جزء من واحد
١. يتم الكشف بطريقة فيزيائية محددة، لتمييز عدد المعلمات المقاسة ضمن نطاق معين، وذلك لتحديد ما إذا كانت المعلمات المقاسة مؤهلة أم لا. تتم عملية مقارنة الكمية المجهولة المقاسة بالكمية القياسية من نفس النوع، وتحديد مضاعفات الكمية القياسية التي يقيسها الفريق، والتعبير عنها عدديًا.
في مجال الأتمتة والكشف، لا تقتصر مهمة الكشف على فحص وقياس المنتجات النهائية أو شبه النهائية فحسب، بل تشمل أيضًا فحص ومراقبة عملية الإنتاج أو الأجسام المتحركة لضمان جودتها في أفضل حالة يختارها العاملون، وذلك من خلال الكشف عن حجم وتغير مختلف المعلمات وقياسها في أي وقت. تُسمى هذه التقنية للكشف والقياس الفوري لعملية الإنتاج والأجسام المتحركة أيضًا بتقنية الفحص الهندسي.
هناك نوعان من القياس: القياس المباشر والقياس غير المباشر
القياس المباشر هو قياس القيمة المقاسة لقراءة العداد دون أي حساب، مثل: استخدام مقياس الحرارة لقياس درجة الحرارة، استخدام مقياس متعدد لقياس الجهد
القياس غير المباشر هو قياس عدة كميات فيزيائية مرتبطة بالقياس، وحساب القيمة المقاسة من خلال العلاقة الوظيفية. على سبيل المثال، ترتبط القدرة P بالجهد V والتيار I، أي أن P = VI، وتُحسب القدرة بقياس الجهد والتيار.
القياس المباشر بسيط ومريح، ويُستخدم بكثرة في الممارسة العملية. ومع ذلك، في حال استحالة القياس المباشر، أو كان غير ملائم، أو كان خطأ القياس المباشر كبيرًا، يمكن استخدام القياس غير المباشر.
مفهوم المستشعر الضوئي والمستشعر
وظيفة المستشعر هي تحويل الكمية غير الكهربائية إلى خرج الكمية الكهربائية التي توجد بها علاقة مقابلة محددة، والتي هي في الأساس الواجهة بين نظام الكمية غير الكهربائية ونظام الكمية الكهربائية. في عملية الكشف والتحكم، يكون المستشعر جهاز تحويل أساسي. من وجهة نظر الطاقة، يمكن تقسيم المستشعر إلى نوعين: أحدهما هو مستشعر التحكم في الطاقة، والمعروف أيضًا باسم المستشعر النشط؛ والآخر هو مستشعر تحويل الطاقة، والمعروف أيضًا باسم المستشعر السلبي. يشير مستشعر التحكم في الطاقة إلى أن المستشعر سيتم قياسه في تحويل المعلمات الكهربائية (مثل المقاومة والسعة) التغييرات، ويحتاج المستشعر إلى إضافة مصدر طاقة مثير، ويمكن قياس تغييرات المعلمات إلى الجهد، وتغيرات التيار. يمكن لمستشعر تحويل الطاقة تحويل التغيير المقاس مباشرة إلى تغيير في الجهد والتيار، دون مصدر إثارة خارجي.
في كثير من الحالات، لا تكون الكمية غير الكهربائية المراد قياسها هي النوع الذي يمكن للمستشعر تحويله، مما يتطلب إضافة جهاز أو أداة أمام المستشعر يمكنها تحويل الكمية غير الكهربائية المقاسة إلى الكمية غير الكهربائية التي يمكن للمستشعر استقبالها وتحويلها. المكون أو الجهاز الذي يمكنه تحويل الكمية غير الكهربائية المقاسة إلى كهرباء متاحة هو المستشعر. على سبيل المثال، عند قياس الجهد باستخدام مقياس إجهاد المقاومة، من الضروري توصيل مقياس الإجهاد بالعنصر المرن لضغط البيع، حيث يحول العنصر المرن الضغط إلى قوة إجهاد، ويحول مقياس الإجهاد قوة الإجهاد إلى تغير في المقاومة. هنا يكون مقياس الإجهاد هو المستشعر، والعنصر المرن هو المستشعر. يمكن لكل من المستشعر والمستشعر تحويل الكمية غير الكهربائية المقاسة في أي وقت، ولكن المستشعر يحول الكمية غير الكهربائية المقاسة إلى كمية غير كهربائية متاحة، ويحول المستشعر الكمية غير الكهربائية المقاسة إلى كهرباء.
2, مستشعر ضوئي كهربائييعتمد على التأثير الكهروضوئي، وتحويل الإشارة الضوئية إلى مستشعر إشارة كهربائية، ويستخدم على نطاق واسع في التحكم الآلي، والفضاء الجوي والراديو والتلفزيون وغيرها من المجالات.
تشمل المستشعرات الكهروضوئية بشكل رئيسي الثنائيات الضوئية، والترانزستورات الضوئية، والمقاومات الضوئية (Cds)، والمقرنات الضوئية، والمستشعرات الكهروضوئية الموروثة، والخلايا الضوئية، ومستشعرات الصور. يوضح الشكل أدناه جدولًا للأنواع الرئيسية. في التطبيق العملي، من الضروري اختيار المستشعر المناسب لتحقيق التأثير المطلوب. المبدأ العام للاختيار هو:الكشف الضوئي الكهربائي عالي السرعةيجب على مستشعر الضوء النبضي البسيط لعدة آلاف من هرتز ومفتاح الضوء النبضي منخفض السرعة في الدائرة البسيطة اختيار الترانزستور الضوئي ؛ على الرغم من أن سرعة الاستجابة بطيئة ، إلا أن مستشعر جسر المقاومة ذو الأداء الجيد والمستشعر الضوئي ذو خاصية المقاومة ، يجب على المستشعر الضوئي في دائرة الإضاءة الأوتوماتيكية لمصباح الشارع ، والمقاومة المتغيرة التي تتغير بشكل متناسب مع قوة الضوء ، اختيار عناصر حساسة للضوء Cds و Pbs ؛ يجب أن تكون أجهزة التشفير الدوارة وأجهزة استشعار السرعة وأجهزة استشعار الليزر فائقة السرعة عبارة عن أجهزة استشعار ضوئية متكاملة.
نوع المستشعر الكهروضوئي مثال على المستشعر الكهروضوئي
تقاطع PNثنائي ضوئي PN(سي، قه، غاس)
الصمام الثنائي الضوئي PIN (مادة السيليكون)
الصمام الثنائي الضوئي للانهيار الجليدي(سي، قه)
الترانزستور الضوئي (أنبوب فوتو دارلينجتون) (مادة السيليكون)
مستشعر ضوئي كهربائي متكامل وثايرستور ضوئي كهربائي (مادة السيليكون)
خلية ضوئية غير ذات تقاطع pn (مادة تستخدم CdS وCdSe وSe وPbS)
المكونات الحرارية الكهربائية (المواد المستخدمة (PZT، LiTaO3، PbTiO3)
أنبوب ضوئي من نوع أنبوب الإلكترون، أنبوب كاميرا، أنبوب مضاعف ضوئي
أجهزة استشعار أخرى حساسة للألوان (مواد Si وα-Si)
مستشعر الصورة الصلبة (مادة السيليكون، نوع CCD، نوع MOS، نوع CPD)
عنصر كشف الموضع (PSD) (مادة السيليكون)
الخلية الضوئية (الصمام الثنائي الضوئي) (السيليكون للمواد)
وقت النشر: ١٨ يوليو ٢٠٢٣