Wstęp

ROZDZIAŁ 1. GPS

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
  • Segmenty systemu nawigacji satelitarnej
• Działanie
• Rodzaje
• Wartości
• Stosowanie
  • Wyjście 1-hercowe
• Możliwe problemy
  • Wyładowanie elektrostatyczne
  • Brak właściwego połączenia z masą
  • Niepewne połączenia (zimne luty)
  • Ograniczona dostępność
  • Brak zdolności wykrywania satelitów
  • Przekroczenie maksymalnej prędkości lub wysokości

ROZDZIAŁ 2. Magnetometr

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
  • IMU
  • Zastosowania
• Działanie
  • Pole magnetyczne
  • Osie kuli ziemskiej
  • Magnetometr indukcyjny
  • Efekt Halla i magnetorezystancja
• Rodzaje
• Stosowanie
• Możliwe błędy
  • Zakłócenia
  • Błędy montażowe

ROZDZIAŁ 3. Wykrywacz obiektów

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
• Rodzaje
  • Wykrywacze optyczne
  • Wykrywacze magnetyczne
• Wartości
• Stosowanie
• Konfiguacje wykrywaczy obiektów
  • Ruch postępowy
  • Wykrywanie przez przerywanie strumienia magnetycznego
  • Ruch obrotowy
• Porównanie czujników
  • Zalety optycznych wykrywaczy obiektów
  • Wady optycznych wykrywaczy obiektów
  • Zalety kontaktronu
  • Wady kontaktronu
  • Zalety czujnika Halla
  • Wady czujnika Halla
• Możliwe błędy
  • Wykrywacze optyczne
  • Kontaktrony

ROZDZIAŁ 4. Pasywny czujnik podczerwieni

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
  • Zastosowania
• Działanie
  • Detektor piroelektryczny
  • Elementy detektora
  • Soczewki
• Rodzaje
• Możliwe błędy
  • Wrażliwość na temperaturę
  • Podatność na zanieczyszczenia
  • Podatność na zawilgocenie

ROZDZIAŁ 5. Czujnik zbliżeniowy

• Funkcja
  • Symbole elektryczne
  • Zastosowania
• Rodzaje
  • Ultradźwięki
  • Podczerwień
  • Porównanie zalet
• Przykłady urządzeń ultradźwiękowych
  • Urządzenia azjatyckie
  • Pojedyncze komponenty
• Przykłady czujników na podczerwień
  • Trendy w dziedzinie zbliżeniowych czujników na podczerwień
• Pojemnościowy czujnik zbliżeniowy
  • Zastosowania
• Działanie
  • Źródła błędów
  • Wartości
• Możliwe błędy optycznych i ultradźwiękowych czujników zbliżeniowych
  • Zbyt mała odległość do obiektu
  • Zbyt wiele sygnałów
  • Niewłaściwe powierzchnie
  • Czynniki atmosferyczne
  • Zmniejszona wydajność diod LED

ROZDZIAŁ 6. Przetwornik położenia liniowego

• Funkcja
  • Zastosowania
  • Symbol elektryczny
• Działanie
  • Potencjometr liniowy
  • Magnetyczne enkodery liniowe
  • Optyczne enkodery liniowe
  • Zastosowania enkoderów liniowych
  • Transformatorowe czujniki przemieszczeń liniowych o układzie różnicowym
• Możliwe błędy
  • Problemy mechaniczne
  • Żywotność diod LED

ROZDZIAŁ 7. Czujnik położenia kątowego

• Funkcja
  • Zastosowania
  • Symbol schematyczny
• Potencjometry
  • Potencjometr obrotowy
  • Ograniczniki ruchu ślizgacza
  • Potencjometr wieloobrotowy
  • Magnetyczny czujnik położenia kątowego
  • Układy scalone
  • Enkodery obrotowe
  • Obrotowy enkoder optyczny
  • Produkty optyczne
  • Działanie myszy komputerowej
  • Prędkość obrotowa
  • Położenie bezwzględne
  • Kod Graya
  • Obrotowy enkoder magnetyczny
• Stosowanie
• Możliwe błędy
  • Niewłaściwe połączenia
  • Niewłaściwe oprogramowanie
  • Niejednoznaczna terminologia

ROZDZIAŁ 8. Czujnik nachylenia

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
• Działanie
  • Wersja uproszczona
  • Zastosowania
• Rodzaje
  • Przełączniki rtęciowe
  • Przełączniki wahadłowe
  • Magnesowanie
• Czujniki nachylenia
  • Dwuosiowe czujniki nachylenia
• Wartości
• Stosowanie
• Możliwe błędy
  • Erozja kontaktów
  • Przypadkowe sygnały
  • Zagrożenia dla środowiska
  • Niewłaściwa siła grawitacyjna
  • Brak stabilności

ROZDZIAŁ 9. Żyroskop

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
  • IMU
  • Zastosowania
• Działanie
  • Żyroskop wibracyjny
• Rodzaje
  • Układy IMU
• Wartości
• Stosowanie
• Możliwe błędy
  • Dryft temperaturowy
  • Naprężenia mechaniczne
  • Drgania zewnętrzne
  • Usytuowanie

ROZDZIAŁ 10. Akcelerometr

• Funkcja
  • IMU
  • Symbol schematyczny
  • Zastosowania
• Działanie
  • Grawitacja i swobodne spadanie
  • Obroty
  • Obliczenia
• Rodzaje
• Wartości
• Możliwe błędy
  • Naprężenia mechaniczne
  • Inne problemy

ROZDZIAŁ 11. Czujnik drgań

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
• Rodzaje
  • Trzpień i sprężyna
  • Taśma piezoelektryczna
  • Piezoelektryki scalone
  • "Łapka na myszy"
  • Urządzenia magnetyczne
  • Wibracyjny przełącznik rtęciowy
• Wartości
  • Wielkości podstawowe
  • Parametry dynamiczne
• Stosowanie
• Możliwe błędy
  • Zbyt długie przewody
  • Zakłócenia
  • Prawidłowe uziemienie
  • Zmęczenie materiału

ROZDZIAŁ 12. Czujnik nacisku

• Funkcja
  • Zastosowania
  • Symbol schematyczny
• Działanie
  • Tensometr
  • Mostek Wheatstone'a
  • Błędy mostka Wheatstone'a
  • Wzmocnienie tensometru
  • Inne moduły tensometryczne
  • Czujniki nacisku z folii plastikowej
• Stosowanie
  • Rezystancyjne czujniki nacisku z folii plastikowej
• Wartości
  • Foliowe czujniki nacisku służące do wprowadzania danych przez użytkownika
  • Dane katalogowe foliowych czujników nacisku
  • Tensometry
• Możliwe błędy
  • Uszkodzenia powstałe podczas lutowania
  • Złe rozłożenie obciążenia
  • Zawilgocenie
  • Wpływ temperatury
  • Zbyt długie przewody

ROZDZIAŁ 13. Czujnik dotyku

• Funkcja
  • Zastosowania
  • Symbole schematyczne
• Działanie
• Stosowanie
  • Pozyskiwanie płytek dotykowych
  • Indywidualna płytka dotykowa
  • Krążki i taśmy
  • Uwagi dotyczące projektowania
• Możliwe błędy
  • Niewrażliwość na rękawice
  • Problemy z rysikiem
  • Atrament przewodzący

ROZDZIAŁ 14. Ekran dotykowy

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
• Rodzaje
  • Ekran rezystancyjny
  • Ekran pojemnościowy
  • Ekrany jako części elektroniczne

ROZDZIAŁ 15. Czujnik poziomu cieczy

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
  • Zastosowania
• Działanie
  • Czujnik pływakowy z wyjściem binarnym
  • Czujnik pływakowy z wyjściem analogowym
  • Czujnik pływakowy z wyjściem przyrostowym
  • Wypornościowe czujniki poziomu
  • Ultradźwiękowe czujniki poziomu
  • Ważenie zbiornika
  • Pomiar ciśnienia
• Możliwe błędy
  • Turbulencje
  • Przechylanie zbiornika

ROZDZIAŁ 16. Czujnik prędkości przepływu cieczy

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
• Łopatkowe czujniki przepływu cieczy
• Turbinowe czujniki prędkości przepływu
  • Ograniczenia kół łopatkowych i turbin
• Termiczny przepływomierz masowy cieczy
• Przełącznik przepływowy z ruchomą tuleją
• Przełącznik przepływowy z ruchomym tłokiem
• Ultradźwiękowy czujnik prędkości przepływu cieczy
• Magnetyczny czujnik przepływu cieczy
• Przepływomierz różnicowo-ciśnieniowy
• Możliwe błędy
  • Podatność na zanieczyszczenia i korozję

ROZDZIAŁ 17. Czujnik ciśnienia

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
  • Zastosowania
  • Zagadnienia ogólne
  • Jednostki
• Działanie
  • Podstawowe elementy sensoryczne
  • Pomiar względny
• Rodzaje
  • Ciśnienie powietrza w otoczeniu
  • Wysokość nad poziomem morza
  • Ciśnienie gazu
• Możliwe błędy
  • Podatność na brud, wilgoć i korozję
  • Wrażliwość na światło

ROZDZIAŁ 18. Czujnik stężenia gazu

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
• Półprzewodnikowe czujniki gazów
• Czujniki tlenu
• Czujniki wilgotności
  • Czujnik punktu rosy
  • Czujniki wilgotności bezwzględnej
  • Czujniki wilgotności względnej
  • Wyjście czujnika wilgotności
  • Analogowy czujnik wilgotności
  • Uwagi konstrukcyjne
  • Cyfrowy czujnik wilgotności
• Możliwe błędy
  • Zanieczyszczenie
  • Ponowna kalibracja
  • Lutowanie

ROZDZIAŁ 19. Czujnik natężenia przepływu gazu

• Funkcja
  • Zastosowania
  • Symbol schematyczny
• Działanie
  • Anemometr
  • Czujniki natężenia przepływu masowego
  • Zastosowania
  • Jednostki
  • Pomiar większych objętości
  • Wyjście
• Możliwe błędy

ROZDZIAŁ 20. Fotorezystor

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
• Działanie
  • Budowa
• Rodzaje
  • Fotorezystory w optoizolatorach
• Wartości
  • Porównanie z fototranzystorem
• Stosowanie
  • Dobór rezystora szeregowego
• Możliwe błędy
  • Przeciążenie
  • Zbyt wysokie napięcie
  • Pomyłki w identyfiacji

ROZDZIAŁ 21. Fotodioda

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
  • Zastosowania
• Działanie
• Rodzaje
  • Fotodiody PIN
  • Diody lawinowe
  • Obudowy
  • Zakres długości fal
  • Matryce fotodiod
  • Opcje wyjść
  • Konkretne warianty
• Wartości
• Stosowanie
• Możliwe błędy

ROZDZIAŁ 22. Fototranzystor

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
  • Zastosowania
• Działanie
• Rodzaje
  • Opcjonalne podłączenie bazy
  • Fotodarlington
  • Fototranzystor FET
• Wartości
  • Działanie w porównaniu z innymi czujnikami światła
  • Selekcjonowanie
• Stosowanie
  • Obliczanie napięcia wyjściowego
• Możliwe błędy
  • Niewłaściwa identyfiacja wizualna
  • Sygnał wyjściowy poza zakresem

ROZDZIAŁ 23. Termistor NTC

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
  • Zastosowania
• Działanie
  • Interpretacja sygnału wyjściowego
  • Dobór rezystora szeregowego
  • Obwód mostka Wheatstone'a
  • Wyznaczanie wartości temperatury
• Ogranicznik prądu początkowego
  • Restart
• Wartości
  • Czas i temperatura
  • Rezystancja i reakcja
  • Kiloomy i kelwiny
  • Temperatura odniesienia
  • Rezystancja odniesienia
  • Stała rozpraszania
  • Współczynnik temperaturowy
  • Cieplna stała czasowa
  • Tolerancja
  • Zakres temperatur
  • Prąd przełączania
  • Ograniczenia mocy
  • Wymienność
• Możliwe błędy
  • Samonagrzewanie
  • Rozpraszanie ciepła
  • Brak ciepła
• Uzupełnienie - porównanie czujników temperatury
  • Termistor NTC
  • Termistor PTC
  • Termopara
  • Rezystancyjny czujnik temperatury
  • Półprzewodnikowy czujnik temperatury

ROZDZIAŁ 24. Termistor PTC

• Funkcja
  • Symbole schematyczne
• Przegląd termistorów PTC
• Silistory do pomiaru temperatury
  • Rezystancyjne czujniki temperatury
• Termistory nieliniowe PTC
  • Jako ochrona przed nadmierną temperaturą
  • Jako zabezpieczenie nadprądowe
  • Jako ogranicznik prądu rozruchowego
  • Termistor PTC do statecznika oświetleniowego
  • Termistor PTC jako element grzejny
• Możliwe błędy
  • Samonagrzewanie
  • Nagrzewanie innych elementów

ROZDZIAŁ 25. Termopara

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
• Zastosowania termopary
• Działanie
  • Kilka faktów na temat termopary
• Stosowanie
  • Rodzaje termopar
  • Współczynniki Seebecka
  • Układy do interpretowania danych wyjściowych
• Termostos
• Możliwe błędy
  • Polaryzacja
  • Zakłócenia elektryczne
  • Zmęczenie metalu i utlenianie
  • Zastosowanie termopary niewłaściwego typu
  • Uszkodzenie termopary pod wpływem ciepła

ROZDZIAŁ 26. Rezystancyjny czujnik temperatury

• Funkcja
• Atrybuty elementów RTD
  • Symbol schematyczny
  • Zastosowania
• Działanie
• Rodzaje
  • Połączenia
  • Sonda RTD
  • Przetwarzanie sygnału
• Możliwe błędy
  • Samonagrzewanie
  • Wpływ ciepła na izolację
  • Niekompatybilny element pomiarowy

ROZDZIAŁ 27. Półprzewodnikowy czujnik temperatury

• Funkcja
  • Zastosowania półprzewodnikowych czujników temperatury
  • Symbol schematyczny
  • Właściwości
• Działanie
  • Czujniki CMOS
  • Zestawy tranzystorowe
  • PTAT i układ Brokawa
• Rodzaje
  • Analogowe wyjście napięciowe
  • Analogowe wyjście prądowe
  • Wyjście cyfrowe
• Półprzewodnikowe czujniki temperatury typu CMOS
• Możliwe błędy
  • Różne skale temperatury
  • Zakłócenia indukowane w przewodach
  • Opóźnienie
  • Czas przetwarzania

ROZDZIAŁ 28. Czujnik temperatury na podczerwień

• Funkcja
  • Zastosowania
  • Symbol schematyczny
• Działanie
  • Termostos
  • Pomiar temperatury
• Rodzaje
  • Parametry czujników montowanych powierzchniowo
  • Układy czujników
• Wartości
  • Zakres temperatur
  • Pole widzenia
• Możliwe błędy
  • Niewłaściwe pole widzenia
  • Obiekty odblaskowe
  • Przeszkody szklane
  • Wiele źródeł ciepła
  • Gradienty termiczne

ROZDZIAŁ 29. Mikrofon

• Funkcja
  • Symbol schematyczny
• Działanie
  • Mikrofon węglowy
  • Mikrofon dynamiczny
  • Mikrofon pojemnościowy
  • Mikrofon elektretowy
  • Mikrofon typu MEMS
  • Mikrofon piezoelektryczny
• Wartości
  • Czułość
  • Kierunkowość
  • Charakterystyka częstotliwościowa
  • Impedancja
  • Zniekształcenia harmoniczne
  • Stosunek sygnału do szumu
• Możliwe błędy
  • Czułość przewodów
  • Zakłócenia ze strony zasilacza

ROZDZIAŁ 30. Czujnik natężenia prądu

• Funkcja
  • Zastosowania
• Amperomierz
  • Symbol schematyczny
  • Podłączanie amperomierza
• Rezystor szeregowy
  • Rezystory pomiarowe
  • Pomiar napięcia
• Czujnik prądu z efektem Halla
• Możliwe błędy
  • Pomylenie prądu przemiennego ze stałym
  • Zakłócenia magnetyczne
  • Nieprawidłowe podłączenie miernika
  • Prąd poza zakresem

ROZDZIAŁ 31. Czujnik napięcia

• Funkcja
  • Zastosowania
• Woltomierz
  • Symbol schematyczny
  • Podłączanie woltomierza
• Działanie
  • Niedokładności związane z obciążeniem
  • Bargraf
• Możliwe błędy
  • Pomylenie prądu przemiennego ze stałym
  • Wysoka impedancja obwodu
  • Napięcie poza zakresem
  • Napięcie względem masy

DODATEK A. Sygnały wyjściowe czujników

• Wyjścia czujników
  • 1. Wyjście analogowe - napięcie
  • 2. Wyjście analogowe - rezystancja
  • 3. Wyjście analogowe - otwarty kolektor
  • 4. Wyjście analogowe - natężenie prądu
  • 5. Wyjście binarne - stan wysoki lub niski
  • 6. Wyjście binarne - PWM
  • 7. Wyjście binarne - częstotliwość
  • 8. Wyjście cyfrowe - I2C
  • 9. Wyjście cyfrowe - SPI

Słowniczek

O autorach

Skorowidz

• Title: Encyklopedia elementów elektronicznych. Tom 3. Czujniki orientacji, ingerencji i właściwości otoczenia
• Author: Charles Platt, Fredrik Jansson
• Original title: Encyclopedia of Electronic Components Volume 3: Sensors for Location, Presence, Proximity, Orientation, Oscillation, Force, Load, Human Input, Liquid ... Light, Heat, Sound, and Electricity
• Translation: Zbigniew Waśko
• ISBN: 978-83-283-9293-9, 9788328392939
• Date of issue: 2022-10-11
• Format: Ebook
• Item ID: enele3
• Publisher: Helion