Fan robotyske oandriuwkettingen oant transportbannen yn supply chain-operaasjes oant it swaaien fan wynmûnetuorren, posysjedeteksje is in krityske funksje yn in breed skala oan tapassingen. It kin in protte foarmen oannimme, ynklusyf lineêre, rotearjende, hoekige, absolute, ynkrementele, kontakt- en net-kontaktsensors. Spesjalisearre sensoren binne ûntwikkele dy't posysje yn trije diminsjes kinne bepale. Posysjedeteksjetechnologyen omfetsje potensiometrysk, ynduktyf, wervelstroom, kapasityf, magnetostriktyf, Hall-effekt, glêstried, optysk en ultrasonysk.
Dizze FAQ jout in koarte ynlieding ta de ferskate foarmen fan posysjedeteksje, en besjocht dan in oanbod fan technologyen wêrút ûntwerpers kinne kieze by it ymplementearjen fan in posysjedeteksje-oplossing.
Potensiometryske posysjesensors binne apparaten basearre op wjerstân dy't in fêste wjerstânsbaan kombinearje mei in wisser dy't oan it objekt befestige is waans posysje mjitten wurde moat. De beweging fan it objekt beweecht de wissers lâns it spoar. De posysje fan it objekt wurdt metten mei in spanningsdielernetwurk foarme troch rails en wissers om lineêre of rotaasjebeweging te mjitten mei in fêste gelijkspanning (figuer 1). Potensiometryske sensors binne goedkeap, mar hawwe oer it algemien in lege krektens en werhelberens.
Induktive posysjesensors brûke feroarings yn 'e eigenskippen fan it magnetyske fjild dat yn 'e sensorspoel ynducearre wurdt. Ofhinklik fan har arsjitektuer kinne se lineêre of rotaasjeposysje mjitte. Lineêre fariabele differinsjaaltransformator (LVDT) posysjesensors brûke trije spoelen dy't om in holle buis wikkele binne; in primêre spoel en twa sekundêre spoelen. De spoelen binne yn searje ferbûn, en de fazerelaasje fan 'e sekundêre spoel is 180 ° út faze mei respekt foar de primêre spoel. In ferromagnetyske kearn, de anker neamd, wurdt yn 'e buis pleatst en ferbûn mei it objekt op 'e lokaasje dy't mjitten wurdt. In oanstjoerspanning wurdt tapast op 'e primêre spoel en in elektromagnetyske krêft (EMF) wurdt ynducearre yn 'e sekundêre spoel. Troch it mjitten fan it spanningsferskil tusken de sekundêre spoelen kin de relative posysje fan it anker en wêr't it oan fêstmakke is, bepaald wurde. In rotearjende spanningsferskiltransformator (RVDT) brûkt deselde technyk om de rotaasjeposysje te folgjen. LVDT- en RVDT-sensors biede goede krektens, lineariteit, resolúsje en hege gefoelichheid. Se binne wriuwingleas en kinne fersegele wurde foar gebrûk yn rûge omjouwings.
Wervelstroomposysjesensors wurkje mei geleidende objekten. Wervelstreamen binne ynducearre streamingen dy't foarkomme yn geleidende materialen yn 'e oanwêzigens fan in feroarjend magnetysk fjild. Dizze streamingen streame yn in sletten lus en generearje in sekundêr magnetysk fjild. Wervelstroomsensors besteane út spoelen en linearisaasjesirkwy's. De wikselstroom aktivearret de spoel om it primêre magnetyske fjild te meitsjen. As in objekt de spoel benaderet of derfan ôf beweecht, kin syn posysje wurde waarnommen mei de ynteraksje fan it sekundêre fjild produsearre troch wervelstreamen, wat de impedânsje fan 'e spoel beynfloedet. As it objekt tichter by de spoel komt, nimme de ferliezen fan 'e wervelstroom ta en wurdt de oscillerende spanning lytser (Ofbylding 2). De oscillerende spanning wurdt gelykrjochte en ferwurke troch in linearisaasjesirkwy om in lineêre DC-útfier te produsearjen dy't evenredich is mei de ôfstân fan it objekt.
Eddy-stroomapparaten binne robuuste, kontaktleaze apparaten dy't typysk brûkt wurde as tichtbyheidssensoren. Se binne omnidireksjoneel en kinne de relative ôfstân ta it objekt bepale, mar net de rjochting of absolute ôfstân ta it objekt.
Lykas de namme al seit, mjitte kapasitive posysjesensors feroarings yn kapasitânsje om de posysje fan it objekt te bepalen dat wurdt waarnommen. Dizze kontaktleaze sensoren kinne brûkt wurde om lineêre of rotaasjeposysje te mjitten. Se besteane út twa platen skieden troch in diëlektrysk materiaal en brûke ien fan twa metoaden om de posysje fan in objekt te detektearjen:
Om in feroaring yn 'e diëlektryske konstante te feroarsaakjen, wurdt it objekt waans posysje detektearre wurde moat oan it diëlektryske materiaal befestige. As it diëlektryske materiaal beweecht, feroaret de effektive diëlektryske konstante fan 'e kondensator troch de kombinaasje fan it oerflak fan it diëlektryske materiaal en de diëlektryske konstante fan loft. As alternatyf kin it objekt ferbûn wurde mei ien fan 'e kondensatorplaten. As it objekt beweecht, komme de platen tichterby of fierder, en de feroaring yn kapasitânsje wurdt brûkt om de relative posysje te bepalen.
Kapasitive sensoren kinne ferpleatsing, ôfstân, posysje en dikte fan objekten mjitte. Fanwegen har hege sinjaalstabiliteit en resolúsje wurde kapasitive ferpleatsingssensoren brûkt yn laboratoarium- en yndustriële omjouwings. Bygelyks, kapasitive sensoren wurde brûkt om filmdikte en lijmtapassingen yn automatisearre prosessen te mjitten. Yn yndustriële masines wurde se brûkt om ferpleatsing en arkposysje te kontrolearjen.
Magnetostriksje is in eigenskip fan ferromagnetyske materialen dy't derfoar soarget dat it materiaal fan grutte of foarm feroaret as in magnetysk fjild tapast wurdt. Yn in magnetostriktive posysjesensor is in beweechbere posysjemagneet oan it objekt dat mjitten wurdt befestige. It bestiet út in golflieder dy't bestiet út triedden dy't stroompulsen drage, ferbûn mei in sensor oan 'e ein fan' e golflieder (figuer 3). As in stroompuls troch de golflieder stjoerd wurdt, wurdt in magnetysk fjild makke yn 'e tried dat ynteraksje hat mei it aksiale magnetyske fjild fan' e permaninte magneet (de magneet yn 'e silinderpiston, figuer 3a). De fjildynteraksje wurdt feroarsake troch draaien (it Wiedemann-effekt), wêrtroch't de tried spand wurdt, wêrtroch't in akoestyske puls ûntstiet dy't him lâns de golflieder ferspriedt en detektearre wurdt troch in sensor oan 'e ein fan' e golflieder (figuer 3b). Troch de ferrûne tiid te mjitten tusken it begjin fan 'e stroompuls en de deteksje fan' e akoestyske puls, kin de relative posysje fan 'e posysjemagneet en dêrom it objekt metten wurde (figuer 3c).
Magnetostriktive posysjesensors binne kontaktleaze sensoren dy't brûkt wurde om lineêre posysje te detektearjen. Golflieders wurde faak ûnderbrocht yn roestfrij stielen of aluminium buizen, wêrtroch dizze sensoren brûkt wurde kinne yn smoarge of wiete omjouwings.
As in tinne, platte geleider yn in magnetysk fjild pleatst wurdt, hat elke streamende stroom de neiging om oan ien kant fan 'e geleider op te bouwen, wêrtroch in potinsjaal ferskil ûntstiet dat de Hall-spanning neamd wurdt. As de stroom yn 'e geleider konstant is, sil de grutte fan' e Hall-spanning de sterkte fan it magnetyske fjild reflektearje. Yn in Hall-effekt posysjesensor is it objekt ferbûn mei in magneet dy't yn 'e sensoras sit. As it objekt beweecht, feroaret de posysje fan' e magneet relatyf oan it Hall-elemint, wat resulteart yn in feroarjende Hall-spanning. Troch de Hall-spanning te mjitten kin de posysje fan in objekt bepaald wurde. D'r binne spesjalisearre Hall-effekt posysjesensors dy't posysje yn trije diminsjes kinne bepale (figuer 4). Hall-effekt posysjesensors binne kontaktleaze apparaten dy't hege betrouberens en snelle deteksje leverje, en wurkje oer in breed temperatuerberik. Se wurde brûkt yn in ferskaat oan konsuminte-, yndustriële, auto- en medyske tapassingen.
Der binne twa basistypen glêstriedsensors. Yn yntrinsike glêstriedsensors wurdt de glêstried brûkt as it sensorelemint. Yn eksterne glêstriedsensors wurde glêstriedsensors kombineare mei in oare sensortechnology om it sinjaal troch te jaan oan eksterne elektroanika foar ferwurking. Yn it gefal fan yntrinsike glêstriedposysjemjittingen kin in apparaat lykas in optyske tiiddomeinreflektometer brûkt wurde om de tiidsfertraging te bepalen. De golflingteferskowing kin berekkene wurde mei in ynstrumint dat in optyske frekwinsjedomeinreflektometer ymplementearret. Glastriedsensors binne ymmún foar elektromagnetyske ynterferinsje, kinne ûntworpen wurde om te wurkjen by hege temperatueren, en binne net-geleidend, sadat se brûkt wurde kinne tichtby hege druk of brânbere materialen.
In oare glêstriedoptyske deteksje basearre op glêstried Bragg-roostertechnology (FBG) kin ek brûkt wurde foar posysjemjitting. De FBG fungearret as in notchfilter, dat in lytse fraksje fan it ljocht reflektearret dat sintraal stiet op 'e Bragg-golflingte (λB) as it ferljochte wurdt troch breedspektrumljocht. It is makke mei mikrostrukturen dy't yn 'e glêstriedkearn etst binne. FBG's kinne brûkt wurde om ferskate parameters te mjitten lykas temperatuer, spanning, druk, kanteling, ferpleatsing, fersnelling en lading.
Der binne twa soarten optyske posysjesensors, ek wol bekend as optyske encoders. Yn ien gefal wurdt ljocht nei in ûntfanger oan 'e oare kant fan' e sensor stjoerd. Yn it twadde type wurdt it útstjoerde ljochtsignaal reflektearre troch it waarnommen objekt en weromjûn oan 'e ljochtboarne. Ofhinklik fan it ûntwerp fan 'e sensor wurde feroarings yn ljochteigenskippen, lykas golflingte, yntensiteit, faze of polarisaasje, brûkt om de posysje fan in objekt te bepalen. Op encoder basearre optyske posysjesensors binne beskikber foar lineêre en rotearjende beweging. Dizze sensoren falle yn trije haadkategoryen; transmissive optyske encoders, reflektearjende optyske encoders en interferometryske optyske encoders.
Ultrasone posysjesensors brûke piëzoelektryske kristaltransducers om hege-frekwinsje ultrasone weagen út te stjoeren. De sensor mjit it reflektearre lûd. Ultrasone sensoren kinne brûkt wurde as ienfâldige tichtbysensors, of kompleksere ûntwerpen kinne ynformaasje oer ôfstân leverje. Ultrasone posysjesensors wurkje mei doelobjekten fan in ferskaat oan materialen en oerflakken, en kinne lytse objekten op gruttere ôfstannen detektearje as in protte oare soarten posysjesensors. Se binne resistint tsjin trilling, omjouwingslûd, ynfrareadstrieling en elektromagnetyske ynterferinsje. Foarbylden fan tapassingen dy't ultrasone posysjesensors brûke omfetsje floeistofnivo-deteksje, hege-snelheid tellen fan objekten, robotnavigaasjesystemen en autodeteksje. In typyske auto-ultrasone sensor bestiet út in plestik húsfesting, in piëzoelektryske transducer mei in ekstra membraan, en in printplaat mei elektroanyske circuits en mikrokontrollers foar it ferstjoeren, ûntfangen en ferwurkjen fan sinjalen (Ofbylding 5).
Posysjesensors kinne absolute of relative lineêre, rotaasje- en hoekebeweging fan objekten mjitte. Posysjesensors kinne de beweging fan apparaten lykas aktuators of motors mjitte. Se wurde ek brûkt yn mobile platfoarms lykas robots en auto's. In ferskaat oan technologyen wurdt brûkt yn posysjesensors mei ferskate kombinaasjes fan miljeuduorsumens, kosten, krektens, werhelberens en oare attributen.
3D Magnetyske Posysjesensors, Allegro MicrosystemsAnalysearjen en ferbetterjen fan de feiligens fan ultrasone sensors foar autonome auto's, IEEE Internet of Things Journal Hoe kinne jo in posysjesensor selektearje, Cambridge Integrated CircuitsPosysjesensortypen, Ixthus InstrumentationWat is in induktive posysjesensor?, Keyence Wat is magnetostriktive posysjedeteksje?, AMETEK
Blêdzje troch de lêste nûmers fan Design World en âlde nûmers yn in maklik te brûken, heechweardige opmaak. Bewurkje, diel en download hjoed noch mei it liedende ûntwerp-yngenieurstydskrift.
It wrâlds bêste probleemoplossende EE-forum oer mikrokontrollers, DSP, netwurken, analoog en digitaal ûntwerp, RF, krêftelektronika, PCB-routing en mear.
Auteursrjocht © 2022 WTWH Media LLC. Alle rjochten foarbehâlden. It materiaal op dizze side mei net wurde reprodusearre, ferspraat, oerdroegen, yn 'e cache opslein of oars brûkt sûnder de foarôfgeande skriftlike tastimming fan WTWH Media. Privacybelied | Reklame | Oer ús