Применение интерферометров в науке и технике: основные принципы и примеры

Осциллограф: назначение и применение

Осциллограф – это электронный прибор, применяемый для измерения и визуализации различных видов электрических сигналов. Он является одним из основных инструментов в области электроники и широко используется в различных областях науки и техники.

Назначение осциллографа заключается в отображении временной зависимости электрических сигналов на экране. Он может измерять такие параметры, как амплитуда сигнала, его частота, фазовый сдвиг, длительность импульса и многое другое. Осциллограф также может использоваться для анализа формы сигнала, выявления и измерения периодических и случайных колебаний, исследования электрических цепей и схем, а также для отладки и диагностики различных электронных устройств.

Осциллограф состоит из следующих основных компонентов:

Входной разъем – используется для подключения сигнала, который нужно измерить;
Усилитель – увеличивает амплитуду сигнала до уровня, пригодного для дальнейшей обработки;
Горизонтальный генератор – генерирует горизонтальную ось времени, отображаемую на экране;
Вертикальный усилитель – регулирует амплитуду сигнала, отображаемого по вертикальной оси;
Отображающая система – преобразует электрический сигнал в видимый на экране изображение;
Триггерная система – синхронизирует измеряемый сигнал относительно горизонтальной оси времени.

В зависимости от типа и модели осциллографа, он может иметь дополнительные возможности, такие как функции автоматического трассировщика, записи и хранения данных, анализа спектра сигнала и многие другие.

Осциллографы широко используются в области электроники, телекоммуникаций, медицины, автомобильной промышленности, научных исследований и других областях, где требуется измерение и анализ электрических сигналов. Они являются неотъемлемой частью работы электротехнических специалистов и инженеров, а также используются в учебных целях для демонстрации различных электрических явлений и являются незаменимым инструментом для выполнения различных измерений и экспериментов.

Что такое датчик и преобразователь?

Датчик — это устройство, которое определяет физическую величину и преобразует ее в аналоговую величину, которую можно измерить электрически, например напряжение, емкость, индуктивность и омическое сопротивление. Выходные данные должны управляться, взаимодействовать и регулироваться разработчиком системы.

Доступны различные типы датчиков, которые используются в различных приложениях. Датчик движения — это датчик одного типа, который используется во многих системах, таких как домашнее охранное освещение, автоматические дверные фурнитуры обычно излучают какую-то энергию, такую как ультразвуковые волны, микроволны или световые лучи, и определяют, когда поток энергии прерывается чем-то входящим. свой переулок.

Датчик движения

Преобразователь — это устройство, которое подключается к датчику для преобразования измеренной величины в стандартный электрический сигнал, например 0-10 В постоянного тока, от -10 до + 10 В постоянного тока, от 4 до 20 мА. , 0–20 мА, 0–25 мА и т. Д. Выходной сигнал датчика может использоваться разработчиком системы напрямую.

Преобразователи используются в системах электронной связи для преобразования сигналов различной физической формы в электронные сигналы. На рисунке ниже используются два преобразователя, где микрофон используется в качестве первого преобразователя и в качестве второго преобразователя используется динамик.

Преобразователь в Электронная система связи

На выбор доступны различные типы датчиков и преобразователей, например аналоговые, цифровые, входные и выходные. Тип используемого преобразователя i / p или o / p действительно зависит от типа воспринимаемого или контролируемого сигнала. Но можно определить датчик и преобразователь, поскольку они преобразуют одну физическую величину в другую.

Устройство, которое выполняет функцию i / p, называется датчиком, потому что оно воспринимает физическое изменение какой-либо характеристики, которая изменяется в ответ на некоторое возбуждение. Преобразователь также является устройством, которое преобразует энергия из одной формы в другую. Примеры преобразователя:микрофон, громкоговоритель и т. д.

Задачи и функции

Основная задача датчиков заключается в передаче исследуемых параметров на специальный приемник и последующую обработку сигнала. Также они контролируют исследуемый объект и замеряют его характеристики в определенных диапазонах. Существуют многофункциональные модели, фильтрующие, предварительно обрабатывающие необходимые параметры.

Датчики представляют собой часть технических систем, благодаря которым можно выполнять измерение, регулировку, настройку объектов.

Приборы преобразуют полученные данные, например, о контролируемой среде (давление, температура, частота, скорость) в электро-, пневмо-, оптические импульсы. При этом формируется подходящая для передачи и приятия приемником форма для дальнейшей обработки, хранения, регистрации информации.

Измеритель тепла

Понятие «температура» для человека долгое время было связано с субъективными ощущениями «тепла» и «холода». Считается, что первый прибор для измерения температуры — термоскоп, в 1597 г. создал итальянский ученый Галилео Галилей (1564—1642). Это устройство состояло из полого шарика, наполненного воздухом, из нижней части которого выходила стеклянная трубка. Трубку помещали в какую-нибудь жидкость, например, в воду. Уровень воды в трубке менялся с изменением температуры. Несколько позже в качестве жидкости начали использовать ртуть. В результате человек получил прибор, названный «термометр» (от греческих слов «therme» — «тепло» и «metreo» — «измеряю»).

Принцип действия сенсоров и датчиков

Сенсоры и датчики используются для получения информации об окружающей среде и передачи ее устройству управления. Они работают на основе разных принципов и часто применяются в разных сферах.

Сенсоры обнаруживают изменения в окружающей среде, например, давление, температуру, влажность и многое другое. Они могут быть механическими, оптическими, электрическими и другими типами. Сенсоры способны измерять изменения параметров и передавать информацию об этих изменениях в виде сигналов, которые в дальнейшем могут быть обработаны и использованы устройством управления.

Датчики работают на основе преобразования одной формы энергии в другую. Например, датчик температуры измеряет температуру и преобразовывает ее в электрический сигнал, который передается устройству управления. Датчики могут быть механическими, оптическими, электрическими и другими типами. В отличие от сенсоров, которые обнаруживают изменения в параметрах окружающей среды, датчики преобразуют энергию для создания сигналов.

В общем, сенсоры и датчики не являются терминами, которые можно использовать взаимозаменяемо. Они имеют различные принципы действия и применяются в разных областях. Понимая разницу между ними, можно правильно выбрать устройство для получения нужной информации и обработки его устройством управления.

Также датчики подразделяются на

Аналоговые

Сформированный аналоговый выходной сигнал пропорционален измеряемому им входному сигналу. Как правило, аналоговое напряжение лежит в диапазоне от 0 до 10 В или в качестве выходного сигнала используется ток.

Примерами физических параметров для непрерывных сигналов могут служить температура, усилие, давление, смещение и др. Например, аналоговый датчик линии Arduino.

Цифровые

Дискретные сигналы будут не непрерывными во времени и могут быть представлены в “битах” для последовательной передачи и в “байтах” для параллельной передачи. Измеряемая величина будет представлена в цифровом формате. Цифровой выход может быть в форме логики 1 или логики 0 (включено-выключено).

Цифровой датчик состоит из датчика, кабеля и передатчика. Измеренный сигнал преобразован в цифровой сигнал внутри датчика самого без любого внешнего компонента. Кабель используется для передачи на большие расстояния. Примером цифрового датчика может служить энкодер.

энкодеры

Он включает в себя цифровой светодиод и фотодиод, используемый для получения цифрового сигнала для измерения скорости вращающегося вала. Диск прикреплен к вращающемуся валу. Вращающийся вал имеет по окружности прозрачные пазы. Когда вал вращается со скоростью, диск также вращается вместе с ним.

принцип работы энкодера

Сигнал от светодиода проходит через паз и фиксируется фотодиодом. Выходным сигналом будет логическая 1 или логический 0. Выходные данные отображаются на ЖК-дисплее после прохождения через счетчик.

В настоящее время есть огромное количество датчиков для различных целей и каждый год датчики становятся все совершеннее. Сейчас все больше становится программируемых датчиков, которые можно калибровать и программировать на различные виды измерений.

Обычно в комплекте с этими датчиками идет достаточно подробная инструкция со схемами подключения, способами настройки и программирования датчиков.

Типы сенсорных экранов

Всего на сегодня известно несколько типов сенсорных панелей. Естественно, что каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. Выделим основные четыре конструкции:

Резистивные
Ёмкостные
Проекционно-ёмкостные
С определением поверхностно-акустических волн

Кроме указанных экранов, применяются матричные экраны и инфракрасные, но ввиду их низкой точности их область применения крайне ограничена.

Резистивные

Резистивные сенсорные панели относятся к самым простым устройствам. По своей сути, такая панель состоит из проводящей подложки и пластиковой мембраны, обладающих определенным сопротивлением. При нажатии на мембрану происходит её замыкание с подложкой, а управляющая электроника определяет возникающее при этом сопротивление между краями подложки и мембраны, вычисляя координаты точки нажатия.

Список литературы

1. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация: Учебник. – М.: Юрайт–Издат, 2005. – 345 с.

2. Брославский Л.И. Техническое регулирование и стандартизация качества продукции и безопасности окружающей среды. Законы и реалии России, США и Евросоюза. Монография. – М.: Проспект, 2017. – 223 с.

3. Ростовцев Е.А. История книжного дела. Учебное пособие. – М.: Политех, 2012. – 131 с. 4. А.И. Якушев. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Рипол Классик, 2013. – 356 с.

4. Основы метрологии – Режим доступа: – URL: https://studref.com/600695/tovarovedenie/razdely_metrologii

5. Понятие физической величины – Режим доступа: – URL: https://lektsii.org/10-74900.html

7. Метрология: основные понятия, цели, задачи, разделы. Структурные элементы – Режим доступа: – URL: https://vuzlit.ru/40115/metrologiya_osnovnye_ponyatiya_tseli_zadachi_razdely_strukturnye_elementy

Оформление печатной дизайнерской продукции с учетом соблюдения СИБИДов и технических показателей к используемым полиграфическим материалам. (Оформление полиграфической продукции)
Особенности социальной политики государства
Институт президентства в современном мире ( Становление и развитие института президентства.)
ФОРМИРОВАНИЕ ЛИЧНОСТИ ПРЕСТУПНИКА (ПОНЯТИЕ ЛИЧНОСТИ ПРЕСТУПНИКА)
Оформление печатной дизайнерской продукции с учетом соблюдения СИБИДов и технических показателей к используемым полиграфическим материалам.
Президент РФ
Как настроиться на рабочий лад. Обзор эффективных техник самомотивации (Самомотивация)
Бумага и картон в полиграфии (Размер)
Как настроиться на рабочий лад. Обзор эффективных техник самомотивации
Особенности социальной политики государства
Сертификация продукции и услуг
Международная стандартизации и ее основные цели.

Структурные элементы

Как и любой деятельности, метрологии присущи основные элементы, но эти элементы имеют специфическое назначение, свойственное только метрологической науке и деятельности. Структурные элементы метрологии представлены на рис. 2.1.

Рис. 2.1 Структурные элементы метрологии.

Для достижения поставленной цели в метрологии решаются следующие важнейшие задачи:

• установление и воспроизведение в виде эталонов единиц измерения физических величин;

• совершенствование эталонов единиц измерения для повышения их точности;

• усовершенствование способов передачи единиц измерения от эталона к измеряемому объекту;

• разработка и совершенствование средств и методов измерения, а также повышение их точности;

• разработка новой и совершенствование действующей правовой и нормативной базы метрологической деятельности.

Как и любая деятельность, метрология базируется на основополагающих принципах, а именно на принципах:

• единства измерений;

• научной обоснованности.

Единство измерений — состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы.

Этот принцип достигается применением общих для всех единиц измерений. Так, в России большинство применяемых единиц измерений физических величин входят в Международную систему (СИ) единиц физических величин.

Научная обоснованность заключается в том, что разработка и/или применение метрологических средств, методов, методик и приемов основывается на научном эксперименте и анализе.

Указанный принцип позволяет определять и достоверно доказывать необходимость требуемой точности измерений (классов точности), возможность применения конкретных технических устройств и методик для проведения измерений с учетом специфики измеряемого объекта.В России следующие документы и нормативные акты являются основными в области метрологии:

Метрическая конвенция;
Закон «Об обеспечении единства измерений». №4871-1 от 27 апреля
1993 г. (в ред. ФЗ от 10.01.2003 N 15-ФЗ);
РМГ 29-99. Государственная система обеспечения единства измерений.
Метрология. Основные термины и определения.

Рекомендации РМГ 29-99 содержат основные термины и определения в области метрологии. Термины, установленные РМГ 29-99, рекомендуется применять во всех видах документации, научно-технической, учебной и справочной литературе по метрологии, входящих в сферу работ по стандартизации и (или) использующих результаты этих работ.

Приборы для измерения массы и веса

Одним из наиболее распространенных приборов для измерения массы является весы. Это устройство состоит из платформы, на которую помещается объект для измерения, и шкалы, которая показывает его массу. Весы могут быть механическими, электронными или даже гибридными, объединяющими оба принципа измерений. Механические весы основаны на пружинном механизме, а электронные весы используют датчики деформации или электромагнитные поля для определения массы объекта.

Для измерения массы более точных объектов, таких как драгоценные металлы или лекарственные препараты, используются аналитические весы. Они обеспечивают более высокую точность измерений и имеют специальную систему с гирями и шкалой высокой чувствительности.

Весы предназначены для измерения силы тяжести, действующей на массу объекта. Для измерения веса небольших предметов, таких как письма или пакеты, используются почтовые весы. Эти весы имеют небольшую платформу и показывают массу объекта в единицах измерения, обычно в граммах или унциях.

Кроме весов, существуют и другие приборы для измерения массы. Например, грузовые весы предназначены для измерения массы больших и тяжелых объектов, таких как автомобили или контейнеры.

В итоге, приборы для измерения массы и веса являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Они используются в различных отраслях, начиная от научных исследований и производства, заканчивая повседневными задачами, такими как отправка почты или взвешивание продуктов в супермаркете.

Особенности работы датчика

Датчик — устройство, которое измеряет физические величины, такие как температура, влажность, давление, освещенность и другие. Он передает информацию о параметрах измеряемой среды на основе определенных свойств.

Одной из особенностей работы датчика является его выборочность. Для каждого конкретного типа датчика существует диапазон измеряемых величин, который определен с помощью геометрии датчика, типа используемого датчического материала и технологии его изготовления.

Принцип работы датчика основан на преобразовании энергии одного вида в другой. Например, датчик температуры преобразует тепловую энергию в электрический сигнал, а датчик влажности использует химическое взаимодействие для передачи информации.

Работа датчика напрямую зависит от качества контакта с тестируемой средой. Она может быть нарушена в случае загрязнения контактного элемента или воздействия внешних факторов, таких как агрессивная среда или механические воздействия.

Отличия датчика движения и присутствия

А отличаются они разными зонами чувствительности и
срабатывают на разную интенсивность движения.

То есть, в одном приборе зона контроля разбита на большие
сектора, а в другом — на множество маленьких.

В датчиках движения линза Френеля состоит из более крупных
“квадратиков”, если можно так выразиться, а в датчиках присутствия – более
мелких.

Соответственно, самые обычные датчики движения не имеют
высокой зоны чувствительности и улавливают только явно выраженные перемещения
объекта (бег, ходьба).

А датчики присутствия, наоборот, способны срабатывать всего
лишь на покачивание головы ровно сидящего на одном месте человека или от
небольшого движения пальцев рук (печатание на клавиатуре компьютера).

Теперь понимаете, зачем у таких датчиков глаза мухи

Внимание! – Мы говорим здесь именно о разновидностях PIR датчиков.

На АлиЭкспрессе китайцы их так и называют – высокоточные сенсоры движения.

Подробнее

Есть особо чувствительные датчики присутствия (Steinel True Presence), которые могут даже улавливать движение диафрагмы грудной клетки при дыхании человека!

Но и работают такие устройства немного на других принципах и стоят совсем других денег.

Часто задаваемые вопросы

Что такое аналоговые инструменты?

Аналоговые приборы — это устройства, которые измеряют физические величины или управляют ими с помощью аналоговых схем. Они работают с непрерывными сигналами и обеспечивают выходной сигнал в форма of постоянное напряжение или текущий.

Какие существуют типы аналоговых сигналов?

Типы аналоговых сигналов включают в себя непрерывные сигналы, сигналы дискретного времени, периодические сигналы,периодические сигналы, детерминированные сигналы, и случайные сигналы.

Что такое аналоговый инструментальный усилитель?

An аналоговый инструментусилитель мощности is тип of электронный инструмент что усиливает небольшие дифференциальные напряжения. Он обычно используется в приложения для измерения и тестирования в котором высокая точность и низкий уровень шума необходимы.

Что такое аналоговые инструментальные эффекты?

Аналоговые инструментальные эффекты см. различные эффекты, изменяющие звук производства аналоговый музыкальные инструменты or аудио устройства. Эти эффекты может включать в себя модуляцию, фильтрацию, задержку, искажение, реверберацию, хорус, фазер, тремоло, фленджер и многое другое.

Каковы типы операций с аналоговыми приборами?

Типы of аналоговый инструмент операции включают в себя обработка сигнала, схемотехникамодуляция, фильтрация, усиление, генерация и контроль напряжения. Эти операции выполняются для манипулирования и формирования аналоговых сигналов в различные приложения.

Что такое аналоговые музыкальные инструменты?

Аналоговый музыкальные инструменты — это инструменты, которые производят звук с использованием аналоговых схем и электронных компонентов. Примеры включают аналоговые синтезаторы, которые генерируют звук с помощью управляемых напряжением генераторов, фильтров и усилителей.

Что такое аналоговые аудиоинструменты?

Аналоговые аудиоинструменты — это устройства, используемые для записи, обработки или воспроизведения звука в аналоговый формат. К таким инструментам относятся микшеры, эквалайзеры, компрессоры, ленточные машины, и другое аналоговое аудиооборудование.

Что такое аналоговые педали эффектов?

Педали аналоговых эффектов Он электронные устройства используется для модификации звук of музыкальные инструменты. Обычно они включают в себя такие эффекты, как искажение, задержка, реверберация, хорус, фазер, тремоло, фленджер и другие. Эти эффекты достигаются с использованием аналоговой схемы.

Что такое аналоговая обработка сигналов?

Аналоговый обработка сигнала относится к манипуляция и модификация аналоговых сигналов с использованием электронные схемы. Сюда могут входить такие операции, как усиление, фильтрация, модуляция, микширование и другие. обработка сигнала (pin drop).

Что такое аналоговая схема?

Аналоговая схема относится к дизайн и реализация электронные схемы которые работают на непрерывные аналоговые сигналы, Это включает в себя использование таких компонентов, как резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и транзисторы, для обработки и управления аналоговыми сигналами.

Закон Ома

Согласно Международной системе единиц (СИ), сопротивление участка электрической цепи измеряют в омах (Ом). Эта единица измерения была названа в честь знаменитого немецкого физика Георга Симона Ома (1787—1854). Наибольшую известность этот ученый получил благодаря открытому им закону (был назван в его честь), связывающему сопротивление цепи электрического тока, напряжение и силу тока.

Георг Ом

Наука об атмосфере

Метеорология — это наука об атмосферных и небесных явлениях, строении и свойствах земной атмосферы и совершающихся в ней физических процессах. Само название образовано от греческих слов «meteora» — «атмосфера» и «logiya» — «наука».

Практически до XVII в. предсказание погоды основывалось на наблюдениях за образованием облаков, изменениями направления ветра, поведением животных и т. п. Сейчас метеорологи оснащены большим количество механических и электронных приборов.

Что такое датчик?

Датчик определяется как устройство или модуль, который помогает обнаружить любые изменения в физической величине такой как давление, сила или электрическая величина, как ток или любой другой вид энергии. После наблюдать изменениями, датчик посылает обнаруженный входной сигнал к микроконтроллеру или микропроцессору.

микроконтроллер

Наконец, датчик выдает считываемый выходной сигнал, который может быть либо оптическим, либо электрическим, либо любой формой сигнала, соответствующей изменению входного сигнала. В любой измерительной системе большую роль играют датчики.

Фактически, датчики являются первым элементом в структурной схеме измерительной системы, который вступает в непосредственный контакт с переменными для получения действительного выхода. Теперь вы знаете, что такое датчик и что на самом деле означает датчик.

ЧТО ТАКОЕ АНАЛОГОВЫЕ И ЦИФРОВЫЕ СИГНАЛЫ [Уроки Ардуино #10]

ЧТО ТАКОЕ АНАЛОГОВЫЕ И ЦИФРОВЫЕ СИГНАЛЫ

Датчик и преобразователь

Некоторые люди могут использовать слова «датчик» и «преобразователь» взаимозаменяемо. Хотя иногда они могут означать одни и те же вещи, они также могут быть очень разными в других. Их основное отличие от датчика и преобразователя. Преобразователь — это любое устройство, которое может использоваться для преобразования энергии из одной формы в другую. Хорошим примером преобразователя является антенна, которая может быть использована для преобразования электричества в электромагнитные волны и наоборот. Датчик также преобразует одну форму энергии в другую, главным образом к электрическим сигналам, которые затем могут быть использованы для обработки.

Любое устройство, которое может быть использовано для преобразования энергии в любом направлении, считается преобразователем. Например, части микрофона и динамика в основном одинаковы, и оба они являются преобразователями. Но только микрофон можно рассматривать как датчик, а не динамик. Это объясняется тем, что динамик не создает сигналы, которые будут полезны при управлении электрическими или электронными схемами. Только датчики, которые преобразуют энергию в электричество, можно рассматривать как датчики.

Уже ясно, что некоторые преобразователи квалифицируются как датчики, потому что они способны создавать электрическое представление любого физического явления. Почти все можно измерить с помощью датчика, и они используются во многих вещах вокруг нас. Кондиционеры имеют датчик температуры, который определяет, насколько горячий или холодный номер. У автомобилей есть датчики кислорода, которые определяют, сколько полезного кислорода есть и регулирует количество топлива, тем самым достигая большей топливной эффективности.

Из-за того, как они используются, датчики имеют повышенную чувствительность по сравнению с устройствами, которые классифицируются как преобразователи, в зависимости от того, что измеряется. Значения могут быть такими же огромными, как звук запуска ракет или как уменьшительный, как электрические сигналы в наших нервных системах. Датчики сделаны очень точными, чтобы минимизировать ошибки в измерении сигналов.

Резюме:

Преобразователь преобразует энергию из одной формы в другую, в то время как датчик обнаруживает физические характеристики для обработки сигнала.
Преобразователь преобразует энергию в двух направлениях, в то время как датчик может преобразовывать ее только в один.
Некоторые датчики могут использоваться в качестве датчиков.
Датчики имеют тенденцию быть более чувствительными, чем датчики.

Арабский против Фарси Когда я иду по дороге, я вижу многих людей разных рас. Да, видя много людей из разных стран, меня это не удивляет. Переход из определенной страны в другую страну выглядит как тренд Facebook или Twitter. Езда на самолете уже нравится кататься на велосипеде в наши дни.

Английский язык действует очень странно по некоторым характеристикам, которые он отображает. Это сложно порой, но иногда очень просто. Существует так много правил, но почти без исключения. Тем не менее существуют некоторые правила, которые противоречат другим правилам. Мы должны были все встретить термин глаголы в нашей первичной

Датчик и преобразователь относятся к компонентам, которые преобразуют энергию. Датчики — это тип преобразователей. Основное различие между датчиком и преобразователем заключается в том, что

Что такое сенсор?

Сенсор — это устройство, которое используется для измерения физических параметров, таких как температура, давление, влажность, скорость, напряжение и т.д. Основное предназначение сенсора — преобразование физической величины в электрический сигнал, который затем обрабатывается электронными системами.

Существует множество различных видов сенсоров, основные из которых включают в себя: магнитные, оптические, ультразвуковые, инфракрасные, термические и давления.

Сенсоры широко используются в различных областях, включая промышленность, науку, медицину, автомобильную и воздушную технику, электронику и многие другие сферы. Они помогают улучшить точность и эффективность систем, обнаруживать и реагировать на изменения в окружающей среде, а также упрощают процессы управления и контроля.

В целом, сенсоры являются необходимым инструментом в современном мире, который помогает нам получать необходимую информацию и анализировать ее для принятия правильных решений в различных областях жизни и деятельности.