Det är något exotiskt med trafikljusen som "vet" att du är där -- så fort du drar dig upp så förändras de! Hur upptäcker de din närvaro?
Vissa lampor har inga detektorer. Till exempel, i en stor stad kan trafikljusen helt enkelt fungera på timers -- oavsett vilken tid på dygnet det är, kommer det att bli mycket trafik. I förorter och på landsvägar är det dock vanligt med detektorer. De kan upptäcka när en bil anländer till en korsning, när för många bilar är staplade i en korsning (för att kontrollera ljusets längd), eller när bilar har kört in i en svängfil (för att aktivera pilljuset).
Det finns alla möjliga typer av tekniker för att upptäcka bilar -- allt från lasrar till gummislangar fyllda med luft! Den absolut vanligaste tekniken är den induktiva slingan . En induktiv slinga är helt enkelt en trådslinga inbäddad i vägytan. För att installera öglan lägger de asfalten och kommer sedan tillbaka och skär ett spår i asfalten med en såg. Tråden placeras i spåret och tätas med en gummiblandning. Du kan ofta se dessa stora rektangulära öglor skära i trottoaren eftersom sammansättningen är uppenbar.
Induktiva slingor fungerar genom att detektera en förändring av induktansen. För att förstå processen, låt oss först titta på vad induktans är. Illustrationen på den här sidan är användbar.
Det du ser här är ett batteri, en glödlampa, en trådspiral runt en bit järn (gul) och en strömbrytare. Trådspolen är en induktor. Om du har läst How Electromagnets Work, kommer du också att känna igen att induktorn är en elektromagnet.
Om du skulle ta ut induktorn ur den här kretsen, så har du en vanlig ficklampa. Du stänger strömbrytaren och glödlampan tänds. Med induktorn i kretsen som visas är beteendet helt annorlunda. Glödlampan är ett motstånd (motståndet skapar värme för att glödtråden i glödlampan ska lysa). Tråden i spolen har mycket lägre motstånd (det är bara tråd), så vad du kan förvänta dig när du slår på strömbrytaren är att glödlampan lyser väldigt svagt. Det mesta av strömmen bör följa den låga resistansvägen genom slingan. Det som istället händer är att när man stänger strömbrytaren brinner glödlampan starkt för att sedan bli mörkare. När du öppnar strömbrytaren brinner glödlampan väldigt starkt och slocknar sedan snabbt.
Anledningen till detta konstiga beteende är induktorn. När ström först börjar flyta i spolen vill spolen bygga upp ett magnetfält. Medan fältet byggs hämmar spolen strömflödet. När fältet väl är byggt kan ström flyta normalt genom tråden. När omkopplaren öppnas håller magnetfältet runt spolen ström i spolen tills fältet kollapsar. Denna ström håller lampan tänd under en viss tid trots att strömbrytaren är öppen.
kapaciteten av en induktor styrs av två faktorer:
Att lägga järn i kärnan av en induktor ger den mycket mer induktans än vad luft eller någon annan icke-magnetisk kärna skulle göra. Det finns enheter som kan mäta induktansen för en spole, och standardmåttenheten är henry .
Så... Låt oss säga att du tar en trådspiral kanske 5 fot i diameter, som innehåller fem eller sex öglor med tråd. Man skär några spår i en väg och placerar spolen i spåren. Man fäster en induktansmätare på spolen och ser vad spolens induktans är. Nu parkerar du en bil över spolen och kollar induktansen igen. Induktansen blir mycket större på grund av det stora stålföremålet placerat i slingans magnetfält. Bilen som är parkerad över spolen fungerar som kärnan i induktorn, och dess närvaro ändrar spolens induktans.
En trafikljussensor använder slingan på samma sätt. Den testar hela tiden induktansen för slingan i vägen, och när induktansen stiger vet den att det finns en bil som väntar!
Ursprungligen publicerad:1 april 2000
