أنواع المجسات واستخداماتها

نحن نعيش في عالم من أجهزة المجسات أو المستشعرات، حيث يمكنك العثور على أنواع مختلفة من المستشعرات في منازلنا، ومكاتبنا، وسياراتنا، وما إلى ذلك، تعمل على تسهيل حياتنا من خلال تشغيل الأضواء من خلال اكتشاف وجودنا، وتعديل درجة حرارة الغرفة، واكتشاف الدخان أو الحريق، وإعداد القهوة اللذيذة، وفتح أبواب المراب، وبمجرد اقتراب سيارتنا من الباب والعديد من المهام الأخرى، كل هذه والعديد من مهام الأتمتة الأخرى ممكنة بسبب المستشعرات، قبل الدخول في تفاصيل ما هو المجس، ما هي أنواع المجسات واستخداماتها، لمعرفة الإجابة تابع معنا.

اقرأ أيضًا: ما هي أنواع أجهزة إنذار الحريق ؟

يمكن تعريف على أنه الجهاز الذي يعطي مخرجات عن طريق الكشف عن التغيرات في الكميات أو الأحداث على أنه جهاز استشعار،  وبشكل عام، يُطلق على المستشعرات اسم الأجهزة التي تولد إشارة كهربائية أو إشارة خرج ضوئي تتوافق مع التغيرات في مستوى المدخلات.

هناك العديد من تصنيفات أجهزة المجسات التي قام بها مؤلفون وخبراء مختلفون، بعضها بسيط للغاية وبعضها معقد للغاية، وقد يستخدم بالفعل أحد الخبراء في هذا التصنيف التالي لأجهزة الاستشعار، لكن هذا تصنيف بسيط جدًا لأجهزة الاستشعار.

لأجهزة المجسات، تم تقسيمها إلى نشطة وخاملة، وهي أجهزة الاستشعار النشطة هي تلك التي تتطلب إشارة إثارة خارجية أو إشارة طاقة، ومن ناحية أخرى، لا تتطلب المستشعرات السلبية أي إشارة طاقة خارجية وتولد استجابة خرج مباشرة.

يعتمد النوع الآخر من التصنيف على وسائل الكشف المستخدمة في المستشعر، وبعض وسائل الكشف الكهربائية والبيولوجية والكيميائية والمشعة وما إلى ذلك.

ظاهرة التحويل، أي المدخلات والمخرجات، وبعض ظواهر التحويل الشائعة هي الكهروضوئية، الكهرو حرارية، الكهروكيميائية، الكهرومغناطيسية، الحرارية، إلخ.

هو أجهزة الاستشعار التناظرية والرقمية، حيث تنتج المستشعرات التناظرية إخراجاً تناظرياً، أي إشارة خرج مستمرة.
تعمل المجسات الرقمية، على عكس المستشعرات التناظرية، مع بيانات منفصلة أو رقمية.

فيما يلي قائمة بأنواع مختلفة من المجسات التي يشيع استخدامها في تطبيقات مختلفة، وتُستخدم كل هذه المستشعرات لقياس إحدى الخصائص الفيزيائية مثل درجة الحرارة والمقاومة والسعة والتوصيل ونقل الحرارة وما إلى ذلك.

يعد مستشعر درجة الحرارة أحد أكثر أجهزة الاستشعار شيوعاً والأكثر شيوعاً، مستشعر درجة الحرارة، كما يوحي الاسم، يستشعر درجة الحرارة، أي أنه يقيس التغيرات في درجة الحرارة.

مستشعر القرب هو مستشعر من النوع غير المتصل يكتشف وجود كائن، كما يمكن تنفيذ مستشعرات القرب باستخدام تقنيات مختلفة مثل البصري، مثل الأشعة تحت الحمراء أو الليزر، والصوت بالموجات فوق الصوتية، والمغناطيسية مثل تأثير القاعة، والسعة، إلخ.

مستشعرات الأشعة تحت الحمراء أو مستشعر الأشعة تحت الحمراء عبارة عن مستشعر قائم على الضوء يتم استخدامه في تطبيقات مختلفة مثل القرب واكتشاف الأشياء، كما تُستخدم مستشعرات الأشعة تحت الحمراء كمستشعرات تقارب في جميع الهواتف المحمولة تقريباً.

تُعرف أحياناً أيضاً باسم مستشعرات الصور، وتعد مستشعرات الضوء أحد المستشعرات المهمة، حيث أن مستشعر الضوء البسيط المتوفر اليوم هو المقاوم المعتمد على الضوء أو LDR، تتمثل خاصية LDR في أن مقاومته تتناسب عكسياً مع شدة الضوء المحيط، أي عندما تزداد شدة الضوء، تقل مقاومته والعكس صحيح.

جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو جهاز من النوع غير المتصل يمكن استخدامه لقياس المسافة وكذلك سرعة الجسم، كما يعمل المستشعر بالموجات فوق الصوتية بناءً على خصائص الموجات الصوتية بتردد أكبر من النطاق المسموع للإنسان.

من أجهزة الاستشعار المفيدة جدا في التطبيقات المتعلقة بالسلامة هي مستشعرات الدخان والغاز، كما تم تجهيز جميع المكاتب والصناعات تقريباً بالعديد من أجهزة الكشف عن الدخان، والتي تكشف عن أي دخان بسبب الحريق، وتصدر صوت الإنذار. عادة يتم استخدام مستشعرات الكحول في أجهزة تحليل التنفس، والتي تحدد ما إذا كان الشخص في حالة سكر أم لا، أيضاً يستخدم موظفو إنفاذ القانون أجهزة التنفس للقبض على الجناة في حالة سكر وقيادة السيارة.

يعد مستشعر اللون جهازاً مفيداً في بناء تطبيقات استشعار الألوان في مجال معالجة الصور وتحديد الألوان وتتبع الأشياء الصناعية وما إلى ذلك.

إذا رأيت أنظمة مراقبة الطقس، فغالباً ما توفر بيانات درجة الحرارة والرطوبة، لذا، يعد قياس الرطوبة مهمة في العديد من التطبيقات، وتساعدنا مستشعرات الرطوبة في تحقيق ذلك.

غالباً ما تُستخدم مستشعرات الإمالة لاكتشاف الميل أو الاتجاه، وهي واحدة من أبسط أجهزة الاستشعار وأكثرها تكلفة.

لا نعطي أهمية كبيرة لأجهزة الاستشعار التي تعمل باللمس ولكنها أصبحت جزءًا لا يتجزأ من حياتنا، سواء كنت تعرف أم لا، فإن جميع أجهزة الشاشات التي تعمل باللمس (الهواتف المحمولة، والأجهزة اللوحية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، وما إلى ذلك) بها مستشعرات تعمل باللمس.

تُستخدم المجسات في كل مكان حولنا، قد يتفاجأ الفرد بمعرفة عدد المرات التي ينطوي رويتننا اليومي على استخدام المستشعرات فيها.

الصناعات التي تستخدم فيها أجهزة المجسات تشمل المجالات الرئيسية لتزويد أجهزة الاستشعار:

ومع ذلك، لا يقتصر استخدام المستشعر على هذه المناطق، بل أيضاً في الحياة اليومية، سوف تتلامس مع المستشعرات بشكل مستمر على سبيل المثال عند صنع فنجان من القهوة، ستستخدم الغلاية مستشعرات درجة الحرارة لضمان وصولها إلى درجة الحرارة المناسبة، تستخدم آلة القهوة مفاتيح ضغط لمراقبة كمية السائل الذي يتم صرفه.

من الأمثلة الأخرى على الأجهزة المنزلية التي تستخدم المستشعرات، غلاية نظام التدفئة والغسالات وغسالات الأطباق وغيرها من السلع البيضاء التي تستخدم مستشعرات درجة الحرارة.

مجسات درجة الحرارة هي نوع شائع جداً ومتنوع من مستشعرات درجة الحرارة، وهي تتكون من عنصر ثرم ستور أو مزدوج حراري أو عنصر استشعار RTD ويمكن الانتهاء منها برأس طرفي، كما يمكن تصنيع الأنواع الثلاثة من أجهزة الاستشعار في مجموعة متنوعة من أنواع المساكن.

وفي الختام، لابد أن ننوه على أن المجسات بالغة الأهمية في حياتنا، نتمنى أن تكونوا قد استفدتم من هذا المقال وتعرفتم على أنواع المجسات واستخداماتها.