderen met de lichtsterkte, CdS- en PBS-lichtgevoelige elementen vereist; voor roterende encoders, snelheidssensoren en ultrasnelle lasersensoren moeten geïntegreerde foto-elektrische sensoren worden gebruikt.
Type foto-elektrische sensor Voorbeeld van een foto-elektrische sensor
PN-knooppuntPN-fotodiode(Si, Ge, GaAs)
PIN-fotodiode (Si-materiaal)
Lawinefotodiode(Si, Ge)
Fototransistor (Foto-Darlingtonbuis) (Si-materiaal)
Geïntegreerde foto-elektrische sensor en foto-elektrische thyristor (Si-materiaal)
Fotocel zonder pn-junctie (materiaal met CdS, CdSe, Se, PbS)
Thermoelektrische componenten (gebruikte materialen (PZT, LiTaO3, PbTiO3))
Elektronenbuis, fotobuis, camerabuis, fotomultiplicatorbuis
Andere kleurgevoelige sensoren (Si, α-Si materialen)
Vaste beeldsensor (Si-materiaal, CCD-type, MOS-type, CPD-type)
Positiedetectie-element (PSD) (Si-materiaal)
Fotocel (fotodiode) (Si voor materialen)
Geplaatst op: 18 juli 2023