پیش از معرفی سنسور القایی کاکن، توضیح مختصری از این سنسور ها در پیش رو داریم. سنسور های القایی قابلیت و امکان تشخیص فارغ از تماس اجسام فلزی را فراهم می نمایند. به ویژه وجود قطعات و یا این که عنصرها ماشین به مراد شمارش، نمایه سازی، تأیید، نقطه پایان ضربه، گزینش جهت و اکثری از شغل های معمول اتوماسیون. آن ها در بسیاری از صنعت های برای مثال ساخت و سازسنسور فشار ، رباتیک،و غیره استعمال میگردند. برای دانلود کاتالوگ سنسور القایی کاکن به انتهای کاغذ مراجعهکنید همینطور جهت استحضار از لیست بها به روز با ما در باب باشه.
سنسور های القایی از نگاه ظاهری دو دسته
تیم
دسته
گروه
مجموعه
ی کلی استوانه ای صورت و مکعبی می باشند.
معیارهای انتخاب سنسور القایی :
اشکال مختلفی از حسگرهای مجاورتی وجود داراست. برخی از معیارهای انتخاب متداول عبارتند از:
مسافت سنجش
اندازه/صورت
فرکانس سوئیچینگ
رتبه ورودی
تراز در مقابل غیر هم سطح
مواد محیط
نوع اتصال
نوع خروجی :
نوع خروجی مایحتاج باید رقم بخورد (یعنی NPN، PNP یا این که آنالوگ). اکثر تولیدها PLC خروجی NPN، PNP را می پذیرند. پرشین ابزار دقیق در شکل اتصال به یک رله شرایط جامد، یک خروجی PNP موردنیاز میباشد. نیاز به خروجی آنالوگ بوسیله نرم افزار تعیین میگردد. سنسورهایی با خروجی آنالوگ سیگنال خروجی نسبتاًً متناسب با مسافت مقصود تشکیل داد می نمایند.
آیا به خروجی های گسسته ۲، ۳ یا این که ۴ سیمه نیاز دارم؟ این ممکن می باشد به وسیله دستگاهی که سنسور به آن وصل میگردد دیکته شود، یا این که ممکن است ترجیح فردی باشد. بعضا از شیوه نامه های بی آلایش برای به کار گیری عبارتند از:
2 سیم
با دستگاه های غرق یا این که منبع یابی فعالیت دارد تنها 2 سیم برای نقطه پايان دادن به جریان نشتی فراتر
3 سیم
دوستداشتنی ترین انواع – آشنا برای اکثر یوزرها باید دربین خروجی های NPN و PNP گزینش کنید
4 سیم
امکان تنظیمات در یک دستگاه را آماده می نماید. ممکن هست هر دو گزینش NPN/PNP یا این که انتخاب NO/NC داشته باشد به کاربر اذن میدهد یک قطعه را برای نرمافزار های مختلف ذخیره نماید.
آیتم های نصب :
Non-flush sensor (صورت سر سنسور به صور غیر تخت هست )
ای حسگرها هیچ سیرتکامل تمهیدی برای مراقبت از میدان های الکترومغناطیسی مورد به کارگیری برای سنجش ندارند، براین اساس به اصلی ترین حیطه عاری از فلز در نزدیکی رمز حسگر نیاز دارند. همینطور ممکن میباشد برای هجران از تداخل متقابل، به مسافت نصب مازاد از سنسورهای مجاورت نیاز داشته باشند.
flush sensor (صورت سر سنسور به طور تخت هست)
این سنسورها از کلیه طرف به جز شکل حسگر به طور کامل مراقبت میشوند. مسافت سنجش محصور میباشد، البته این سنسورها انعطاف پذیرترین موردهای نصب و مصونیت از تداخل سنسورهای هم محلی را ارائه میدهند.
تعدادی اصطلاح رایج راجع به با دستگاه های اندازه گیری فشار وجود داراست که اکثر اوقات به مکان یکدیگر استفاده میشوند. این اصطلاحات عبارتند از حسگرهای فشار، مبدلهای فشار و فرستندههای فشار. سازندگان و مدد کنندگان این دستگاه ها ممکن میباشد از یک یا این که چندین گزینه از این اصطلاحات برای تعریفوتمجید تولید ها خویش استعمال نمایند. روی هم رفته، تفاوت اساسی فی مابین این اصطلاحات مرتبط با سیگنال خروجی الکتریکی ساخت و ساز گردیده و رابط خروجی دستگاه میباشد. اعتنا داشته باشید که در میان امان کنندگان از نگاه نحوه طبقه بندی دستگاه هایشان تفاوت هایی وجود دارااست.
یکی از رویههایی که میقدرت راجع به تمایز در میان سنسورهای فشار در مقابل مبدلهای فشار و فرستندههای فشار پندار کرد این است که حسگرهای فشار برخلاف دو مورد دیگر، امکانات الکترونیکی برای ارائه تهویه سیگنال و خروجی تقویتگردیده در خویش ندارند.
سنسورهای فشار، در حالی که تحت عنوان یک اصطلاح چتر برای همگی این سه نوع دستگاه به کار گیری می گردند، معمولا سیگنال خروجی میلی ولت ساخت می نمایند. خروجی نسبتا معدود ولتاژ هم پا با تلفات مقاومتی که با سیمکشی صورت میدهد آرم می دهد که ارتفاع سیم بایستی کوتاه نگه داشته گردد، که استعمال از دستگاهها را به حدود 10 تا 20 فوت از الکترونیک محصور مینماید پیش از اینکه تلفات بیشتراز حد سیگنال تجربه شود. سیگنال خروجی متناسب با ولتاژ تغذیه مصرف شده با سنسور خواهد بود. بنابراین، برای مثال، سنسوری که یک خروجی 10mV/V ایجاد کرد مینماید که با منبع تغذیه 5VDC به کارگیری میگردد، یک سیگنال خروجی ایجاد کرد مینماید که دامنه آن بین 0-50mV میباشد. خروجی های میلی ولت به مهندس این امکان را میدهد که تهویه سیگنال را در شکل نیاز برای کاربرد پیاده سازی نماید و به کاهش هزینه و اندازه بسته سنسور امداد می نماید. محدودیتهای این دستگاهها این میباشد که بایستی از منابع تغذیه تهیهگردیده مصرف شود چون خروجی در مقیاس بی نقص متناسب با ولتاژ تغذیه میباشد.سنسور فشار همینطور سیگنال خروجی کم بهاین معنا است کهاین دستگاه ها برای استفاده در اطراف های دارنده نویز الکتریکی کمتر مطلوب می باشند. تصویری از مدار نیم پل با خروجی میلی ولت در صورت 1 در پایین نماد داده شدهاست.
مبدلهای فشار با داشتن قابلیتهای داخلی تقویت سیگنال مازاد، سطح بالاتری از خروجی ولتاژ یا این که فرکانس ایجاد کرد مینمایند تا بزرگی سیگنال خروجی را به 5 ولت یا این که 10 ولت و فرکانس خروجی را به 1-6 کیلوهرتز ارتقاء دهند. ارتقاء توان سیگنال قابلیت و امکان استعمال از مبدلهای فشار را در محدودهای بیشتر از الکترونیک، برای مثالً 20 فوت، فراهم مینماید. این دستگاه ها از سطح ولتاژ تغذیه بالاتری مانند 8-28VDC به کارگیری می نمایند. ولتاژهای خروجی فراتر مصرف جریان را کاهش میدهد و مبدل های فشار را در اپلیکیشن هایی که امکانات با باتری کار می نمایند قابل استفاده می نماید.
در حالی که سنسورهای فشار و مبدلهای فشار یک خروجی ولتاژ ساختوساز مینمایند، فرستندههای فشار خروجی جریان امپدانس کم را ساخت مینمایند که معمولاً تحت عنوان سیگنالهای آنالوگ 4-20 میلی آمپر در تنظیمات 2 یا این که 4 سیم به کارگیری میگردد. فرستندههای فشار دارنده ایمنی خوب نسبت به نویز الکتریکی (EMI/RFI) هستند و براین اساس برای کاربردهایی که جابجایی سیگنال در فواصل وقت گیرخیس ضروری میباشد مطلوب میباشند. این دستگاهها به منابع تغذیه تهیهگردیده نیاز ندارند، البته جریان خروجی و مصرف انرژی فراتر، آنها را برای کاربردهایی با امکانات باتریدار پرشین ابزار دقیق هنگامی که دستگاهها با فشار کامل یا این که در حدود فشار کامل کار مینمایند، نامناسب میسازد.
برای آسانی در تعادل این نوشتهعلمی، ما از عبارت چتر حسگرهای فشار استفاده می کنیم تا اینکه نمایشگرهای فشار و ترانسمیترهای فشار را مشخص و معلوم کنیم.
اصطلاحات فشار
برخی از اصطلاحات کلیدی مرتبط با سنسورهای فشار وجود داراست که در این بخش ارائه گردیده است.
فشار گیج اندازه گیری فشار نسبت به فشار گوشه و کنار میباشد. یک نمونه رایج دراین مورد هنگامی است که از فشار سنج تایر برای اندازه گیری فشار هوا در تایر خودرو استعمال میشود. در شرایطی که حیران psi 35 را نشان دهد، نشانه می دهد که فشار تایر 35 psi بیشتر از فشار محلی دور و بر میباشد.
فشار مطلق اندازه گیری نسبت به وضعیت خلاء خالص، مانند خلاء محیط میباشد. این نوع اندازه گیری فشار در کاربردهای مهندسی هوافضا اساسی میباشد چون فشار هوا با طول تغییر می کند.
فشار دیفرانسیل اندازه گیری اختلاف فشار در میان دو مقدار فشار هست، براین اساس اندازه گیری واحد سنجش تفاوت آنها با یکدیگر میباشد، خیر اندازه آنها نسبت به فشار اتمسفر یا این که فشار مرجع دیگر.
سنسورهای که در یخچال فریزرها استفاده میگردند اکثریت از نوع سنسور ان تی سی یا این که NTC سنسور میباشند. که NTC مخفف NEGATIVE THERMAL COEFFICIENT یا این که NEGATIVE TEMPERATURE COEFFICIENT یا این که به عبارت درستخیس و دربینالمللی آن ترمیستور THERMISTOR می باشد. یعنی با ارتقاء دما ضریب هدایت الکتریکی آنان ارتقاء مییابد. یا این که به عبارت دیگر با ارتقاء دما مقاومت الکتریکی آنان کاهش مییابد. که در نوع PTC یا این که positive thermal coefficeint برعکس این موقعیت میباشد. یعنی با ارتقاء دما مقاومت الکتریکیشان ارتقاء مییابد. ptc ها امروزه بیشتر مکان رلههای مکانیکی کمپرسورهای سردخانه را گرفتهاند. به عنوان مثال در سنسورهای یخچال فریزر سامسونگ، در دمای منفی ۵۰ مقاومت آن موازی ۱۵۳۳۱۹ اهم است در حالی که در دمای مثبت ۸۴ دارنده ۸۱۰ اهم می باشد.
ترمیستورها از نصفههادی ها تشکیل شدهاند. و با تغییرو تحول دما واحد سنجش مقاومت آنان تغییر و تحول مینماید. یعنی هنگامی یک ترمیستور در داخل فریزر باشد گزارش لحظه به لحظه تغییرات دمایی را به پیروزی الکترونیک می دهد و میکروپرسسور موفقیت یا این که مغز پردازشگر موفقیت الکترونیک یخچال فریزر میتواند طبق نرم افزار داده گردیده به آن دستور مطلوب را صادر نماید. و این ترمیستورها در یخچال فریزر فریزرهای جدید این قابلیت رو به ما داده است تا از هر مجال دیگر یخچال فریزر فریزرهای عالی و هوشمندتری را داشته باشیم.
سنسور چیست؟
سنسور المان حسکنندهای میباشد که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا این که غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل مینماید.سنسور فشار در واقع آن یک وسیله الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا این که شیمیایی را اندازهگیری مینماید و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند.
سنسورها در گونه های دستگاههای اندازهگیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC گزینه به کارگیری قرار میگیرند. کوشش سنسورها و امکان اتصال آنها به دستگاههای متفاوت برای مثال PLC سبب گردیدهاست که سنسور بخشی از اجزای جدانشدنی دستگاه کنترل خودکار و رباتیک باشد. سنسورها داده ها گوناگون از شرایط اجزای متحرک سیستم را به واحد در دست گرفتن ارسال نموده و سبب تغییر تحول وضعیت عملکرد دستگاهها می گردند.
حسگرهای رطوبت
حسگر تکان
زوج حسگر اولتراسونیک (مافوق صوت)
سنسورهای سوای تماس
سنسورهای سوای تماس سنسورهائی می باشند که با مجاورت شدن یک قطعه وجود آن را احساس کرده و فعال می شوند. این فعالیت به گونه ای میباشد پرشین ابزار دقیق که میتواند سبب ساز جذب یک رله، کنتاکتور و یا این که ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم شود.
نمونههایی از کاربرد سنسورها
شمارش ساخت: سنسورهای القائی، خازنی و نوری
در اختیار گرفتن جنبش پارچه و …: سنسور نوری و خازنی
در اختیار گرفتن سطح مخازن: سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح
تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری
در دست گرفتن انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی
در اختیار گرفتن تردد: سنسور نوری
اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و خازنی
اندازه گیری مسافت قطعه: سنسور القائی آنالوگ
مزایای سنسورهای فارغ از تماس یا این که همجواری
سرعت سوئیچینگ زیاد:
سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، به طوریکه برخی از آنان (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا ۲۵KHz شغل مینمایند.
ارتفاع قدمت زیاد:
بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و … دارنده ارتفاع قدمت متعددی میباشند.
عدم نیاز به نیرو و فشار:
با اعتنا به سعی سنسور هنگام مجاورت شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازی وجود ندارد.
قابل استعمال در اطرافهای گوناگون با وضعیت طاقت فرسا کاری:
سنسورها در محیطهای با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و … قابل به کار گیری میباشند.
عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ:
به جهت استفاده از نصفه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی شود.
سنسورهای القائی
سنسورهای القائی سنسورهای فارغ از تماس می باشند که صرفا در مقابل فلزات واکنش نشان میدهند و میتوانند دستور بی واسطه به رله ها، شیرهای برقی، سیستمهای اندازه گیری و مدارات در اختیار گرفتن الکتریکی (مانند PLC) ارسال کنند.
مبنا فعالیت و ساختمان سنسورهای القائی
ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می شود: اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی.
اسیلاتور:
نصیب مهم این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که میتواند به وسیله قطعات فلزی زیر اثر قرار گیرد. این اسیلاتور سبب ساز بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در بخش حساس سنسور میگردد. مجاورت شدن یک قطعه فلزی سبب ساز بوجود داخل شدن جریانهای گردابی در قطعه شده و این فعالیت باعث جذب انرژی میدان می شود و در سود دامنه اسیلاتور کاهش مییابد. از آنجا که طبقه دمدلاتور، آشکارساز دامنه اسیلاتور هست در فیض کاهش دامنه اسیلاتور به وسیله این بخش به طبقه اشمیت تریگر انتقال می یابد. کاهش دامنه اسیلاتور سبب ساز فعال شدن خروجی اشمیت تریگر شده و این بخش نیز به نوبه خویش سبب تحریک طبقه خروجی می شود.
قطعه استاندارد:
یک قطعه مربعی صورت از فولاد ST37 است که از آن به خواسته آزمایش مسافت سوئیچینگ به کارگیری میگردد. (استاندارد IEC947-5-2). ضخامت قطعه ۱mm و ارتفاع ضلع این مربع در اندازه های ذیل میتواند رقم بخورد.
به اندازه قطر سنسور
سه موازی مسافت سوئیچینگ نامی سنسور ۳*Sn
ضرایب تصحیح:
مسافت سوئیچینگ با کوچکتر شدن بعد ها قطعه استاندارد و یا این که با بکارگیری فلز دیگری غیر از فولاد ST37 تغییرو تحول خواهد کرد. در ذیل ضرایب تصحیح برای فلزات متعدد نشان داده گردیده است:
ضریب تصحیح (KM) برای فولاد ST37 موازی ۱٫۰
ضریب تصحیح (KM) برای نیکل موازی ۰٫۹
ضریب تصحیح (KM) برای برنج موازی ۰٫۵
ضریب تصحیح (KM) برای مس موازی ۰٫۴۵
ضریب تصحیح (KM) برای آلومینیوم موازی ۰٫۴
برای مثال هرگاه یک سنسور در مقابل فولاد از مسافت ۱۰mm فعالیت سوئیچینگ را ایفا دهد، به عبارتی سنسور در مقابل مس از مسافت ۴٫۵mm کار خواهد کرد.
فرکانس سوئیچینگ:
حداکثر تعداد غیروابسته و وصل یک سنسور در یک ثانیه میباشد. (بر حسب Hz). این پارامتر طبق استاندارد DIN EN 50010 با وضعیت زیر اندازه گرفته میشود:
مسافت سوئیچینگ Switching Distance) S):
مسافت در بین قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام شغل سوئیچینگ میباشد. (استاندارد EN 50010)
مسافت سوئیچینگ نامی Nominal Switching Distance) Sn):
مسافت ای است که در وضعیت متعارف و فارغ از پیش گویی پارامترهای متغیر از قبیل حرارت، ولتاژ تغذیه و غیره تعریف شده است.
مسافت سوئیچینگ مفید Effective Switching Distance) Sr):
مسافت سوئیچینگ زیر شرایط ولتاژ نامی و حرارت ۲۰ رتبه سلسیوس است. در اینحالت تلرانسها و پارامترهای متغیر نیز در نظر گرفته گردیده اند. ۰٫۹Sn
مسافت سوئیچینگ موءثر Useful Switching Distance) Su):
مسافت ای هست که در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، کار سوئیچینگ ایفا میشود. ۰٫۸۱Sn
مسافت سوئیچینگ عملیاتی Operating Switching Distance) Sa):
مسافت ای میباشد که تحت شرایط مجاز، کارایی سنسور ضمانت شدهاست. ۰
هیسترزیس H:
مسافت میان نقطه وصل شدن (هنگام مجاورت شدن قطعه به سنسور) و نقطه غیر وابسته شدن (هنگام دورشدن قطعه از سنسور) است. حداکثر این مقدار ۱۰% مقدار نامی هست. (استاندارد EN 60947-5-2)
امکان تکرار Repeatability) R):
امکان تکرار مسافت سوئیچینگ اثرگذار زیر ولتاژ تغذیه V و در موقعیت تحت اندازه گیری میشود: حرارت اطراف: ۲۳ سکو سلسیوس؛ رطوبت فضا: ۵۰ الی ۷۰ درصد؛ فرصت آزمایش: ۸ ساعت. (مقدار تلرانس برای این پارامتر طبق استاندارد EN 60947-5-2 حداکثر +-۰٫۱Sr می باشد.)
پایداری حرارتی (Temperature Drift):
تغییرات مسافت موءثر سوئیچینگ در تاثیر تغییرات دما طبق استاندارد EN 60947-5-2 و در محدوده دمای ۲۰ جايگاه سلسیوس ذیل
صفر تا ۶۰ رتبه سلسیوس بالای صفر حداکثر ۱۰% میباشد.
حرارت اطراف (Ambient Temperature) Ta:
محدوده حرارتی میباشد که در آن محدوده، کوشش سنسور ضمانت گردیده است.
کلاس حفاظتی: (IP67 (DIN 40050
طرز نصب سنسورهای القائی
هرگاه دو یا این که چندین سنسور القائی در جوار هم و یا این که در مقابل هم نصب شوند، موقعیت ذیل بایستی رعایت خواهد شد:
الف) روش نصب سنسورهای القائی Flush:
سنسورهای (Flush (Shielded سنسورهائی هستند که قسمت حساس سنسور به وسیله قالب فلزی محدود گردیده است. هرگاه دو یا این که یک سری عدد از این سنسورها همسطح روی بدنه فلزی دستگاه نصب شوند رعایت فواصل نصب الزامی هست.
ب) شیوه نصب سنسورهای القائی Non-Flush:
در سنسورهای (Non-Flush (UnShielded بخش حساس سنسور خارج از قالب فلزی آن میباشد. مسافت سوئیچینگ این
نوع سنسورها بیشتر از سنسورهای Flush میباشد. ولی فرکانس سوئیچینگ آن در مقایسه کمتر میباشد.
ج) روش نصب سنسورهای القائی در مقابل هم:
هر گاه دو سنسور القائی در مقابل هم نصب شوند رعایت مسافت دستکم ۶Sn الزامی میباشد
حسگرها در رباتیک
سنسورها در واقع ابزار رابطه ربات با دنیای بیرون و دستیابی داده ها محیطی و نیز داخلی می باشند. گزینش صحیح حسگرها تأثیر بسیار متعددی در میزان همت ربات دارااست. بسته به نوع اطلاعاتی که ربات نیاز دارد از حسگرهای مختلفی می اقتدار به کار گرفت:
مسافت
رنگ
روشنایی
صدا
حرکت و لرزش
دما
دود
و…
حسگرهای مورد به کار گیری در رباتیک:
انواع سنسورها در رباتها مورد استعمال قرار می گیرند:
الف) احساس گرهای تماسی (Contact)
مهم ترین کاربردهای این حسگرها بهاین گستردن می باشد:
آشکارسازی تماس دو جسم
اندازه گیری نیروها و گشتاورهایی که حین حرکت ربات میان اجزای گوناگون آن ساخت می گردد
پیشگفتارای بر سنسورها
دانا پر میباشد از سنسورها. در معاش
- زندگی
- معاش
روزانه، نسبتاًً روی هم رفته عملهای خویش از اتوماسیون به کار گیری میکنیم. اتوماسیون یعنی بی سر و صدا و پرنور کردن حرفهها و لامپها با به کار گیری از تلفنهای هوشمند، در اختیار گرفتن تلوزیون با استعمال از نرم افزارهای موبایلی، تنظیم دمای اتاق، دتکتورهای دود و غیره. تک تک این امور به کمک سنسورها انجام میشود. امروزه، آحاد تولیدات بر اساس سیستمهای داخلی دارنده سنسور میباشند.
کاربردهای بخش اعظمی برای سنسورها وجود دارد، مانند دوربینهای CCTV با در اختیار گرفتن از گوشی، تفحص بر آب و هوا و برنامههای پیشبینی و غیره. سنسورها نقش بسیار مهمی در مطالعه و شناسایی حفظهای بهداشتی دارا هستند. براین اساس، پیش از ساخت سنسور، می بایست ببینیم سنسور دقیقاً چه کاری ایفا میدهد و یک سری نوع سنسور وجود دارد.
سنسور چیست؟
سنسور دستگاه یا این که ماژولی میباشد که شناسایی یک کمیت فیزیکی مانند فشار، نیرو یا این که کمیت الکتریکی مانند جریان یا این که هر نوع انرژی دیگر را تسهیل مینماید. پس از مشاهده تغییرات، سنسور ورودی شناسایی گردیده را به یک میکروکنترلر یا این که ریزپردازنده ارسال مینماید.
در غایت، سنسور یک سیگنال خروجی قابل خواندن ارائه مینماید که قادر است نوری، الکتریکی یا این که هر نوع سیگنال دیگری باشد که نشانگر تغییرات سیگنال ورودی میباشد. و جمعاًًًَ سیستمهای اندازهگیری، سنسورها نقش بسیار مهمی دارا هستند. در واقع، سنسورها اولین عنصر بلوک دیاگرام سیستم اندازهگیری می باشند، که رابطه مستقیمی با متغیرهای ساخت خروجی دارای اعتبار داراست. موقتی می دانید سنسور در واقع یعنی چه؟ بیایید گونه های آن و کاربردهای آن را بهدنبال ببینیم.
طبقهبندی سنسورها
1.سنسورهای اکتیو و پسیو
2.سنسورهای آنالوگ و دیجیتال
1- سنسورهای فعال (اکتیو)
سنسورهای اکتیو نوعی سنسور میباشند که سیگنال خروجی به یاری تغذیه جایزه فرنگی تشکیل داد میشود. خصوصیتهای فیزیکی سنسور با دقت به تاثیر فرنگی انجام گردیده تغییر و تحول مینماید. بدین ترتیب، همینطور سنسور خویش ژنراتور نیز نامیده می شود.
نمونه، LVDT و کشش سنج.
2- سنسورهای پسیو
سنسورهای پسیو نوعی سنسور میباشند که سوای تغذیه تحریک فرنگی سیگنال خروجی ساخت مینمایند. آنها مستلزم تحریک یا این که ولتاژ مازاد نیستند.
نمونه: ترموکوپل، که با دقت به گرما یک مقدار ولتاژ ایجاد کرد مینماید. این سنسور مستلزم تغذیه خروجی وجود ندارد.
3- سنسورهای آنالوگ و دیجیتال
گونه های متفاوت سنسورهای دیجیتال و آنالوگ درپی به همراه کاربردهایشان آمدهمی باشد.
اشکال متفاوت سنسورها
سنسورهای مختلفی برای اندازهگیریِ خصوصیتهای فیزیکی مانند ضربان قلب و نبض، سرعت، جابجایی گرما، دما و غیره وجود داراست. انواع سنسورها به دنبال لیستگردیده و یکی یکی جزئیات به کار گیری و کاربردهای آنان را ارائه خوا هیم کرد.
1- سنسور مادون قرمز (IR)
2- سنسورهای ترموکوپل و دما
3- سنسور نزدیک
4- سنسور فراصوت
5- سنسور ژیروسکوپ و عجلهسنج
6- سنسور فشار
7- سنسور تاثیر هال
8- لودسل
9- سنسور فروغ و روشنایی
10- سنسور رنگ
11- سنسور تاچ (لمس)
12- سنسور ویبره و دتکتور حرکت PIR
13- دتکتور فلز، سنسور ضربان و جریان آب
14- سنسور سطح و جریان
15- سنسور دود، مه، گاز، اتانول و الکل
16- سنسور باران و رطوبت خاک، سنسور رطوبت
سنسورهای آنالوگ
سنسورهایی که با تمرکز به زمان سیگنال پیوسته ساخت مینمایند سنسورهای آنالوگ نامیده می گردند. خروجی آنالوگ تشکیل دادگردیده با ورودی اندازهگیریگردیده در سیستم منطبق و نسبت داراست. جمعاًًَ، ولتاژ آنالوگ در طی 0 و 5 ولت میباشد و یا این که در خروجی جریان ایجاد کرد میشود. اشکال پارامترهای فیزیکی مانند دما، فشار، جابهجایی و غیره مثالهایی از سیگنالهای پیوسته میباشند.
نمونه: عجلهسنج، سنسور سرعت، سنسور فشار، سنسور نور و روشنایی، سنسور دما
سنسور IR (سنسور مادون قرمزرنگ)
زمانی به طیف الکترومغناطیسی نگاه می کنیم، حوزه مادون قرمز به سه نصیب تقسیم میگردد: مجاورت مادون قرمز، وسط مادون قرمز و مادون قرمزرنگ به دور[3]. طیف مادون قرمز دارنده مجال فرکانس بالاتری نسبت به میکروویو و فرکانس کمتری نسبت به فروغ و روشنایی مرئی دارااست. سنسور مادون قرمز رنگ برای ساطع کردن و شناسایی تشعشعات IR استعمالمی شود. بر طبق این اصول، سنسور IR را میقدرت تحت عنوان شناسایی بازدارنده به شغل موفقیت. دو نوع سنسور IR با اسمهای سنسور IR اکتیو و پسیو وجود دارد.
سنسور پسیو IR: زمانی سنسور از منبع IR برای شناسایی انرژیِ ساطع گردیده از بازدارنده به کار گیری نمینماید تحت عنوان سنسور IR پسیو فعالیتمینماید. نمونههایی از آن عبارتند از ترموکوپل، دتکتور پیزو الکتریک و بولومتر که نوعی سنسور پسیو میباشند.
سنسورهای دما و ترموکوپل
همان طور که تا قبل از اینً نیز به آن اشاره شد، سنسور آنالوگ سیگنالهایی تشکیل دادمینماید که با گذر مجال پیوسته میباشد. مقدار خروجی دریافتی از سنسور در توان میکروولت یا این که میلیولت تغییر و تحولمینماید. به همین ادله، صورتدهی سیگنال برای تقویت آن مورد نیازاست. مبدلهای آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای تبدیل سیگنال آنالوگ دریافتی به سیگنال دیجیتال به کارگیریمی گردد.
سنسور دما، دما را حس کرده و تغییرات دما را اندازهگیریمینماید. بقیه انواع سنسورهای دما عبارتند از ترموکوپل، ترمیستور، قطعه دمای مقاومتی (RTD) و ICهای سنسور دما (LM35) و غیره.
سنسور نزدیک
سنسور نزدیک نوعی سنسور فارغ از رابطه میباشد که برای شناسایی شی استفادهمیگردد. این سنسور دارنده رابطه فیزیکی با شی وجود ندارد. شیء که مسافت آن باید اندازهگیری گردد با اسم مقصود شناسایی می شود. نور IR و یا این که تشعشعات الکترومغناطیسی در سنسور نزدیک استعمالمیگردد. انواع متعدد سنسورهای نزدیک وجود دارااست، مانند سنسورهای سلفی، خازنی، فراصوت و غیره. کاربردها: شناسایی شیء، اندازهگیری سرعت، چرخش، شناسایی، شناسایی ماده، سنسور پارک دنده عقب، شمارش شیء.پیشگفتارای بر سنسورها
دانا پر میباشد از سنسورها. در معاش
- زندگی
- معاش
روزانه، نسبتاًً روی هم رفته عملهای خویش از اتوماسیون به کار گیری میکنیم. اتوماسیون یعنی بی سر و صدا و پرنور کردن حرفهها و لامپها با به کار گیری از تلفنهای هوشمند، در اختیار گرفتن تلوزیون با استعمال از نرم افزارهای موبایلی، تنظیم دمای اتاق، دتکتورهای دود و غیره. تک تک این امور به کمک سنسورها انجام میشود. امروزه، آحاد تولیدات بر اساس سیستمهای داخلی دارنده سنسور میباشند.
کاربردهای بخش اعظمی برای سنسورها وجود دارد، مانند دوربینهای CCTV با در اختیار گرفتن از گوشی، تفحص بر آب و هوا و برنامههای پیشبینی و غیره. سنسورها نقش بسیار مهمی در مطالعه و شناسایی حفظهای بهداشتی دارا هستند. براین اساس، پیش از ساخت سنسور، می بایست ببینیم سنسور دقیقاً چه کاری ایفا میدهد و یک سری نوع سنسور وجود دارد.
سنسور چیست؟
سنسور دستگاه یا این که ماژولی میباشد که شناسایی یک کمیت فیزیکی مانند فشار، نیرو یا این که کمیت الکتریکی مانند جریان یا این که هر نوع انرژی دیگر را تسهیل مینماید. پس از مشاهده تغییرات، سنسور ورودی شناسایی گردیده را به یک میکروکنترلر یا این که ریزپردازنده ارسال مینماید.
در غایت، سنسور یک سیگنال خروجی قابل خواندن ارائه مینماید که قادر است نوری، الکتریکی یا این که هر نوع سیگنال دیگری باشد که نشانگر تغییرات سیگنال ورودی میباشد. و جمعاًًًَ سیستمهای اندازهگیری، سنسورها نقش بسیار مهمی دارا هستند. در واقع، سنسورها اولین عنصر بلوک دیاگرام سیستم اندازهگیری می باشند، که رابطه مستقیمی با متغیرهای ساخت خروجی دارای اعتبار داراست. موقتی می دانید سنسور در واقع یعنی چه؟ بیایید گونه های آن و کاربردهای آن را بهدنبال ببینیم.
طبقهبندی سنسورها
1.سنسورهای اکتیو و پسیو
2.سنسورهای آنالوگ و دیجیتال
1- سنسورهای فعال (اکتیو)
سنسورهای اکتیو نوعی سنسور میباشند که سیگنال خروجی به یاری تغذیه جایزه فرنگی تشکیل داد میشود. خصوصیتهای فیزیکی سنسور با دقت به تاثیر فرنگی انجام گردیده تغییر و تحول مینماید. بدین ترتیب، همینطور سنسور خویش ژنراتور نیز نامیده می شود.
نمونه، LVDT و کشش سنج.
2- سنسورهای پسیو
سنسورهای پسیو نوعی سنسور میباشند که سوای تغذیه تحریک فرنگی سیگنال خروجی ساخت مینمایند. آنها مستلزم تحریک یا این که ولتاژ مازاد نیستند.
نمونه: ترموکوپل، که با دقت به گرما یک مقدار ولتاژ ایجاد کرد مینماید. این سنسور مستلزم تغذیه خروجی وجود ندارد.
3- سنسورهای آنالوگ و دیجیتال
گونه های متفاوت سنسورهای دیجیتال و آنالوگ درپی به همراه کاربردهایشان آمدهمی باشد.
اشکال متفاوت سنسورها
سنسورهای مختلفی برای اندازهگیریِ خصوصیتهای فیزیکی مانند ضربان قلب و نبض، سرعت، جابجایی گرما، دما و غیره وجود داراست.سنسور فشار انواع سنسورها به دنبال لیستگردیده و یکی یکی جزئیات به کار گیری و کاربردهای آنان را ارائه خوا هیم کرد.
1- سنسور مادون قرمز (IR)
2- سنسورهای ترموکوپل و دما
3- سنسور نزدیک
4- سنسور فراصوت
5- سنسور ژیروسکوپ و عجلهسنج
6- سنسور فشار
7- سنسور تاثیر هال
8- لودسل
9- سنسور فروغ و روشنایی
10- سنسور رنگ
11- سنسور تاچ (لمس)
12- سنسور ویبره و دتکتور حرکت PIR
13- دتکتور فلز، سنسور ضربان و جریان آب
14- سنسور سطح و جریان
15- سنسور دود، مه، گاز، اتانول و الکل
16- سنسور باران و رطوبت خاک، سنسور رطوبت
سنسورهای آنالوگ
سنسورهایی که با تمرکز به زمان سیگنال پیوسته ساخت مینمایند سنسورهای آنالوگ نامیده می گردند. خروجی آنالوگ تشکیل دادگردیده با ورودی اندازهگیریگردیده در سیستم منطبق و نسبت داراست. جمعاًًَ، ولتاژ آنالوگ در طی 0 و 5 ولت میباشد و یا این که در خروجی جریان ایجاد کرد میشود. اشکال پارامترهای فیزیکی مانند دما، فشار، جابهجایی و غیره مثالهایی از سیگنالهای پیوسته میباشند.
نمونه: عجلهسنج، سنسور سرعت، سنسور فشار، سنسور نور و روشنایی، سنسور دما
سنسور IR (سنسور مادون قرمزرنگ)
زمانی به طیف الکترومغناطیسی نگاه می کنیم، حوزه مادون قرمز به سه نصیب تقسیم میگردد: مجاورت مادون قرمز، وسط مادون قرمز و مادون قرمزرنگ به دور[3]. طیف مادون قرمز دارنده مجال فرکانس بالاتری نسبت به میکروویو و فرکانس کمتری نسبت به فروغ و روشنایی مرئی دارااست. پرشین ابزار دقیق سنسور مادون قرمز رنگ برای ساطع کردن و شناسایی تشعشعات IR استعمالمی شود. بر طبق این اصول، سنسور IR را میقدرت تحت عنوان شناسایی بازدارنده به شغل موفقیت. دو نوع سنسور IR با اسمهای سنسور IR اکتیو و پسیو وجود دارد.
سنسور پسیو IR: زمانی سنسور از منبع IR برای شناسایی انرژیِ ساطع گردیده از بازدارنده به کار گیری نمینماید تحت عنوان سنسور IR پسیو فعالیتمینماید. نمونههایی از آن عبارتند از ترموکوپل، دتکتور پیزو الکتریک و بولومتر که نوعی سنسور پسیو میباشند.
سنسورهای دما و ترموکوپل
همان طور که تا قبل از اینً نیز به آن اشاره شد، سنسور آنالوگ سیگنالهایی تشکیل دادمینماید که با گذر مجال پیوسته میباشد. مقدار خروجی دریافتی از سنسور در توان میکروولت یا این که میلیولت تغییر و تحولمینماید. به همین ادله، صورتدهی سیگنال برای تقویت آن مورد نیازاست. مبدلهای آنالوگ به دیجیتال (ADC) برای تبدیل سیگنال آنالوگ دریافتی به سیگنال دیجیتال به کارگیریمی گردد.
سنسور دما، دما را حس کرده و تغییرات دما را اندازهگیریمینماید. بقیه انواع سنسورهای دما عبارتند از ترموکوپل، ترمیستور، قطعه دمای مقاومتی (RTD) و ICهای سنسور دما (LM35) و غیره.
سنسور نزدیک
سنسور نزدیک نوعی سنسور فارغ از رابطه میباشد که برای شناسایی شی استفادهمیگردد. این سنسور دارنده رابطه فیزیکی با شی وجود ندارد. شیء که مسافت آن باید اندازهگیری گردد با اسم مقصود شناسایی می شود. نور IR و یا این که تشعشعات الکترومغناطیسی در سنسور نزدیک استعمالمیگردد. انواع متعدد سنسورهای نزدیک وجود دارااست، مانند سنسورهای سلفی، خازنی، فراصوت و غیره. کاربردها: شناسایی شیء، اندازهگیری سرعت، چرخش، شناسایی، شناسایی ماده، سنسور پارک دنده عقب، شمارش شیء.
مجموعهبندی سنسورها مبنی بر نوع خروجی:
۱- خروجی آنالوگ:
این سنسورها در خروجی خود یک سیگنال آنالوگ دارا هستند که متناسب با کمیت اندازهگیری گردیدهاست. اکثر پارامترهای فیزیکی مانند دما، سرعت، فشار، جابجایی و … کلیه مقادیری آنالوگ می باشند. در این سنسورها هر پارامتر اندازهگیری شده به یک سیگنال (معمولا از نوع ولتاژ و یا جریان) نسبت داده میگردد که با دریافت این سیگنال مقدار کمیت مورد نظر مشخص گردد.
۲- خروجی دیجیتال:
خروجی این سنسورها دادههای دیجیتالی است که میتوانند از طریق گذرگاههای ارتباطی خصوصی یا موازی (مانند UART ، SPI ، I2C و غیره) خوانده شوند. از این سنسورها در مواردی که نیاز به معین شدن دادههای دوحالتی مانند بدون صدا/روشن، صحیح/نادرست و می باشد/نیست وجود داراست استفاده می شود. سنسور نوروفروغ و شتابسنج دیجیتال نمونههایی از تیمبندی سنسورها بر پایه ی خروجی دیجیتال می باشند.
گروهبندی سنسورها مبنی بر نوع تلاش:
سنسورها را مطابق نوع تلاش میتوان به گروههای تحت تقسیم کرد.
سنسور جریانی
سنسور خازنی
سنسور مقاومتی
سنسور شیمیایی
سنسور ولتاژی
سنسور حرارتی
سنسور نوری و لیزری
سنسور مغناطیسی
سنسور القایی
گروهبندی سنسورها مطابق پارامتر اندازهگیری:
سنسورها مبنی بر پارامتری که اندازهگیری میکنند به تیمهای زیادی میتوانند تقسیم شوند. برخی از این موسسهها مشمول:
سنسور فشار
سنسور دما
سنسور نور
سنسور رطوبت
سنسور جریان
سنسور ولتاژ
سنسور رنگ
سنسور حالت
سنسور شتاب
سنسور شرایط
سنسور مغناطیس
و … هستند.
تیمبندی سنسورها مبنی بر منبع قدرت:
سنسورها از این منظر به دو نوع اکتیو (Active) و (Passive) تقسیم میشوند.
سنسورهای اکتیو سنسورهایی میباشند که سیگنالهای محرکی را برای اندازهگیری کمیتی ارسال کرده و خود پالسهای منعکس شده را دریافت میکنند یعنی هم فرستنده و هم گیرنده را در خود دارا هستند. یک مثال مناسب از سنسورهای اکتیو، سنسور سنجش ترازو کشش است. ولتاژ خروجی این سنسور، با مقدار فشار اعمال شده به آن متناسب است.
سنسورهای پسیو صرفا دریافتکنندهی سیگنالهایی می باشند که به عنوان سیگنالهای تحریک شناخته می شوند و از منابع خارجی ارسال شدهاند. براین اساس در این سنسورها به منبع اقتدار خارجی نیاز هست. این سنسورها معمولا خواص فیزیکی خود مانند مقاومت و خازن را برای پاسخگویی به سیگنال دریافتی تغییر تحول میدهند. سنسورهای پسیو ارزانتر و معمولیتر میباشند و تلاش کمتری دارا هستند.
مجموعهبندی سنسورها مطابق تکنولوژی مصرف شده برای کوشش آنان:
سنسورها از لحاظ تکنولوژی مصرف شده به سه مجموعه تقسیم می شوند.
سنسورهای ضخیم سرامیکی: که بدنهی مهم آنان از سرامیک های مقاوم در عوض خوردگی استفاده میشود، ولی به دلیل شکننده بودن سنسور فشار سرامیک این سنسورها برای استعمال در فشار بالا مناسب نیستند.
سنسورهای نازک فلزی: این گروه بیشترین سهم را میان سنسورهای گزینه استفاده دارا هستند. این سنسورها با بدنهی نازک و با دقت بالا ساخته میشوند و عمر زیاد و همت مناسبی در ازای شوک و لرزش دارا هستند.
سنسور پیزو الکتریک: این موسسه از چیپهای سیلیکونی ساخته می شوند و ساختار پیچیدهتری نسبت به دو مجموعهی دیگر دارند. این سنسورها به عوامل محیطی بسیار حساس میباشند.
دستهبندی سنسورها بر طبق نوع ساختمان:
سنسورها بر اساس نوع سختمان به دو مجموعهی محافظ (Shielded) و سوای محافظ (Unshielded) تقسیم میشوند.
سنسورهای محافظ:
سنسورهای محافظ میتوانند مجموع مواد جامد در محدوده سنجش خود مانند پودر، صفحه، چوب، گلوله های
پلاستیکی و غیره را تشخیص دهند. سطح این سنسورها با فلزها پوشانده شده و شار درین نصیب جلوی
سنسور متمرکز می باشد که منجر کاهش تأثیر فلزات محیط میگردد.
سنسورهای فارغ از محافظ:
سنسورهای فارغ از محافظ برای تشخیص اهداف رسانا (مثل فلزات و مایعات) بهترین هستند. از آنجا که در بیشتر موارد توان تشخیص مواد نارسانا را ندارند، برای تشخیص مایعات از طریق دیواره مخزن نارسانا مناسب میباشند. با فلز پوشانده نشده میباشد ، به این ترتیب شار نیز از سطح ایجاد کرد می شود ، که باعث میگردد سنسورها به راحتی پایین تأثیر فلزات دور و بر قرار گیرند.
شکل ۱- سنسورهای بدون محافظ
دستهبندی سنسورها مطابق محل نصب:
سنسورها را بر اساس محل نصب میاقتدار به دو تیمی سنسورهایی که در دور و اطرافهای داخل ساختمان
(Indoor) نصب میشوند و سنسورهایی که در دور و اطراف آزاد نصب (Outdoor) میشوند، تقسیم کرد.
شکل ۲- گونه های سنسور مطابق محل نصب
کاربردهای سنسورها
سنسورها از روزهای اولیه صنعت برق وجود داشته و در طیف وسیعی از کاربردها آیتم استفاده قرار گرفتهاند. سنسورها در پروژههای الکترونیک، رباتیک و صنعت نقش کلیدی دارا هستند. از دیگر مواردی که سنسورها در آنها کاربرد دارند میاقتدار به اتوماسیون، کامپیوترها، ماشینهای هوشمند، ماهوارهها، خانههای هوشمند، نیروگاههای انرژی و ارتباطات اشاره کرد. نسبتاًً روی هم رفته دستگاههای الکترونیکی، یک یا چند سنسور وجود داراست که نوعی واکنش را برای یک ویژگی فیزیکی مانند دما و فشار ارائه میدهند.
چگونه بهترین سنسور را انتخاب کنیم؟
کارداران زیادی را می بایست هنگام تعیین سنسور در لحاظ گرفت. اما گزینش سنسور با انتخاب پارامتر
فیزیکی آیتم اندازهگیری شروع میشود. بعداز مشخص و معلوم شدن پارامتر اندازهگیری یک سری برهان اصلی دامنهی کارایی سنسور، واحد سنجش توجه و هزینه را باید در انتخاب سنسورها در نظر گرفت.
دامنهی کوشش سنسور
مهمترین فاکتوری که در سنسور باید در نظر گرفت دامنهی عملکرد میباشد. مثلا، در طراحی سیستم دیگ بخار که دمای جوش مایع را در ۵۰۰ سکو سانتیگراد در اختیار گرفتن میکند،پرشین ابزار دقیق نباید از سنسوری بهره برد که فقط بضاعت و توان تشخیص ۱۵۰ مرتبه سانتیگراد را دارااست. بنابراین باید مطمئن شد که سنسور پاسخگوی محدوده مورد نیاز اپلیکیشن باشد.
ترازو اعتنا
قبل از انتخاب سنسور، باید دربارهی واحد سنجش دقت موردنیاز سنسور به تودهبندی رسید. مثلا، یک سنسور دما با دقت ۱ رتبه سانتیگراد برای طراحی سیستم تعبیه شده در دیگ بخار کافی خواهد بود. با این اینک، این سنسور با دقت یکسان ممکن می باشد برای برخی از آزمایشهای مهم علمی یا دستگاههایی که نیاز به دقت ۱/۰ مرتبه سانتیگراد دارندکافی نباشد.
هزینه
سنسورهای الکترونیکی از لحاظ قیمت بسیار متنوعاند. به راحتی میقدرت حدس زد که سنسورهای با دقت بالا همیشه گرانتر از سنسورهای با دقت ذیل هستند. معیار دامنهی سعی نیز در گزینش ارزش سنسور نقش دارد. نکته این میباشد که باید مطمئن شد که سنسور انتخابی در میزان دارایی مجاز پروژه بهترین حاصل را به همپا داراست؟
ابزار ظریف جزو ابزارهای پر استفاده در صنعت های متعدد میباشد، انگیزه استفاده از اشکال ابزار ظریف کاربردی، اندازهگیری و تصویب مقادیر به منظور در اختیار گرفتن
کنترل
در اختیار گرفتن
در دست گرفتن
و هدایت سیستمهای صنعتی و غیره میباشد. این امکانات انواع مختلفی دارد از جمله ابزار ظریف اندازه گیری، ابزار ظریف پالایشگاه، ابزار ظریف پتروشیمی، ابزار ظریف چاه نفت و ابزار ظریف حفاری از جمله این مورد ها میباشد که در پی به بعضی از آن ها اشاره خواهیم کرد. عمل همه این ابزارها تصویب و اندازه گیری هست، خلال این این امکانات در تیمبندیهای مختلفی قرار میگیرند، برای مثال بعضا از آنان ابزارهای اندازه گیری بوده و برخی دیگر ابزارهای اکران دهنده، برخی دما را اندازه می گیرند و برخی دیگر سطح فشار یا این که جریان و غیره را. به همین خیال و خاطر ابزار ظریف طیف والاای از امکانات مختلف می باشد، ما در ادامه ضمن تفحص این امکانات به بها ابزار ظریف نیز خوا هیم پرداخت و بیشتر دراین مورد توضیح خواهیم بخشید.
معرفی ابزار ظریف و اشکال آن
برای سنجش هر چیزی وسیلهای وجود دارااست، از جمله از ابزار معمولیای مثل متر برای اندازه گیری ارتفاع و پهنا به کار گیری مینمایند. سنسور فشار اما در صنعت، اندازهها خیلی ظریفخیس بوده و آلرژی بالاتری دارند و قابلیت و امکان اندازه گیری دستی نیست پس بایستی از انواع ابزار ظریف استفاده کرد. با به کار گیری از ابزار ظریف صنعتی میاقتدار کمیتها را اندازه گیری کرد، ضمن این بعضا از ابزار ظریفها نیز میباشند کهاین اندازهها را اکران می دهند.
ابزار ظریفها امکانات مختلفی هستند که طیف وسیعای از گونه های سنسورها و رکوردرها تا ترانسمیتر و کنترلرها را در بر گرفته و در غایت با به کار گیری از اکران دهندهها به مقدارهای اندازه گرفته گردیده اکران داده میشوند.
بدین ترتیب انواع ابزار ظریف را میقدرت در دو گروه مکان بخشید که عبارتند از:
ابزار ظریف اندازه گیری
ابزار ظریف فعال یا این که پاداش
ابزار ظریف نمایشگر
تفحص ابزار ظریف اندازه گیری
در واقع عمل اصلی را این ابزارها اجرا میدهند و در بیشتر صنعت های نیز از آنها به کار گیری مینمایند. پرشین ابزار دقیق از جمله از این سبک ابزار ظریف در صنعت نفت، در صنعت فولاد، در پتروشیمی، در نیروگاه و غیره به کارگیری مینمایند.
ابزارهای ظریف اندازه گیری می تواند واحدهای چیزهای مختلفی را اندازه گیری نماید که با دقت به نوع ماده، بخار یا این که سیال، چگونگی و فرآورده ابزار ظریف توسعه یافته نیز گوناگون می گردد. مثلا ابزار ظریف کارگاه سیمان
با ابزار ظریف پایانه گاز گوناگون است؛ چراکه یکی جامد بوده و دیگری گاز است. البته به ارتفاع کلی ابزار ظریف اندازه گیری قادر است چیزهایی که در جدول ذیل درج گردیده است را اندازه گیری نماید:
ستون اسم واحد قابل اندازه گیری به وسیله اشکال ابزار ظریف
1 دمای گوشه و کنار، چاه، دور و اطرافها و غیره
2 حرارت داخلی و فرنگی سیستمها و محیطها
3 جریان سیالاتی همانند آب و روغن و غیره
4 فشار سیالات متفاوت از قبیل آب، نفت، روغن و غیره
5 طول سیالات یا این که هد آنان
6 وسعت سیال یا این که دبی آن
بازرسی ابزار ظریف فعال یا این که محرک
در هر صنعتی یک سیستم هوشند یا این که پی ال سی وجود داراست که کلیه دیتا و داده ها را اخذ کرده و براساس نرمافزارریزی انجام یافته روی آن، دستوراتی را صادر مینماید. این امرها می تواند مشتمل بر پرنور کردن یا این که بدون صدا کردن یک بخش یا این که مجموع سیستم گردد. این دستورات توسط ابزار ظریف فعال یا این که پاداش ایفا میگردد. بیشتری طیف ابزار ظریف که آلرژی بالایی هم دارند وابسته بهاین سبک امکانات می باشد.
پژوهش ابزار ظریف نمایشگر
وقتی امکانات اندازه گیری کار خویش را انجام دادند اکنون نیاز است تا با استفاده از وسایلی این مقادیر تصویب گردیده به استحضار اپراتور یا این که سیستم هوشمند مرکزی رسد، این کار به وسیله ابزار ظریف نمایشگر اجرا می گردد. از جمله اینکه دما چقدر میباشد، فشار در چه حدی میباشد و غیره.
نکته: با استعمال از انواع ابزار ظریف در صنعت، در واقع شما صنعت خویش را به یک سیستم هوشمند و خودکار مجهز کردهاید که موجب کاهش استعمال از نیروی انسانی و همینطور خطرات می گردد.
تفحص بها ابزار ظریف
بدیهی میباشد که تجهیزاتی مثل ابزار ظریف که فناوری بغرنجای نسبت به بقیه امکانات داراست، ارزش بالاتری داشته باشد، با این درحال حاضر قیمت ابزار ظریف با دقت به نوع آن که کنترلی، اندازه گیر، پاداش یا این که نمایشگر باشد مختلف است. از طرفی استدلال دیگری که روی بها ابزار ظریف اثر گذار میباشد، مملکت آفریننده آن و همینطور مارک آن میباشد. همینطور نوع صنعت هم در این دستور بیاثر وجود ندارد، مثلا ارزش ابزار ظریف پتروشیمی یا این که ابزار ظریف چاه نفت با ابزار ظریف حفاری گوناگون است؛ چراکه نوع صنعت با هم مختلف میباشد. ولی بسیاری از این امکانات مشترکت میباشد و تحت عنوان ابزار ظریف صنعت های مختلف آیتم به کارگیری قرار می گیرند.
یک سنسور فشار در واقع وظیفه دارااست که فشار یک گاز یا این که یک مایع را اندازه گیری کرده و به ما اعلام نماید. تمجید فشار درحالتی که بخواهیم خیلی ظریف بگوییم در واقع نیرویی میباشد که بر سطح متبوع وارد میشود . سنسور های فشار در صنعت بسیار گزینه به کار گیری قرار میگیرند و برای کنترل و مانیتورینگ بسیار از روند های صنعتی از آنان به کار گیری می شود. گاهی هم به صورت غیر بی واسطه در اندازه گیری متغیر های دیگر نقش داراهستند.
به این محصولات گاهی اسامی زیرا مبدلهای فشار، ترنسمیتر فشار، فرستنده فشار، علامت دهنده فشار، پیزومتر و مانومتر و … هم داده می گردد. مانند دیگر محصولات صنعتی ، این محصولات از نظر پیاده سازی و سبک کاربرد و عملکردشان و در غایت تکنولوژی به کار رفته در آن ها ممکن می باشد با یکدیگر فرق نمایند کهاین تفاوت در قیمت آن ها هم طبعا تاثیر داراست. از دید آماری ، بالای سیصد کمپانی در فقیه در اکنون ساختوساز این سنسوها هستند . برخی از این تولیدات اندازه گیرنده تغییرات سریع در فشار هستند مثلا در اندازهگیری فشار احتراق سیلندر موتور و یا این که گاز توربین این سنسورها کاربرد داراهستند.
مال این محصول ها عموما از مواد پیزوالکتریک میباشد که کوارتز یکیاز آنها میباشد. از گستره تفاوت این سنسورها میتوان به دوربینهای کنترل ترافیک اشاره نمود که به صورت باینری یا این که اصطلاحا دودویی و خموشی/ پرنور فعالیت مینمایند. معمولا در این مورد ها ، زمانی فشاری به سنسور فشار وارد می شود ، سنسور یک مدار الکتریکی را مستقل یا این که وصل مینماید. در صنعت اصطلاحا به آنها سوئیچ فشار هم می گویند.
طرز های اندازه گیری فشار
یک سنسور فشار میتواند بر حسب زمان اندازه گیری و یا این که مقطع دمای عملکردی و در نقطه پايان مطابق نوع فشار اندازه گیری ، به سه تیم تقسیم شوند. اگر بخواهیم بر حسب نوع فشار آنها را تقسیم بندی کنیم ، قادر خواهیم بود بدین مجموعه ها اشاره کنیم :
سنسور فشار مطلق
این سنسور فشار یک نقطه نسبت به فضای خالی بدون نقص یا این که به عبارت دیگر صفر psi را اندازه میگیرد . فشار اتمسفریک ۱۰۱٫۳۲۵ KPa (یا این که ۱۴٫۷psi) در سطح دریا نسبت به فضای خالی میباشد.
سنسور فشار حیران GAUGE
این جنس این قابلیت را میدهد که برای اندازهگیری فشار یک نقطه نسبت به فشار اتمسفریک در نقطه دیگر کالیبره خواهد شد . سرگردان فشار تایر مثالی از نشانگر فشار سرگردان میباشد. هنگامی که سرگردان فشار تایر مقدار صفر psi را می خواند فشار درون تایر ۱۴٫۷ psi است. یعنی موازی با فشار اتمسفر. اما این محصولات کاربرد های دیگری هم داراهستند که در اینجا زمان نمیشود به همگی آنها اشاره نمود.
سنسور فشار خلا
وقتی که بخواهیم فشار کمتر از فشار اتمسفر ر ا اندازه گیری کنیم از این محصول به کار گیری میکنیم. مرجع این محصولات در صنعت های ممکن می باشد متعدد باشد ، اندازه گیری فشار نسبت به فشار امسفر یا این که فشار نسبت به فشار عدم وجود.
سنسور فشار
سنسور فشار
سنسور فشار تفاضلی
این مال کارش این است که دو یا این که چندین بخش را گزینش می کنیم و این سنسور تفاضل در میان فشار آن دو نقطه را به ما می گوید. برخی کاربردهای واقعی این محصول ها عبارتند از : اندازهگیری افت فشار در غربال روغن.
سنسور فشار مهر گردیده یا این که SEALED
این جنس نسبتاً شبیه سنسور فشار حیران میباشد اما نکته قابل توجه در آن اینست که موقع ساخت ، برای اندازه گیری فشار نسبت به فشار سطح دریا کالیبره شدهاست.
اشکال سنسورهای آنالوگ
این سنسورها را اصولا به دو نوع تقسیم بندی میکنند : جمع کننده نیرو : درین محصولا از یک عده کننده نیرو به کارگیری میگردد مثل دیافراگم یا این که پیستون. به دلیل آن که این امکان را میدهد تا بتوانیم کشش را مطابق نیروی اعمالی و فشار بر سطح اندازه گیری کنیم. گیجهای کشش پیزو رزیستور : از تاثیر پیزو رزیستور گیجهای کشش قرارداده گردیده بر روی توکل گاه برای تعیین کشش ناشی از فشار اعمالی به کارگیری مینماید. عموماً سرگردانهای کشش در یک ساختار مدار پل وتستون اتصال مییابند تا خروجی سنسور را حداکثر نمایند. این متداول ترین نوع تکنولوژی مستعمل برای هدف ها همگانی اندازهگیری فشار هست. این تکنولوژیها با اندازهگیری فشار مطلق، سرگردان، فضای خالی و فشار تفاضلی سازگار میباشند.
خازنی
برای انداره گیری کشش بر آمده از فشار ایفا گردیده ، دیافراگم و کاواک را در جهت ایجاد خازن متغیر به فعالیت میبرند .در محصول ها بی آلایش خیس از فلز یا این که سرامیک و دیافراگمهای سیلیکون استفاده مینمایند. این تولیدها برای اندازه گیری فشارهای کم کاربرد دارند. (مطلق، تفاضلی و حیران) در سنسور فشار نوع خازنی فشار تفاضلی به دیافراگم وارد میگردد که سبب میشود دیافراگم به یکی از صفحه های خازن مجاورت گردیده و از دیگری بدور شود؛ به این ترتیب گنجایش خازن تغییر و تحول مینماید که اثرات یا این که تغییرات آن مرتبط با فشار وارداتی به دیافراگم است. تغییرو تحول گنجایش خازن توسط مدار الکتریکی و ترنسمیتر تبدیل به سیگنال الکتریکی میگردد که در واحدهای فشار کالیبره گردیدهاست.
الکترومغناطیسی
این سنسور فشار دارنده دو سیم پیچ در ساختار خویش است که با یک هسته مغناطیسی کوپل گردیدهاند. زمانی که فشار وارده ، دیافراگم را به تکان وادارد ، سبب به جا به جایی هسته می شود.
پیزو الکتریک
سنسور فشار
تاثیر پیزو الکتریک در مواد معلوم همانند کوارتز کاربرد دارااست تا کشش منشا گردیده از فشار را اندازه گیری نماید. از این جنس برای اندازه گیری فشار های متغیر به کار گیری میکنند. برخی از کریستال ها که به پیزو الکتریک آوازه دارند ، به هنگام تغییرو تحول صورت مکانیکی ، سیگنال الکتریکی ساختوساز میکنند ، به این صورت که سطح ولتاژ تشکیل داد گردیده ، با واحد سنجش تغییر تحول صورت رابطه دارد.
در پی کریستال را به دیافراگمی فلزی وصل میکنند. از یک طرف دیافراگم با سیال پروسه در تماس می باشد و از طرف دیگر به شکلی مکانیکی به کریستال وصل است. سیگنال ولتاژ خروجی کریستال دامنه خرد و محدودی دارااست ، در سود احتیاج به یک تقویت کننده با امپدانس ورودی بالا داراست. از آنجا که نمی خواهیم سیگنالی را هدر دهیم ، تقویت کننده را در کنار سنسور نصب میکنیم . کریستال تا دمای ۴۰۰ فارنهایت را تحمل مینماید.
نوری
این محصولت با استعمال از تغییر و تحول فیزیکی فیبر نوری در اندازه گیری کشش ناشی از فشار وارداتی، آن را می سنجند. از این مال در شرایط و وضعیت هایی که دارنده بحران میباشند استفاده می گردد. عمده کاربردش در قوانینی میباشد که دسترسی در آنها محدودند یا این که دمای آن دور و اطراف بسیار بالا می باشد و یا این که در دور و بر هایی که دارنده تداخلات الکترومغناطیسی هست و اندازه گیری از رویکرد دور قابلیت پذیر وجود ندارد.
پتانسیومتری
از حرکت جاروبک در طی مکانیزم مقاومتی در جهت اندازه گیری کشش نشات گرفته از فشار وارداتی به کارگیری میکند. در دیگر اشکال این تولیدها ، سنسور فشار از خاصیت دیگر (مانند چگالی) برای اندازه گیری فشار گاز یا این که مایع استفاده مینمایند.
رزونانس
زمانی که فشار وارد میگردد ، سبب ساز میشود که چگالی گاز تغییر و تحول نماید ، این دستور سبب می گردد که در فرکانس رزونانس تغییرو تحول تولید گردد. برای استعمال از این مال معمولا از ابزار های عده کننده نیرو استفاده میکنند که در بالا به آن پرداختیم. از طرف دیگر ، وقتی که عنصر رزونانس را به صورت مستقیم در کنار ماده در اختیار بگذاریم ، فرکانس نوسان ، متعلق به چگالی ماده میشود. در نقطه پايان می بایست اذعان کرد که مهم ترین نکته این محصول ها ، خروجی استوار آنها است.
دما
با اعمال فشار به گاز، چگالی آن تغییرو تحول مینماید و در ادامه آن، گذردهی گرمایی آن تغییر تحول مینماید. مثال رایج این سنسورها، سرگردانهای پیرانی هستند.
یونیزاسیون
چناچه به گاز فشار وارد کنیم چگالی آن تغییر تحول خواهد کرد کهاین دستور خویش موجب تغییر جریان یون های موجود در آن می باشد. پرشین ابزار دقیق . برای مثال میتوان به سرگردانهای کاتد سرد و کاتد گرم اشاره نمود.
دیگر : شیوه های دیگر نیز برای استنتاج فشار از روش چگالی وجود دارااست. (سرعت صوت، جرم، ضریب شکست)
سنسور فشار با تبدیل پارامتر مکانیک فشار به پالس الکتریکی عمل می کند .
با تمرکز به میزان حساسیت سنسور فشار بها آن تعیین می شود .
سنسور های فشار (یا ترانسمیتر فشار ) اشکال مختلفی دارد .
بعضا میزان فشار را تبدیل به کمیتی مبتنی بر جریان الکتریکی می نمایند و بیشتر در روند های در اختیار گرفتن صنعتی کاربرد دارا هستند .
بعضی معیار فشار را تبذیل به کمیتی بر طبق ولتاژ می نمایند که در دو نوع انالوگ و دیجیتال جانور هستند .
دیگر سنسور های اتوماسیون صنعتی
سنسور خازنی
اکثر زمان ها از سنسور های خازنی جهت در اختیار گرفتن سطوح در مخازن که از مایعات یا جامدات پر شده اند به کار گیری میگردد. از سنسور خازنی میتوان جهت شمارش تشکیل داد ، در دست گرفتن حرکت پارچه و در دست گرفتن سطح مخازن بهره برد .
نزدیک شدن به فلزات و غیر فلزات سبب ساز تغییر و تحول ظرفیت خازنی سنسور شده که در نهایت به صورت یک خروجی نمایان میگردد.
از دیگر کاربردهای سنسور خازنی میتوان به وزن کردن در جنبش ماشین آلات اشاره کرد .
سنسور القایی
این سنسور ها بر اساس اصل القای الکترو مغناطیسی کار می نمایند . سنسور القایی قادر به تشخیص و اندازه گیری شی ها فلزی میباشد .
در مجاورت قرار اماده ساختن با یک شی فلزی موجب تغیییر جریان در سنسور شده و بسته به میزان دقت سنسور که از هسته فرو مغناطیسی به کارگیری می نماید یا خیر تشخیص شی فلزی ممکن خواهد بود .
سنسور دما
جمعاًَ سنسور های دما در دو نوع تماسی و عیر تماسی وجود دارند .
سنسور دما تماسی
با در تماس قرار به چنگ آوردن ماده مورد نظر که به طور جامد و مایع میباشد دمای آن را اندازه گیری می نماید .
سنسور دما غیر تماسی
در نوع غیر تماسی از طریق تشخیص وجود دما متناسب قدر به تشخیص وجود شی مورد نظر براب انتحاب سنسور های مناسب باید به موردها زیر توجه کرد :
محدوده دمایی کارکرد سنسور
محدوده ولتاژ و جریان کارکرد سنسور
واحد سنجش پایداری سنسور
اعتنا سنسور
رایج ترین سنسور های دمایی موقتا در بازار سنسور های دمایی RTP هستند که از نوع مقاومتی بوده و با تغییرات دما مقاومت الکتریکی انها عوض می شود از انواع دیگر آن میتوان به :
ترمینستورها و ترموکوبل ها اشاره کرد .
سنسور نوری
نوعی از سنسور های مجاورتی میباشند که از فروغ و روشنایی مدوله شده جهت تشخیص استفاده می نمایند .
سنسور نوری یک طرفه (Diffuse)
یک فرستنده نوری نور و روشنایی مدوله شده را به سطح رو به رو می تاباند و گیرنده که در کنار فرستنده تعبیه شده میباشد مطابق نوروفروغ دریافتی حامل از بازتابش کار می نماید .
تلاش تشخیص این سنسور بیشتر مناسب اجسام با سطح ها صیقلی و رنگ روشن میباشد .
برای اجسام تیره پایدار سنسور نوری دو طرفه استفاده نمود .
جهت کارایی مناسب سنسور نوری یک طرفه سطحی که گیرنده و فزستنده در آن قرار گرفته اند نباید بازتابش کننده روشنایی باشد بلکه بایستی نور را جذب یا گم راه کند .
از دید سرعت سعی دربین سنسور های نوری بالا ترین سرعت سوئیچینگ را دارد البته نسبت به سنسور های القایی و خازنی بسیار کند تر می باشد .
سنسور نوری دو طرفه
فرستنده و گیرنده نوروروشنایی مدوله شده در مقابل یکدیگر قرار می گیرند و با قرار فراهم کردن مانعی دربین آنها گیرنده نوری دریافت نکرده و حاذق به تشخیص مانغ میباشد .
سنسور نوری رفرکتوری
در این سنسور نوری فرستنده و گیرنده در کنار یکدیگر قرار گرفته اند .
تفاوت ان با سنسور نوری یک طرفه در آن میباشد که در روبه روی سنسور یک رفلکتور نصب میشود.
فروغ و روشنایی بعد از عکس العمل با رفلکتور زیر زاویه خاصی به گیرنده که کنار فرستنده قراردارد میرسد .
در صورت صادر کردن مانعی فی مابین سنسور و رفرکتور گیرنده نوری با زاویه مناسب دریافت نخواهد کرد و سنسور فشار بهاین صورت سنسور قدرتمند به تشخیص مانع است .
خط کش مقاومتی :
در اتوماسیون صنعتی از خط کش مقاومتی جهت اندازه گیری دقیق میزان جابه جایی به کار گیری میشود .
در خرید خط کش مقاومتی باید به نکات زیر اعتنا کرد :
زول اثرگذار اندازه گیری
دمای کاری خط کش مقاومتی
محدوده ولتاژ کاری خط کش مقاومتی
محصول میله و بدنه خط کش
نوع خروجی
روتاری انکودر
در صنعت از انکودر دوار پرشین ابزار دقیق به عنوان یک سنسور جهت مشخص کردن زاویه و حالت و سرعت و شتاب به کارگیری میشود .
روتاری انکودر چرخش مگانیکی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می نماید .
به عنوان تکمیل کننده سیستم پردازش می بایست از شمارنده تا در اختیار گرفتن کننده دیحیتال در کنار روتاری روتاری انکودر به کار گرفت .
سنسور المان شم کننده ای میباشد که کمیت های فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیت های الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا این که غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می نماید. در واقع آن يك وسيله الكتريكي میباشد كه تغييرات فيزيكي يا شيميايي را اندازه گيري مي كند و آن را به سيگنال الكتريكي تبديل مي نمايد.
مبانی سنسور
کمیت فیزیکی
ھر پدیده قابل اندازه گیری در طبیعت را کمیت فیزیکی طبیعی می نامیم این پدیده ھا میتوانند دربرگیرنده وزن، فشار، سرعت، سطح و… باشد.
تعريف اندازه گيری
اندازه گيري عبارت میباشد از تعيين مقدار براي يک کميت بر پایه ی يک اندازه معین (استاندارد) برای به عبارتی کميت. زیرا آحاد کميت ها دارنده واحد هائی می باشند. بنابراين اندازه گيری نيز مطابق يک واحد اجرا شود.
گونه های اندازه گیری
اندازه گيري مستقيم Direct Measurement
اگر ما بخواهيم بدانيم كه هواي بيرون طوفاني است يا خیر مي توانيم به بيرون برويم و شم كنيم كه باد می آيد يا خیر. اين يك اندازه گيري مستقيم میباشد. مثالي در زمينه ابزار دقيق، تلاوت مستقيم از وسعت عبوري بنزين در دستگاه فلومتر يك ايستگاه پمپ بنزين می باشد.
اندازه گيري استدلالي Inferred Measurement
در نمونه گذشته مي توانستيم پشت پنجره بايستيم و ببينيم كه شاخه هاي درختان تكان ميخورند يا خیر و يا سطح آب متلاطم میباشد يا خیر و پي به وجود باد ببريم. اين هم مثالي می باشد از اندازه گيري استدلالي و نمونه ابزار دقيقي آن هم فلومترهايي است كه مي تواند ميزان فلو را مطابق حس كردن فشاري كه سبب تغيير فلو مي خواهد شد را اندازه گيري كند و متناسب با آن فشار، قرائتي براي فلو بدست مي دهند.
به صورت كلي و عمومي يك اندازه گيري استدلالي خاصيت فيزيكي متبوع را كه ما مي خواهيم بدانيم حس نمي كند بلكه به جاي آن تاثیر بوجود آمدة آن خاصيت را شم مي كند.
اندازه گيري به دو مجموعه کلي تقسيم مي شود
اندازه گيري کميت هاي الکتريکي
اندازه گيري کميت هاي غير الکتريکي
عناوين بعضا از اندازه گيري هايی که بيشتر مطرح میباشد:
اندازه گيري جابجائي
اندازه گيري ضخامت
اندازه گيري مسافت
اندازه گيري موقعيت، جای ، بلندي
اندازه گيري موقعيت سطح
اندازه گيري مساحت
اندازه گيري وسعت
اندازه گيري زاويه
اندازه گيري انحنا
اندازه گيري عجله، لرزش، شوک
اندازه گيري مجال
اندازه گيري فرکانس
اندازه گيري جرم و وزن
اندازه گيري دانسيته
اندازه گيري استرين
اندازه گيري نيرو
اندازه گيري گشتاور
اندازه گيري فشار
اندازه گيري آکوستيک
اندازه گيري نرخ فلو
اندازه گيري چسبناکي
اندازه گيري کشش سطحي
اندازه گيري دما
اندازه گيري کالري
اندازه گيري ولتاژ الکتريکي
اندازه گيري جريان الکتريکي
اندازه گيري توان الکتريکي
اندازه گيري انرژي مصرفي
اندازه گيري فاز
اندازه گيري ميدان مغناطيسي
اندازه گيري گذردهي و هيسترزيس
اندازه گيري اندوکتانس
اندازه گيري اختشاش و نويز
اندازه گيري مکروويو
اندازه گيري پلاريزاسيون
اندازه گيري راديو اکتيويته
اندازه گيري نوترون
اندازه گيري PH
اندازه گيري ترکيب
اندازه گيري رطوبت
اندازه گيري فشار خون
اندازه گيري هاي کارداران شيميائي خون
کمیت الکتریکی
ھر پدیده الکتریکی قابل اندازه گیری را کمیت الکتریکی می نامند. مانند:
مقاومت
جریان
ولتاژ
فرکانس و…
کمیت ھای الکتریکی دارنده امتیازات دیگری نیز ھستند، یعنی اینکه قابل تبدیل به یکدیگرند به گویش ساده خیس می اقتدار اظهار کرد درصورت عدم وجود امکان اندازه گیری یک واحد از جملهً” مقاومت با ھریک از واحدھای الکتریکی می اقتدار آنرا به واحدی که قابلیت و امکان اندازه گیری آن وجود دارد تبدیل نمود. در این مسیر با بوجود آمدن دانش الکترونیک به کارگیری از الکترونیک معمول شوید و در ادامه گسترش تکنولوژی این دانش به دودسته تقسیم میگردد الکترونیک آنالوگ والکترونیک دیجیتال.
سنسور چیست؟
پارامترهای فیزیکی و شیمیایی را به صورت دیگری که معمولاً سیگنال الکتریکی میباشد تبدیل می نماید. یا این که به عبارت دیگر عنصری از دستگاه اندازه گیری یا این که زنجیره ای اندازه گیری که بطور بی واسطه تحت اثر اندازه قرار می گیرد. عنصر حس كننده بخشي از مكانيسم ترانسديوسر (مبدل) مي باشد كه در اتصال با كميت مورد اندازه گيري مي باشد؛ بطوريكه هر لحظه به تغييرات حاصله در كميت متبوع براي اندازه گيري جواب مي دهد. معمولاٌ تک تک سنسورها احتياج به مدارهاي اضافي براي توليد ولتاژ و جريان دارا هستند؛ غالباٌ كلمه سنسور براي وسيله اي به کارگیری مي خواهد شد كه داراي ترانسديوسر و مدار گزینه احتياج براي توليد ولتاژ يا كميت الكتريكي خروجي باشد.
ترانسدیوسر چیست؟
وسیله ای که در صورت پارامتر فیزیکی و شیمیایی تغییرو تحول ساخت و ساز می نماید. (معمولاً خروجی قابل به کارگیری دارد)
ترانسدیوسر | سنسورخروجی سنسور / ترانسدیوسر
خروجی ترانسدیوسرها به دو صورت وجود دارااست
آنالوگ
دیجیتال
خروجی آنالوگ به خروجی گفته میگردد که مقادیر آن پیوسته بوده و در طول های مختلف تغییرات در روزگار ای که تمجید گردیده است، بلا جدا و پیوسته باشد. خروجی دیجیتال به خروجی گفته می شود که تغییرات خروجی به صورت جدا از هم در بین دو مقدار ماکزیمم و مینمم تغییر و تحول نماید که معمولاً مقدار مینیمم به صفر تفسیر گردیده و مقدار ماکزیمم یک مضمون داراست.
تقسیم بندی سنسور
مبتنی بر نوع نیاز جان دار درصنعت سنسورھای متنوعی ساختوساز و به بازار مصرف عرضه میشوند که تقسیم بندی ھای متنوعی را بوجود میآورد. نسبتاًً تمامی اشکال سنسورھای کنونی که در بازار جانور میباشد را می توان در تقسیم بندی بر مبنای همت مجموعه بندی کرد. اینجا به معرفی تیم بندی ھا میپردازیم.
دسته بندی برمبنای نوع کوشش
دسته بندی برمبنای نوع کاربرد
گروه بندی برمبنای خروجی
دسته بندی برمبنای موادی که سنسور ھا از آن ساخته می شوند
تیم بندی برمبنای نوع تلاش:
مبتنی بر این موسسه بندی می اقتدار سنسور ھا را بر مبنای نوع تلاش الکترونیکی آن ھا تیم بندی کرد.
سنسورھای تماسی
سنسورھای حرارتی
سنسورھای مقاومتی
سنسورھای ولتاژی
سنسورھای جریانی
سنسورھای خازنی
سنسورھای حرارتی
سنسورھای القایی
سنسورھای نوری و لیزری
سنسورھای شیمیایی
سنسورھای مغناطیسی
گروه بندی برمبنای نوع کاربرد:
درین تیم بندی برای کاربردھای یکسان گونه های متنوعی از سنسور ھا رامورد به کارگیری قرار اعطا کرد.
شمارش: القایی، خازنی، نوری
حرکت: نوری، خازنی
سطح: نوری، خازنی
پیوستگی: نوری
انحراف: نوری، خازنی
تردد: نوری، القایی
سرعت: القایی، خازنی
مسافت: القایی
شیمیایی: خازنی، القایی
حرارت: بیمتال، مقاومتی
تیم بندی برمبنای خروجی
سنسور با خروجی آنالوگ
سنسور با خروجی دیجیتال
سنسورهای تماسی
این نوع از سنسورھا با مبحث متبوع در تماس مستقیم قرار داراهستند.
ترموکوپل ھا
از ترموکوپل ھا برای اندازه گیری حرارت استفاده میشود و برای صدق اندازه گیری ترموکوپل بایستی مقدار معینی از سنسور با حرارت در تماس بی واسطه قرار داشته باشد.
سنسورھای سویچینگ
سنسورھایی مانند کلیدھای مکانیکی یا این که به عبارتی میکروسویچ ھا که برای سویچینگ مکانیکی در خطوط ایجاد مورد به کار گیری قرار میگیرند. سنسور فشار این نوع از سنسورها قادر به تشخیص وجود ویا نبود فشار میباشند ونیز بایستی توسط فشار مکانیکی
تحریک شوند .
سنسور ھای فارغ از تماس proximity
سنسورھای سوای تماس سنسور ھایی هستندکه سوای نیاز به تماس با مبحث، وجود آنرا حس کرده و فعال می گردند و دارنده مزایای متعددی هستند که به انگیزه این مزایا استعمال از آن ھا روز آپ تو دیت با اقبال بیشتری در صنعت روبرو می شوند و هم به حیث تنوع و صورت بسط پیدا می نمایند.
مزایای سنسورها
سرعت سویچینگ بالا
سنسور ھای سوای تماس در مقایسه با کلیدھای مکانیکی از سرعت سویچینگ بالایی منتفع میباشند. به طوریکه برخی از آن ھا (سنسورھای القایی) اقتدار شغل با سرعت ٢۵ کیلو ھرتز دارا میباشد.
ارتفاع قدمت زیاد life time
سنسورھای بدون تماس به جهت نداشتن کنتاکت مکانیکی و مراقبت درمقابل نفوذ آب، روغن، گرد و غبار ازطول قدمت متعددی منتفع می باشند.
عدم نیاز به نیرو و فشار
به ھنگام مجاورت شدن مبحث به سنسور شغل کرده نیرو و فشاری به سنسور وارد نمی شود.
قابل به کار گیری در محیط های کاری باشرایط مشقت بار
این سنسورھا به جهت ایزوله بودن قادرند در حالت کاری سخت و مخرب نظیر حرارت بالا، فشار بالا و اطراف ھای مرطوب، پرشین ابزار دقیق اسیدی و روغنی سوای اینکه آسیب ببینند به شغل خویش ادامه دهند.
میکرو سویچ ها، لیمیت سویچ ها
در مدارهای فرمان جهت در اختیار گرفتن و تشکیل داد محدودیت برای جنبش بخش های متحرک مکانیکی، تغییر و تحول جهت تکان یا این که در دست گرفتن سطح های مایعات و … تحت عنوان کلید برای شغل غیر وابسته یا این که وصل به کار گیری می گردد.
از دوقسمت کلی تشکیل شده اند:
اهرم تحریک یا این که عمل کننده یا این که شستی
بدنه یا این که قسمت سویچ
وظیفه شستی برقراری رابطه فیزیکی کنتاکت ھا با جسم فرنگی گزینه در دست گرفتن میباشد. بدنه در واقعیت محل قرار گیری کنتاکتھای جدا و وصل سویچ میباشد.
برای کنترل اکثر فرایند
روند
پروسه
مراحل
فرایند
فرآیند
های صنعتی، سنجش فشار فرمان بسیار مهمی محسوب می شود. در ادامه به نکات مایحتاج درباره ی انتخاب سنسور فشار مناسب اشاره میکنیم.
سنسور فشار، اطلاعات فشار را تبدیل به یک سیگنال الکتریکی می کند. اکثر سنسورهای فشار، تغییرو تحول شکل دیافراگم را با دقت به تفاوت در فشار صورت گرفته بر هر دو جهت، آیتم سنجش قرار میدهند. آفریننده ها برای چنین محصولاتی از عناوین مختلفی به کار گیری می کنند. «سنسور فشار» و «ترانسدیوسر فشار» میتوانند به عنوان مترادف و متساوی به کار گیری شوند. اصطلاح «ترانسمیتر فشار» برای سنسور فشاری به کارگیری میگردد که مجهز به قطعات الکترونیکی میباشد که به آن اجازه ارائه یک سیگنال خروجی استاندارد شده را می دهد.
دراین راهنمای خرید ما فقط از اصطلاح «سنسور» به کار گیری میکنیم، نه «ترانسمیتر»
اشکال متعدد سنسورهای فشار کدامند؟
جهت انتخاب سنسور فشار مناسب ما یحتاج است با سه نوع فشار که هرمورد به طراحی های مختلف سنسور مرتبط میشوند آشنا باشیم. اکثر سنسورهای فشار، تغییر و تحول شکل دیافراگم که تحت تاثیر فشار انجام شده روی آن انجام شده است را آیتم سنجش قرار می دهند، و این امری است که درک کردن آن بسیار اصلی میباشد.
از آنجایی که دیافراگم دو سمت (پهلو) دارااست، فشار دیگری، روی سمت دیگر آن نیز اعمال میگردد. تغییر و تحول شکل (انحراف) اندازه گیری شده منفعت تفاوت فشار در بین دو سمت متفاوت دیافراگم میباشد.
سنسور های فشار مطابق «فشار مرجع» به سه گروه تقسیم میشوند که باید در حیث گرفته خواهد شد:
فشار مطلق (Absolute pressure):
در سنسور فشار ابسولوت (مطلق) سمت دوم دیافراگم در خلاء قرار می گیرد و تغییر تحول شکل آن دقیقاً به فشار اندازه گیری شده مرتبط می گردد.
فشار نسبی (Relative pressure):
در سنسور فشار نسبی سمت دوم دیافراگم ذیل فشار اتمسفر قرار میگیرد، بدین ترتیب تغییر و تحول شکل آن به تفاوت در بین فشار اندازه گیری شده و فشار اتمسفر (دور و اطراف) مرتبط می گردد.
فشار تفاضلی (Differential pressure):
در فشار سنسور فشار تفاضلی برای هر سمت دیافراگم دو ورودی جدا از هم وجود دارد.سنسور فشار پس تغییر شکل آن مربوط به تفاوت فشار بین این دو ورودی میشود.
چرا سنسور فشار ابسولوت (مطلق) را تعیین کنیم؟
تفاوت در بین سنسور فشار مطلق و سنسور فشار نسبی در این میباشد که سنسور فشار مطلق، فشار را نسبت به فشار مرجع که خلاء میباشد می سنجد در حالی که سنسور فشار نسبی، فشار را نسبت به فشار اتمسفر می سنجد، به عبارت دیگر تفاوت در میان فشار مراحل و فشار اتمسفر را اندازه گیری می کند.
هنگام انتخاب سنسور، اولین ملاک بایستی نقطه مرجع شما باشد: اینکه آیا مایل میباشید فشار مقایسه شده با فشار اتمسفر را بدانید یا خیر؟
سنسور فشار مطلق فقط سنسوری است که توانا به سنجش فشار اتمسفر است پس می اقتدار از آن برای سنجش فشار بارومتریک بهره برد.
از جمله کاربردهای آنها مشتمل بر سنجش ارتفاع براساس تغییرو تحول فشار اتمسفر به هنگام تغییرو تحول ارتفاع میباشد.
فشار اتمسفر با تمرکز به تغییرات آب و هوایی میتواند تا حدود ۳۰ میلی بار (۳۰ mbar) متغیر باشد و درصورتیکه ارتفاع سنسور تغییر کند (متغیر دربین سطح دریا و ارتفاع ۲۰۰۰ متر)، می تواند تا حدود ۲۰۰ میلی بار (۲۰۰mbar) نیز متغیر باشد. براین اساس یک سنسور فشار نسبی ممکن است با تمرکز به تغییرات فشار اتمسفر، برای یک میزان فشار معلوم ، مبتلا خطای اندازه گیری خواهد شد و فشار های متفاوتی را اندازه گیری کند. برای فشارهای بالا این خطا قابل چشم پوشی می باشد، ولی برای فشارهای زیر چشمگیر است. بنابراین در این مورد عالی است از سنسور فشار مطلق مصرف شود.
چرا سنسور فشار نسبی (سرگردان) را انتخاب کنیم؟
تفاوت فی مابین سنسور فشار مطلق و سنسور فشار نسبی را فراموش نکنید. سنسور فشار مطلق، فشار را نسبت به فشار مرجع خلاء می سنجد و سنسور فشار نسبی نسب به فشار اتمسفر. در واقع سنسور های فشار نسبی تفاوت در بین فشار پروسه و فشار اتمسفر را می سنجند.
هنگام انتخاب سنسور، اولین ملاک می بایست نقطه مرجع شما باشد: اینکه آیا مایل میباشید تفاوت فشار فرآیند با فشار اتمسفر را بدانید یا خیر؟پرشین ابزار دقیق سنسور فشار نسبی زمانی کاربرد داراست که بخواهید تاثیر فشار اتمسفر بر روی سنجش را حذف نمائید.
برای مثال زمانی از سنسور فشار برای اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک (Hydrostatic) مایعات (برای اندازه گیری سطح مایعات) به کار گیری میگردد، با دقت به اینکه سطح مایع داخل مخزن نیز درمعرض فشار اتسمفر می باشد، سنسور فشار نسبی صرفا اجازه سنجش فشار هیدرواستاتیک را میدهد و تاثیر متغیرها بر فشار جوی بار را حذف می کند.
چرا سنسور فشار تفاضلی را گزینش کنیم؟
سنسور فشار تفاضلی دارای دو پورت فشار ورودی هست که زمانی مایل به پی بردن تفاوت فشار در بین دو نقطه باشیم مورد استفاده قرار میگیرد. از جمله می قدرت برای کاربردهایی از آن بهره گرفت که با استفاده از افت فشار، فلو احتساب میشود.
کدام تکنولوژی سنسور را بایستی انتخاب کنیم؟
وقتی که نوع فشاری که بایستی اندازه گیری کنید را معین کردید می توان روی تکنولوژی سنسور تمرکز کرد.
سنسور فشار پیزومقاومتی
در سنسور فشار پیزومقاومتی (Piezoresistive pressure sensor)، فشار باعث ایفا نیرویی بر روی عنصر حسگر شده و باعث به تغییرو تحول در مقاومت آن میشود. سنسورهای فشار پیزومقاومتی حساسیت بالایی دارا هستند، مستحکم میباشند و همچنین مقاومت حرارتی بالایی دارا هستند. البته سیگنال خروجی آنان ضعیف میباشد.
سنسور فشار پیزوالکتریکی
در سنسور فشار پیزو الکتریکی (Piezoelectric pressure sensor)، فشار منجر انجام نیرو بر عنصر حسگری که از مواد پیزو الکتریک درست شده می گردد و از این رو منجر به ایجاد کرد ولتاژ دراین عنصر می گردد. این سنسور ها میتوانند دامنه ی بسیار والا ای از سنجش و نیز مقاومت حرارتی بسیار خیر داشته باشند. با این درحال حاضر سیگنال خروجی آنها ضعیف میباشد و در مقایسه با سنسورهای پیزو مقاومتی از توجه و صحت کمتری برخوردار میباشند.
سنسور فشار خازنی
در سنسور فشار خازنی (Capacitive pressure sensor)، دیافراگم یکی از صفحات خازن میباشد. دیافراگم زیر فشار تغیر شرایط می دهد و ظرفیت الکتریکی خازن را تغییر تحول میدهد. این سنسورها سطح دقت و حساسیت بالایی ارائه میدهند و میتوانند فشارهای تحت را در محدوده mbar اندازه گیری کنند. با این در حال حاضر این سنسورها هنگام قرار تصاحب کردن در معرض لرزش بهتر کار نمی کنند به دلیل اینکه لرزش، اندازه گیری و سنجش آنها را متزلزل و ناپایدار می کند.
تعداد صفحات : 0

کوشش سنسور فشار پیزوالکتریک