أنواع الحساسات الكهربائية
تتنوع الحساسات الكهربائية في الأنواع، حيث تُستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات المختلفة، ومنها:
- مستشعرات الضوء: تُستخدم للكشف عن مستويات الضوء وقياس شدته.
- أجهزة استشعار الرطوبة: تعمل على قياس مستوى الرطوبة في الهواء.
- أجهزة استشعار الدخان والغاز والكحول: تستشعر وجود الحرائق أو الغازات، في حين يكشف مستشعر الكحول عن وجودها عبر أجهزة خاصة.
- مستشعر اللون: يُستخدم لتحليل وتحديد الألوان.
- مستشعر اللمس: مثل الموجود في الهواتف الذكية.
- مستشعر الإجهاد والوزن: يُستخدم لقياس الأوزان.
- المستشعر المغناطيسي: يقيس كثافة التدفق المغناطيسي.
- ميكروفون: يمثل مستشعر الصوت.
- مستشعر الإمالة: يُستخدم للكشف عن الميل أو توجيه الأجهزة.
- المستشعرات التناظرية: تُنتج إشارات مستمرة مع مرور الوقت تتناسب مع المدخلات أو القيم المُقاسة، مثل مستشعرات التسارع، الضغط، الإجهاد، الحركة، والإزاحة، ودرجة الحرارة.
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء: لها طيف بتردد أعلى من الموجات الدقيقة وأقل من الضوء المرئي، وتُستخدم للكشف عن العوائق أو الأجسام، وتنقسم إلى:
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء السلبية: لا تستخدم مصادر خارجية للأشعة تحت الحمراء، وتعمل على الكشف عن الطاقة المنبعثة من الأجسام، مثل الكاشف الكهربائي الحراري.
- مستشعرات الأشعة تحت الحمراء النشطة: تستخدم مصدرًا للأشعة تحت الحمراء ومُستقبلًا لها، حيث يعمل الثنائي الباعث الضوئي أو الليزري كمصدر، بينما يعمل الثنائي الضوئي أو الترانزستور الضوئي كمستشعر.
- مستشعرات الحرارة: هي مستشعرات تناظرية تقيس التغير في درجات الحرارة، ولها عدة أنواع منها: المزدوجات الحرارية، المقاوم الحراري، وأجهزة درجة الحرارة المقاومة.
- مستشعرات المسافات: تستخدم للكشف عن الأشياء دون ملامسة عن طريق قياس المسافات إلى الأجسام المستهدفة، وغالبًا ما تعتمد على الأشعة تحت الحمراء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي، وتستعمل أيضًا في تحديد السرعة والدوران، بالإضافة إلى مستشعرات وقوف السيارات.
- مستشعرات الموجات فوق الصوتية: تُستخدم لقياس المسافة أو الوقت اللازم لقطع مسافة معينة عبر استخدام مصدر يرسل موجات فوق صوتية، تُصطدم بالأهداف وتعود لتُحلل.
- مستشعرات التسارع: تكشف عن التغيرات في الموقع والسرعة والاهتزاز من خلال استشعار الحركة، ويمكن أن تكون تناظرية أو رقمية.
- مستشعرات التوجيه: تستخدم لتعريف الاتجاه بناءً على جاذبية الأرض، حيث تقيس السرعة الزاوية وتكشف عن الدوران دون الاعتماد على التسارع.
وظائف الحساسات الكهربائية
تمتلك الحساسات الكهربائية مجموعة مهمة من الوظائف، ومنها:
- تقليل الوقت وزيادة الاعتمادية نظرًا لقلة الأعطال.
- تشخيص الأعطال في الأجهزة ومعالجة الإشارات في الشبكات.
- تمكين توصيل عدد أكبر من أجهزة الاستشعار بالشبكات، مما يعزز دقتها وصحتها.
- تحسين أداء المعلومات وتقليل التكاليف الإجمالية.
ما هو الحساس الكهربائي؟
الحساس الكهربائي هو جهاز أو دائرة إلكترونية متكاملة تكتشف علامة فيزيائية أو حركة معينة، ثم تُحولها إلى إشارة كهربائية. يتم معالجة هذه الإشارة خارج المستشعر، مما يُساعد في توفير قياسات دقيقة واتخاذ الإجراءات المناسبة. تتوافر الحساسات بتصميمات متعددة، كل منها مخصص لغرض معين مثل قياس درجة الحرارة، قياس المسافات، أو كمية الإشعاعات وغيرها، وقد تأتي بحجوم صغيرة لتوفير قياسات دقيقة مثل تلك المستخدمة في الهواتف المحمولة.
تصنيف الحساسات الكهربائية
تصنف الحساسات الكهربائية إلى عدة نوعيات، منها:
- أجهزة الاستشعار النشطة: تُنتج إشارات بمساعدة المؤثرات الخارجية المطبقة.
- أجهزة الاستشعار السلبية: تُنتج إشارات بدون الحاجة إلى محفز أو جهد خارجي.
- أجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية: تُستخدم لقياس العديد من الخصائص الفيزيائية مثل التسارع ودرجة الحرارة والإزاحة وغيرها.
تتواجد استخدامات عديدة للحساسات في مختلف التطبيقات؛ مثل استشعار الحرارة، الضوء، الصوت، المسافات، الميل، والرطوبة، وغيرها من التطبيقات التي تساهم في مجالات متعددة من الحياة. تُعرف الحساسات على أنها أجهزة أو دوائر إلكترونية ترصد إشارة معينة وتقوم بمعالجتها والاستجابة لها، مما يعزز الكفاءة ويقلل من الوقت والتكاليف المطلوبة.
