أنواع المستشعرات الكهربائية
تتعدد أنواع المستشعرات الكهربائية المستخدمة في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك:
- مستشعرات الضوء: تُستخدم للكشف عن الضوء وقياس شدّته.
- جهاز استشعار الرطوبة: يُستخدم لقياس مستوى الرطوبة في الهواء.
- جهاز استشعار الدخان، الغاز والكحول: يكشف عن وجود الحرائق أو الغازات، بينما يُستخدم مستشعر الكحول للكشف عن وجوده من خلال أجهزة خاصة.
- مستشعر اللون: يُستخدم في معالجة الألوان وتحديدها.
- مستشعر اللمس: مثل المستشعرات المستخدمة في الهواتف الذكية.
- مستشعرات الوزن والضغط: تُستخدم لحساب الأوزان.
- المستشعر المغناطيسي: يقوم بقياس كثافة التدفق المغناطيسي.
- ميكروفون: يعد مستشعرًا للصوت.
- مستشعر الإمالة: يختص بالكشف عن الميل أو التوجيه.
- المستشعرات التناظرية: التي تُنتج إشارات مستمرة تتناسب مع المدخلات أو القيم المقاسة، مثل مستشعرات التسارع، والضغط، والإجهاد، والحركة، والإزاحة ودرجة الحرارة.
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء: يتمتع هذا النوع بنطاق تردد أعلى من الموجات الدقيقة وأقل من الضوء المرئي، وعادةً ما يُستخدم للكشف عن العوائق أو الأجسام. وتنقسم إلى:
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء السلبية: لا تحتاج لمصدر خارجي، بل تعتمد على الطاقة المنبعثة من العوائق، مثل الكاشف الكهربائي الحراري ومقاييس الإشعاع.
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء النشطة: تحتاج إلى مصدر للأشعة تحت الحمراء وآخر لاستقبالها، حيث يعمل الثنائي الباعث الضوئي أو الليزري كمصدر، بينما يُستخدم الثنائي الضوئي أو الترانزستور الضوئي لاستقبالها.
- مستشعرات الحرارة: تقيس التغير في درجات الحرارة، وتوجد طرازات متعددة منها: المزدوجات الحرارية، المقاومات الحرارية، وأجهزة قياس الحرارة المقاومة.
- مستشعرات المسافات: تستخدم للكشف عن الأجسام عن طريق قياس المسافات بينها، وقد تستخدم الأشعة تحت الحمراء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي لتحقيق ذلك. تُستخدم كذلك في تحديد السرعة، والدوران، وعند الاصطفاف.
- مستشعرات الموجات فوق الصوتية: مُستخدمة لقياس المسافة أو الوقت اللازم لقطع مسافة معينة، حيث تُرسل الموجات فوق الصوتية وتصطدم بالهدف وتنعكس، مما يساعد على تحليل الإشارة. يُستخدم جهاز واحد لإرسال واستقبال الموجات.
- مستشعرات التسارع: تكشف عن تغيرات الموقع، السرعة، والاهتزاز عبر استشعار الحركة، وقد تكون هذه المستشعرات تناظرية أو رقمية.
- مستشعرات التوجيه: تحدد الاتجاه بالاستناد إلى جاذبية الأرض، حيث تقيس السرعة الزاوية وتستطيع الكشف عن الدوران بغض النظر عن التسارع.
وظائف المستشعرات الكهربائية
تتضمن المهام الأساسية للمستشعرات الكهربائية ما يلي:
- تقليل الحاجة للصيانة وتقليل الأعطال.
- تشخيص الأعطال في الأجهزة ومعالجة إشارات الاتصال بالشبكات.
- ربط عدد أكبر من المستشعرات بالشبكات مما يعزز دقتها وفاعليتها.
- تحسين كفاءة ودقة المعلومات وتقليل التكاليف الإجمالية.
تعريف المستشعر الكهربائي
المستشعر الكهربائي هو جهاز أو دائرة إلكترونية متكاملة قادرة على الكشف عن علامة فيزيائية معينة أو حركة محددة، ثم تحويل تلك العلامة إلى إشارة كهربائية. تُعالج هذه الإشارة خارج المستشعر وتستخدم لتوفير قياسات محددة واتخاذ إجراءات بناءً عليها. يتم تصميم المستشعرات لعدد كبير من الأغراض، مثل قياس درجة الحرارة أو مسافة معينة أو مقدار الإشعاعات، وغالبًا ما تكون في أحجام صغيرة لتناسب القياسات الدقيقة، مثل الموجودة في الهواتف الذكية.
تصنيف المستشعرات الكهربائية
يوجد عدة تصنيفات للمستشعرات الكهربائية، ومنها:
- أجهزة الاستشعار النشطة: تنتج إشارات استجابة لمؤثرات خارجية.
- أجهزة الاستشعار السلبية: تنتج إشارات ذاتيًا دون الحاجة لمساعدات خارجية.
- أجهزة الاستشعار التقليدية والرقمية: تُستخدم لقياس مجموعة من الخصائص الفيزيائية مثل التسارع، درجة الحرارة، والإزاحة.
تُستخدم المستشعرات في تطبيقات متعددة، بما في ذلك استشعار الحرارة، الضوء، الصوت، المسافات، الميل، والرطوبة، وغيرها من التطبيقات التي تعزز الكفاءة وتقلل من الوقت والتكاليف المطلوبة.
