Что такое пассивный датчик?

Автор: Ли Ай
Источник: Ulink Media

Что такое пассивный датчик?

Пассивный датчик также называется датчиком преобразования энергии. Как и Интернет вещей, он не требует внешнего источника питания, то есть это датчик, которому не требуется внешний источник питания, но который также может получать энергию от внешнего датчика.

Мы все знаем, что датчики можно разделить на датчики касания, датчики изображения, датчики температуры, датчики движения, датчики положения, датчики газа, датчики освещенности и датчики давления в зависимости от физических величин восприятия и обнаружения. Для пассивных датчиков потенциальными источниками энергии являются световая энергия, электромагнитное излучение, температура, энергия движения человека и источник вибрации, обнаруживаемый датчиками.

Понятно, что пассивные датчики можно разделить на следующие три категории: пассивный датчик на оптоволокне, пассивный датчик на поверхностных акустических волнах и пассивный датчик на основе энергетических материалов.

• Оптоволоконный датчик

Оптоволоконный датчик — это тип датчика, разработанный в середине 1970-х годов на основе некоторых характеристик оптического волокна. Это устройство преобразует измеряемое состояние в измеряемый световой сигнал. Он состоит из источника света, датчика, фотоприемника, схемы преобразования сигнала и оптического волокна.

Он обладает высокой чувствительностью, высокой устойчивостью к электромагнитным помехам, хорошей электроизоляцией, высокой степенью адаптации к окружающей среде, возможностью дистанционного измерения, низким энергопотреблением и всё более развит в применении в сфере Интернета вещей. Например, оптоволоконный гидрофон – это разновидность акустического датчика, в котором чувствительным элементом является оптоволокно, а оптоволоконный датчик температуры – оптоволоконный.

• Датчик поверхностных акустических волн

Датчик на поверхностных акустических волнах (ПАВ) — это датчик, использующий в качестве чувствительного элемента устройство на поверхностных акустических волнах. Измеренная информация отражается изменением скорости или частоты поверхностных акустических волн в устройстве на поверхностных акустических волнах и преобразуется в выходной электрический сигнал. Это сложный датчик с широким спектром датчиков. К ним относятся, в частности, датчик давления на поверхностных акустических волнах, датчик температуры на поверхностных акустических волнах, биологический генетический датчик на поверхностных акустических волнах, химический газовый датчик на поверхностных акустических волнах, интеллектуальный датчик и т.д.

Помимо высокой чувствительности, пассивного оптоволоконного датчика, способного измерять расстояние и характеризующегося низким энергопотреблением, пассивные датчики поверхностной акустической волны используют технологию Hui для определения изменения частоты и скорости, что позволяет проводить высокоточные измерения. Кроме того, благодаря компактным размерам, малому весу и низкому энергопотреблению, датчик обладает хорошими теплофизическими и механическими свойствами, что открывает новую эру беспроводных миниатюрных датчиков. Датчик широко применяется на подстанциях, в железнодорожном транспорте, в аэрокосмической отрасли и других отраслях.

• Пассивный датчик на основе энергетических материалов

Пассивные датчики на основе энергетических материалов, как следует из названия, используют обычную энергию для преобразования электрической энергии, такой как световая, тепловая, механическая и т. д. Пассивные датчики на основе энергетических материалов обладают такими преимуществами, как широкая полоса пропускания, высокая помехоустойчивость, минимальные помехи измеряемому объекту, высокая чувствительность и широко используются в электромагнитных полях, таких как высокое напряжение, молния, сильное излучение, мощные микроволновые волны и т. д.

Сочетание пассивных датчиков с другими технологиями

В сфере Интернета вещей пассивные датчики получают всё более широкое применение, и появились различные их виды. Например, появились датчики, комбинированные с NFC, RFID и даже Wi-Fi, Bluetooth, UWB, 5G и другими беспроводными технологиями. В пассивном режиме датчик получает энергию от радиосигналов окружающей среды через антенну, а данные датчика сохраняются в энергонезависимой памяти, которая сохраняется даже при отключении питания.

Беспроводные пассивные датчики деформации ткани на основе технологии RFID объединяют технологию RFID с текстильными материалами для создания устройств с функцией измерения деформации. RFID-датчик деформации ткани использует коммуникационный и индукционный режим пассивной технологии RFID-меток UHF, использует электромагнитную энергию для работы, обладает потенциалом миниатюризации и гибкости и может стать потенциальным выбором для носимых устройств.

В конце

Пассивный Интернет вещей — это будущее направление развития Интернета вещей. Требования к датчикам, являющимся связующим звеном пассивного Интернета вещей, больше не ограничиваются миниатюрностью и низким энергопотреблением. Пассивный Интернет вещей также станет направлением, заслуживающим дальнейшего развития. Благодаря постоянному развитию и инновациям в области пассивных датчиков, их применение будет расширяться.