Txij li cov saw hlau tsav tsheb robotic mus rau cov siv conveyor hauv kev ua haujlwm ntawm cov saw hlau xa khoom mus rau kev co ntawm cov pej thuam cua turbine, kev ntsuas qhov chaw yog ib qho tseem ceeb hauv ntau yam kev siv. Nws tuaj yeem muaj ntau hom, suav nrog cov sensors linear, rotary, angular, absolute, incremental, contact thiab non-contact. Cov sensors tshwj xeeb tau tsim los uas tuaj yeem txiav txim siab qhov chaw hauv peb qhov ntev. Cov thev naus laus zis ntsuas qhov chaw suav nrog potentiometric, inductive, eddy current, capacitive, magnetostrictive, Hall effect, fiber optic, optical thiab ultrasonic.
Cov Lus Nug Feem Ntau (FAQ) no muab kev qhia luv luv txog ntau hom kev ntsuas qhov chaw, tom qab ntawd tshuaj xyuas ntau yam thev naus laus zis uas cov neeg tsim qauv tuaj yeem xaiv los ntawm thaum siv cov kev daws teeb meem ntsuas qhov chaw.
Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw potentiometric yog cov khoom siv uas ua raws li kev tiv thaiv uas muab ib txoj kab tiv thaiv ruaj khov nrog lub wiper txuas rau qhov khoom uas yuav tsum tau hnov ​​​​​​qhov chaw. Kev txav mus los ntawm cov khoom txav cov wipers raws txoj kab. Qhov chaw ntawm cov khoom raug ntsuas los ntawm kev siv lub network faib hluav taws xob uas tsim los ntawm cov hlau thiab wipers los ntsuas kev txav mus los linear lossis rotational nrog lub zog DC ruaj khov (Daim Duab 1). Cov cuab yeej ntsuas potentiometric pheej yig, tab sis feem ntau muaj qhov tseeb qis thiab rov ua dua.
Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw inductive siv cov kev hloov pauv ntawm cov yam ntxwv ntawm lub zog sib nqus uas tau tsim los ntawm lub kauj sensor. Nyob ntawm lawv cov qauv, lawv tuaj yeem ntsuas qhov chaw linear lossis rotational. Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw linear Variable Differential Transformer (LVDT) siv peb lub kauj qhwv ib ncig ntawm lub raj hollow; ib lub kauj thawj zaug thiab ob lub kauj thib ob. Cov kauj txuas nrog ua ke, thiab qhov sib raug zoo ntawm lub kauj thib ob yog 180 ° tawm ntawm theem piv rau lub kauj thawj zaug. Ib lub ferromagnetic core hu ua armature tau muab tso rau hauv lub raj thiab txuas nrog lub khoom ntawm qhov chaw uas raug ntsuas. Ib qho hluav taws xob excitation tau siv rau lub kauj thawj zaug thiab lub zog electromagnetic (EMF) tau tsim hauv lub kauj thib ob. Los ntawm kev ntsuas qhov sib txawv ntawm lub zog ntawm cov kauj thib ob, qhov chaw sib piv ntawm armature thiab qhov nws txuas nrog tuaj yeem txiav txim siab. Lub rotating voltage differential transformer (RVDT) siv tib txoj kev los taug qab qhov chaw tig. Cov cuab yeej ntsuas LVDT thiab RVDT muab qhov tseeb zoo, linearity, kev daws teeb meem thiab kev rhiab heev. Lawv tsis muaj kev sib txhuam thiab tuaj yeem kaw rau kev siv hauv qhov chaw nyuaj.
Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw tam sim no eddy ua haujlwm nrog cov khoom siv hluav taws xob. Cov hluav taws xob eddy yog cov hluav taws xob uas tshwm sim hauv cov khoom siv hluav taws xob thaum muaj lub zog hloov pauv magnetic. Cov hluav taws xob no ntws hauv lub voj voog kaw thiab tsim kom muaj lub zog magnetic theem ob. Cov cuab yeej ntsuas tam sim no eddy muaj cov kauj thiab cov voj voog linearization. Lub zog hloov pauv hluav taws xob ua rau lub kauj muaj zog los tsim lub zog magnetic thawj. Thaum ib yam khoom los txog lossis txav deb ntawm lub kauj, nws qhov chaw tuaj yeem hnov ​​​​​​los ntawm kev sib cuam tshuam ntawm lub zog theem ob uas tsim los ntawm cov hluav taws xob eddy, uas cuam tshuam rau lub kauj impedance. Thaum lub khoom los ze rau lub kauj, qhov kev poob tam sim no eddy nce ntxiv thiab lub zog oscillating yuav me dua (Daim Duab 2). Lub zog oscillating raug kho thiab ua tiav los ntawm lub voj voog linearizer los tsim cov zis DC linear proportional rau qhov deb ntawm lub khoom.
Cov khoom siv eddy tam sim no yog cov khoom siv ruaj khov, tsis sib cuag feem ntau siv ua cov sensors sib thooj. Lawv yog omnidirectional thiab tuaj yeem txiav txim siab qhov deb ntawm qhov khoom, tab sis tsis yog qhov kev taw qhia lossis qhov deb ntawm qhov khoom.
Raws li lub npe qhia, cov cuab yeej ntsuas qhov chaw capacitive ntsuas qhov kev hloov pauv hauv capacitance los txiav txim siab qhov chaw ntawm cov khoom uas raug ntes. Cov cuab yeej ntsuas tsis sib cuag no siv tau los ntsuas qhov chaw linear lossis rotational. Lawv muaj ob lub phaj sib cais los ntawm cov khoom siv dielectric thiab siv ib qho ntawm ob txoj hauv kev los ntes qhov chaw ntawm ib yam khoom:
Yuav kom ua rau muaj kev hloov pauv ntawm qhov dielectric constant, qhov khoom uas nws qhov chaw yuav tsum tau ntes tau txuas nrog cov khoom siv dielectric. Thaum cov khoom siv dielectric txav mus los, qhov dielectric constant ntawm lub capacitor hloov pauv vim yog kev sib xyaw ua ke ntawm thaj chaw ntawm cov khoom siv dielectric thiab qhov dielectric constant ntawm huab cua. Xwb, qhov khoom tuaj yeem txuas nrog ib qho ntawm cov phaj capacitor. Thaum cov khoom txav mus los, cov phaj txav mus los ze dua lossis deb dua, thiab qhov kev hloov pauv ntawm capacitance yog siv los txiav txim siab qhov chaw sib piv.
Cov cuab yeej ntsuas capacitive tuaj yeem ntsuas qhov hloov pauv, qhov deb, qhov chaw thiab tuab ntawm cov khoom. Vim lawv qhov kev ruaj khov siab thiab kev daws teeb meem, cov cuab yeej ntsuas capacitive displacement sensors siv rau hauv chav kuaj thiab chaw ua haujlwm. Piv txwv li, cov cuab yeej ntsuas capacitive siv los ntsuas qhov tuab ntawm zaj duab xis thiab cov ntawv thov nplaum hauv cov txheej txheem tsis siv neeg. Hauv cov tshuab kev lag luam, lawv siv los saib xyuas qhov hloov pauv thiab qhov chaw ntawm cov cuab yeej.
Magnetostriction yog ib yam khoom ntawm cov khoom siv ferromagnetic uas ua rau cov khoom hloov nws qhov loj me lossis cov duab thaum siv lub zog magnetic. Hauv lub magnetostrictive position sensor, lub zog magnetic txav tau txuas rau qhov khoom uas raug ntsuas. Nws muaj lub waveguide uas muaj cov xov hlau uas nqa cov pulses tam sim no, txuas nrog lub sensor nyob rau ntawm qhov kawg ntawm lub waveguide (Daim Duab 3). Thaum lub zog tam sim no raug xa mus rau hauv lub waveguide, lub zog magnetic raug tsim hauv cov xov hlau uas cuam tshuam nrog lub zog magnetic axial ntawm lub hlau nplaum tas mus li (lub hlau nplaum hauv lub tog raj kheej piston, Daim Duab 3a). Kev cuam tshuam ntawm lub teb yog tshwm sim los ntawm kev sib ntswg (qhov Wiedemann effect), uas ua rau lub xov hlau nruj, tsim lub zog acoustic uas nthuav dav raws lub waveguide thiab raug ntes los ntawm lub sensor ntawm qhov kawg ntawm lub waveguide (Daim Duab 3b). Los ntawm kev ntsuas lub sijhawm dhau los ntawm qhov pib ntawm lub zog tam sim no thiab kev ntes ntawm lub zog acoustic, qhov chaw sib piv ntawm lub zog magnetic thiab yog li ntawd qhov khoom tuaj yeem ntsuas tau (Daim Duab 3c).
Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw magnetostrictive yog cov cuab yeej ntsuas uas tsis sib chwv siv los ntes qhov chaw ncaj. Cov waveguides feem ntau nyob hauv cov kav hlau tsis xeb lossis txhuas, ua rau cov cuab yeej ntsuas no siv tau rau hauv qhov chaw qias neeg lossis ntub dej.
Thaum ib lub hlau nplaum nyias nyias thiab tiaj tiaj raug muab tso rau hauv ib lub teb hlau nplaum, txhua qhov hluav taws xob ntws feem ntau yuav sib sau ua ke rau ib sab ntawm lub hlau nplaum, tsim kom muaj qhov sib txawv hu ua Hall voltage. Yog tias qhov hluav taws xob hauv lub hlau nplaum tsis hloov pauv, qhov loj ntawm Hall voltage yuav qhia txog lub zog ntawm lub teb hlau nplaum. Hauv lub cuab yeej ntsuas qhov chaw Hall-effect, cov khoom txuas nrog lub hlau nplaum uas nyob hauv lub qhov sensor. Thaum cov khoom txav mus los, qhov chaw ntawm lub hlau nplaum hloov pauv piv rau lub ntsiab lus Hall, ua rau Hall voltage hloov pauv. Los ntawm kev ntsuas Hall voltage, qhov chaw ntawm ib yam khoom tuaj yeem txiav txim siab tau. Muaj cov cuab yeej ntsuas qhov chaw Hall-effect tshwj xeeb uas tuaj yeem txiav txim siab qhov chaw hauv peb qhov ntev (Daim Duab 4). Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw Hall-effect yog cov khoom siv tsis sib cuag uas muab kev ntseeg siab siab thiab kev ntsuas ceev, thiab ua haujlwm dhau ntau qhov kub thiab txias. Lawv siv rau hauv ntau yam kev siv rau cov neeg siv khoom, kev lag luam, tsheb thiab kev kho mob.
Muaj ob hom fiber optic sensors yooj yim. Hauv cov intrinsic fiber optic sensors, cov fiber yog siv ua lub sensing element. Hauv cov external fiber optic sensors, fiber optics raug sib xyaw nrog lwm lub sensor technology los xa cov teeb liab mus rau cov khoom siv hluav taws xob nyob deb rau kev ua tiav. Hauv cov ntaub ntawv ntawm kev ntsuas qhov chaw ntawm cov fiber intrinsic, ib lub cuab yeej xws li lub optical time domain reflectometer tuaj yeem siv los txiav txim siab lub sijhawm ncua. Lub wavelength shift tuaj yeem suav tau siv cov cuab yeej uas siv lub optical frequency domain reflectometer. Cov fiber optic sensors tsis raug cuam tshuam los ntawm electromagnetic, tuaj yeem tsim los ua haujlwm ntawm qhov kub siab, thiab tsis yog conductive, yog li lawv tuaj yeem siv ze ntawm cov khoom siv siab lossis cov khoom siv hluav taws xob.
Lwm qhov kev ntsuas fiber-optic raws li fiber Bragg grating (FBG) thev naus laus zis kuj tseem siv tau rau kev ntsuas qhov chaw. FBG ua haujlwm ua lub lim dej notch, cuam tshuam ib feem me me ntawm lub teeb uas nyob nruab nrab ntawm Bragg wavelength (λB) thaum ci los ntawm lub teeb dav dav. Nws yog tsim nrog cov qauv me me etched rau hauv lub fiber core. FBGs tuaj yeem siv los ntsuas ntau yam kev ntsuas xws li kub, kev nyuaj siab, siab, qaij, kev hloov chaw, kev nrawm thiab kev thauj khoom.
Muaj ob hom optical position sensors, tseem hu ua optical encoders. Hauv ib qho xwm txheej, lub teeb raug xa mus rau lub receiver ntawm qhov kawg ntawm lub sensor. Hauv hom thib ob, lub teeb liab uas tawm los raug cuam tshuam los ntawm cov khoom uas tau saib xyuas thiab xa rov qab mus rau qhov chaw teeb. Nyob ntawm tus qauv tsim ntawm lub sensor, kev hloov pauv ntawm cov yam ntxwv ntawm lub teeb, xws li wavelength, intensity, phase lossis polarization, yog siv los txiav txim siab qhov chaw ntawm ib yam khoom. Encoder-based optical position sensors muaj rau kev txav mus los linear thiab rotary. Cov sensors no poob rau hauv peb pawg tseem ceeb; transmissive optical encoders, reflective optical encoders, thiab interferometric optical encoders.
Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw ultrasonic siv cov piezoelectric crystal transducers los tso tawm cov nthwv dej ultrasonic siab. Lub sensor ntsuas lub suab rov qab. Cov cuab yeej ntsuas ultrasonic siv tau ua cov cuab yeej ntsuas qhov chaw yooj yim, lossis cov qauv tsim nyuaj dua tuaj yeem muab cov ntaub ntawv ntau yam. Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw ultrasonic ua haujlwm nrog cov khoom tsom ntawm ntau yam khoom siv thiab cov yam ntxwv ntawm qhov chaw, thiab tuaj yeem ntes cov khoom me me ntawm qhov deb dua li ntau lwm hom cuab yeej ntsuas qhov chaw. Lawv tiv taus kev co, suab nrov ambient, hluav taws xob infrared thiab kev cuam tshuam electromagnetic. Piv txwv ntawm cov ntawv thov siv cov cuab yeej ntsuas qhov chaw ultrasonic suav nrog kev ntes qib kua, kev suav cov khoom ceev ceev, robotic navigation systems, thiab kev ntsuas tsheb. Lub cuab yeej ntsuas ultrasonic tsheb ib txwm muaj lub tsev yas, lub piezoelectric transducer nrog lub membrane ntxiv, thiab lub rooj tsavxwm luam tawm nrog cov hluav taws xob circuits thiab microcontrollers rau kev xa, txais, thiab ua cov cim (Daim Duab 5).
Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw tuaj yeem ntsuas qhov tseeb lossis qhov sib piv ntawm kev txav mus los ntawm kab, kev sib hloov thiab lub kaum sab xis ntawm cov khoom. Cov cuab yeej ntsuas qhov chaw tuaj yeem ntsuas kev txav mus los ntawm cov khoom siv xws li cov actuators lossis motors. Lawv kuj siv rau hauv cov platform mobile xws li robots thiab tsheb. Ntau yam thev naus laus zis siv rau hauv cov cuab yeej ntsuas qhov chaw nrog ntau yam kev sib xyaw ua ke ntawm kev ruaj khov ib puag ncig, tus nqi, qhov tseeb, rov ua dua, thiab lwm yam ntxwv.
3D Magnetic Position Sensors, Allegro MicrosystemsKev Tshuaj Xyuas thiab Txhim Kho Kev Ruaj Ntseg ntawm Ultrasonic Sensors rau Autonomous Vehicles, IEEE Internet of Things Journal Yuav ua li cas xaiv lub sensor position, Cambridge Integrated CircuitsPosition sensor types, Ixthus InstrumentationDab tsi yog inductive position sensor?, Keyence Dab tsi yog Magnetostrictive Position Sensing?, AMETEK
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