Реферат: Датчики - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Датчики

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 124 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Понятие датчика Человек глазами воспринимает форму , разме ры и цвет окружающих предметов , ушами слышит звуки , носом чувствует запахи . Обычно говорят о пяти ви дах ощущений , связанных со зрением , слухом , обонянием , вкусом и осязанием . Для формировани я ощущений человеку необходимо внешнее раздра жение определенных органов - " датчиков чувств ". Для различных видов ощущений роль датчи ков играют определенные органы чувств : Зрение......Глаза Слух........Уши Вкус........Язык Обоняние....Нос Осязание....Кожа Однако , для получения ощущения одних только органов чувств недостаточно . Н апример , при зрительном ощущении совсем не значит , что человек видит только благодаря глазам . Общеизвестно , что через глаза раз дражения от внешней среды в виде сигналов по нервным волокнам передаются в головно й мозг и уже в нем формируется ощущен ие большо г о и малого , черного и белого и т.д . Эта общая схема возникн овения ощущения относится также к слуху , о бонянию и другим видам ощущения , т.е . факти чески внешние раздражения как нечто сладкое или горькое , тихое или громкое оцениваютс я головным мозгом , котором у необходи мы датчики , реагирующие на эти раздражения. Аналогичная система формируется и в а втоматике . Процесс управления заключается в п риеме информации о состоянии объекта управлен ия , ее контроле и обработке центральным ус тройством и выдачи им управляющих сигна лов на исполнительные устройства . Для приема информации служат датчики неэлектрических ве личин . Таким образом , контролируется температура , механические перемещения , наличие или отсутств ие предметов , давление , расходы жидкостей и газов , скорость враще н ия и т.п. Принцип действия и классификация Датчики информируют о состоянии внешне й среды путем взаимодействия с ней и преобразования реакции на это взаимодействие в электрические сигналы . Существует множество явлений и эффектов , видов преобразования свой с тв и энергии , которые можно использов ать для создания датчиков . В табл . 1 приведе н сравнительно скромный перечень. При классификации датчиков в качестве основы часто используется принцип их дейст вия , который , в свою очередь , может базиров аться на физически х или химических яв лениях и свойствах. Основные виды Температурные датчикия . С температурой мы сталкиваемся ежедневно, и это наиболее знакомая нам физическая величина. Среди прочих датчиков температурны е отличаются особенно большим разнообразием т ипов и я вляются одним из самых ра спространненых . Стеклянный термометр со столбиком ртути известен с давних времен и широко ис пользуется в наши дни . Терморезисторы сопроти вления которых изменяется под влиянием темпер атуры , используются довольно часто в разнообр азны х устройствах благодаря сравнительно малой стоимости датчиков данного типа . Сущест вует три вида терморезисторов : с отрицательно й характеристикой (их сопротивление уменьшается с повышением температуры ), С положительной х арактеристикой (с повышением темпера т уры сопротивление увеличивается ) и с критично й характеристикой (сопротивление увеличивается пр и пороговом значении температуры ). Обычно сопр отивление под влиянием температуры изменяется довольно резко . Для расширения линейного уч астка этого изменения пара л лельно и последовательно терморезистору присоединяются резисторы. Термопары особенно широко применяются в области измерений . В них используется эфф ект Зеебека : в спае из разнородных металло в возникает ЭДС , приблизительно пропорциональная разности температу р между самим спае м и его выводами . Диапазон измеряемых терм опарой температур зависит от применяемых мета ллов . В термочувствительных ферритах и конден саторах используется влияние температуры соответ ственно на магнитную и диэлектрическую прониц аемость , нач и ная с некоторого знач ения , которое называется температурой Кюри и для конкретного датчика зависит от приме няемых в нем материалов. Термочувствительные диоды и тиристоры относятся к полупроводниковым датчикам , в которых используется температурная зависимост ь проводимости p - n-перехода (обычно на криста лле кремния ). В последнее время практическое применение нашли так называемые интегральные температурные датчики , представляющие собой тер мочувствительный диод на одном кристалле с периферийными схемами , например усилителем и др. Оптические датчикия . Подобно температурным оптические датчики от личаются большим р азнообразием и массовостью применения . Как ви дно из табл . 3, по принципу оптико-электрическог о преобразования эти датчики можно разделить на четыре типа : на основе эффектов фотоэлектронной эмиссии , фотопроводимости , фотога льванического и пироэлектрических. Фотогальваническая эмиссия , или внешний ф отоэффект , - это испускание электронов при паде нии света физическое тело . Для вылета элек тронов из физического т ела им необход имо преодолеть энергетический барьер . Поскольку энергия фотоэлектронов пропорциональна hc/л (где h - постоянная Планка , с - скорость света , л - длина волны света ), то , чем короче длина волны облучающего света , тем больше энерг ия электронов и легче преодоление ими указанного барьера. Эффект фотопроводимости , или внутренний ф отоэффект , - это изменение электрического сопротивл ения физического тела при облучении его с ветом . Среди материалов , обладающих эффектом ф отопроводимости , - ZnS, CdS, GaAs, Ge, PbS и др . Максимум спек тральной чувствительности CdS приходится приблизительно на свет с длиной волны 500-550 нм , что соответствует приблизительно середине зоны чувст вительности человеческого зрения . Оптические датч ики , работающие на эффекте фотопрово д имости , рекомендуется использовать в эксп онометрах фото - и кинокамер , в автоматических выключателях и регуляторах света , обнаружите лях пламени и др . Недостаток этих датчиков - замедленная реакция (50 мс и более ). Фотогальванический эффект заключается в в оз никновении ЭДС на выводах p - n-перехода в облуч аемом светом полупроводнике . Под воздействием света внутри p - n-перехода появляются свободные электроны и дырки и генерируется ЭДС . Типичные да тчики , работающие по этому принципу , - фотодиоды , фототранзисторы . Т акой же принцип де йствия имеет оптико-электрическая часть двухмерны х твердотельных датчиков изображения , например датчиков на приборах с зарядовой связью (ПЗС-датчиков ). В качестве материала подложки для фотогальванических датчиков чаще всего используется кремний . Сравнительно высо кая скорость отклика и большая чувствительнос ть в диапазоне от ближней инфракрасной (ИК ) зоны до видимого света обеспечивает этим датчакам широкую сферу применения. Пироэлектрические эффекты - это явления , пр и которых на поверхнос ти физического тела вследствие изменений поверхностного темпера турного "рельефа " возникают электрические заряды , соответствующие этим изменениям . Среди материа лов , обладающих подобными свойствами : и множес тво других так нызываемых пироэлектрических м атери а лов . В корпус датчика встрое н полевой транзистор , позволяющий преобразовывать высокое полное сопротивление пиротехнического элемента с его оптимальными электрическими зарядами в более низкое и оптимальное выходное сопротивление датчика . Из датчиков э того т ипа наиболее часто используют ся ИК-датчики. Среди оптических датчиков мало найдется таких , которые обладали бы достаточной чу вствительностью во всем световом диапазоне . Б ольшинство датчиков имеет оптимальную чувствител ьность в довольно узкой зоне ультрафио летовой , или видимой , или инфракрасной части спектра. Основные преимущества перед датчиками дру гих типов : 1. Возмож ность беск онтактного обнаружения. 2. Возможность (при соот ветствующей оптике ) измерения объектов как с чрезв ычайно большими , так и с необыч айно малыми раз мерами. 3. Высокая скорость отклика. 4. Удобство применения ин тегральной технологии (оптические датчики , как правило , твердотельные и полупроводниковые ), обеспечивающей малые размеры и большой срок службы. 5. Обширная сфера использования : и зме рение различных физических величин , определение формы , распознавания объектов и т.д. Наряду с преимуществами оптические датчик и обладают и некоторыми недостатками , а им енно чувствительны к загрязнению , подвержены влиянию постороннего света , светового фо н а , а также температуры (при полупроводниковой основе ). Датчики давления . В датчиках давления всегда испытывается боль шая потребность , и они находят весьма широкое применение . Пр инцип регистрации давления служит основой для многих других типов датчиков , например датчиков массы , положения , уровня и расхо да жидкости и др . В подавляющем большинств е случаев индикация давления осуществляется б лагодаря деформации упругих тел , например диа фрагмы , трубки Прудона , гофрированной мембраны . Такие датчики имеют доста т очную прочность , малую стоимость , но в них зат руднено получение электрических сигналов . Потенци алометрические (реостатные ), емкостные , индукционные , магнитнострикционные , ультразвуковые датчики давле ния имеют на выходе электрический сигнал , но сравнительн о сложны в изготовлен ии. В настоящее время в качестве датчиков давления все шире используются тензометры . Особенно перспективными представляются полкпровод никовые тензометры диффузионного типа . Диффузионн ые тензометры на кремниевой подложке обладают высокой чувствительностью , малыми размерами и легко интегрируются с периферийными сх емами . Путем травления по тонкопленочной техн ологии на поверхности кристалла кремния с n-продимостью формируется круглая диафрагма . На краях диафрагмы методом диффузии наносятся п леночные резисторы , имеющие p-прово димость . Если к диафрагме прикладывается давл ение , то сопротивление одних резисторов увели чивается , а других - уменьшается . Выходной сигна л датчика формируется с помощью мостовой схемы , в которою входят эти резисторы. Пол упроводниковые датчики давления ди ффузионного типа , подобные вышеописанному , широко используются в автомобильной электронике , во всевозможных компрессорах . Основные проблемы - это температурная зависимость , неустойчивость к внешней среде и срок службы. Да тчики влажности и газовые ан ализаторы Влажность - физический п араметр , с которым , как и с температурой , человек сталкивается с самых древних времен ; однако надежных датчиков не было в течение дл ительного периода . Чаще всего для подобных датчиков использов ались человеческий или конский волос , удлиняющиеся или укорачивающиеся при изменении влажности . В настоящее врем я для определения влажности используется поли мерная пленка , покрытая хлористым литием , набу хающим от влаги . Однако датчики на этой основе облад а ют гистерезисом , неста бильностью характеристик во времени и узким диапазоном измерения . Более современными явл яются датчики , в которых используются керамик а и твердые электролиты . В них устранены вышеперечисленные недостатки . Одна из сфер применения датчи к ов влажности - разн ообразные регуляторы атмосферы. Газовые датчики широко используются на производственных предприятиях для обнаружения разного рода вредных газов , а в домашних помещениях - для обнаружения утечки горючего газа . Во многих случаях требуется обнаруживать определенные виды газа и желательно иметь газовые датчики , обладающие избирательной характеристикой относительн о газовой среды . Однако реакция на другие газовые компоненты затрудняет создание избир ательных газовых датчиков , обладающих высокой чувствительностью и надежностью . Газо вые датчики могут быть выполнены на основ е МОП-транзисторов , гальванических элементов , тверд ых электролитов с использованием явлений ката лиза , интерференции , поглощения инфракрасных лучей и т.д . Для регистрации утечки б ытового газа , например сжиженного природн ого или горючего газа типа пропан , использ уется главным образом полупроводниковая керамика , в частности , или устройства , работающие п о принципу каталитического горения. При использовании датчиков газа и вла жности дл я регистрации состояния различны х сред , в том числе и агрессивных , част о возникает проблема долговечности. Магнитные датчикия . Главной особеностью магнитных датчиков , как и оптических , является быстр одействие и возможность обнаружения и измерен ия бесконта ктным способом , но в отличи е от оптических этот вид датчиков не чувствителен к загрязнению . Однако в силу характера магнитных явлений эффективная работа этих датчиков в значительной мере зависит от такого параметра , как расстояние , и обычно для магнитных д атчиков нео бходима достаточная близость к воздействующему магнитному полю. Среди магнитных датчиков хорошо известны датчики Холла . В настоящее время они применяются в качестве дискретных элементов , но быстро расширяется применение элементов Хо лла в виде ИС , выполненных на кремни евой подложке . Подобные ИС наилучшим образом отвечают современным требованиям к датчикам. Магниторезистивные полупроводниковые элементы имеют давнюю историю развития . Сейчас снова оживились исследования и разработки магнитор езистивны х датчиков , в которых использует ся ферромагнетики . Недостатком этих датчиков является узкий динамический диапазон обнаруживае мых изменений магнитного поля . Однако высокая чувствительность , а также возможность создан ия многоэлементных датчиков в виде ИС пу т ем напыления , т . е . технологичност ь их производства , составляют несомненные пре имущества . Список использованной лит ературы 1. Како Н ., Яманэ Я . Датчики и микр о-ЭВМ . Л : Энергоатомиз дат , 1986г. 2. У.Титце , К.Шенк . Полупроводниковая схемотехн ика . М : Мир, 1 982г. 3. П.Хоровиц , У.Хилл . Искусс тво схемотехники т .2, М : Мир, 1984г. 4. Справочная книга радиолюбителя-конструктора . М : Радио и связь , 1990г .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Вы серьезно котенка Беляшиком назвали?
- Да. Он жилистый, немного мясной и, сцуко, опасный. Как беляш на рынке.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru