Kategorie

Grove - czujniki temperatury, wilgotności i ciśnienia

W układach automatyki przemysłowej oraz przy zautomatyzowanych procesach produkcyjnych, bardzo często wykorzystywane są czujniki temperatury, wilgotności i ciśnienia. Mierzona przez nie wielkość jest zwykle zamieniana na sygnał napięciowy, który jest dostarczany do mikrokontrolera zawartego w systemie pomiarowym. Takie czujniki również spotykane są w branży automotive, a także w konstrukcjach o charakterze hobbystycznym, do których znakomicie nadają się czujniki parametrów atmosferycznych w postaci modułów Grove, które możesz podłączyć do Arduino.

Czujniki temperatury - różne konstrukcje, jeden cel

Celem pomiarów dokonywanych za pomocą czujników temperatury, jest uzyskanie informacji określającej stopień ochłodzenia bądź nagrzania obiektu wykonywania pomiarów. Jedną z najpopularniejszych konstrukcji czujników do pomiaru temperatury, są czujniki termistorowe, które można spotkać w termometrach lekarskich. Zmiana temperatury ciała, powoduje zmianę wartości prądu płynącego przez termistor, którego rezystancja również może ulec zmianie. Termistor jest zbudowany z materiałów półprzewodnikowych szczególnie wrażliwych na zmiany temperatury. Rezystancja termistora spada wraz ze wzrostem temperatury obiektu dokonywania pomiarów. Z kolei czujniki termoparowe wykorzystują do pomiaru temperatury, przewody wykonane ze stopu dwóch kawałków metalu. Konstrukcja czujnika termopary, wykorzystuje w swojej zasadzie działania efekt Seebecka. Różnica charakterystyk termodynamicznych metali, w których jest wykonany stop przewodu pomiarowego, powoduje wytworzenie silnej różnicy potencjałów, proporcjonalnej do temperatury środowiska pomiarów. Zastosowanie termopary pozwala na uzyskanie szerokich zakresów pomiarowych. Czujnik termopary odczytuje napięcie termoelektryczne, które jest jego sygnałem wyjściowym. W temperaturowych czujnikach podczerwieni, wiązka światła podczerwonego, jest wysyłana w stronę obiektu pomiaru i odbijana z powrotem do czujnika. Sygnał z czujnika IR jest zamieniany na napięcie proporcjonalne do emisyjności obiektu dokonywania pomiarów oraz zależne od kalibracji czujnika.

Pomiar wilgotności środowiska

Czujniki wilgotności są jednymi z najważniejszych urządzeń, które mają zastosowanie w sprzęcie domowego użytku, a także w przemyśle, aparaturze medycznej i inżynierii środowiska. Wilgotność określa zawartość wody obecnej w atmosferze, która wpływa m.in. na samopoczucie organizmów żywych, urządzenia elektroniczne wrażliwe na wilgotną atmosferę jak również na pracę układów elektroizolacyjnych transformatorów i linii elektroenergetycznych, szczególnie tych pracujących na wysokim i najwyższym napięciu. Jedną z popularnych konstrukcji czujników wilgotności, jest czujnik pojemnościowy, który mierzy wilgotność względną. Wykorzystują one kondensator, którego dielektryk jest wykonany z higroskopijnego polimeru i jest wrażliwy na zmiany wilgotności, co powoduje zmiany w pojemności kondensatora pomiarowego. Takie czujniki są wykorzystywane m.in. w obserwowaniu zmian częstotliwości drgań elektrycznych oscylatora LC, podczas testowania wyrobów farmaceutycznych. Lekarstwo w formie preparatu testowanego pełni rolę dielektryka, który jest wprowadzany między elektrody pomiarowe. Częstotliwość drgań elektrycznych oscylatora zmienia się wraz z wilgotnością otaczającą testowany preparat.