圧力センサー

圧力センサーは通常、気体または液体の圧力を測定するために使用されます。通常、圧力センサーはトランスデューサーとして機能します。アナログ電気信号またはデジタル信号で圧力を生成します。圧力の観点から分類される圧力センサーのカテゴリーもあり、それらのいくつかは絶対圧力センサー、ゲージ圧力センサーです。車のガスやオイルが少なくなったことを知らせるタイプの圧力センサーもあります。

圧力センサーは、圧力を感知して電気信号パラメーターに変換する典型的なトランスデューサーです。圧力センサーの典型的な例は、ひずみゲージ、静電容量式圧力センサー、圧電圧力センサーです。ひずみゲージは、圧力を加えると抵抗が変化する原理で動作しますが、圧電圧力センサーは、圧力を加えるとデバイスの両端の電圧が変化する原理で動作します。

圧力センサーの回路図：

以下は、PICマイクロコントローラーベースの圧力測定メーターの回路図です。

圧力センサー回路図

この回路には次のコンポーネントが含まれます。

圧力センサーから入力を取得し、それに応じて47セグメントディスプレイパネルに出力を提供するPICマイクロコントローラー。
シリコン圧力センサーであり、高アナログ出力信号を提供する6ピン圧力センサーICMPX4115。
4 7セグメントディスプレイは、PICマイクロコントローラーから入力を取得し、各トランジスタによって駆動されます。
マイクロコントローラにクロック入力を提供するための水晶素子。

圧力センサーの操作：

上のビデオでは、圧力センサーをマイクロコントローラーと接続して、圧力の値を7セグメントディスプレイに表示する方法について説明しています。圧力センサーは6つのピンで構成され、5V電源に接続されています。

ピン3は電源に接続され、ピン2は接地され、ピン1はアナログ入力としてマイクロコントローラのRA0 / AN0ピンに接続されます。ここで値を表示するために、4つのトランジスタの一般的なアノード構成によって駆動される4桁の7セグメントディスプレイを使用します。

ここでは、28.50 PSI圧力センサーがマイクロコントローラーに接続されているため、センサー値を低または高に変更できると、マイクロコントローラーはこれらの値を検出し、7セグメントディスプレイに表示します。

この圧力値がそのしきい値レベルを超えると、マイクロコントローラーはユーザーに警告を発します。このようにして、リアルタイム値を監視、処理、表示するために、あらゆるタイプのセンサーをマイクロコントローラーに接続できます。

圧力センサーアプリケーション：

圧力センサー、高度センサー、フローセンサー、ラインまたは深度センサーなど、圧力センサーには多くのアプリケーションがあります。

また、リアルタイムで使用され、カーアラーム、交通カメラは圧力センサーを使用して、誰かがスピードを出しているかどうかを認識します。
圧力センサーは、タッチスクリーンディスプレイでも使用され、圧力の適用ポイントを決定し、プロセッサに適切な指示を与えます。
また、デジタル血圧計や人工呼吸器にも使用されています。
圧力センサーの産業用途には、ガスとその分圧の監視が含まれます。
それらはまた、大気圧と制御システムの間のバランスを提供するために飛行機で使用されます。
それらはまた、電子システムの適切な操作条件を決定するために、海洋操作の場合に海の深さを決定するために使用されます。

圧力センサーの例-圧電トランスデューサ

圧電トランスデューサは、電気パルスを機械的振動に、またはその逆に変換する測定デバイスです。圧電水晶振動子と圧電効果は、圧電トランスデューサについて理解するために必要な2つのことです。

圧電水晶振動子：

水晶は圧電材料です。結晶に何らかの機械的応力がかかると、電圧が発生する可能性があります。圧電結晶は、さまざまな周波数値でさまざまな方向に曲がります。これは振動モードと呼ばれます。さまざまな振動モードを実現するために、結晶をさまざまな形状に作ることができます。

圧電効果：

圧電効果とは、特定の結晶やセラミックに機械的応力がかかることにより、それらに電荷が発生することです。電荷の発生率は、それに加えられる力に比例します。圧電効果は逆の順序で機能するため、圧電材料に電圧を印加すると、ある程度の機械的エネルギーを生成できます。

圧電トランスデューサは、音圧を電圧に変換する感度が高いため、マイクロフォンで使用できます。それらは、加速度計、モーション検出器で使用でき、超音波検出器およびジェネレーターとして使用できます。超音波の伝播は、その透明性によって材料に影響を与えません。

応用：

圧電トランスデューサは、アクチュエータとセンサーの両方として使用できます。センサーは機械的な力を電圧パルスに変換し、アクチュエーターは電圧パルスを機械的な振動に変換します。圧電センサーは、回転する機械部品の不均衡を検出できます。それらは、超音波レベル測定および流量アプリケーションの測定に使用できます。不均衡を検出するための振動とは別に、超音波レベルと流量の測定に使用できます。

“電子回路設計入門 ”

湿度センサー

湿度センサーは相対湿度を感知します。これは、気温と湿度の両方を測定することを意味します。湿度検知は、産業および国内の制御システムに不可欠です。これらは、オフィスオートメーション、自動車の空気制御、家電製品、産業用プロセス制御システムなどの大量のコストに敏感なアプリケーションや、湿度補償が必要なアプリケーション向けに設計されています。湿度センサーは通常、静電容量式または抵抗型です。

コンデンサセンサーの応答は、抵抗センサーと比較してより線形です。静電容量センサーは、0〜100パーセントの相対湿度（RH）の全範囲でさらに使用できます。抵抗素子は通常、約20〜90パーセントの相対湿度（RH）に制限されます。ここでは、静電容量センサーについて説明します。

静電容量式湿度センサーは、周囲の空気のRHに基づいて静電容量を変更します。センサーの誘電率は、湿度レベルによって測定可能な方法で変化します。静電容量は相対湿度とともに増加します。

湿度センサー

“12vバッテリー充電器とインバーター ”

特徴：

高い信頼性と長期安定性。
電圧または周波数出力の回路で使用されます。
鉛フリー部品。鉛を含まないコンポーネント。
飽和段階から不飽和に瞬時に変化します。
速い応答時間。

仕様：

電力要件：5〜10VDC。
コミュニケーション：容量性コンポーネント。
寸法：直径0.25 x 0.40（直径6.2 x 10.2 mm）。
動作温度範囲：-40〜212°F（-40〜100°C）。

湿度センサーは、産業用および家庭用、医療用などの幅広い用途があり、環境内の水分レベルを示すために使用されます。

湿度の測定は難しいです。一般に、空気中の湿度は、特定の温度で空気が吸収できる水の最大量の割合として測定されます。大気条件と特定の温度では、この割合は0から100％の間で変動する可能性があります。この相対湿度は、特定の温度と大気圧でのみ有効です。したがって、湿度センサーが温度や圧力の影響を受けないようにすることが重要です。

湿度センサー回路

サーミスタを流れる電流によってサーミスタが加熱され、サーミスタの温度が上昇します。水蒸気と乾燥窒素の熱伝導率の違いにより、露出サーミスタに比べて密閉サーミスタの方が熱放散が大きくなります。サーミスタの抵抗の差は絶対湿度に比例します。

ガスセンサー：

ガスセンサーは、多くのセキュリティシステムと最新の方法論の基本コンポーネントであり、システムに重要な品質管理フィードバックを提供します。そして、これらは、感度レベル、感知されるガスのタイプ、物理的測定、およびさまざまな異なる要素に応じて、幅広い仕様で利用できます。

ガスセンサーは一般的に電池式です。危険なレベルのガス蒸気が特定されると、アラームや点滅ライトなどの一連の可聴および可視信号を介して警告を送信します。別のガスは、ガス濃度を測定するときにセンサーによって基準点として使用されます。

ガスセンサー

センサーモジュールは、センシングコンポーネントが収容されている鋼製の外骨格で構成されています。この検出コンポーネントは、接続リードを介して電流にさらされます。この電流は、それを通る加熱電流として知られており、検知コンポーネントに近づくガスがイオン化され、検知コンポーネントによって吸収されます。これにより、検出コンポーネントの抵抗が変化し、検出コンポーネントから出る電流の値が変化します。

特徴：

安定した性能、長寿命、低コスト。
シンプルな駆動回路。
早い反応。
広範囲の可燃性ガスに対する高感度。
安定した性能、長寿命、低コスト。

ガス検知器は、可燃性、可燃性、有毒ガス、および酸素消費量を検出するために使用できます。このタイプのデバイスは、業界で広く使用されており、石油掘削装置などのさまざまな分野で、太陽光発電などの生産形態や新しい技術をスクリーニングするために使用されています。それらはさらに消防で利用されるかもしれません。

ガスセンサーは、水素、メタン、プロパン/ブタン（LPG）などの可燃性ガスの検出に適しています。

ガスセンサー回路

可燃性ガスまたは還元性ガスが測定要素に接触すると、それらは触媒燃焼にさらされ、温度が上昇して要素の抵抗が変化します。センサー抵抗の変化は、センサー抵抗（RS）と直列の負荷抵抗（RL）の両端の出力電圧の変化として得られます。試験中のガスの濃度は、センサー表面が還元性ガスを吸収するときの導電率の変化によって決定されます。データ収集ボードの一定の5V出力は、センサーのヒーター（VH）と検出回路（VC）に使用できます。

これで、このトピックまたは電気および電気に関する質問がある場合は、センサーのタイプとそのアプリケーションについてのアイデアが得られました。電子プロジェクト以下にコメントを残してください。

典型的な動作回路

ガスセンサー作動回路