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

Статья 1. Датчик GPS

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

Статья 2. Магнитометр

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

Статья 3. Датчик присутствия объекта

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

Статья 4. Пассивный инфракрасный датчик

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

Статья 5. Датчик приближения

Описание
Обозначение на схемах
Варианты применения
Разновидности датчиков приближения
Ультразвуковой датчик
Инфракрасный датчик
Сравнительные преимущества различных датчиков
Образцы ультразвуковых датчиков
Датчики других производителей
Отдельные пьезоизлучатели
Образцы инфракрасных датчиков
Тенденции развития инфракрасных датчиков
Емкостный датчик приближения
Варианты применения
Устройство емкостного датчика
Источники ошибок
Параметры емкостных датчиков
Что может пойти не так при использовании оптических и ультразвуковых датчиков приближения
Объект расположен слишком близко
Взаимные помехи
Неподходящие поверхности
Влияние окружающей среды
Ухудшение рабочих характеристик светодиодов

Статья 6. Датчик линейного положения

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

Статья 7. Датчик углового положения

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

Статья 8. Датчик наклона

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

Статья 9. Гироскоп

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

Статья 10. Акселерометр

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

Статья 11. Датчик вибрации

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

Статья 12. Датчик усилия

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

Статья 13. Сенсорный датчик касания

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

Статья 14. Сенсорный экран

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

Статья 15. Датчик уровня жидкости

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

Статья 16. Датчик скорости потока жидкости

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

Статья 17. Датчик давления газа/жидкости

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

Статья 18. Датчик концентрации газа

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

Статья 19. Датчик скорости потока газа

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

Статья 20. Фоторезистор

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

Статья 21. Фотодиод

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

Статья 22. Фототранзистор

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

Статья 23. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом

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

Статья 24. Термистор с положительным температурным коэффициентом

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

Статья 25. Термопара

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

Статья 26. Резистивный датчик температуры

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

Статья 27. Полупроводниковый датчик температуры

Описание
Варианты применения полупроводникового датчика температуры
Обозначение на схемах
Достоинства и недостатки полупроводникового датчика температуры
Устройство и принцип действия
КМОП-датчики
Преимущество использования нескольких транзисторов
Схема Брокау
Варианты изготовления
Датчики с аналоговым выходным напряжением
Датчики с аналоговым выходным током
Датчики с цифровым выходным сигналом
Датчики температуры на основе КМОП
Что может пойти не так?
Различные температурные шкалы
Помехи в кабельной проводке
Время задержки
Время обработки сигнала

Статья 28. Инфракрасный датчик температуры

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

Статья 29. Микрофон

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

Статья 30. Датчик тока

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

Статья 31. Датчик напряжения

Описание
Варианты применения
Щитовой вольтметр
Обозначение на схемах
Подключение вольтметра
Особенности использования вольтметра
Неточность, вызванная наличием нагрузки
Гистограммный индикатор
Что может пойти не так?
Неподходящий тип тока
Высокий импеданс цепи
Напряжение, выходящее за рабочий диапазон
Вольтметр с заземленным входом

Приложение 1. Выходной сигнал датчика

Аналоговый выходной сигнал
1. Аналоговый выход: напряжение
2. Аналоговый выход: сопротивление
3. Аналоговый выход: открытый коллектор
4. Аналоговый выход: ток
5. Двоичный выход: высокое/низкое состояние
6. Двоичный выход: ШИМ-сигнал
7. Двоичный выход: изменяющаяся частота
8. Цифровой выход: протокол I2C
9. Цифровой выход: протокол SPI
Глоссарий
Предметный указатель