งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

Electronics for Analytical Instrument Assoc. Prof. Dr. Jaroon Jakmunee Department of Chemistry, Faculty of Science, Chiang Mai University

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "Electronics for Analytical Instrument Assoc. Prof. Dr. Jaroon Jakmunee Department of Chemistry, Faculty of Science, Chiang Mai University"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 Electronics for Analytical Instrument Assoc. Prof. Dr. Jaroon Jakmunee Department of Chemistry, Faculty of Science, Chiang Mai University 1 December 2011

2 เซนเซอร์แบบต่างๆ ตรวจวัดความเข้ม แสง ตรวจวัดความร้อน / อุณหภูมิ ตรวจวัดไอออน ตรวจวัดแก๊ส ตรวจวัด สนามแม่เหล็ก ตรวจวัดความดัน / แรงดัน 2

3 Light sensors Light dependent resistor (LDR) Photo diode Photo transistor Light sensor IC Solar cell Photo tube Photo multiplier tube LED as light sensor 3

4 Light dependent resistor (LDR) Light dependent resistor (LDR) สร้างจาก สารประกอบแคดเมียม ซัลไฟด์ ซึ่งจะมีความ ต้านทานต่ำลงเมื่อได้รับ แสง ความต้านทานของ LDR ไม่ได้เป็นเชิงเส้นตรงกับ ความเข้มแสง แต่จะเป็น เชิงลอการิทึม ความไวแสงขึ้นอยู่กับ ความยาวคลื่นแสง ความเร็วในการตอบสนอง ต่อการเปลี่ยนความเข้ม แสงจะช้ากว่า photo diode / photo transistor 4

5 Photo diode Photo diode จะเปลี่ยน แสงไฟเป็นกระแสไฟฟ้า โดยค่ากระแสไฟฟ้าจะแปร ผันโดยตรงกับความเข้ม แสง กระแสที่ได้ที่ความยาว คลื่นของแสงแตกต่างกัน จะไม่เท่ากัน นั่นคือ sensitivity ของไดโอดต่อ แสงที่ความยาวคลื่น ต่างกันจะไม่เท่ากันดังรูป ตัวอย่างเช่น photo diode เช่น เบอร์ BPX65 5

6 Photo transistor Photo transistor จะ เปลี่ยนแสงไฟเป็น กระแสไฟฟ้า และมีการ ขยายสัญญาณด้วย โดย ค่ากระแสไฟฟ้าจะแปรผัน โดยตรงกับความเข้มแสง เช่น TR เบอร์ Photo transistor จะ ตอบสนองต่อแสงที่บาง ความยาวคลื่นได้มากเป็น พิเศษ เช่น นำมาใช้เป็น ตัวรับแสงอินฟาเรดใน รีโมทคอนโทรลของ เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ 6

7 Light sensor IC มีการนำ Photo diode/transistor มา ประกอบกับวงจรขยาย สัญญาณ รวมเป็นไอซี ซึ่งทำให้การใช้งาน ง่ายขึ้น และมี sensitivity และ linearity สูงขึ้น เช่นไอซี OPT101 จะ ให้สัญญาณ voltage output ช่วง 0-5 V ที่ แปรผันโดยตรงกับ ความเข้มแสง 7

8 Solar cell Solar cell จะเปลี่ยน แสงเป็นกระแสไฟฟ้า ได้เช่นเดียวกัน โดยค่า กระแสไฟฟ้าจะแปรผัน โดยตรงกับความเข้ม แสง เนื่องจากมีพื้นที่รับแสง ขนาดใหญ่จึงสามารถ ใช้ผลิตไฟฟ้าได้ 8

9 Photo tube & Photo multiplier tube Photo tube อาศัยหลักการ photoelectric effect นั่นคือ แสงจะชนให้อิเล็กตรอนที่ผิว ของโลหะบางชนิดหลุดออกมา ได้ อิเล็กตรอนดังกล่าวจะ เคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าเกิด เป็นกระแสไฟฟ้าขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ได้แปรผัน โดยตรงกับความเข้มแสง โลหะดังกล่าวต้องอยู่ในหลอด สุญญากาศ PMT จะมีการเพิ่มจำนวน อิเล็กตรอนโดยทำการเร่ง อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาไปชน กับแผ่นโลหะชิ้นถัดๆ ไปซึ่งมี ความต่างศักย์สูงขึ้นตามลำดับ ทำให้สามารถเพิ่มจำนวน อิเล็กตรอนขึ้นอย่างมหาศาล ทำให้วัดกระแสได้มากแม้จะมี แสงตกกระทบน้อยมาก ( ให้ sensitivity สูงมาก ) 9

10 LED as light sensor รอยต่อ PN ของ LED สามารถเปลี่ยนแสง เป็นกระแสไฟฟ้าได้ โดยมีความจำเพาะกับ ความยาวคลื่นแสงที่ LED ให้ออกมา กระแสไฟฟ้าจะแปรผัน โดยตรงกับความเข้ม แสง แต่จะได้กระแส น้อยเพราะมีพื้นที่รับ แสงเล็กมาก มีการนำมาใช้ในเครื่อง คัลเลอริมิเตอร์อย่าง ง่าย 10

11 เซนเซอร์ตรวจวัดความร้อน / อุณหภูมิ Thermister = Thermo + resistor เป็นตัวต้านทานชนิดหนึ่งที่ ความต้านทานจะแปรค่าตามอุณหภูมิ สร้างจากวัสดุที่มีค่า temperature coefficient สูง Thermocouple เป็นอุปกรณ์ที่มีการต่อโลหะ 2 ชนิดเข้าด้วยกัน เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจะทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า ขึ้นที่รอยต่อ Temperature sensor IC มีการรวมวงจรขยายสัญญาณเข้ากับ thermister ทำให้ได้ sensitivity และ linearity สูงขึ้น เช่นไอซี เบอร์ LM35 เป็นต้น 11

12 เซนเซอร์ตรวจวัดไอออน Ion selective electrode (ISE) ส่วนใหญ่ใช้หลักการวัดศักย์ไฟฟ้าของเมมเบรนหรือ เยื่อแลกเปลี่ยนไอออน เมื่อไอออนเกิดการเกาะจับที่ ขั้วไฟฟ้าจะทำให้ความต่างศักย์ของขั้วเปลี่ยนแปลง ไป การวัดศักย์ที่เปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยนี้ต้องใช้ โวลต์มิเตอร์ที่มีความต้านทานสูงมากๆ เพื่อไม่ให้เกิด การดึงกระแสจากขั้ว 12

13 เซนเซอร์ตรวจวัดแก๊ส มักจะอาศัยหลักการตรวจวัดความนำไฟฟ้าที่เปลี่ยนไปของสาร กึ่งตัวนำบางชนิดเมื่อเกิดการจับกับโมเลกุลของแก๊ส หรือ เกิดปฏิกิริยากับแก๊ส เช่น สารประกอบดีบุกออกไซด์ เป็นต้น FIGARO TGS 822 – เป็นเซนเซอร์ชนิดดีบุกออกไซด์ที่ใช้วัดไอ ระเหยของสารอินทรีย์ เช่น ใช้ตรวจวัดแอลกอฮอล์ในลมหายใจ ซึ่งเซนเซอร์จะมีความนำไฟฟ้าต่ำใน clean air แต่จะนำไฟฟ้าได้ สูงขึ้นเมื่อได้รับไอระเหยหรือแก๊ส 13

14 เซนเซอร์ตรวจวัดสนามแม่เหล็ก การวัดสนามแม่เหล็ก จะใช้หลักการ Hall effect UGN3503 magnetic field sensor เป็นไอซี ที่รวมเอาหัววัด วงจรขยายสัญญาณ ไว้ด้วยกัน ไอซีจะให้ output voltage 2.5V เมื่อไม่มี สนามแม่เหล็กและ โวลต์จะเปลี่ยนแปลง 1.3 mV / Gauss ซึ่ง ที่ G (north pole) จะได้ = 1.2 V และที่ G (south pole) จะได้ output = 3.8 V โดยมี linearity ดีกว่า 0.1% 14

15 เซนเซอร์ตรวจวัดความดัน / แรงดัน การตรวจวัดความดัน / แรงดันมักใช้วัสดุเพีย โซอิเล็กตริก ซึ่งเปลี่ยน แรงกดเป็นกระแสไฟฟ้า ได้ เซนเซอร์วัดแรงดันจะ เป็นไอซีที่รวมเอาตัววัด และอุปกรณ์ขยาย สัญญาณไว้ด้วยกัน เช่น MPX2100AP pressure sensor ซึ่งจะให้ output voltage แปรผัน โดยตรงกับแรงดัน โดย วัดได้สูงสุดถึง 100 kPa ( ความกดอากาศที่ ระดับน้ำทะเล kPa) เซนเซอร์นี้ สามารถใช้วัดระดับ ความสูงจาก ระดับน้ำทะเลได้ 15


ดาวน์โหลด ppt Electronics for Analytical Instrument Assoc. Prof. Dr. Jaroon Jakmunee Department of Chemistry, Faculty of Science, Chiang Mai University

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google