חלק מאחד
1, הגילוי מתבצע באמצעות דרך פיזיקלית מסוימת, תוך הבחנה בין מספר הפרמטרים הנמדדים השייכים לטווח מסוים, על מנת לקבוע האם הפרמטרים הנמדדים עומדים בקריטריונים או שמספר הפרמטרים קיים. תהליך השוואת הכמות הלא ידועה שנמדדה עם הכמות הסטנדרטית בעלת אותו אופי, קביעת הכפולה של הכמות הסטנדרטית שנמדדה על ידי הצוות הנמדד, וביטוי הכפולה הזו באופן מספרי.
בתחום האוטומציה והגילוי, משימת הגילוי אינה רק בדיקה ומדידה של מוצרים מוגמרים או מוצרים מוגמרים למחצה, אלא גם על מנת לבדוק, לפקח ולשלוט בתהליך ייצור או אובייקט נע כדי להפוך אותו למצב הטוב ביותר שנבחר על ידי אנשים, יש צורך לזהות ולמדוד את הגודל והשינוי של פרמטרים שונים בכל עת. טכנולוגיה זו של זיהוי ומדידה בזמן אמת של תהליך ייצור ואובייקטים נעים נקראת גם טכנולוגיית בדיקה הנדסית.
ישנם שני סוגי מדידה: מדידה ישירה ומדידה עקיפה
מדידה ישירה היא מדידת הערך הנמדד של קריאת המונה ללא כל חישוב, כגון: שימוש במדחום למדידת טמפרטורה, שימוש במולטימטר למדידת מתח
מדידה עקיפה היא מדידת מספר כמויות פיזיקליות הקשורות למדידה, וחישוב הערך הנמדד באמצעות הקשר הפונקציונלי. לדוגמה, ההספק P קשור למתח V ולזרם I, כלומר, P=VI, וההספק מחושב על ידי מדידת המתח והזרם.
מדידה ישירה היא פשוטה ונוחה, ולעתים קרובות משמשת בפועל. עם זאת, במקרים בהם מדידה ישירה אינה אפשרית, מדידה ישירה אינה נוחה או ששגיאת המדידה הישירה גדולה, ניתן להשתמש במדידה עקיפה.
הרעיון של חיישן פוטואלקטרי וחיישן
תפקיד החיישן הוא להמיר את הכמות הלא-חשמלית לפלט כמות חשמלית, אשר קיים קשר תואם מוגדר, המהווה למעשה את הממשק בין מערכת הכמות הלא-חשמלית למערכת הכמות החשמלית. בתהליך הגילוי והבקרה, החיישן הוא מכשיר המרה חיוני. מנקודת מבט של אנרגיה, ניתן לחלק את החיישן לשני סוגים: האחד הוא חיישן בקרת אנרגיה, המכונה גם חיישן אקטיבי; השני הוא חיישן המרת אנרגיה, המכונה גם חיישן פסיבי. חיישן בקרת אנרגיה מתייחס לחיישן שנמדד לשינויים בפרמטרים חשמליים (כגון התנגדות, קיבול), כאשר החיישן זקוק לספק כוח מעורר, וניתן למדוד שינויים בפרמטרים לשינויים במתח ובזרם. חיישן המרת האנרגיה יכול להמיר ישירות את השינוי הנמדד לשינוי במתח ובזרם, ללא מקור עירור חיצוני.
במקרים רבים, הכמות הלא-חשמלית שיש למדוד אינה מסוג הכמות הלא-חשמלית שהחיישן יכול להמיר, מה שמחייב הוספת מכשיר או מכשיר לפני החיישן שיכול להמיר את הכמות הלא-חשמלית הנמדדת לכמות הלא-חשמלית שהחיישן יכול לקלוט ולהמיר. הרכיב או המכשיר שיכול להמיר את הלא-חשמליות הנמדדת לחשמל זמין הוא חיישן. לדוגמה, בעת מדידת מתח באמצעות מד מאמץ התנגדות, יש צורך לחבר את מד המאמץ לאלמנט האלסטי של לחץ המכירה, האלמנט האלסטי ממיר את הלחץ לכוח מאמץ, ומד המאמץ ממיר את כוח המאמץ לשינוי בהתנגדות. כאן מד המאמץ הוא החיישן, והאלמנט האלסטי הוא החיישן. גם החיישן וגם החיישן יכולים להמיר את הלא-חשמליות הנמדדת בכל עת, אך החיישן ממיר את הלא-חשמליות הנמדדת ללא-חשמליות זמינה, והחיישן ממיר את הלא-חשמליות הנמדדת לחשמל.
2, חיישן פוטואלקטרימבוסס על האפקט הפוטואלקטרי, אות האור הופך לחיישן אות חשמלי, והוא נמצא בשימוש נרחב בבקרה אוטומטית, בחלל וברדיו וטלוויזיה ובתחומים אחרים.
חיישנים פוטואלקטריים כוללים בעיקר פוטודיודות, פוטוטרנזיסטורים, פוטו-נגדים (Cds), מצמדים פוטואלקטריים, חיישנים פוטואלקטריים תורשתיים, תאי פוטו וחיישני תמונה. טבלה של המינים העיקריים מוצגת באיור שלהלן. ביישום מעשי, יש צורך לבחור את החיישן המתאים כדי להשיג את האפקט הרצוי. עקרון הבחירה הכללי הוא:גילוי פוטואלקטרי במהירות גבוההמעגל, טווח רחב של מד עוצמת הארה, חיישן לייזר במהירות גבוהה במיוחד צריך לבחור פוטודיודה; חיישן פוטואלקטרי דופק פשוט של כמה אלפי הרץ ומתג פוטואלקטרי דופק במהירות נמוכה במעגל פשוט צריכים לבחור את הפוטוטרנזיסטור; למרות שמהירות התגובה איטית, חיישן גשר ההתנגדות בעל ביצועים טובים והחיישן הפוטואלקטרי בעל תכונת התנגדות, החיישן הפוטואלקטרי במעגל התאורה האוטומטי של פנס הרחוב, וההתנגדות המשתנה המשתנה באופן פרופורציונלי לעוצמת האור צריכים לבחור אלמנטים רגישים לאור Cds ו-Pbs; מקודדים סיבוביים, חיישני מהירות וחיישני לייזר במהירות גבוהה במיוחד צריכים להיות חיישנים פוטואלקטריים משולבים.
סוג חיישן פוטואלקטרי דוגמה לחיישן פוטואלקטרי
צומת PNפוטודיודה PN(Si, Ge, GaAs)
פוטודיודה PIN (חומר סיליקון)
פוטודיודה של מפולת שלגים(סי, גה)
פוטו-טרנזיסטור (שפופרת פוטו-דרלינגטון) (חומר סיליקון)
חיישן פוטואלקטרי משולב ותיריסטור פוטואלקטרי (חומר סיליקון)
תא פוטואלקטרי שאינו צומת pn (חומר המשתמש ב-CdS, CdSe, Se, PbS)
רכיבים תרמואלקטריים (חומרים בהם נעשה שימוש (PZT, LiTaO3, PbTiO3)
שפופרת אלקטרונים מסוג פוטו-צינור, שפופרת מצלמה, שפופרת מכפיל
חיישנים רגישים לצבע אחרים (חומרים Si, α-Si)
חיישן תמונה מוצק (חומר סיליקון, סוג CCD, סוג MOS, סוג CPD)
אלמנט גילוי מיקום (PSD) (חומר סיליקון)
פוטו-תא (פוטודיודה) (סיליקון לחומרים)
זמן פרסום: 18 ביולי 2023