أنواع المجسات واستخداماتها

ما هي المجسات

المستشعر عبارة عن جهاز أو وحدة تساعد على اكتشاف التغيرات في الكمية المادية، على سبيل المثال الضغط أو القوة أو الكميات الكهربائية مثل التيار أو أي شكل آخر من أشكال الطاقة، وبعد تتبع التغييرات، يتم إرسال المستشعر إلى الكاشف وحدة التحكم أو لمعالج معين، هذا المستشعر هو خرج إشارة قابل للقراءة، يتم من خلاله تكييف الإشارة الضوئية أو الكهربائية أو غيرها مع التغيير في إشارة الإدخال، وفي كل نظام قياس، تلعب المستشعرات دورًا أساسيًا، لأن المستشعرات يبدأ العنصر الذي يتكون منه الرسم التخطيطي للكتل في أنظمة القياس التي تكون على اتصال مباشر مع المتغيرات لتحقيق نتائج مفيدة، تنقسم المستشعرات إلى ثلاثة أنواع من الأجهزة:

• المستشعرات النشطة: المستشعرات النشطة هي نوع يولد إشارة بمساعدة مصدر إثارة خارجي. تختلف الخصائص الفيزيائية للجهاز اعتمادًا على المؤثرات الخارجية التي تؤثر عليه، لذلك تُسمى أيضًا أجهزة الاستشعار ذاتية التولد.
• المستشعرات السلبية: المستشعرات السلبية هي نوع من أجهزة الاستشعار التي تصدر إشارة خرج بدون مساعدة من مصادر الإثارة الخارجية ولا تتطلب مشغلًا أو جهدًا إضافيًا.
• أجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية: هناك أنواع عديدة من أجهزة الاستشعار الرقمية والتناظرية.

أنواع أجهزة الاستشعار

• مستشعرات الإشعاع: هي أجهزة استشعار تكتشف الإشعاع. هذه هي الأجهزة الإلكترونية التي تكتشف وجود جسيمات ألفا أو بيتا أو جاما وإشارات الإخراج لأجهزة القياس والشاشات. تحتوي المواصفات الأساسية على نوع المستشعر بالإضافة إلى الحد الأدنى والحد الأقصى من الطاقة القابلة للكشف. تستخدم هذه الأجهزة للكشف عن الإشعاع. عد للمسوحات والعينات.

• مستشعرات القرب: هذه المستشعرات هي الأقرب إلى الأجهزة الإلكترونية وتستخدم للكشف عن وجود الأشياء في المنطقة المجاورة دون إجراء اتصال. يستطيع مستشعر القرب اكتشاف وجود الأشياء على مسافة عدة مليمترات، وبالتالي يصدر إشارة خرج تيار مستمر.درجة حرارة تشغيل دنيا وأقصى. نوع واحد معروف من مستشعرات القرب يسمى مستشعر القرب السعوي.

• مستشعرات الضغط: تُعرف أيضًا باسم مستشعرات الضغط أو أجهزة الكشف أو محولات الطاقة. إنها أجهزة كهروميكانيكية تعرض وتسجيل القوى لكل وحدة مساحة في الغازات أو السوائل وترسل إشارات إلى جهاز التحكم وتعرض المدخلات. عادة ما يتم استخدام مستشعر الضغط أو يكون التيار بمثابة حاجز يحجب مقياس الضغط ويتجاوزه. من أجل تحديد وقياس القوة المبذولة ضد موقع ما، فإنه يحتوي على المواصفات الأساسية لوظيفة المستشعر، وضغط العمل الأقصى والأدنى، والدقة الكلية، بالإضافة إلى جميع خصائص الجهاز.

• مستشعرات الموضع: تسمى مستشعرات الموضع أو أجهزة الكشف أو محولات الطاقة. هي أجهزة إلكترونية تستخدم لاستشعار موقع الصمامات والأبواب والخانق وما إلى ذلك ولتوفير إشارات للموقع بمدخلات من أجهزة التحكم أو المؤشرات، وتحتوي على المواصفات الأساسية لنوع هذا المستشعر وكيفية عمل المستشعر يعمل، قياس المجال والوظائف. خاص بنوع المستشعر، يتم استخدام مستشعر الموضع حيثما تكون معلومات الموقع مطلوبة في عدد كبير من تطبيقات التحكم. جهاز إرسال الموضع الشائع هو ما يسمى مقياس الجهد الوتر أو مقياس الجهد الخطي.

• المستشعرات الكهربائية: يستخدم هذا المستشعر لتسجيل التيار والجهد وما إلى ذلك، ويخرج الإشارات عند مدخلات الأجهزة المزودة بشاشات تحكم أو شاشات عرض مرئية، وتستند المستشعرات الكهربائية في الغالب على معرفة تأثير هول، ولكن يتم استخدام طرق أخرى أيضًا. تشمل المواصفات الأساسية نوع المستشعر، ووظيفة المستشعر، ونطاقات القياس الصغيرة والكبيرة، ودرجة حرارة التشغيل في المجال. تُستخدم المستشعرات الكهربائية عندما تكون البيانات المتعلقة بحالة النظام الكهربائي مطلوبة وتستخدم في كل شيء من أنظمة السكك الحديدية إلى المراوح والمضخات والتدفئة.

• مستشعرات الخطأ: يستخدم هذا المستشعر في مجموعة متنوعة من العمليات الصناعية التي تكتشف التناقضات على الأسطح أو في المواد الأساسية مثل اللحامات. يتم استخدامه بواسطة أجهزة الكشف عن الخلل بالموجات فوق الصوتية أو الصوتية أو غيرها من الوسائل لاكتشاف العيوب في المواد، والتي يمكن أن تكون محمولة أو ثابتة. تشمل المواصفات الأساسية نوع المستشعر والعيوب المحتملة أو السماكة والتطبيق المطلوب.

يستخدم أجهزة الاستشعار

تشمل المجالات الرئيسية لتطبيق أجهزة الاستشعار ما يلي:

• الصناعة الطبية.
• السيارات.
• تطبيقات صناعية.
• الفضاء والدفاع.
• الزراعة.

ومع ذلك، فإن استخدام المستشعر لا يتوقف عند هذه المناطق، ولكن أيضًا خلال النهار سيظهر دور المستشعر دائمًا، على سبيل المثال عند تحضير فنجان قهوة، تحتوي الغلاية على مستشعر درجة الحرارة لضمان الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة تقوم الآلة بمراقبة كمية السائل التي يتم صرفها بمساعدة مفاتيح ضغط القهوة. من الأمثلة الأخرى على الأجهزة المنزلية التي تستخدم أجهزة الاستشعار السخانات والغسالات والأجهزة المنزلية الأخرى التي تحتوي على مستشعرات درجة الحرارة.

وبالمثل، تعد المستشعرات أيضًا مستشعرات مختلفة في التصميمات الداخلية والقطارات والحافلات وما إلى ذلك.

غالبًا ما تستخدم المستشعرات في المستشفيات لمراقبة المرضى ودرجة الحرارة وأجهزة تنظيم ضربات القلب وآلات التصوير بالرنين المغناطيسي وزجاجات الأكسجين، وكذلك في المطاعم، غالبًا ما تكون المطابخ مجهزة بمراوح تستخرج الأبخرة وتستخدم مفتاح ضغط تفاضلي لتحذير الموظفين في حالة حدوث تعطل المروحة مسدودة وتحتوي الأفران على مستشعرات درجة الحرارة وهي معيار للنظافة والسلامة.

ما هي أجهزة الاستشعار الحرارية

مستشعر درجة الحرارة هو جهاز إلكتروني يقيس درجة الحرارة في الداخل ويحول البيانات المدخلة إلى بيانات إلكترونية لتسجيل أو تتبع أو الإشارة إلى التغيرات في درجة الحرارة. هناك أنواع مختلفة من مستشعرات درجة الحرارة، تتطلب بعض مستشعرات درجة الحرارة اتصالًا مباشرًا مع المادة التي يتم مراقبتها، ويطلق عليها مستشعرات درجة حرارة التلامس، بينما يقيس المستشعر درجة حرارة الجسم بشكل غير مباشر ويسمى مستشعرات درجة الحرارة غير المتصلة – ترموستات الاتصال على مستشعر الأشعة تحت الحمراء (IR).