На главную | Где купить | Авторам и заказчикам | Вакансии | Реклама | Издательство | Каталог | Статьи наших авторов | Контакты | Прайс листы

Энциклопедия электронных компонентов. Том 3. Датчики местоположения, присутствия, ориентации, вибрации, жидкости, газа, света, тепла, звука и электричества

Автор Платт Ч., Янссон Ф.
Название Энциклопедия электронных компонентов. Том 3. Датчики местоположения, присутствия, ориентации, вибрации, жидкости, газа, света, тепла, звука и электричества
Серия Внесерийные книги
ISBN 978-5-9775-3766-7
Формат 84*108 1/16, ч/б+цветные вклейки
Объем 288
Тематика
Оптовая цена
    Вернуться к описанию книги

Полное содержание

Об авторах XXIII
Предисловие XXV
Цель книги XXV
Структура книги XXVI
Проблемы классификации датчиков XXVI
Содержание томов энциклопедии XXVII
Том 1 XXVII
Том 2 XXVII
Том 3 XXVIII
Методология книги XXIX
Справочник — в сравнении с учебником XXIX
Теория и практика XXIX
Выходной сигнал датчика XXIX
Глоссарий XXX
Выделение терминов в тексте XXX
Синтаксис математических формул XXX
Условные обозначения на схемах XXX
Единицы измерения и фон на фотографиях XXXI
Доступность компонентов XXXI
Ошибки и опечатки XXXII
Мы информируем вас XXXII
Вы информируете нас XXXII
Вы спрашиваете нас XXXII
Публичные ресурсы XXXII
Библиотека Safari® Books Online XXXIII
Благодарности XXXIII
Электронный архив XXXIV

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ

1

Статья 1. Датчик GPS

1
Описание 1
Условное обозначение на схемах 1
Сегменты системы GPS 1
Принцип действия 2
Варианты изготовления 2
Параметры GPS-датчиков 3
Использование 4
Выходной сигнал с частотой 1 Гц 4
Что может пойти не так? 5
Электростатический разряд 5
Некачественное заземление 5
Непропаянное соединение 5
Ограниченная доступность 5
Невозможность обнаружения спутников 5
Превышение максимальной скорости или высоты 5

Статья 2. Магнитометр

7
Описание 7
Условное обозначение 7
Гиростабилизатор 8
Варианты применения 8
Устройство и принцип действия 8
Магнитные поля 8
Земные оси 9
Индукционный магнитометр 10
Эффект Холла и магниторезистивный эффект 11
Варианты изготовления 11
Использование 11
Что может пойти не так? 12
Искажения 12
Неправильный монтаж 12

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. НАЛИЧИЕ ОБЪЕКТА

13

Статья 3. Датчик присутствия объекта

13
Описание 14
Обозначение на схемах 14
Типы датчиков 14
Оптическое обнаружение 15
Оптические датчики, работающие на просвет 16
Световозвращающие оптические датчики 17
Магнитные датчики 19
Герконовый переключатель 19
Разновидности герконовых переключателей 20
Параметры герконового переключателя 21
Как использовать геркон 21
Датчик Холла 22
Как работает датчик Холла 22
Разновидности датчиков Холла 23
Другие варианты применения 23
Параметры датчиков Холла 23
Подключение датчика Холла 24
Конфигурация датчиков присутствия объекта 24
Линейное перемещение 24
Детектирование за счет прерывания 25
Угловое перемещение 25
Сравнение датчиков присутствия 25
Преимущества оптических датчиков присутствия 25
Недостатки оптических датчиков присутствия 25
Преимущества герконов 25
Недостатки герконов 26
Преимущества датчиков Холла 26
Недостатки датчиков Холла 26
Что может пойти не так? 26
Проблемы оптических датчиков 26
Проблемы герконовых переключателей 27

Статья 4. Пассивный инфракрасный датчик

29
Описание 29
Обозначение на схемах 29
Варианты применения 30
Устройство и принцип действия 30
Пироэлектрический детектор 30
Чувствительные элементы 30
Линзы 32
Варианты изготовления 34
Что может пойти не так? 35
Чувствительность к температуре 35
Уязвимость окошка датчика 35
Воздействие влаги 35

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. РАССТОЯНИЕ

37
Статья 5. Датчик приближения 37
Описание 38
Обозначение на схемах 38
Варианты применения 38
Разновидности датчиков приближения 38
Ультразвуковой датчик 38
Инфракрасный датчик 39
Сравнительные преимущества различных датчиков 39
Образцы ультразвуковых датчиков 39
Датчики других производителей 40
Отдельные пьезоизлучатели 41
Образцы инфракрасных датчиков 41
Тенденции развития инфракрасных датчиков 42
Емкостный датчик приближения 43
Варианты применения 44
Устройство емкостного датчика 44
Источники ошибок 44
Параметры емкостных датчиков 45
и ультразвуковых датчиков приближения 45
Объект расположен слишком близко 45
Взаимные помехи 45
Неподходящие поверхности 45
Влияние окружающей среды 45
Ухудшение рабочих характеристик светодиодов 46

Статья 6. Датчик линейного положения

47
Описание 47
Варианты применения 47
Обозначение на схемах 48
Устройство и принцип действия 48
Линейный потенциометр 48
Магнитные линейные энкодеры 49
Оптические линейные энкодеры 50
Варианты применения линейных энкодеров 51
Линейно-регулируемые дифференциальные трансформаторы 51
Что может пойти не так? 52
Механический износ 52
Ограниченный срок службы светодиода 52

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. ОРИЕНТАЦИЯ

53

Статья 7. Датчик углового положения

53
Описание 53
Варианты применения 53
Условное обозначение на схемах 54
Потенциометры 54
Поворотный потенциометр с дуговой дорожкой 54
Концевые ограничители 55
Многооборотный потенциометр 55
Магнитный датчик углового положения 55
Микросхемы для определения углового положения 56
Поворотные энкодеры 56
Оптические поворотные энкодеры 57
Образцы поворотных энкодеров 58
Устройство компьютерной мыши 59
Скорость вращения 60
Датчики абсолютного углового положения 60
Код Грея 60
Магнитные поворотные энкодеры 61
Использование поворотных энкодеров 62
Что может пойти не так? 63
Неправильное подключение 63
Неподходящая программа обработки 63
Неоднозначность терминологии 63

Статья 8. Датчик наклона

65
Описание 66
Условное обозначение на схемах 66
Устройство и принцип действия 66
Упрощенная конструкция датчика наклона 67
Варианты применения 68
Варианты изготовления 68
Ртутные переключатели 68
Маятниковый переключатель 69
Датчик с намагниченным шариком 69
Детекторы наклона 69
Двухосевые детекторы наклона 70
Параметры датчиков наклона 71
Использование датчиков наклона 72
Что может пойти не так? 72
Эрозия контактов 72
Помехи в неустановившемся режиме 72
Угроза для окружающей среды 72
Необходимость наличия силы тяжести 73
Требовательность к устойчивости 73

Статья 9. Гироскоп

75
Описание 75
Обозначение на схемах 75
Гиростабилизатор 75
Варианты применения 76
Устройство и принцип действия 76
Вибрационный гироскоп 76
Варианты изготовления 78
Гиростабилизаторы 78
Параметры гироскопа 79
Особенности использования многофункциональных датчиков 79
Что может пойти не так? 80
Температурный дрейф 80
Механическое напряжение 80
Внешняя вибрация 80
Место размещения 80

Статья 10. Акселерометр

81
Описание 81
Гиростабилизатор 81
Обозначение на схемах 82
Варианты применения 82
Устройство и принцип действия 82
Сила тяжести и свободное падение 83
Вращение акселерометра 84
Расчет ускорения 84
Варианты изготовления 84
Параметры акселерометров 86
Что может пойти не так? 86
Механическое напряжение 86
Другие проблемы 86

МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. КОЛЕБАНИЯ

87

Статья 11. Датчик вибрации

87
Описание 87
Обозначение на схемах 87
Варианты конструкции 88
Штырь с пружиной 88
Пьезоэлектрическая пластинка 89
Пьезоэлектрические микросхемы 89
Конструкция типа «мышеловки» 89
Магнитный переключатель 90
Ртутный переключатель 90
Параметры датчиков вибрации 90
Первичные переменные 90
Динамические характеристики 91
Особенности использования датчиков вибрации 91
Что может пойти не так? 92
Большая длина кабеля 92
Помехи 92
Неправильное заземление 92
Усталостное разрушение 92

МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. СИЛА

93

Статья 12. Датчик усилия

93
Описание 94
Варианты применения 94
Условное обозначение на схемах 94
Устройство и принцип действия 94
Измеритель деформации 95
Схема с мостом Уитстона 95
Уменьшение погрешности моста Уитстона 97
Усиление сигнала в измерителе деформации 97
Другие модули для измерения деформации 97
Датчики усилия на основе пластиковой пленки 98
Датчики деформационной силы 98
Самодельные резистивные датчики 98
Использование датчиков усилия 99
Резистивные датчики усилия с пластиковой пленкой 99
Параметры датчиков усилия 100
Сенсорные датчики усилия на основе пленки 100
Характеристики датчиков усилия на основе пленки 101
Измерители деформации 101
Что может пойти не так? 101
Повреждение при пайке 101
Неправильно приложенная нагрузка 101
Повреждение при проникновении влаги 102
Чувствительность к температуре 102
Чрезмерно длинные выводы 102

МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВВОД ДАННЫХ ЧЕЛОВЕКОМ

103

Статья 13. Сенсорный датчик касания

103
Описание 104
Варианты применения 104
Обозначение на схемах 104
Устройство и принцип действия 104
Использование сенсорных датчиков 105
Где взять сенсорные панели 106
Одиночный сенсорный датчик 106
Сенсорные диски и линейки 106
Особенности конструкции сенсорных датчиков 107
Что может пойти не так? 108
Нечувствительность к перчаткам 108
Невозможность использования стилуса 108
Электропроводящий краситель 108

Статья 14. Сенсорный экран

109
Описание 109
Обозначение на схемах 109
Варианты конструкции 109
Резистивное считывание 109
Емкостное считывание 110
Экраны, предлагаемые в качестве компонентов 111

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕКУЧИХ СРЕД. ЖИДКОСТЬ

113

Статья 15. Датчик уровня жидкости

113
Описание 113
Обозначение на схемах 113
Варианты применения 114
Устройство и принцип действия 114
Поплавковый датчик с двоичным выходом 114
Поплавковый датчик с аналоговым выходным сигналом 115
Поплавковый датчик с инкрементным выходным сигналом 116
Вытеснительные датчики уровня 116
Ультразвуковые датчики уровня 117
Измерение веса резервуара 117
Определение давления 117
Что может пойти не так? 118
Турбулентность 118
Влияние наклона 119

Статья 16. Датчик скорости потока жидкости

121
Описание 121
Обозначения на схемах 122
Датчики с лопастным колесом 122
Турбинные датчики 123
Ограничения лопастных колес и турбин 123
Датчик с нагретой массой 124
Реле расхода со скользящей муфтой 124
Реле расхода с подвижным поршнем 124
Ультразвуковой датчик скорости жидкости 125
Магнитный датчик скорости жидкости 125
Датчик скорости потока жидкости на основе перепада давления 126
Что может пойти не так? 126
Влияние загрязнений и коррозии материалов 126

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕКУЧИХ СРЕД. ГАЗ/ЖИДКОСТЬ

127

Статья 17. Датчик давления газа/жидкости

127
Описание 127
Обозначения на схемах 127
Варианты применения 128
Особенности конструкции 128
Единицы измерения давления 128
Устройство и принцип действия 128
Виды чувствительных элементов 129
Измерение относительного давления 129
Варианты изготовления 130
Давление окружающего воздуха 130
Измерение высоты над уровнем моря 131
Датчики давления газа 131
Что может пойти не так? 132
Уязвимость к загрязнениям, влаге и химически активным материалам 132
Чувствительность к свету 132

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕКУЧИХ СРЕД. ГАЗ

133

Статья 18. Датчик концентрации газа

133
Описание 133
Обозначение на схемах 134
Полупроводниковые датчики газа 134
Датчики кислорода 135
Датчики влажности 136
Датчик точки росы 136
Датчики абсолютной влажности 137
Датчики относительной влажности 137
Выходной сигнал датчика влажности 138
Аналоговый датчик влажности 138
Особенности монтажа датчиков влажности 139
Цифровой датчик влажности 139
Что может пойти не так? 140
Повреждение датчика 140
Необходимость периодической калибровки 140
Неправильная пайка 140

Статья 19. Датчик скорости потока газа

141
Описание 141
Варианты применения 141
Обозначение на схемах 142
Устройство и принцип действия 142
Анемометр 142
Датчики массового расхода газа 143
Варианты применения датчиков массового расхода 144
Единицы измерения массового расхода 144
Измерение больших объемов 145
Вид выходного сигнала 145
Что может пойти не так? 145

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ. СВЕТ

147

Статья 20. Фоторезистор

147
Описание 147
Обозначение на схемах 147
Устройство и принцип действия 148
Конструкция 148
Варианты изготовления 148
Фоторезистор в составе оптрона 148
Параметры фоторезистора 149
Сравнение с фототранзистором 149
Использование фоторезисторов 150
Подключение фоторезистора 150
Что может пойти не так? 151
Превышение предельных параметров 151
Перегрузка по напряжению 151
Отсутствие маркировки 151

Статья 21. Фотодиод

153
Описание 153
Обозначение на схемах 153
Варианты применения 153
Устройство и принцип действия 153
Варианты изготовления 154
PIN-фотодиоды 154
Лавинные фотодиоды 154
Корпус 154
Диапазон длин волн 154
Фотодиодные матрицы 155
Виды выходного сигнала 155
Специализированные компоненты 155
Параметры фотодиодов 156
Использование фотодиода 157
Что может пойти не так? 158

Статья 22. Фототранзистор

159
Описание 159
Обозначения на схемах 159
Варианты применения 160
Устройство и принцип действия 160
Варианты изготовления 160
Подключение базы 160
Фотодарлингтон 161
Полевой фототранзистор 161
Параметры фототранзистора 161
Сравнение с другими фотодатчиками 162
Подбор параметров 162
Использование фототранзистора 162
Расчет выходного сигнала 163
Что может пойти не так? 164
Неправильное определение типа компонента 164
Выходной сигнал выходит за пределы рабочего диапазона 164

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ. ТЕПЛО

165
температурным коэффициентом 165
Описание 165
Обозначения на схемах 166
Варианты применения 166
Устройство термистора с отрицательным температурным коэффициентом 166
Преобразование выходного сигнала для определения температуры 167
Подбор резистора в схеме делителя 168
Включение термистора в схему моста Уитстона 168
Определение температуры 169
Ограничение пускового тока с помощью термистора 169
Повторное включение 170
Параметры термистора 170
Обозначения и сокращения 170
Опорная температура 171
Опорное сопротивление 171
Коэффициент рассеивания мощности 171
Температурный коэффициент 171
Постоянная времени нагрева 171
Допуск 172
Температурный диапазон 172
Ток переключения 172
Ограничение по мощности 172
Взаимозаменяемость 172
Что может пойти не так? 172
Самонагрев 172
Рассеивание тепла 172
Влияние внешней температуры 172
Сравнение датчиков температуры 172
коэффициентом (NTC) 173
Термистор с положительным тем пературным коэффициентом (PTC) 173
Термопара 173
Резистивный температурный датчик 173
Полупроводниковый датчик температуры 174

Статья 24. Термистор с положительным температурным коэффициентом

175
Описание 175
Обозначение на схемах 176
Обзор PTC-термисторов 176
PTC-термисторы для измерения температуры 176
Отличие от резистивного датчика температуры 177
Нелинейные PTC-термисторы 178
Защита от перегрева 178
Защита от чрезмерного тока 178
Ограничение броска тока с помощью PTC-термистора 179
Сильноточные PTC-термисторы 180
PTC-термистор для балласта в осветительных приборах 181
PTC-термистор в качестве нагревательного элемента 181
Что может пойти не так? 181
Самонагрев 181
Нагрев других компонентов 181

Статья 25. Термопара

183
Описание 183
Обозначение на схемах 184
Варианты применения термопар 184
Устройство и принцип действия 185
Подробнее о термопарах 186
Использование термопар 186
Типы термопар 187
Коэффициент Зеебека 187
Микросхемы для работы с термопарами 188
Термобатарея 189
Что может пойти не так? 190
Полярность 190
Электрические помехи 190
Усталость металла и окисление 190
Неправильный тип термопары 190
Тепловое повреждение при создании термопары 190

Статья 26. Резистивный датчик температуры

191
Описание 191
Свойства резистивного датчика температуры 192
Обозначение на схемах 192
Варианты применения 192
Устройство и принцип действия 193
Варианты изготовления 193
Электрическое подключение 194
RTD-зонд 194
Обработка сигнала RTD-датчика 195
Что может пойти не так? 195
Самонагрев 195
Влияние нагрева на изоляцию проводов 195
Неподходящий чувствительный элемент 195

Статья 27. Полупроводниковый датчик температуры

197
Описание 197
температуры 198
Обозначение на схемах 198
температуры 199
Устройство и принцип действия 199
КМОП-датчики 199
Преимущество использования нескольких транзисторов 199
Схема Брокау 200
Варианты изготовления 201
Датчики с аналоговым выходным напряжением 201
Датчики с аналоговым выходным током 203
Датчики с цифровым выходным сигналом 204
Датчики температуры на основе КМОП 206
Что может пойти не так? 207
Различные температурные шкалы 207
Помехи в кабельной проводке 207
Время задержки 207
Время обработки сигнала 207

Статья 28. Инфракрасный датчик температуры

209
Описание 209
Варианты применения бесконтактных датчиков температуры 210
Обозначение на схемах 210
Устройство и принцип действия 211
Термоэлемент 212
Измерение температуры 212
Варианты изготовления 213
Датчики для поверхностного монтажа 214
Матрицы из датчиков 214
Параметры инфракрасных термодатчиков 214
Диапазон температур 214
Поле зрения 215
Что может пойти не так? 215
Неподходящее поле зрения 215
Отражающие объекты 215
Стеклянные преграды 215
Несколько источников тепла 215
Перепады температур 215

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ. ЗВУК

217

Статья 29. Микрофон

217
Описание 217
Обозначение на схемах 217
Устройство и принцип действия 218
Угольный микрофон 218
Микрофон с подвижной катушкой 218
Конденсаторный микрофон 219
Электретный микрофон 219
систем 220
Пьезоэлектрический микрофон 220
Параметры микрофонов 220
Чувствительность 220
Диаграмма направленности 221
Частотная характеристика 221
Импеданс 222
Суммарный коэффициент гармонических искажений 222
Отношение сигнал/шум 223
Что может пойти не так? 223
Наводки в кабеле 223
Помехи от источника питания 223

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. ТОК

225

Статья 30. Датчик тока

225
Описание 225
Варианты применения 225
Амперметр 225
Обозначение на схемах 226
Подключение амперметра 226
Расчет тока через измерение напряжения 227
Резисторы для измерения тока 227
Измерение напряжения 229
Измерение тока с помощью эффекта Холла 229
Что может пойти не так? 230
Неподходящий тип тока 230
Магнитные помехи 230
Неправильное электрическое подключение амперметра 230
Ток, выходящий за рабочий диапазон 230

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. НАПРЯЖЕНИЕ

231

Статья 31. Датчик напряжения

231
Описание 231
Варианты применения 231
Щитовой вольтметр 231
Обозначение на схемах 232
Подключение вольтметра 232
Особенности использования вольтметра 233
Неточность, вызванная наличием нагрузки 233
Гистограммный индикатор 234
Что может пойти не так? 235
Неподходящий тип тока 235
Высокий импеданс цепи 235
Напряжение, выходящее за рабочий диапазон 235
Вольтметр с заземленным входом 235
   
Приложение 1. Выходной сигнал датчика 237
Аналоговый выходной сигнал 238
1. Аналоговый выход: напряжение 238
2. Аналоговый выход: сопротивление 240
3. Аналоговый выход: открытый коллектор 240
4. Аналоговый выход: ток 241
5. Двоичный выход: высокое/низкое состояние 242
6. Двоичный выход: ШИМ-сигнал 242
7. Двоичный выход: изменяющаяся частота 243
8. Цифровой выход: протокол I2C 243
9. Цифровой выход: протокол SPI 243
Глоссарий 245
Предметный указатель 249


На главную | Где купить | Авторам | Вакансии | Реклама | Издательство | Каталог | Статьи наших авторов | Контакты
© 2001–2017 Издательство «БХВ-Петербург».
Все права защищены. Частичное или полное копирование текстов, слоганов и фотоизображений без письменного согласия Правообладателя запрещено.