Однозначно в нашем техногенном веке нередко приходится слышать слово «датчик». Сразу понятно, что под этим словом кроется определённое техническое устройство. Что же являет собой датчик и как он устроен? Каких он бывает видов?

Понятие датчика.

В наши дни датчиком называют элемент, превращающий полученную извне информацию в электрический сигнал для того, чтобы передать его на другое устройство. Как правило, датчик представляет собой конструктивно обособленную часть измерительной системы.

Датчики используются повсюду: автомобили, системы отопления, водоснабжения, в производстве, в медицинских областях, в заведениях общепита для измерения температуры с целью установления степени готовности блюда.

Как же классифицируются датчики.
В мире есть не одна классификация датчиков. Назовём самые популярные.

В основе тип измерения:

Датчики давления;
Датчики расхода;
Датчики измерения уровня;
Датчики измерения температуры;
Датчики концентрации;
Датчики радиоактивности;
Датчики перемещения;
Датчики углового положения;
Датчики измерения механических величин;
Датчики вибрации.

В основе технология изготовления:

Датчики элементные;
Датчики интегральные.

В основе принцип действия:


Оптические датчики, пользующиеся электромагнитным излучением и реагирующие на пар от воды, дым и разные виды аэрозолей. Считаются бесконтактными датчиками. Главный принцип их работы - улавливание чутким сенсором каких-либо раздражителей, например, водяного пара. Этот тип активно используется в автоматизированных системах управления.

Индуктивные датчики. Тоже считаются бесконтактными датчикам, нужны для расчёта положения объекта. Индуктивные датчики хорошо чувствуют колебания электромагнитного поля. Основная их состовляющая-генератор, создающий электромагнитное поле, который возздействует на металлический предмет и этим провоцирует амплитуды колебаний, на которые и реагирует датчик. Применяются в составе в металлоискателей, разных типов электронных замков.

Емкостные датчики. Ставятся в автомобилях для определения дождя, сенсорных кнопках обычных бытовых приборов, датчиках замерения жидкости. Основа действия - реакция на воздействие жидкостью. У изоляторов подобных датчиков есть диэлектрическую проницаемость. Жидкость, взаимодействуя с изолятором, провоцирует появление электрического сигнала, трансформирующегося в информацию. Очень активно используются в изготовлении бытовой техники.

Тензодатчики. Тензодатчики - это прибор для замера силы, давления, крутящего момента, ускорения или перемещения. Принцип их действия лежит в силе упругости. Используются в создании разных видов весов. Превращают цифру деформации в электрический сигнал, иначе, датчик ловит воздействие разных сил на него, после чего упругий элемент деформируется и происходит изменение сопротивления тензорезистора, который встроен в такой датчик. Далее происходит трансформация информации в электрический сигнал и отдача ее на стороннее устройство, например, дисплей.

Пьезоэлектрические датчики. Активно применяются в микрофонах и сонарах. В основе действия поляризация диэлектрика под воздействием механических напряжений. А иначе, пьезоэлектрические датчики ловят перемены электрического поля, на которое оказывалось механическое воздействие. Например, в микрофоне это воздействие голосом. Итогом деформации будет трансформация полученного сигнала в электрический и передача его на другой аппарат. Изобрели этот подвид Жак и Пьер Кюри в 1880 году.

Магнитно-электрические датчики. Это датчики, действующие на эффекте Холла. Встроены в наши в смартфоны как основа работы электронного компаса, в электродвигателях, в измерителях силы тока.

Нано-датчики. Пока ещё на этапе разработки. Предположительно будут использоваться в медицине и робототехника. Скорее всего, этот вид датчиков будет новым универсальным видом, в будущем будет использоваться повсеместно. Основы их работы будут похожи на большинство других датчиков (отсюда названия нано-пьезодатчики, нано-тензодатчики и т.д.), но габариты будут в разы меньше.