A catenis roboticis ad taenias transportatorias in operationibus catenae commeatus ad oscillationem turrium turbinarum venti, sensus positionis functio critica est in ampla applicationum varietate. Multas formas habere potest, inter quas sensoria linearia, rotatoria, angularia, absoluta, incrementalia, contactualia et non-contactu. Sensoria specialia evoluta sunt quae positionem in tribus dimensionibus determinare possunt. Technologiae sensus positionis includunt potentiometricam, inductivam, currentem turbillonariam, capacitivam, magnetostrictivam, effectum Hall, fibram opticam, opticam et ultrasonicam.
Haec FAQ brevem introductionem ad varias formas sensus positionis praebet, deinde seriem technologiarum, quas designatores eligere possunt cum solutionem sensus positionis instituunt, perlustrat.
Sensoria positionis potentiometrica sunt instrumenta resistentiae fundata quae semitam resistivam fixam cum tergiculo coniungunt, cuius positio deprehendenda est. Motus obiecti tergicula per semitam movet. Positio obiecti metitur utens reti divisore tensionis, e railibus et tergiculis formato, ad motum linearem vel rotationalem cum tensione continua fixa metiendum (Figura 1). Sensoria potentiometrica vilis sunt, sed plerumque accuratiam et repetibilitatem humilem habent.
Sensoria positionis inductiva mutationes proprietatum campi magnetici in bobina sensoria inducti adhibent. Secundum architecturam suam, positionem linearem vel rotationalem metiri possunt. Sensoria positionis Transformatoris Differentialis Variabilis Linearis (LVDT) tribus spiralibus circa tubum cavum involutis utuntur; bobina primaria et duabus spiralibus secundariis. Spirae in serie connexae sunt, et relatio phasis spirae secundariae 180° extra phasem respectu bobinae primariae est. Nucleus ferromagneticus, armatura appellatus, intra tubum ponitur et obiecto in loco metiendo connectitur. Tensio excitationis bobinae primariae applicatur et vis electromagnetica (EMF) in bobina secundaria inducitur. Mensurando differentiam tensionis inter spiras secundarias, positio relativa armaturae et cui adnexa est determinari potest. Transformator differentialis tensionis rotans (RVDT) eandem artem ad positionem rotantem indagandam utitur. Sensoria LVDT et RVDT bonam accuratiam, linearitatem, resolutionem et sensibilitatem magnam offerunt. Sine frictione sunt et ad usum in ambitus asperis obsignari possunt.
Sensoria positionis currentium turbulentarum cum obiectis conductivis operantur. Currentes turbulentae sunt currentes inducti qui in materiis conductivis in praesentia campi magnetici variabilis fiunt. Hi currentes in circulo clauso fluunt et campum magneticum secundarium generant. Sensoria currentium turbulentarum constant ex spiralibus et circuitibus linearizationis. Currens alternans spiram excitat ad campum magneticum primarium creandum. Cum obiectum spiram appropinquat vel a spira recedit, positio eius sentiri potest utens interactione campi secundarii a currentibus turbulentis producti, quae impedantiam spirae afficit. Cum obiectum spirae propius accedit, damna currentium turbulentarum augentur et tensio oscillans minor fit (Figura 2). Tensio oscillans rectificatur et a circuitu linearizatoris processatur ad producendum output DC lineare proportionale distantiae obiecti.
Instrumenta currentium turbidorum sunt instrumenta robusta, sine contactu, quae typice ut sensoria proximitatis adhibentur. Omnidirectionalia sunt et distantiam relativam ad obiectum, sed non directionem vel distantiam absolutam ad obiectum, determinare possunt.
Ut nomen indicat, sensoria capacitiva positionis mutationes capacitatis metiuntur ad positionem obiecti deprehensi determinandam. Haec sensoria sine contactu ad positionem linearem vel rotationalem metiendam adhiberi possunt. Ex duabus laminis materia dielectrica separatis constant et una ex duabus methodis ad positionem obiecti detegendam utuntur:
Ut mutatio in constanti dielectrica efficiatur, res cuius positio detegenda est materiae dielectricae adhaeret. Dum materia dielectrica movetur, constans dielectrica efficax condensatoris mutatur propter combinationem areae materiae dielectricae et constantis dielectricae aeris. Aliter, res uni ex laminis condensatoris connecti potest. Dum res movetur, laminae propius vel longius moventur, et mutatio capacitatis ad positionem relativam determinandam adhibetur.
Sensoria capacitiva possunt mensuram distantiae, positionis et crassitudinis rerum. Propter stabilitatem signalis et resolutionem magnam, sensoria capacitativa in laboratorio et ambitus industrialibus adhibentur. Exempli gratia, sensoria capacitiva ad crassitudinem pelliculae et applicationes glutinis in processibus automatis metiendam adhibentur. In machinis industrialibus, ad mensuram distantiae et positionis instrumenti adhibentur.
Magnetostrictio est proprietas materiarum ferromagneticarum quae efficit ut materia magnitudinem vel formam mutet cum campus magneticus applicatur. In sensore positionis magnetostrictivo, magnes positionis mobilis obiecto metiendo adnectitur. Constat ex ductore undarum, filis constantibus qui impulsus currentis portant, sensori in fine ductoris undarum sito connexo (Figura 3). Cum impulsus currentis per ductorem undarum mittitur, campus magneticus in filo creatur qui cum campo magnetico axiali magnetis permanentis (magnes in pistone cylindri, Figura 3a) interagitur. Interactio campi torsione causatur (effectus Wiedemann), quae filum tendit, impulsum acusticum producens qui per ductorem undarum propagatur et a sensore in fine ductoris undarum detegitur (Figura 3b). Mensurando tempus inter initium impulsus currentis et detectionem impulsus acustici, positio relativa magnetis positionis et ergo obiecti metiri potest (Figura 3c).
Sensoria positionis magnetostrictiva sunt sensoria sine contactu ad positionem linearem detegendam adhibita. Ductores undarum saepe in tubis chalybis inoxidabilis vel aluminii continentur, quod permittit ut haec sensoria in ambitu sordido vel humido adhibeantur.
Cum conductor tenuis et planus in agro magnetico ponitur, quaevis cursus electricus fluens in una parte conductoris accumulari solet, differentiam potentialem creans quae tensio Hall appellatur. Si cursus electricus in conductore constans est, magnitudo tensionis Hall vim campi magnetici reflectet. In sensore positionis effectus Hall, res magneti in axe sensoris sito connectitur. Dum res movetur, positio magnetis relativa ad elementum Hall mutatur, quod tensionem Hall mutat. Mensurando tensionem Hall, positio rei determinari potest. Sunt sensoria positionis effectus Hall specialia quae positionem in tribus dimensionibus determinare possunt (Figura 4). Sensoria positionis effectus Hall sunt instrumenta sine contactu quae magnam fidem et celeritatem sensus praebent, et per latum ambitum temperaturae operantur. In variis applicationibus domesticis, industrialibus, automotivis et medicis adhibentur.
Duo genera fundamentalia sensoriorum fibrarum opticarum sunt. In sensoribus fibrarum opticarum intrinsecis, fibra ipsa ut elementum sentiens adhibetur. In sensoribus fibrarum opticarum externis, fibrae opticae cum alia technologia sensoriorum coniunguntur ut signum ad electronicam remotam ad processum transmittant. In casu mensurarum positionis fibrae intrinsecae, instrumentum, ut reflectometrum opticum temporis, adhiberi potest ad moram temporis determinandam. Mutatio longitudinis undae computari potest instrumento quod reflectometrum frequentiae opticae implementat. Sensoria fibrarum opticarum immunia sunt interferentiis electromagneticis, designari possunt ut ad altas temperaturas operentur, et non sunt conductiva, ita prope materias altae pressionis vel inflammabiles adhiberi possunt.
Alia sensoria fibrae opticae, in technologia fibrae Bragg grating (FBG) fundata, etiam ad mensuram positionis adhiberi potest. FBG fungitur ut filtrum incisum, parvam fractionem lucis in longitudine undae Bragg (λB) centratae reflectens, cum a luce lato spectro illuminatur. Fabricatur cum microstructuris in nucleo fibrae incisis. FBG adhiberi possunt ad varia parametra metienda, ut temperaturam, deformationem, pressionem, inclinationem, dislocationem, accelerationem et onus.
Duo genera sensorum positionis opticorum, etiam codificatores optici appellati, sunt. In uno casu, lux ad receptorem in altero fine sensoris mittitur. In secundo genere, signum lucis emissum ab obiecto monitorato reflectitur et ad fontem lucis remittitur. Secundum designum sensoris, mutationes in proprietatibus lucis, ut longitudine undae, intensitate, phasi vel polarizatione, adhibentur ad positionem obiecti determinandam. Sensoria positionis optica codificatoribus fundata pro motu lineari et rotatorio praesto sunt. Haec sensoria in tres categorias principales dividuntur: codificatores optici transmissivi, codificatores optici reflexivi, et codificatores optici interferometrici.
Sensoria positionis ultrasonica transductoribus crystallinis piezoelectricis utuntur ad undas ultrasonicas altae frequentiae emittendas. Sensor sonum reflexum metitur. Sensoria ultrasonica ut sensoria proximitatis simplicia adhiberi possunt, vel consilia magis complexa informationem de distantia praebere possunt. Sensoria positionis ultrasonica cum obiectis destinatis variis materiis et superficiebus operantur, et obiecta parva maioribus distantiis quam multa alia genera sensoriorum positionis detegere possunt. Resistentes sunt vibrationi, strepitui ambiente, radiationi infrarubrae et interferentiae electromagneticae. Exempla applicationum sensoriis positionis ultrasonicis utentibus includunt detectionem livelli liquidi, numerationem obiectorum celerem, systemata navigationis robotica, et sensum autocineticum. Sensor ultrasonicus autocineticus typicus constat ex involucro plastico, transductore piezoelectrico cum membrana addita, et tabula circuiti impressi cum circuitibus electronicis et microcontrolloribus ad signa transmittenda, recipienda, et tractanda (Figura 5).
Sensoria positionis motum linearem, rotationalem et angularem rerum, sive absolutum sive relativum, metiri possunt. Sensoria positionis motum instrumentorum, ut actuatorum vel motorum, metiri possunt. Etiam in suggestis mobilibus, ut robotis et curribus, adhibentur. Variae technologiae in sensoriis positionis cum variis combinationibus durabilitatis environmentalis, sumptus, accuratiae, repetibilitatis, aliarumque proprietatum adhibentur.
Sensoria Magnetica Positionis Tridimensionalia, Allegro Microsystems; Analysis et Augmentatio Securitatis Sensoriorum Ultrasonicorum pro Vehiculis Autonomis, IEEE Internet of Things Journal; Quomodo sensorem positionis eligere, Cambridge Integrated Circuits; Genera sensorum positionis, Ixthus Instrumentation; Quid est sensor positionis inductivus?, Keyence; Quid est Sensus Positionis Magnetostrictivus?, AMETEK.
Novissimas editiones Design World et priores in forma facili ad usum et summae qualitatis perlege. Hodie cum praecipua periodica designandi machinalis recense, communica et prehende.
Forum EE summum mundi ad problemata solvenda, quod microcontrollores, DSP, retia, designationem analogam et digitalem, RF, electronicam potentiae, designationem PCB, et plura tractat.
Iura omnia reservantur WTWH Media LLC © MMXXII. Materia in hoc situ non potest reproduci, distribui, transmitti, recondi, vel aliter adhiberi sine priore permissione scripta WTWH Media. Consilium de Secreto | Publicitas | De Nobis.