रोबोटिक ड्राइव्ह चेनपासून ते पुरवठा साखळी ऑपरेशन्समधील कन्व्हेयर बेल्टपर्यंत आणि विंड टर्बाइन टॉवर्सच्या हालचालीपर्यंत, विविध अनुप्रयोगांमध्ये पोझिशन सेन्सिंग हे एक महत्त्वाचे कार्य आहे. ते रेषीय, रोटरी, अँगुलर, अ‍ॅब्सोल्युट, इन्क्रिमेंटल, कॉन्टॅक्ट आणि नॉन-कॉन्टॅक्ट सेन्सर्ससह अनेक प्रकार घेऊ शकते. तीन आयामांमध्ये पोझिशन निश्चित करू शकणारे विशेष सेन्सर विकसित केले गेले आहेत. पोझिशन सेन्सिंग तंत्रज्ञानामध्ये पोटेंशियोमेट्रिक, इंडक्टिव्ह, एडी करंट, कॅपेसिटिव्ह, मॅग्नेटोस्ट्रिक्टिव्ह, हॉल इफेक्ट, फायबर ऑप्टिक, ऑप्टिकल आणि अल्ट्रासोनिक यांचा समावेश आहे.
हे FAQ पोझिशन सेन्सिंगच्या विविध प्रकारांचा थोडक्यात परिचय देते, त्यानंतर पोझिशन सेन्सिंग सोल्यूशन अंमलात आणताना डिझायनर्स निवडू शकतील अशा विविध तंत्रज्ञानाचा आढावा घेते.
पोटेंशियोमेट्रिक पोझिशन सेन्सर्स हे रेझिस्टन्स-आधारित उपकरण आहेत जे एका स्थिर रेझिस्टिव्ह ट्रॅकला ऑब्जेक्टशी जोडलेल्या वायपरसह एकत्र करतात ज्याची स्थिती जाणून घेणे आवश्यक आहे. ऑब्जेक्टची हालचाल वाइपरला ट्रॅकवर हलवते. रेल आणि वाइपरने बनवलेल्या व्होल्टेज डिव्हायडर नेटवर्कचा वापर करून ऑब्जेक्टची स्थिती निश्चित डीसी व्होल्टेजसह रेषीय किंवा रोटेशनल गती मोजण्यासाठी मोजली जाते (आकृती 1). पोटेंशियोमेट्रिक सेन्सर्स कमी किमतीचे असतात, परंतु सामान्यतः कमी अचूकता आणि पुनरावृत्तीक्षमता असते.
प्रेरक स्थिती सेन्सर सेन्सर कॉइलमध्ये प्रेरित चुंबकीय क्षेत्राच्या गुणधर्मांमधील बदलांचा वापर करतात. त्यांच्या आर्किटेक्चरवर अवलंबून, ते रेषीय किंवा रोटेशनल स्थिती मोजू शकतात. रेषीय व्हेरिएबल डिफरेंशियल ट्रान्सफॉर्मर (LVDT) पोझिशन सेन्सर पोकळ नळीभोवती गुंडाळलेले तीन कॉइल वापरतात; एक प्राथमिक कॉइल आणि दोन दुय्यम कॉइल. कॉइल मालिकेत जोडलेले असतात आणि प्राथमिक कॉइलच्या संदर्भात दुय्यम कॉइलचा फेज रिलेशनशिप १८०° फेजच्या बाहेर असतो. आर्मेचर नावाचा फेरोमॅग्नेटिक कोर ट्यूबच्या आत ठेवला जातो आणि मोजल्या जाणाऱ्या ठिकाणी ऑब्जेक्टशी जोडला जातो. प्राथमिक कॉइलवर उत्तेजना व्होल्टेज लागू केला जातो आणि दुय्यम कॉइलमध्ये इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स (EMF) प्रेरित केला जातो. दुय्यम कॉइलमधील व्होल्टेज फरक मोजून, आर्मेचरची सापेक्ष स्थिती आणि ते कशाशी जोडलेले आहे हे निश्चित केले जाऊ शकते. फिरणारा व्होल्टेज डिफरेंशियल ट्रान्सफॉर्मर (RVDT) फिरत्या स्थितीचा मागोवा घेण्यासाठी समान तंत्र वापरतो. LVDT आणि RVDT सेन्सर चांगली अचूकता, रेषीयता, रिझोल्यूशन आणि उच्च संवेदनशीलता देतात. ते घर्षणरहित आहेत आणि कठोर वातावरणात वापरण्यासाठी सील केले जाऊ शकतात.
एडी करंट पोझिशन सेन्सर्स वाहक वस्तूंसह काम करतात. एडी करंट हे बदलत्या चुंबकीय क्षेत्राच्या उपस्थितीत वाहक पदार्थांमध्ये उद्भवणारे प्रेरित करंट आहेत. हे करंट बंद लूपमध्ये वाहतात आणि दुय्यम चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करतात. एडी करंट सेन्सर्समध्ये कॉइल आणि रेषीयकरण सर्किट असतात. पर्यायी करंट कॉइलला प्राथमिक चुंबकीय क्षेत्र तयार करण्यासाठी ऊर्जा देतो. जेव्हा एखादी वस्तू कॉइलजवळ येते किंवा त्यापासून दूर जाते, तेव्हा एडी करंटद्वारे तयार केलेल्या दुय्यम क्षेत्राच्या परस्परसंवादाचा वापर करून त्याची स्थिती ओळखता येते, जी कॉइलच्या प्रतिबाधेवर परिणाम करते. वस्तू कॉइलच्या जवळ येताच, एडी करंटचे नुकसान वाढते आणि दोलन व्होल्टेज लहान होते (आकृती 2). ऑसीलेटिंग व्होल्टेज रेषीयकरण सर्किटद्वारे दुरुस्त केले जाते आणि प्रक्रिया केले जाते जेणेकरून ऑब्जेक्टच्या अंतराच्या प्रमाणात रेषीय डीसी आउटपुट तयार होईल.
एडी करंट उपकरणे ही मजबूत, संपर्क नसलेली उपकरणे आहेत जी सामान्यतः प्रॉक्सिमिटी सेन्सर म्हणून वापरली जातात. ती सर्वदिशात्मक आहेत आणि वस्तूपासून सापेक्ष अंतर निश्चित करू शकतात, परंतु वस्तूची दिशा किंवा परिपूर्ण अंतर निश्चित करू शकत नाहीत.
नावाप्रमाणेच, कॅपेसिटिव्ह पोझिशन सेन्सर हे संवेदनाक्षम वस्तूची स्थिती निश्चित करण्यासाठी कॅपेसिटन्समधील बदल मोजतात. हे संपर्क नसलेले सेन्सर रेषीय किंवा फिरणारे स्थान मोजण्यासाठी वापरले जाऊ शकतात. त्यामध्ये डायलेक्ट्रिक मटेरियलने विभक्त केलेल्या दोन प्लेट्स असतात आणि वस्तूची स्थिती शोधण्यासाठी दोन पद्धतींपैकी एक वापरतात:
डायलेक्ट्रिक स्थिरांकात बदल घडवून आणण्यासाठी, ज्या वस्तूची स्थिती शोधायची आहे ती डायलेक्ट्रिक सामग्रीशी जोडलेली असते. डायलेक्ट्रिक सामग्री हलत असताना, डायलेक्ट्रिक सामग्रीचे क्षेत्रफळ आणि हवेच्या डायलेक्ट्रिक स्थिरांकाच्या संयोजनामुळे कॅपेसिटरचा प्रभावी डायलेक्ट्रिक स्थिरांक बदलतो. पर्यायीरित्या, वस्तू कॅपेसिटर प्लेटपैकी एकाशी जोडली जाऊ शकते. वस्तू हलत असताना, प्लेट्स जवळ किंवा दूर जातात आणि कॅपेसिटन्समधील बदल सापेक्ष स्थिती निश्चित करण्यासाठी वापरला जातो.
कॅपेसिटिव्ह सेन्सर वस्तूंचे विस्थापन, अंतर, स्थान आणि जाडी मोजू शकतात. त्यांच्या उच्च सिग्नल स्थिरता आणि रिझोल्यूशनमुळे, कॅपेसिटिव्ह डिस्प्लेसमेंट सेन्सर प्रयोगशाळेत आणि औद्योगिक वातावरणात वापरले जातात. उदाहरणार्थ, कॅपेसिटिव्ह सेन्सर स्वयंचलित प्रक्रियांमध्ये फिल्म जाडी आणि चिकट अनुप्रयोग मोजण्यासाठी वापरले जातात. औद्योगिक मशीनमध्ये, ते विस्थापन आणि साधन स्थितीचे निरीक्षण करण्यासाठी वापरले जातात.
मॅग्नेटोस्ट्रिक्शन हा फेरोमॅग्नेटिक पदार्थांचा एक गुणधर्म आहे ज्यामुळे चुंबकीय क्षेत्र लागू केले जाते तेव्हा पदार्थाचा आकार किंवा आकार बदलतो. मॅग्नेटोस्ट्रिक्टिव पोझिशन सेन्सरमध्ये, मोजल्या जाणाऱ्या वस्तूला एक हलणारा पोझिशन मॅग्नेट जोडला जातो. त्यात एक वेव्हगाइड असतो ज्यामध्ये करंट पल्स वाहून नेणाऱ्या तारा असतात, जो वेव्हगाइडच्या शेवटी असलेल्या सेन्सरशी जोडलेला असतो (आकृती 3). जेव्हा वेव्हगाइडमधून करंट पल्स पाठवला जातो तेव्हा वायरमध्ये एक चुंबकीय क्षेत्र तयार होते जे कायम चुंबकाच्या अक्षीय चुंबकीय क्षेत्राशी संवाद साधते (सिलेंडर पिस्टनमधील चुंबक, आकृती 3a). फील्ड इंटरॅक्शन वळणामुळे (विडेमन इफेक्ट) होते, जे वायरला ताण देते, एक ध्वनिक पल्स तयार करते जी वेव्हगाइडच्या बाजूने पसरते आणि वेव्हगाइडच्या शेवटी असलेल्या सेन्सरद्वारे शोधली जाते (आकृती 3b). करंट पल्सची सुरुवात आणि ध्वनिक पल्स शोधण्यामधील गेलेला वेळ मोजून, पोझिशन मॅग्नेटची आणि त्यामुळे ऑब्जेक्टची सापेक्ष स्थिती मोजता येते (आकृती 3c).
मॅग्नेटोस्ट्रिक्टिव्ह पोझिशन सेन्सर हे संपर्क नसलेले सेन्सर आहेत जे रेषीय स्थिती शोधण्यासाठी वापरले जातात. वेव्हगाईड्स बहुतेकदा स्टेनलेस स्टील किंवा अॅल्युमिनियम ट्यूबमध्ये ठेवलेले असतात, ज्यामुळे हे सेन्सर घाणेरड्या किंवा ओल्या वातावरणात वापरता येतात.
जेव्हा चुंबकीय क्षेत्रात पातळ, सपाट कंडक्टर ठेवला जातो, तेव्हा वाहणारा कोणताही प्रवाह कंडक्टरच्या एका बाजूला जमा होतो, ज्यामुळे हॉल व्होल्टेज नावाचा एक संभाव्य फरक निर्माण होतो. जर कंडक्टरमधील करंट स्थिर असेल, तर हॉल व्होल्टेजची परिमाण चुंबकीय क्षेत्राची ताकद प्रतिबिंबित करेल. हॉल-इफेक्ट पोझिशन सेन्सरमध्ये, ऑब्जेक्ट सेन्सर शाफ्टमध्ये असलेल्या चुंबकाशी जोडलेला असतो. ऑब्जेक्ट हलत असताना, हॉल घटकाच्या सापेक्ष चुंबकाची स्थिती बदलते, परिणामी हॉल व्होल्टेज बदलतो. हॉल व्होल्टेज मोजून, ऑब्जेक्टची स्थिती निश्चित केली जाऊ शकते. तीन आयामांमध्ये स्थिती निश्चित करू शकणारे विशेष हॉल-इफेक्ट पोझिशन सेन्सर आहेत (आकृती 4). हॉल-इफेक्ट पोझिशन सेन्सर हे संपर्क नसलेले उपकरण आहेत जे उच्च विश्वसनीयता आणि जलद संवेदना प्रदान करतात आणि विस्तृत तापमान श्रेणीवर कार्य करतात. ते ग्राहक, औद्योगिक, ऑटोमोटिव्ह आणि वैद्यकीय अनुप्रयोगांच्या श्रेणीमध्ये वापरले जातात.
फायबर ऑप्टिक सेन्सर्सचे दोन मूलभूत प्रकार आहेत. अंतर्गत फायबर ऑप्टिक सेन्सर्समध्ये, फायबरचा वापर सेन्सिंग घटक म्हणून केला जातो. बाह्य फायबर ऑप्टिक सेन्सर्समध्ये, फायबर ऑप्टिक्सला दुसऱ्या सेन्सर तंत्रज्ञानासह एकत्रित केले जाते जेणेकरून सिग्नल रिमोट इलेक्ट्रॉनिक्सला प्रक्रियेसाठी रिमोट रिले केला जाऊ शकतो. अंतर्गत फायबर स्थिती मोजण्याच्या बाबतीत, वेळेचा विलंब निश्चित करण्यासाठी ऑप्टिकल टाइम डोमेन रिफ्लेक्टोमीटर सारख्या उपकरणाचा वापर केला जाऊ शकतो. ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी डोमेन रिफ्लेक्टोमीटर लागू करणाऱ्या उपकरणाचा वापर करून तरंगलांबी शिफ्टची गणना केली जाऊ शकते. फायबर ऑप्टिक सेन्सर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपापासून रोगप्रतिकारक असतात, उच्च तापमानावर ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केले जाऊ शकतात आणि ते नॉन-कंडक्टिव्ह असतात, म्हणून ते उच्च दाब किंवा ज्वलनशील पदार्थांजवळ वापरले जाऊ शकतात.
फायबर ब्रॅग ग्रेटिंग (FBG) तंत्रज्ञानावर आधारित आणखी एक फायबर-ऑप्टिक सेन्सिंग देखील स्थिती मोजण्यासाठी वापरता येते. FBG नॉच फिल्टर म्हणून काम करते, जे ब्रॉड-स्पेक्ट्रम प्रकाशाने प्रकाशित झाल्यावर ब्रॅग तरंगलांबी (λB) वर केंद्रित प्रकाशाचा एक लहान अंश प्रतिबिंबित करते. हे फायबर कोरमध्ये कोरलेल्या सूक्ष्म संरचनांनी बनवलेले आहे. तापमान, ताण, दाब, झुकाव, विस्थापन, प्रवेग आणि भार यासारख्या विविध पॅरामीटर्स मोजण्यासाठी FBG चा वापर केला जाऊ शकतो.
ऑप्टिकल पोझिशन सेन्सर्सचे दोन प्रकार आहेत, ज्यांना ऑप्टिकल एन्कोडर असेही म्हणतात. एका प्रकरणात, प्रकाश सेन्सरच्या दुसऱ्या टोकावरील रिसीव्हरकडे पाठवला जातो. दुसऱ्या प्रकारात, उत्सर्जित प्रकाश सिग्नल मॉनिटर केलेल्या ऑब्जेक्टद्वारे परावर्तित होतो आणि प्रकाश स्रोताकडे परत येतो. सेन्सर डिझाइनवर अवलंबून, प्रकाश गुणधर्मांमधील बदल, जसे की तरंगलांबी, तीव्रता, फेज किंवा ध्रुवीकरण, एखाद्या ऑब्जेक्टची स्थिती निश्चित करण्यासाठी वापरले जातात. एन्कोडर-आधारित ऑप्टिकल पोझिशन सेन्सर रेषीय आणि रोटरी मोशनसाठी उपलब्ध आहेत. हे सेन्सर्स तीन मुख्य श्रेणींमध्ये येतात; ट्रान्समिसिव्ह ऑप्टिकल एन्कोडर, रिफ्लेक्टिव्ह ऑप्टिकल एन्कोडर आणि इंटरफेरोमेट्रिक ऑप्टिकल एन्कोडर.
अल्ट्रासोनिक पोझिशन सेन्सर उच्च-फ्रिक्वेन्सी अल्ट्रासोनिक लाटा उत्सर्जित करण्यासाठी पायझोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल ट्रान्सड्यूसर वापरतात. सेन्सर परावर्तित ध्वनी मोजतो. अल्ट्रासोनिक सेन्सर साध्या प्रॉक्सिमिटी सेन्सर म्हणून वापरले जाऊ शकतात किंवा अधिक जटिल डिझाइन विस्तृत माहिती प्रदान करू शकतात. अल्ट्रासोनिक पोझिशन सेन्सर विविध सामग्री आणि पृष्ठभागाच्या वैशिष्ट्यांसह लक्ष्यित वस्तूंसह कार्य करतात आणि इतर अनेक प्रकारच्या पोझिशन सेन्सरपेक्षा जास्त अंतरावर लहान वस्तू शोधू शकतात. ते कंपन, सभोवतालचा आवाज, इन्फ्रारेड रेडिएशन आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपास प्रतिरोधक असतात. अल्ट्रासोनिक पोझिशन सेन्सर वापरणाऱ्या अनुप्रयोगांच्या उदाहरणांमध्ये द्रव पातळी शोधणे, वस्तूंची उच्च-गती मोजणी, रोबोटिक नेव्हिगेशन सिस्टम आणि ऑटोमोटिव्ह सेन्सिंग यांचा समावेश आहे. एका सामान्य ऑटोमोटिव्ह अल्ट्रासोनिक सेन्सरमध्ये प्लास्टिक हाऊसिंग, अतिरिक्त पडदा असलेले पायझोइलेक्ट्रिक ट्रान्सड्यूसर आणि सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी, प्राप्त करण्यासाठी आणि प्रक्रिया करण्यासाठी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट आणि मायक्रोकंट्रोलरसह मुद्रित सर्किट बोर्ड असतो (आकृती 5).
पोझिशन सेन्सर्स वस्तूंच्या निरपेक्ष किंवा सापेक्ष रेषीय, घूर्णन आणि कोनीय गती मोजू शकतात. पोझिशन सेन्सर्स अ‍ॅक्च्युएटर किंवा मोटर्स सारख्या उपकरणांच्या हालचाली मोजू शकतात. ते रोबोट आणि कार सारख्या मोबाइल प्लॅटफॉर्ममध्ये देखील वापरले जातात. पर्यावरणीय टिकाऊपणा, किंमत, अचूकता, पुनरावृत्तीक्षमता आणि इतर गुणधर्मांच्या विविध संयोजनांसह पोझिशन सेन्सर्समध्ये विविध तंत्रज्ञान वापरले जातात.
3D मॅग्नेटिक पोझिशन सेन्सर्स, अ‍ॅलेग्रो मायक्रोसिस्टम्स ऑटोनॉमस वाहनांसाठी अल्ट्रासोनिक सेन्सर्सची सुरक्षा विश्लेषण आणि वाढवणे, IEEE इंटरनेट ऑफ थिंग्ज जर्नल पोझिशन सेन्सर कसा निवडावा, केंब्रिज इंटिग्रेटेड सर्किट्स पोझिशन सेन्सर प्रकार, इक्थस इन्स्ट्रुमेंटेशन इंडक्टिव्ह पोझिशन सेन्सर म्हणजे काय?, कीन्स मॅग्नेटोस्ट्रिक्टिव्ह पोझिशन सेन्सिंग म्हणजे काय?, AMETEK
डिझाइन वर्ल्डचे नवीनतम अंक आणि मागील अंक वापरण्यास सोप्या, उच्च-गुणवत्तेच्या स्वरूपात ब्राउझ करा. आघाडीच्या डिझाइन अभियांत्रिकी मासिकासह आजच संपादित करा, शेअर करा आणि डाउनलोड करा.
मायक्रोकंट्रोलर्स, डीएसपी, नेटवर्किंग, अॅनालॉग आणि डिजिटल डिझाइन, आरएफ, पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, पीसीबी राउटिंग आणि बरेच काही समाविष्ट करणारा जगातील सर्वोत्तम समस्या सोडवणारा ईई फोरम.
कॉपीराइट © २०२२ WTWH मीडिया LLC. सर्व हक्क राखीव. या साइटवरील सामग्री WTWH मीडियाच्या पूर्व लेखी परवानगीशिवाय पुनरुत्पादित, वितरित, प्रसारित, कॅशे किंवा अन्यथा वापरली जाऊ शकत नाही. गोपनीयता धोरण | जाहिरात | आमच्याबद्दल