Leo, si vipimo vyenye zebaki vinatumika viwandani, lakini vitambuzi vya kisasa na vya kutegemewa. Kanuni ya operesheni yao inatofautiana kulingana na vipengele vya kubuni. Wote wana faida na hasara fulani. Shukrani kwa maendeleo ya kielektroniki, inawezekana kutambua vitambuzi vya kupima shinikizo kwenye vipengele vya semicondukta.
Vihisi vya kielektroniki ni nini?
Vihisi shinikizo vya kielektroniki vya maji au kioevu chochote ni vifaa vinavyokuruhusu kupima vigezo na kuvichakata kwa vidhibiti maalum na vionyesho. Sensor ya shinikizo ni kifaa ambacho vigezo vya pato hutegemea moja kwa moja shinikizo mahali pa kipimo (tangi, mabomba, nk). Zaidi ya hayo, zinaweza kutumika kupima dutu yoyote katika hali mbalimbali za jumla - kioevu, mvuke, gesi.
Haja ya vilevifaa husababishwa na ukweli kwamba karibu sekta nzima imejengwa kwenye mifumo ya udhibiti wa moja kwa moja. Mtu hufanya tu usanidi, urekebishaji, matengenezo na kuanza (kuacha). Mfumo wowote hufanya kazi kiotomatiki. Lakini vifaa kama hivyo pia hutumiwa mara nyingi katika dawa.
Vipengele vya muundo wa kipengee
Vihisi vyovyote vinajumuisha kipengele nyeti - ni kwa usaidizi wake ambapo athari kwenye kigeuzi hupitishwa. Pia katika kubuni kuna mzunguko wa usindikaji wa ishara na nyumba. Aina zifuatazo za vihisi shinikizo zinaweza kutofautishwa:
- Piezoelectric.
- Inakinza.
- Ina uwezo.
- Piezo resonant.
- Magnetic (kwa kufata neno).
- Optoelectronic.
Na sasa hebu tuangalie kila aina ya kifaa kwa undani zaidi.
Vipengele vinavyokinza
Hivi ni vifaa ambavyo kipengele cha kutambua hubadilisha upinzani wake kwa kuathiriwa na mzigo. Kipimo cha shida kimewekwa kwenye membrane nyeti. Utando huinama chini ya shinikizo, vipimo vya shida pia huanza kusonga. Wakati huo huo, upinzani wao hubadilika. Kwa hivyo, kuna mabadiliko katika nguvu ya sasa katika mzunguko wa kubadilisha fedha.
Wakati wa kunyoosha vipengele vya vipimo vya matatizo, urefu huongezeka na eneo la sehemu ya mtambuka hupungua. Matokeo yake ni kuongezeka kwa upinzani. Mchakato wa kurudi nyuma huzingatiwa wakati vipengele vinasisitizwa. Bila shaka, upinzani hubadilika kwa maelfu ya ohm, ili kupata hii, unahitajiweka vikuza sauti maalum kwenye semiconductors.
Vihisi vya umeme vya piezoelectric
Kipengele cha piezoelectric ndio msingi wa muundo wa kifaa. Wakati deformation inatokea, kipengele cha piezo huanza kuzalisha ishara fulani. Kipengele kimewekwa katikati ambayo shinikizo inapaswa kupimwa. Wakati wa operesheni, sasa katika saketi itakuwa sawia moja kwa moja na mabadiliko ya shinikizo.
Vifaa kama hivyo vina kipengele kimoja - havikuruhusu kufuatilia shinikizo ikiwa ni thabiti. Kwa hiyo, hutumiwa pekee katika kesi wakati shinikizo linabadilika mara kwa mara. Kwa thamani isiyobadilika ya thamani iliyopimwa, uzalishaji wa msukumo wa umeme hautafanyika.
Vipengee vya sauti vya Piezo
Vipengele hivi hufanya kazi kwa njia tofauti kidogo. Wakati voltage inatumiwa, kipengele cha piezoelectric kinaharibika. Ya juu ya dhiki, deformation kubwa zaidi. Msingi wa kifaa ni sahani ya resonator iliyofanywa kwa nyenzo za piezoelectric. Ina electrodes pande zote mbili. Mara tu voltage inatumiwa kwao, nyenzo huanza kutetemeka. Katika kesi hii, sahani imeinama kwa mwelekeo mmoja au nyingine. Kasi ya mtetemo inategemea marudio ya mkondo unaotumika kwa elektrodi.
Lakini ikiwa nguvu kutoka nje itafanya kazi kwenye sahani, basi kutakuwa na mabadiliko katika mzunguko wa oscillation ya sahani. Sensor ya shinikizo la hewa ya elektroniki inayotumiwa katika magari inafanya kazi kwa kanuni hii. Inakuruhusu kutathmini shinikizo kamili la hewa inayotolewa kwa mfumo wa mafuta wa gari.
Vifaa vinavyoweza kutumika
Vifaa hivi ndivyo vinavyojulikana zaidi,kwa vile wana muundo rahisi, wanafanya kazi kwa utulivu na hawana adabu katika matengenezo. Ubunifu huo una elektroni mbili ziko umbali fulani kutoka kwa kila mmoja. Inageuka aina ya capacitor. Moja ya sahani zake ni membrane, shinikizo (kipimo) hufanya juu yake. Matokeo yake, pengo kati ya sahani hubadilika (kwa uwiano wa shinikizo). Kutoka kwa kozi yako ya fizikia ya shule, unajua kwamba uwezo wa capacitor hutegemea eneo la mabamba na umbali kati yao.
Wakati wa kufanya kazi katika sensor ya shinikizo, umbali tu kati ya sahani hubadilika - hii inatosha kupima vigezo. Sensorer za shinikizo la mafuta ya elektroniki hujengwa haswa kulingana na mpango huu. Faida za aina hii ya miundo ni dhahiri - zinaweza kufanya kazi katika mazingira yoyote, hata ya fujo. Haziathiriwi na tofauti kubwa za halijoto, mawimbi ya sumakuumeme.
Vihisi kwa kufata neno
Kanuni ya utendakazi inafanana kwa mbali na zile wezeshaji zilizojadiliwa hapo juu. Utando wa conductive unaozingatia shinikizo umewekwa kwa umbali fulani kutoka kwa mzunguko wa sumaku katika sura ya herufi Ш (inductor imejeruhiwa kuzunguka).
Wakati voltage inawekwa kwenye koili, mtiririko wa sumaku huundwa. Inapita wote kando ya msingi na kupitia pengo, membrane ya conductive. Mtiririko huo hufungwa, na kwa kuwa mwango una upenyezaji wa takribani mara 1000 chini ya ule wa msingi, hata mabadiliko madogo ndani yake husababisha kushuka kwa uwiano kwa thamani za upenyezaji.
Optoelectronicvitambuzi
Zinatambua kwa urahisi shinikizo, zina mwonekano wa juu. Wana unyeti mkubwa na utulivu wa joto. Wanafanya kazi kwa misingi ya kuingiliwa kwa mwanga, kwa kutumia interferometer ya Fabry-Perot kupima uhamisho mdogo. Vihisi kama hivyo vya shinikizo la kielektroniki ni nadra sana, lakini vinaleta matumaini.
Vipengele vikuu vya kifaa:
- Kiolesura cha optical transducer.
- Tundu.
- LED.
- Kigunduzi (kina fotodiodi tatu).
Vichujio vya macho vya Faby-Perot, ambavyo vina tofauti kidogo ya unene, vimeunganishwa kwenye fotodiodi mbili. Vichungi ni vioo vya silicon vilivyo na uso wa mbele unaoakisi. Wao hufunikwa na safu ya oksidi ya silicon, safu nyembamba ya alumini hutumiwa kwenye uso. Transducer ya macho inafanana sana na kihisi shinikizo la capacitive.
