Что такое датчик окружающей среды?

Что такое датчик окружающей среды?

Датчик окружающей среды — это датчик, используемый для обнаружения и количественного измерения информации об окружающей среде.

Датчики окружающей среды используются для измерения различных параметров окружающей среды, таких как температура, влажность, интенсивность света, концентрация CO2, атмосферное давление, шум и т. д., а также для обнаружения человеческого тела.

В последнее время появились продукты, которые объединяют несколько датчиков окружающей среды в небольшом корпусе типа USB для повышения удобства оценки.

Применение датчиков окружающей среды

Датчики окружающей среды иногда используются сами по себе для отображения информации, но чаще всего они используются для обнаружения внешней информации об окружающей среде с целью управления другими устройствами или оборудованием.

Примерами конкретных применений являются устройства, требующие контроля температуры и влажности, автоматические двери и освещение, которые активируются при приближении людей, автомобили, самолеты, а также обнаружение выхлопных газов и пассажиров.

В автомобилях целью является измерение наружного воздуха, температуры и влажности в салоне, а также солнечной радиации для определения температуры и скорости воздушного потока кондиционеров.

В самолетах они также используются для управления положением самолета.

Принцип работы датчиков окружающей среды

Принцип работы датчика окружающей среды заключается в преобразовании информации, которую необходимо обнаружить, например, температуры и влажности окружающей среды, в электрические сигналы с использованием различных физических явлений и их интерпретации в качестве количественных значений.

Датчики окружающей среды обычно ориентируются на внешние входные данные (информация о погоде, освещении, препятствиях, звуке и т. д.), и многие датчики способны усиливать и выводить слабые сигналы или преобразовывать единицы измерения.

Типичный датчик окружающей среды, универсальный датчик температуры/влажности, часто интегрируется в устройство, но температура и влажность измеряются отдельно, а температура обычно определяется термопарой или термистором. Термопары используют разность потенциалов между двумя различными металлическими проводами. Термисторы могут определять температуру с помощью резистивного элемента, состоящего из металлического провода и металлооксидного полупроводника.

Среди них широко используются термисторы NTC, поскольку они имеют отрицательную корреляцию, при которой подвижность электронов увеличивается, а сопротивление уменьшается по мере повышения температуры, что делает связь между температурой и сопротивлением легкой для понимания.

Датчики влажности измеряют количество водяного пара в воздухе и преобразуют его во влажность как отношение к максимальному количеству водяного пара, которое может существовать в воздухе.

Существует два типа: один измеряет изменения емкости полупроводника, а другой измеряет изменения сопротивления полупроводника. Обнаружение сопротивления обходится дешевле, но следует отметить, что точность измерения ниже, чем у емкостного типа.

Другие типы датчиков окружающей среды включают оптические датчики и датчики освещенности, которые обнаруживают свет, такой как инфракрасные и ультрафиолетовые лучи. Эти датчики используют фотодиоды, которые используют фотоэлектрический эффект, и фоторезисторы, совместимые с различными длинами волн, для обнаружения интенсивности света. Большинство этих датчиков также обнаруживают инфракрасный свет, излучаемый человеческим телом.

Другая информация о датчиках окружающей среды

1. Датчик окружающей среды как индикатор возбуждения

Датчики CO2, один из типов датчиков окружающей среды, иногда используются в качестве индикатора возбуждения в помещении. Датчики CO2 в основном измеряют концентрацию углекислого газа, выделяемого при дыхании человека, и могут использоваться в местах скопления большого количества людей, например, в конференц-залах и комнатах ожидания больниц.

В местах скопления большого количества людей, например, в учебных классах, если концентрация углекислого газа слишком высока, это, как говорят, влияет на способность людей концентрироваться, что, как ожидается, повысит эффективность работы.

2. Миниатюризация датчиков окружающей среды

Датчики окружающей среды также становятся все меньше и меньше. Некоторые из самых маленьких датчиков окружающей среды имеют размер менее 1 см и могут использоваться в различных областях, таких как медицина, сельское хозяйство и производство.

Существуют также датчики окружающей среды USB-типа. Они меньше обычных USB-накопителей и могут питаться от USB для постоянной работы, а также могут подключаться к сети через USB или Bluetooth для передачи данных измерений.

Однако при подключении к USB-порту ПК датчик температуры может не иметь возможности правильно измерять температуру из-за тепла самого ПК, поэтому рекомендуется использовать удлинительный кабель.