0
ورود به پنل کاربری

سنسورها انواع و عملکرد سنسور

سنسور المان حس کننده ای است که کمیت های فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیت های الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. در واقع آن يك وسيله الكتريكي است 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 می توانند شامل وزن، فشار، سرعت، سطح و… باشد.

تعريف اندازه گيری

اندازه گيري عبارت است از تعيين مقدار براي يک کميت بر اساس يک اندازه مشخص (استاندارد) برای همان کميت. چون تمام کميت ها دارای واحد هائی هستند. بنابراين اندازه گيری نيز بر اساس يک واحد انجام خواهد شد.

انواع اندازه گیری

اندازه ‏گيري مستقيم  Direct Measurement

اگر ما بخواهيم بدانيم كه هواي بيرون طوفاني است يا نه مي‏ توانيم به بيرون برويم و احساس كنيم كه باد می آيد يا نه. اين يك اندازه ‏گيري مستقيم است. مثالي در زمينه ابزار دقيق، قرائت مستقيم از حجم عبوري بنزين در دستگاه فلومتر يك ايستگاه پمپ بنزين است.

اندازه ‏گيري استدلالي Inferred Measurement

در مثال قبل مي ‏توانستيم پشت پنجره بايستيم و ببينيم كه شاخه‏ هاي درختان تكان مي‏خورند يا نه و يا سطح آب متلاطم است يا نه و پي به وجود باد ببريم. اين هم مثالي است از اندازه ‏گيري استدلالي و مثال ابزار دقيقي آن هم فلومترهايي است كه مي‏ تواند ميزان فلو را بر اساس حس كردن فشاري كه باعث تغيير فلو مي‏ شود را اندازه‏ گيري كند و متناسب با آن فشار، قرائتي براي فلو بدست مي‏ دهند.

به طور كلي و عمومي يك اندازه‏ گيري استدلالي خاصيت فيزيكي مورد نظر را كه ما مي‏ خواهيم بدانيم حس نمي‏ كند بلكه به جاي آن اثر بوجود آمدة آن خاصيت را حس مي‏ كند.

اندازه گيري به دو دسته کلي تقسيم مي شود

اندازه گيري کميت هاي الکتريکي

اندازه گيري کميت هاي غير الکتريکي

عناوين بعضی از اندازه گيري هايی که بيشتر مطرح است:

کمیت الکتریکی

ھر پدیده الکتریکی قابل اندازه گیری را کمیت الکتریکی می نامند. مانند:

کمیت ھای الکتریکی دارای امتیازات دیگری نیز ھستند، یعنی اینکه قابل تبدیل به یکدیگرند به زبان ساده تر می توان گفت درصورت نبود امکان اندازه گیری یک واحد مثلاً” مقاومت با ھریک از واحدھای الکتریکی می توان آنرا به واحدی که قابلیت اندازه گیری آن وجود دارد تبدیل نمود. در این مسیر با بوجود آمدن علم الکترونیک استفاده از الکترونیک معمول گردید و در پی پیشرفت تکنولوژی این علم به دودسته تقسیم می شود الکترونیک آنالوگ والکترونیک دیجیتال.

سنسور چیست؟

پارامترهای فیزیکی و شیمیایی را به شکل دیگری که معمولاً سیگنال الکتریکی می باشد تبدیل می کند. یا به عبارت دیگر عنصری از دستگاه اندازه گیری یا زنجیره ای اندازه گیری که بطور مستقیم تحت تاثیر 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 مورد نظر براي اندازه گيري پاسخ مي دهد. معمولاٌ تمام سنسورها احتياج به مدارهاي اضافي براي توليد ولتاژ و جريان دارند؛ غالباٌ كلمه سنسور براي وسيله اي استفاده مي شود كه داراي ترانسديوسر و مدار مورد احتياج براي توليد ولتاژ يا كميت الكتريكي خروجي باشد.

ترانسدیوسر چیست؟

وسیله ای که در شکل پارامتر فیزیکی و شیمیایی تغییر ایجاد می کند. (معمولاً خروجی قابل استفاده دارد)

ترانسدیوسر | سنسورخروجی سنسور / ترانسدیوسر

خروجی ترانسدیوسرها به دو شکل وجود دارد

خروجی آنالوگ به خروجی گفته می شود که مقادیر آن پیوسته بوده و در زمان های مختلف تغییرات در بازه ای که تعریف شده است، بلا انقطاع و پیوسته باشد. خروجی دیجیتال به خروجی گفته می شود که تغییرات خروجی به شکل منقطع بین دو مقدار ماکزیمم و مینمم تغییر کند که معمولاً مقدار مینیمم به صفر تفسیر شده و مقدار ماکزیمم یک معنا دارد.

 

تقسیم بندی سنسور

بر اساس نوع نیاز موجود درصنعت سنسورھای متنوعی تولید و به بازار مصرف عرضه می شوند که تقسیم بندی ھای متنوعی را بوجود می آورد. تقریباً تمامی انواع سنسورھای کنونی که در بازار موجود است را می توان در تقسیم بندی بر مبنای عملکرد دسته بندی کرد. اینجا به معرفی دسته بندی ھا می پردازیم.

دسته بندی برمبنای نوع عملکرد:

بر اساس این دسته بندی می توان سنسور ھا را بر مبنای نوع عملکرد الکترونیکی آن ھا دسته بندی کرد.

دسته بندی برمبنای نوع کاربرد:

در این دسته بندی برای کاربردھای یکسان انواع متنوعی از سنسور ھا رامورد استفاده قرار داد.

دسته بندی برمبنای خروجی

سنسورهای تماسی

این نوع از سنسورھا با سوژه مورد نظر در تماس مستقیم قرار دارند.

ترموکوپل ھا

از ترموکوپل ھا برای اندازه گیری حرارت استفاده می شود و برای صحت اندازه گیری ترموکوپل باید مقدار معینی از سنسور با حرارت در تماس مستقیم قرار داشته باشد.

سنسورھای سویچینگ

سنسورھایی مانند کلیدھای مکانیکی یا همان میکروسویچ ھا که برای سویچینگ مکانیکی در خطوط تولید مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع از سنسورها قادر به تشخیص وجود ویا عدم وجود فشار میباشند ونیز  باید توسط فشار مکانیکی

تحریک شوند .

سنسور ھای بدون تماس proximity

سنسورھای بدون تماس سنسور ھایی هستندکه بدون نیاز به تماس با سوژه، وجود آنرا حس کرده و فعال می شوند و دارای مزایای زیادی هستند که به علت این مزایا استفاده از آن ھا روز به روز با اقبال بیشتری در صنعت روبرو می شوند و هم به لحاظ تنوع و شکل گسترش پیدا می کنند.

مزایای سنسورها

سرعت سویچینگ بالا

سنسور ھای بدون تماس در مقایسه با کلیدھای مکانیکی از سرعت سویچینگ بالایی برخوردار هستند. به طوریکه بعضی از آن ھا (سنسورھای القایی) توانایی کار با سرعت ٢۵ کیلو ھرتز دارا است.

طول عمر زیاد life time

سنسورھای بدون تماس به دلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و محافظت درمقابل نفوذ آب، روغن، گرد و غبار ازطول عمر زیادی برخوردار هستند.

عدم نیاز به نیرو و فشار 

به ھنگام نزدیک شدن سوژه به سنسور عمل کرده نیرو و فشاری به سنسور وارد نمی شود.

قابل استفاده در محیط های کاری باشرایط سخت

این سنسورھا به دلیل ایزوله بودن قادرند در شرایط کاری سخت و مخرب نظیر حرارت بالا، فشار بالا و محیط ھای مرطوب، اسیدی و روغنی بدون اینکه آسیب ببینند به کار خود ادامه دهند.

میکرو سویچ ها، لیمیت سویچ ها

در مدارهای فرمان جهت کنترل و ایجاد محدودیت برای حرکت قسمت های متحرک مکانیکی، تغییر جهت حرکت یا کنترل سطوح مایعات و … به عنوان کلید برای عمل قطع یا وصل استفاده می شود.

از دوقسمت کلی تشکیل شده اند:

  1. اهرم تحریک یا عمل کننده یا شستی
  2. بدنه یا بخش سویچ

وظیفه شستی برقراری ارتباط فیزیکی کنتاکت ھا با جسم خارجی مورد کنترل است. بدنه در حقیقت محل قرار گیری کنتاکتھای قطع و وصل سویچ است.

انواع سوئیچ در سنسورکنتاکت های سنسور

دوگونه کنتاکت در سنسورھا تماسی مورد استفاده قرار می گیرند.

در تصویر زیر قطعات بکار رفته در داخل یک سنسور تماسی نمایش داده شده است کنتاکت ھای ثابت و متحرک نمایش داده شده اند.

قطعات بکار رفته در داخل یک سنسور تماسیھمانطور که در تصویر نشان داده شده دو نوع کنتاکت در سنسور های تماس وجود دارد.

  1. کنتاکت های وصل شونده (کنتاکت حالت عادی قطع) Normally Open  NO
  2. کنتاکت های قطع شونده (کنتاکت حالت عادی وصل) Normally Close NC

کنتاکت های قطع شونده (کنتاکت حالت عادی وصل) Normally Close NC

کنتاکت ھای قطع شونده کنتاکت ھایی ھستند که در لحظه اول که ھیچ نیروی تحریک کننده ای به اھرم وارد نشده است کنتاکت ھا در حالت وصل (بسته) بوده ونیروی الکتریسیته را از خود عبور می دهند.

کنتاکت های وصل شونده ( کنتاکت حالت عادی قطع) Normally Open  NO

کنتاکت ھای وصل شونده کنتاکت ھایی هستند که در لحظه اول که هیچ نیروی تحریک کننده ای به اهرم آن ها وارد نشده در وضعیت قطع قرار داشته و نیروی الکتریسته را از خود عبور نمی دهد.

نمایش عملکرد سنسور تماسیبا تماس جسم خارجی به شاستی کنتاکت ھای شاستی الکتریسیته را از طریق کنتاکت ھای سنسور خود عبود داده و با قطع انرژی خارجی یا تماس جسم خارجی، الکتریسیته را نیز قطع می نماید و یا بالعکس وصل می نماید.

قواعد اصلی چگونگی عملکرد سنسور

برای استفاده از ھرنوع سنسور تماسی بایستی نکات مربوط به نصب صحیح آن سنسورها را رعایت نمود این نکات به عنوان قوانین و اصول  نصب سنسور در نظر گرفته شده است و در تصویر زیر نمایش داده شده.

قواعد اصلی چگونگی عملکرد سنسور:A دراین حالت سیستم اماده دریافت نیروی محرک خارجی بوده عکس العمل نشان داده توسط الکتریسته خواهد بود.

:B در این زاویه سنسور یک محدوده  آزادی را برای برخورد جسم در نظر می گیرد تا جسم در مکان تحریک مناسب قرار گیرد. مانند نویز پذیری و ارتعاش

:C این موقعیت جسم به سنسور بطور کامل تکیه داده و رله ھای خروجی تغییر وضعیت از خود نشان می دهد NC-NO.

D : این میزان فاصله جهت پذیرش تحریک از جسم خارجی است.

:E این مسافت در میان دریافت تحریک جسم خارجی و رھا شدن سنسور به واسطه فنر و بازگشت و قرار گیری سنسور به موقعیت اماده باش است.

G: این مسافت (فاصله) برای آزادی عملکرد در نظر گرفته شده است

021-22683706