Robotlaşdırılmış ötürücü zəncirlərindən tutmuş təchizat zənciri əməliyyatlarında konveyer kəmərlərinə və külək turbinləri qüllələrinin yellənməsinə qədər mövqe sensoru geniş tətbiq sahələrində vacib bir funksiyadır. Xətti, fırlanan, bucaqlı, mütləq, artan, kontakt və kontaktsız sensorlar da daxil olmaqla bir çox formada ola bilər. Üç ölçüdə mövqeyi müəyyən edə bilən ixtisaslaşmış sensorlar hazırlanmışdır. Mövqe sensoru texnologiyalarına potensiometrik, induktiv, burulğanlı cərəyan, tutumlu, maqnitostriktiv, Holl effekti, fiber optik, optik və ultrasəs daxildir.
Bu Tez-tez Verilən Suallar, mövqe sensorunun müxtəlif formalarına qısa bir giriş təqdim edir, sonra dizaynerlərin mövqe sensoru həllini tətbiq edərkən seçə biləcəyi bir sıra texnologiyalara nəzər salır.
Potensiometrik mövqe sensorları, sabit müqavimətli bir yolu mövqeyinin hiss edilməsi lazım olan obyektə bərkidilmiş sileceklə birləşdirən müqavimət əsaslı cihazlardır. Obyektin hərəkəti silecekləri yol boyunca hərəkət etdirir. Obyektin mövqeyi sabit DC gərginliyi ilə xətti və ya fırlanma hərəkətini ölçmək üçün relslər və sileceklər tərəfindən yaradılan gərginlik bölücü şəbəkəsindən istifadə etməklə ölçülür (Şəkil 1). Potensiometrik sensorlar ucuzdur, lakin ümumiyyətlə aşağı dəqiqliyə və təkrarlanma qabiliyyətinə malikdir.
İnduktiv mövqe sensorları sensor bobinində induksiya olunmuş maqnit sahəsinin xüsusiyyətlərindəki dəyişikliklərdən istifadə edir. Arxitekturalarından asılı olaraq, onlar xətti və ya fırlanma mövqelərini ölçə bilərlər. Xətti Dəyişkən Diferensial Transformator (LVDT) mövqe sensorları boş bir borunun ətrafına bükülmüş üç bobin istifadə edir; birincil bobin və iki ikincil bobin. Bobinlər ardıcıl olaraq birləşdirilib və ikincil bobin faz əlaqəsi birincil bobinə nisbətən 180° fazadan kənardır. Armatur adlanan ferromaqnit nüvə borunun içərisinə yerləşdirilir və ölçülən yerdəki obyektə qoşulur. Birincil bobinə həyəcan gərginliyi tətbiq olunur və ikincil bobinində elektromaqnit qüvvəsi (EMF) induksiya olunur. İkincil bobinlər arasındakı gərginlik fərqini ölçməklə, armaturun nisbi mövqeyi və nəyə qoşulduğu müəyyən edilə bilər. Fırlanan gərginlik diferensial transformatoru (RVDT) fırlanma mövqeyini izləmək üçün eyni texnikadan istifadə edir. LVDT və RVDT sensorları yaxşı dəqiqlik, xəttilik, qətnamə və yüksək həssaslıq təklif edir. Onlar sürtünməyə davamlıdır və sərt mühitlərdə istifadə üçün möhürlənə bilər.
Burulğanlı cərəyan mövqeyi sensorları keçirici cisimlərlə işləyir. Burulğanlı cərəyanlar dəyişən maqnit sahəsinin iştirakı ilə keçirici materiallarda yaranan induksiyalı cərəyanlardır. Bu cərəyanlar qapalı dövrədə axır və ikinci dərəcəli maqnit sahəsi yaradır. Burulğanlı cərəyan sensorları rulonlardan və xəttiləşmə dövrələrindən ibarətdir. Alternativ cərəyan rulonu enerji ilə təmin edərək birinci dərəcəli maqnit sahəsi yaradır. Bir cisim rulona yaxınlaşdıqda və ya ondan uzaqlaşdıqda, onun mövqeyi burulğanlı cərəyanların yaratdığı ikinci dərəcəli sahənin qarşılıqlı təsiri ilə hiss edilə bilər ki, bu da rulon impedansına təsir göstərir. Cisim rulona yaxınlaşdıqca burulğanlı cərəyan itkiləri artır və salınım gərginliyi azalır (Şəkil 2). Salınma gərginliyi obyektin məsafəsinə mütənasib xətti DC çıxışı yaratmaq üçün xəttiləşdirici dövrə tərəfindən düzəldilir və emal olunur.
Burulğanlı cərəyan cihazları, adətən yaxınlıq sensorları kimi istifadə edilən möhkəm, təmassız cihazlardır. Onlar hər istiqamətlidir və obyektə nisbi məsafəni müəyyən edə bilər, lakin obyektə olan istiqaməti və ya mütləq məsafəni müəyyən edə bilməz.
Adından da göründüyü kimi, tutumlu mövqe sensorları, hiss edilən obyektin mövqeyini müəyyən etmək üçün tutumdakı dəyişiklikləri ölçür. Bu təmassız sensorlar xətti və ya fırlanma mövqeyini ölçmək üçün istifadə edilə bilər. Onlar dielektrik materialla ayrılmış iki lövhədən ibarətdir və obyektin mövqeyini aşkar etmək üçün iki üsuldan birini istifadə edir:
Dielektrik sabitində dəyişiklik yaratmaq üçün mövqeyi aşkar ediləcək cisim dielektrik materiala yapışdırılır. Dielektrik material hərəkət etdikcə, kondensatorun effektiv dielektrik sabiti dielektrik materialın sahəsi ilə havanın dielektrik sabitinin birləşməsi səbəbindən dəyişir. Alternativ olaraq, cisim kondensator lövhələrindən birinə qoşula bilər. Cisim hərəkət etdikcə lövhələr yaxınlaşır və ya uzaqlaşır və tutum dəyişikliyi nisbi mövqeyi müəyyən etmək üçün istifadə olunur.
Tutumlu sensorlar obyektlərin yerdəyişməsini, məsafəsini, mövqeyini və qalınlığını ölçə bilər. Yüksək siqnal sabitliyi və qətnaməsinə görə tutumlu yerdəyişmə sensorları laboratoriya və sənaye mühitlərində istifadə olunur. Məsələn, tutumlu sensorlar avtomatlaşdırılmış proseslərdə film qalınlığını və yapışdırıcı tətbiqlərini ölçmək üçün istifadə olunur. Sənaye maşınlarında onlar yerdəyişməni və alət mövqeyini izləmək üçün istifadə olunur.
Maqnitostriksiya, ferromaqnit materialların bir xüsusiyyətidir və maqnit sahəsi tətbiq edildikdə materialın ölçüsünü və ya formasını dəyişməsinə səbəb olur. Maqnitostriksiya mövqe sensorunda ölçülən obyektə hərəkətli bir mövqe maqniti bağlanır. O, dalğa impulslarını daşıyan və dalğa ötürücüsünün ucunda yerləşən sensora qoşulmuş naqillərdən ibarət dalğa ötürücüsündən ibarətdir (Şəkil 3). Dalğa ötürücüsünə cərəyan impulsu göndərildikdə, naqildə daimi maqnitin (silindr pistonundakı maqnit, Şəkil 3a) ox maqnit sahəsi ilə qarşılıqlı təsir göstərən bir maqnit sahəsi yaradılır. Sahə qarşılıqlı təsiri, teli gərginləşdirən və dalğa ötürücüsü boyunca yayılan və dalğa ötürücüsünün ucundakı sensor tərəfindən aşkar edilən akustik impuls yaradan burulma (Videman effekti) nəticəsində yaranır (Şəkil 3b). Cərəyan impulsunun başlanması ilə akustik impulsun aşkarlanması arasındakı vaxtı ölçməklə, mövqe maqnitinin və buna görə də obyektin nisbi mövqeyi ölçülə bilər (Şəkil 3c).
Maqnitostriktiv mövqe sensorları xətti mövqeyi aşkar etmək üçün istifadə olunan təmassız sensorlardır. Dalğa bələdçiləri çox vaxt paslanmayan polad və ya alüminium borularda yerləşdirilir ki, bu da bu sensorların çirkli və ya nəm mühitlərdə istifadəsinə imkan verir.
Nazik, düz bir keçirici maqnit sahəsinə yerləşdirildikdə, axan hər hansı bir cərəyan keçiricinin bir tərəfində toplanmağa meyllidir və bu da Hol gərginliyi adlanan potensial fərq yaradır. Keçiricidəki cərəyan sabitdirsə, Hol gərginliyinin böyüklüyü maqnit sahəsinin gücünü əks etdirəcək. Hol effekti mövqe sensorunda obyekt sensor şaftında yerləşən bir maqnitə qoşulur. Obyekt hərəkət etdikcə maqnitin mövqeyi Hol elementinə nisbətən dəyişir və nəticədə Hol gərginliyi dəyişir. Hol gərginliyini ölçməklə obyektin mövqeyi müəyyən edilə bilər. Üç ölçüdə mövqeyi müəyyən edə bilən ixtisaslaşmış Hol effekti mövqe sensorları mövcuddur (Şəkil 4). Hol effekti mövqe sensorları yüksək etibarlılıq və sürətli hiss etmə təmin edən və geniş temperatur diapazonunda işləyən təmassız cihazlardır. Onlar müxtəlif istehlakçı, sənaye, avtomobil və tibbi tətbiqlərdə istifadə olunur.
Fiber optik sensorların iki əsas növü mövcuddur. Daxili lifli optik sensorlarda lif sensor elementi kimi istifadə olunur. Xarici lifli optik sensorlarda lif optikləri siqnalın emal üçün uzaq elektronikaya ötürülməsi üçün başqa bir sensor texnologiyası ilə birləşdirilir. Daxili lif mövqeyi ölçmələri halında, vaxt gecikməsini təyin etmək üçün optik zaman domeni əks etdiricisi kimi bir cihaz istifadə edilə bilər. Dalğa uzunluğu dəyişməsi optik tezlik domeni əks etdiricisini tətbiq edən bir cihaz istifadə edərək hesablana bilər. Fiber optik sensorlar elektromaqnit müdaxiləsinə qarşı davamlıdır, yüksək temperaturda işləmək üçün dizayn edilə bilər və keçirici deyil, buna görə də yüksək təzyiqli və ya alışan materialların yaxınlığında istifadə edilə bilər.
Fiber Bragg qəfəs (FBG) texnologiyasına əsaslanan başqa bir fiber-optik sensor da mövqe ölçmə üçün istifadə edilə bilər. FBG, geniş spektrli işıqla işıqlandırıldıqda Bragg dalğa uzunluğuna (λB) mərkəzləşmiş işığın kiçik bir hissəsini əks etdirən çentik filtri kimi çıxış edir. O, lif nüvəsinə həkk olunmuş mikrostrukturlarla hazırlanır. FBG-lər temperatur, gərginlik, təzyiq, əyilmə, yerdəyişmə, sürətlənmə və yük kimi müxtəlif parametrləri ölçmək üçün istifadə edilə bilər.
Optik mövqe sensorlarının iki növü var, bunlara optik kodlayıcılar da deyilir. Bir halda, işıq sensorun digər ucundakı qəbulediciyə göndərilir. İkinci növdə isə, yayılan işıq siqnalı izlənilən obyekt tərəfindən əks olunur və işıq mənbəyinə qaytarılır. Sensorun dizaynından asılı olaraq, işıq xüsusiyyətlərindəki dəyişikliklər, məsələn, dalğa uzunluğu, intensivlik, faza və ya polyarizasiya, obyektin mövqeyini təyin etmək üçün istifadə olunur. Kodlayıcı əsaslı optik mövqe sensorları xətti və fırlanan hərəkət üçün mövcuddur. Bu sensorlar üç əsas kateqoriyaya bölünür; ötürücü optik kodlayıcılar, əks etdirici optik kodlayıcılar və interferometrik optik kodlayıcılar.
Ultrasəs mövqe sensorları yüksək tezlikli ultrasəs dalğaları yaymaq üçün pyezoelektrik kristal çeviricilərindən istifadə edir. Sensor əks olunan səsi ölçür. Ultrasəs sensorları sadə yaxınlıq sensorları kimi istifadə edilə bilər və ya daha mürəkkəb dizaynlar məsafəli məlumat verə bilər. Ultrasəs mövqe sensorları müxtəlif materialların və səth xüsusiyyətlərinin hədəf obyektləri ilə işləyir və bir çox digər mövqe sensorlarından daha böyük məsafələrdə kiçik obyektləri aşkar edə bilər. Onlar vibrasiyaya, ətraf mühit səs-küyünə, infraqırmızı şüalanmaya və elektromaqnit müdaxiləsinə davamlıdırlar. Ultrasəs mövqe sensorlarından istifadə nümunələrinə maye səviyyəsinin aşkarlanması, obyektlərin yüksək sürətli sayılması, robot naviqasiya sistemləri və avtomobil sensoru daxildir. Tipik bir avtomobil ultrasəs sensoru plastik korpusdan, əlavə membrana malik pyezoelektrik çeviricidən və siqnalları ötürmək, qəbul etmək və emal etmək üçün elektron sxemlər və mikrokontrollerlər olan çap dövrə lövhəsindən ibarətdir (Şəkil 5).
Mövqe sensorları obyektlərin mütləq və ya nisbi xətti, fırlanma və bucaq hərəkətini ölçə bilər. Mövqe sensorları aktuatorlar və ya mühərriklər kimi cihazların hərəkətini ölçə bilər. Onlar həmçinin robotlar və avtomobillər kimi mobil platformalarda da istifadə olunur. Mövqe sensorlarında ətraf mühitin davamlılığı, dəyəri, dəqiqliyi, təkrarlanabilirliyi və digər xüsusiyyətlərin müxtəlif kombinasiyaları ilə müxtəlif texnologiyalardan istifadə olunur.
3D Maqnit Mövqe Sensorları, Allegro MikrosistemləriAvtonom Nəqliyyat Vasitələri üçün Ultrasonik Sensorların Təhlili və Təhlükəsizliyinin Artırılması, IEEE Əşyaların İnterneti Jurnalı Mövqe sensorunu necə seçmək olar, Kembric İnteqrasiya olunmuş DövrlərMövqe sensoru növləri, Ixthus Instrumentationİnduktiv mövqe sensoru nədir?, Keyence Maqnitostriktiv Mövqe Sensoru nədir?, AMETEK
Design World jurnalının ən son saylarına və əvvəlki saylarına istifadəsi asan, yüksək keyfiyyətli formatda baxın. Aparıcı dizayn mühəndisliyi jurnalı ilə bu gün redaktə edin, paylaşın və yükləyin.
Mikrokontrollerlər, DSP, şəbəkə, analoq və rəqəmsal dizayn, RF, güc elektronikası, PCB marşrutlaşdırması və daha çoxunu əhatə edən dünyanın ən yaxşı problem həll edən EE forumu
Müəllif hüquqları © 2022 WTWH Media MMC-yə məxsusdur. Bütün hüquqlar qorunur. Bu saytdakı materiallar WTWH Media-nın əvvəlcədən yazılı icazəsi olmadan çoxaldıla, paylana, ötürülə, keşlənə və ya başqa şəkildə istifadə edilə bilməz. Məxfilik Siyasəti |Reklam | Haqqımızda