أنواع الحساسات الكهربائية
للحساسات الكهربائية عدد من الأنواع التي تُستخدم في تطبيقات مختلفة منها:
- مستشعرات الضوء: للكشف عن الضوء وقياس شدّته.
- جهاز استشعار الرطوبة: لحساب مستوى الرطوبة في الهواء.
- جهاز استشعار الدخان والغاز والكحول: والذي يكشف عن وجود الحرائق أو الغازات، في حين يكشف مستشعر الكحول عن وجودها من خلال أجهزة خاصة.
- مستشعر اللون: المُستخدم في معالجة الألوان وتحديدها.
- مستشعر اللمس: كالذي يستخدم في الهاتف.
- مستشعر الإجهاد والوزن: والذي يستخدم لحساب الأوزان.
- المستشعر المغناطيسي: والذي يقيس كثافة التدفق المغناطيسي.
- ميكروفون: وهو مستشعر صوت.
- مستشعر الإمالة: والذي يختص باستشعار الميل أو في التوجيه.
- المستشعرات التناظرية: التي تُنتج إشارات مستمرة مع مرور الوقت، تتناسب مع المدخلات أو القيم المقاسة، ومن أمثلتها؛ مستشعرات التسارع، والضغط، والإجهاد، والحركة، والإزاحة، ودرجة الحرارة.
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء: والذي له طيف ذا نطاق تردد أعلى من الموجات الدقيقة وتردد أقل من الضوء المرئي، وعادةً ما يُستخدم في إصدار أو استشعار الإشعاعات تحت الحمراء للكشف عن العوائق أو الأجسام، وتقسم هذه المستشعرات إلى:
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء السلبية: والتي لا تستخدم أي مصدر للأشعة تحت الحمراء في الكشف عن الطاقة المنبعثة من العوائق أو الأجسام، مثل الكاشف الكهربائي الحراري، ومقاييس الإشعاع.
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء النشطة: والتي تستخدم مصدر للأشعة تحت الحمراء وآخر مستقبل لها، إذ يعمل الثنائي الباعث الضوئي أو الليزري كمصدر للأشعة تحت الحمراء، في حين يعمل الثنائي الضوئي أو الترانزستور الضوئي ككاشف للأشعة تحت الحمراء.
- مستشعرات الحرارة: هي مستشعرات تناظرية تقيس التغير في درجات الحرارة، ولها أنواع عديدة منها: المزدوجات الحرارية، والمقاوم الحراري، وأجهزة درجة الحرارة المقاومة.
- مستشعرات المسافات: هي مستشعرات لا تلامسية تستخدم للكشف عن الأشياء عن طريق قياس المسافات مع الجسم الهدف، وتستخدم هذه المستشعرات الأشعة تحت الحمراء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي في الكشف عن المسافات، كما تستخدم في تحديد السرعة والدوران والعدّ، وفي مستشعرات اصطفاف السيارات.
- مستشعرات الموجات فوق الصوتية: والتي تستخدم في قياس المسافة أو الوقت اللازم لقطع مسافة معينة، إذ يتم استخدام مصدر للموجات فوق الصوتية والتي تصطدم بالهدف وتنعكس ليتم الكشف عن الإشارة وتحليلها، ويستخدم هذا النوع من المستشعرات جهازًا واحدًا لإرسال الموجات واستقبالها.
- مستشعرات التسارع: والتي تكشف عن التغيرات في الموقع والسرعة والاهتزاز عن طريق استشعار الحركة، وقد تكون هذه المستشعرات تناظرية أو رقمية، بحيث تعتمد التناظرية منها على إنتاج جهد مستمر يعتمد على مقدار التسارع.
- مستشعرات التوجيه: والتي تحدد الاتجاه بالاعتماد على جاذبية الأرض، إذ إنها تقيس السرعة الزاوية، وتستطيع هذه المستشعرات الكشف عن الدوران بغض النظر عن التسارع.
وظائف الحساسات الكهربائية
من أهم وظائف الحساسات الكهربائية ما يأتي:
- تقليل الوقت وعدم الحاجة للصيانة كثيرًا نظرًا لقلة الأعطال.
- تشخيص الأعطال في الأجهزة، ومعالجة إشارات الاتصال بالشبكات.
- توصيل عدد أكبر من أجهزة الاستشعار بالشبكات، مما يزيد من دقتها وصحتها.
- تحسين كفاءة ودقة المعلومات وتقليل التكاليف الإجمالية.
ما هو الحساس الكهربائي؟
يعرف الحساس الكهربائي بأنه جهاز أو دائرة إلكترونية متكاملة تكشف علامة فيزيائية (جسم معين) أو حركة محددة ثم تُحولها إلى إشارة كهربائية، حيث تُعالج الإشارة خارج المستشعر الكهربائي ثم تُستخدم لتوفير قياس ما واتخاذ إجراء بخصوصه، ولهذه الحساسات عدد كبير من التصميمات كل منها يستخدم لغرض معين؛ كقياس درجة الحرارة، أو قياس البعد عن جسم ما، أو كمية الإشعاعات وغيرها، وقد تأتي الحساسات بأحجام صغيرة للقياسات الدقيقة كالتي توضع في الهاتف الخلوي.
تصنيف الحساسات الكهربائية
للحساسات الكهربائية عدة تصنيفات هي:
- أجهزة الاستشعار النشطة: والتي تنتج إشارات بمساعدة المؤثرات الخارجية المطبقة عليها.
- أجهزة الاستشعار السلبية: والتي تُنتج إشارات دون مساعدة أو محفز أو جهد إضافي.
- أجهة الاستشعار التناظرية والرقمية: والتي تستخدم لقياس الكثير من الخصائص الفيزيائية؛ كالتسارع، ودرجة الحرارة، والإزاحة، وغيرها.
تستخدم الحساسات في العديد من التطبيقات؛ كاستشعار الحرارة، والضوء، والصوت، والبعد، والميلان، والرطوبة، وغيرها الكثير من التطبيقات الأخرى التي تستخدم في مجالات الحياة المختلفة، وتعرف الحساسات بأنها أجهزة أو دارات إلكترونية تلتقط إشارة معينة وتعالجها وتستجيب لها، مما يزيد من الكفاءة ويقلل الوقت والتكاليف اللازمة.
