Роботтук жетектөөчү чынжырлардан баштап, жеткирүү чынжырындагы конвейердик ленталарга жана шамал турбинасы мунараларынын термелүүсүнө чейин, позицияны сезүү кеңири колдонмолордо маанилүү функция болуп саналат. Ал сызыктуу, айланма, бурчтук, абсолюттук, инкременттик, контакттык жана контактсыз сенсорлорду камтыган көптөгөн формаларда болушу мүмкүн. Позицияны үч өлчөмдө аныктай алган адистештирилген сенсорлор иштелип чыккан. Позицияны сезүү технологияларына потенциометриялык, индуктивдүү, куюндуу ток, сыйымдуулук, магнитостриктивдүү, Холл эффектиси, була-оптикалык, оптикалык жана ультраүн кирет.
Бул Көп берилүүчү суроолор позицияны сезүүнүн ар кандай түрлөрүнө кыскача киришүү берет, андан кийин дизайнерлер позицияны сезүү чечимин ишке ашырууда тандай турган бир катар технологияларды карап чыгат.
Потенциометриялык абал сенсорлору – бул туруктуу каршылык көрсөтүүчү жолду абалын аныктоо керек болгон объектке бекитилген тазалагыч менен айкалыштырган каршылыкка негизделген түзүлүштөр. Объекттин кыймылы тазалагычты жол боюнча жылдырат. Объекттин абалы туруктуу туруктуу токтун чыңалуусу менен сызыктуу же айланма кыймылды өлчөө үчүн рельстер жана тазалагычтар тарабынан түзүлгөн чыңалуу бөлгүч тармагын колдонуу менен өлчөнөт (1-сүрөт). Потенциометриялык сенсорлор арзан, бирок жалпысынан алардын тактыгы жана кайталанышы төмөн.
Индуктивдик позиция сенсорлору сенсор катушкасында пайда болгон магнит талаасынын касиеттериндеги өзгөрүүлөрдү колдонот. Архитектурасына жараша, алар сызыктуу же айлануу абалдарын өлчөй алышат. Сызыктуу өзгөрмөлүү дифференциалдык трансформатордун (LVDT) позиция сенсорлору көңдөй түтүктүн айланасына оролгон үч катушканы колдонот; биринчилик катушка жана эки экинчилик катушка. Катушкалар удаалаш туташтырылган жана экинчилик катушканын фазалык байланышы биринчилик катушкага карата 180° фазадан тышкары. Якорь деп аталган ферромагниттик өзөк түтүктүн ичине жайгаштырылып, өлчөнүп жаткан жердеги объектке туташтырылган. Биринчилик катушкага козгоо чыңалуусу берилет жана экинчилик катушкада электромагниттик күч (ЭКК) пайда болот. Экинчилик катушкалардын ортосундагы чыңалуунун айырмасын өлчөө менен, якордун салыштырмалуу абалы жана ал эмнеге бекитилгенин аныктоого болот. Айлануучу чыңалуу дифференциалдык трансформатору (RVDT) айлануу абалын көзөмөлдөө үчүн ушул эле ыкманы колдонот. LVDT жана RVDT сенсорлору жакшы тактыкты, сызыктуулукту, чечилишти жана жогорку сезгичтикти сунуштайт. Алар сүрүлбөйт жана катаал чөйрөлөрдө колдонуу үчүн пломбаланышы мүмкүн.
Куюн токтун абалын аныктоочу сенсорлор өткөргүч объектилер менен иштейт. Куюн токтору - бул өзгөрүп турган магнит талаасынын катышуусунда өткөргүч материалдарда пайда болгон индукцияланган ток. Бул токтор жабык циклде агат жана экинчилик магнит талаасын пайда кылат. Куюн ток сенсорлору катушкалардан жана сызыктуу схемалардан турат. Өзгөрмө ток катушканы энергия менен камсыз кылып, баштапкы магнит талаасын түзөт. Объект катушкага жакындаганда же андан алыстаганда, анын абалын куюн токтору тарабынан пайда болгон экинчилик талаанын өз ара аракеттенүүсү аркылуу сезүүгө болот, бул катушканын импедансына таасир этет. Объект катушкага жакындаган сайын, куюн токтун жоготуулары көбөйөт жана термелүүчү чыңалуу кичирейет (2-сүрөт). Термелүүчү чыңалуу объекттин аралыгына пропорционалдуу сызыктуу туруктуу ток чыгаруу үчүн сызыктуулаштыруучу схема тарабынан түздөлөт жана иштетилет.
Ириңдүү ток түзмөктөрү – бул көбүнчө жакындык сенсорлору катары колдонулган бекем, контактсыз түзмөктөр. Алар бардык багыттарда иштейт жана объектке чейинки салыштырмалуу аралыкты аныктай алат, бирок объектке чейинки багытты же абсолюттук аралыкты аныктай албайт.
Аты айтып тургандай, сыйымдуулук позициясынын сенсорлору сезилип жаткан объекттин абалын аныктоо үчүн сыйымдуулуктун өзгөрүшүн өлчөйт. Бул контактсыз сенсорлорду сызыктуу же айлануучу абалды өлчөө үчүн колдонсо болот. Алар диэлектриктик материал менен бөлүнгөн эки пластинадан турат жана объекттин абалын аныктоо үчүн эки ыкманын бирин колдонушат:
Диэлектриктик туруктуулуктун өзгөрүшүнө алып келүү үчүн, абалы аныктала турган объект диэлектрик материалга бекитилет. Диэлектрик материал кыймылдаган сайын, конденсатордун эффективдүү диэлектрик туруктуулугу диэлектрик материалдын аянты менен абанын диэлектрик туруктуулугунун айкалышынан улам өзгөрөт. Же болбосо, объектти конденсатор пластиналарынын бирине туташтырууга болот. Объект кыймылдаган сайын пластиналар жакындайт же алыстайт, ал эми сыйымдуулуктун өзгөрүшү салыштырмалуу абалды аныктоо үчүн колдонулат.
Сыйымдуулук сенсорлору объектилердин жылышуусун, аралыкты, абалын жана калыңдыгын өлчөй алат. Сигналдын жогорку туруктуулугуна жана чечилишине байланыштуу, сыйымдуулук жылышуу сенсорлору лабораториялык жана өнөр жай чөйрөлөрүндө колдонулат. Мисалы, сыйымдуулук сенсорлору автоматташтырылган процесстерде пленканын калыңдыгын жана желим колдонулушун өлчөө үчүн колдонулат. Өнөр жай машиналарында алар жылышуусун жана шаймандардын абалын көзөмөлдөө үчүн колдонулат.
Магнитострикция - бул ферромагниттик материалдардын касиети, ал магнит талаасы колдонулганда материалдын өлчөмүн же формасын өзгөртөт. Магнитострикциялык абал сенсорунда өлчөнүп жаткан объектке кыймылдуу абал магнити бекитилет. Ал ток импульстарын алып жүрүүчү зымдардан турган, толкун өткөргүчтүн учунда жайгашкан сенсорго туташтырылган толкун өткөргүчтөн турат (3-сүрөт). Ток импульсу толкун өткөргүчкө жөнөтүлгөндө, зымда туруктуу магниттин октук магнит талаасы (цилиндр поршениндеги магнит, 3a-сүрөт) менен өз ара аракеттенүүчү магнит талаасы пайда болот. Талаанын өз ара аракеттенүүсү зымды чыңап, толкун өткөргүч боюнча таралуучу жана толкун өткөргүчтүн учундагы сенсор тарабынан аныкталуучу акустикалык импульсту пайда кылуучу буралуудан (Видеман эффектиси) келип чыгат (3b-сүрөт). Ток импульсунун башталышы менен акустикалык импульстун аныкталышынын ортосундагы убакытты өлчөө менен, абал магнитинин жана ошондуктан объектинин салыштырмалуу абалын өлчөөгө болот (3c-сүрөт).
Магнитостриктивдүү позиция сенсорлору – сызыктуу позицияны аныктоо үчүн колдонулган контактсыз сенсорлор. Толкун өткөргүчтөр көбүнчө дат баспас болоттон же алюминийден жасалган түтүктөргө салынат, бул сенсорлорду кир же нымдуу чөйрөдө колдонууга мүмкүндүк берет.
Ичке, жалпак өткөргүч магнит талаасына жайгаштырылганда, агып жаткан ар кандай ток өткөргүчтүн бир тарабында топтолуп, Холл чыңалуу деп аталган потенциалдар айырмасын пайда кылат. Эгерде өткөргүчтөгү ток туруктуу болсо, Холл чыңалуусунун чоңдугу магнит талаасынын күчүн чагылдырат. Холл эффектинин абал сенсорунда объект сенсордун валында жайгашкан магнитке туташтырылган. Объект кыймылдаганда, магниттин абалы Холл элементине салыштырмалуу өзгөрөт, натыйжада Холл чыңалуусунун өзгөрүшү байкалат. Холл чыңалуусун өлчөө менен объекттин абалын аныктоого болот. Үч өлчөмдө абалды аныктай алган атайын Холл эффектинин абал сенсорлору бар (4-сүрөт). Холл эффектинин абал сенсорлору - бул жогорку ишенимдүүлүктү жана тез сезүүнү камсыз кылган жана кеңири температура диапазонунда иштеген контактсыз түзүлүштөр. Алар керектөөчүлөрдүн, өнөр жайлык, автомобиль жана медициналык колдонмолордун кеңири чөйрөсүндө колдонулат.
Була-оптикалык сенсорлордун эки негизги түрү бар. Ички була-оптикалык сенсорлордо була сезүүчү элемент катары колдонулат. Тышкы була-оптикалык сенсорлордо була-оптика башка сенсор технологиясы менен айкалышып, сигналды иштетүү үчүн алыскы электроникага өткөрүп берет. Ички буланын абалын өлчөө учурунда, убакыттын кечигүүсүн аныктоо үчүн оптикалык убакыт доменинин рефлектометри сыяктуу түзмөк колдонулушу мүмкүн. Толкун узундугунун жылышын оптикалык жыштык доменинин рефлектометрин орноткон аспапты колдонуу менен эсептесе болот. Була-оптикалык сенсорлор электромагниттик тоскоолдуктарга туруктуу, жогорку температурада иштөө үчүн иштелип чыгышы мүмкүн жана өткөрбөйт, ошондуктан аларды жогорку басымдагы же тез күйүүчү материалдардын жанында колдонсо болот.
Була-оптикалык сенсорлордон турган дагы бир була-брэгг торчосунун (ББТ) технологиясына негизделген дагы бир була-оптикалык сенсор позицияны өлчөө үчүн да колдонулушу мүмкүн. ББТ кең спектрдеги жарык менен жарыктандырылганда Брэгг толкун узундугуна (λB) багытталган жарыктын кичинекей бөлүгүн чагылдырган оюк чыпка катары иштейт. Ал була өзөгүнө оюлуп түшүрүлгөн микроструктуралар менен жасалган. ББТлар температура, деформация, басым, эңкейиш, жылышуу, ылдамдануу жана жүк сыяктуу ар кандай параметрлерди өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн.
Оптикалык позиция сенсорлорунун эки түрү бар, алар оптикалык коддогучтар деп да аталат. Бир учурда, жарык сенсордун экинчи учундагы кабыл алгычка жөнөтүлөт. Экинчи түрүндө, чыгарылган жарык сигналы көзөмөлдөнгөн объект тарабынан чагылдырылып, жарык булагына кайтарылат. Сенсордун конструкциясына жараша, жарыктын касиеттериндеги өзгөрүүлөр, мисалы, толкун узундугу, интенсивдүүлүк, фаза же поляризация объекттин абалын аныктоо үчүн колдонулат. Сызыктуу жана айланма кыймыл үчүн коддогуч негизиндеги оптикалык позиция сенсорлору бар. Бул сенсорлор үч негизги категорияга бөлүнөт; өткөргүч оптикалык коддогучтар, чагылдыруучу оптикалык коддогучтар жана интерферометриялык оптикалык коддогучтар.
УЗИ позиция сенсорлору жогорку жыштыктагы УЗИ толкундарын чыгаруу үчүн пьезоэлектрдик кристаллдык өзгөрткүчтөрдү колдонушат. Сенсор чагылган үндү өлчөйт. УЗИ сенсорлорун жөнөкөй жакындык сенсорлору катары колдонсо болот, же татаалыраак конструкциялар диапазондук маалымат бере алат. УЗИ позиция сенсорлору ар кандай материалдардан жана беттик өзгөчөлүктөрдөн турган максаттуу объектилер менен иштейт жана башка көптөгөн позиция сенсорлоруна караганда алысыраак аралыктагы кичинекей объектилерди аныктай алат. Алар титирөөгө, айлана-чөйрөнүн ызы-чуусуна, инфракызыл нурланууга жана электромагниттик тоскоолдуктарга туруктуу. УЗИ позиция сенсорлорун колдонуунун мисалдарына суюктуктун деңгээлин аныктоо, объектилерди жогорку ылдамдыкта эсептөө, роботтук навигация системалары жана автомобиль сенсорлору кирет. Типтүү автомобиль ультраүн сенсору пластик корпустан, кошумча мембранасы бар пьезоэлектрдик өзгөрткүчтөн жана сигналдарды берүү, кабыл алуу жана иштетүү үчүн электрондук схемалар жана микроконтроллерлер менен басылган схемалык тактадан турат (5-сүрөт).
Позиция сенсорлору объектилердин абсолюттук же салыштырмалуу сызыктуу, айлануу жана бурчтук кыймылын өлчөй алат. Позиция сенсорлору аткаруучу механизмдер же моторлор сыяктуу түзмөктөрдүн кыймылын өлчөй алат. Алар ошондой эле роботтор жана унаалар сыяктуу мобилдик платформаларда колдонулат. Позиция сенсорлорунда айлана-чөйрөнүн бышыктыгынын, баасынын, тактыгынын, кайталануучулугунун жана башка атрибуттарынын ар кандай айкалыштары менен ар кандай технологиялар колдонулат.
3D магниттик позиция сенсорлору, Allegro микросистемалары Автономдук унаалар үчүн ультраүн сенсорлорунун коопсуздугун талдоо жана жогорулатуу, IEEE Internet of Things журналы Позиция сенсорун кантип тандоо керек, Кембридж интегралдык микросхемалары Позиция сенсорлорунун түрлөрү, Ixthus Instrumentation Индуктивдик позиция сенсору деген эмне?, Keyence Магнитостриктивдик позицияны сезүү деген эмне?, AMETEK
Design World журналынын акыркы сандарын жана мурунку сандарын колдонууга оңой, жогорку сапаттагы форматта карап чыгыңыз. Алдыңкы дизайн инженерия журналы менен бүгүн түзөтүңүз, бөлүшүңүз жана жүктөп алыңыз.
Микроконтроллерлер, DSP, тармактар, аналогдук жана санариптик дизайн, RF, кубаттуулук электроникасы, PCB маршруттоо жана башкаларды камтыган дүйнөдөгү эң мыкты көйгөйлөрдү чечүүчү EE форуму.
Бардык укуктар корголгон. Бул сайттагы материалдарды WTWH Mediaнын алдын ала жазуу жүзүндөгү уруксатысыз көчүрүүгө, таратууга, берүүгө, кэштөөгө же башка жол менен колдонууга болбойт. Купуялык саясаты | Жарнама | Биз жөнүндө