Minn ktajjen tas-sewqan robotiċi għal ċinturini tal-conveyor f'operazzjonijiet tal-katina tal-provvista sat-tbandil tat-torrijiet tat-turbini tar-riħ, is-sensing tal-pożizzjoni huwa funzjoni kritika f'firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet. Jista' jieħu ħafna forom, inklużi sensuri lineari, rotatorji, angolari, assoluti, inkrementali, ta' kuntatt u mingħajr kuntatt. Ġew żviluppati sensuri speċjalizzati li jistgħu jiddeterminaw il-pożizzjoni fi tliet dimensjonijiet. It-teknoloġiji tas-sensing tal-pożizzjoni jinkludu potenzjometriċi, induttivi, ta' kurrent eddy, kapaċittivi, manjetostrittivi, b'effett Hall, b'fibra ottika, ottiċi u ultrasoniċi.
Din il-FAQ tipprovdi introduzzjoni qasira għad-diversi forom ta' skoperta tal-pożizzjoni, imbagħad tirrevedi firxa ta' teknoloġiji li d-disinjaturi jistgħu jagħżlu minnhom meta jimplimentaw soluzzjoni ta' skoperta tal-pożizzjoni.
Sensuri tal-pożizzjoni potenzjometrika huma apparati bbażati fuq ir-reżistenza li jikkombinaw track reżistiva fissa ma' wiper imwaħħal mal-oġġett li l-pożizzjoni tiegħu teħtieġ li tiġi skoperta. Il-moviment tal-oġġett iċċaqlaq il-wipers tul il-track. Il-pożizzjoni tal-oġġett titkejjel bl-użu ta' netwerk ta' diviżur tal-vultaġġ iffurmat minn binarji u wipers biex jitkejjel moviment lineari jew rotazzjonali b'vultaġġ DC fiss (Figura 1). Is-sensuri potenzjometriċi huma bi prezz baxx, iżda ġeneralment għandhom preċiżjoni u ripetibbiltà baxxa.
Sensuri induttivi tal-pożizzjoni jużaw bidliet fil-proprjetajiet tal-kamp manjetiku indott fil-kolja tas-sensur. Skont l-arkitettura tagħhom, jistgħu jkejlu pożizzjoni lineari jew rotazzjonali. Sensuri tal-pożizzjoni tat-Trasformatur Differenzjali Varjabbli Lineari (LVDT) jużaw tliet kolji mgeżwra madwar tubu vojt; kolja primarja u żewġ kolji sekondarji. Il-kolji huma konnessi f'serje, u r-relazzjoni tal-fażi tal-kolja sekondarja hija 180° barra mill-fażi fir-rigward tal-kolja primarja. Qalba ferromanjetika msejħa l-armatura titqiegħed ġewwa t-tubu u tkun konnessa mal-oġġett fil-post li qed jitkejjel. Vultaġġ ta' eċċitazzjoni jiġi applikat għall-kolja primarja u forza elettromanjetika (EMF) tiġi indotta fil-kolja sekondarja. Billi titkejjel id-differenza fil-vultaġġ bejn il-kolji sekondarji, tista' tiġi ddeterminata l-pożizzjoni relattiva tal-armatura u ma' xiex hija mwaħħla. Trasformatur differenzjali tal-vultaġġ li jdur (RVDT) juża l-istess teknika biex isegwi l-pożizzjoni li ddur. Sensuri LVDT u RVDT joffru preċiżjoni tajba, linearità, riżoluzzjoni u sensittività għolja. Huma mingħajr frizzjoni u jistgħu jiġu ssiġillati għall-użu f'ambjenti ħorox.
Sensuri tal-pożizzjoni tal-kurrent Eddy jaħdmu ma' oġġetti konduttivi. Il-kurrent Eddy huwa kurrent indott li jseħħ f'materjali konduttivi fil-preżenza ta' kamp manjetiku li jinbidel. Dawn il-kurrent jiċċirkolaw f'ċirku magħluq u jiġġeneraw kamp manjetiku sekondarju. Is-sensuri tal-kurrent Eddy jikkonsistu minn kojls u ċirkwiti ta' linearizzazzjoni. Il-kurrent alternanti jagħti l-enerġija lill-kojl biex joħloq il-kamp manjetiku primarju. Meta oġġett joqrob jew jitbiegħed mill-kojl, il-pożizzjoni tiegħu tista' tiġi skoperta bl-użu tal-interazzjoni tal-kamp sekondarju prodott mill-kurrent Eddy, li jaffettwa l-impedenza tal-kojl. Hekk kif l-oġġett joqrob lejn il-kojl, it-telf tal-kurrent Eddy jiżdied u l-vultaġġ oxxillanti jsir iżgħar (Figura 2). Il-vultaġġ oxxillanti jiġi rettifikat u pproċessat minn ċirkwit linearizzatur biex jipproduċi output DC lineari proporzjonali għad-distanza tal-oġġett.
L-apparati tal-kurrent Eddy huma apparati robusti, mingħajr kuntatt, tipikament użati bħala sensuri tal-prossimità. Huma omnidirezzjonali u jistgħu jiddeterminaw id-distanza relattiva għall-oġġett, iżda mhux id-direzzjoni jew id-distanza assoluta għall-oġġett.
Kif jissuġġerixxi l-isem, sensuri tal-pożizzjoni kapaċittiva jkejlu l-bidliet fil-kapaċitanza biex jiddeterminaw il-pożizzjoni tal-oġġett li qed jiġi skopert. Dawn is-sensuri mingħajr kuntatt jistgħu jintużaw biex ikejlu l-pożizzjoni lineari jew rotazzjonali. Huma jikkonsistu f'żewġ pjanċi separati b'materjal dielettriku u jużaw wieħed minn żewġ metodi biex jiskopru l-pożizzjoni ta' oġġett:
Sabiex tikkawża bidla fil-kostanti dielettrika, l-oġġett li l-pożizzjoni tiegħu trid tiġi skoperta jitwaħħal mal-materjal dielettriku. Hekk kif il-materjal dielettriku jiċċaqlaq, il-kostanti dielettrika effettiva tal-kapaċitatur tinbidel minħabba l-kombinazzjoni tal-erja tal-materjal dielettriku u l-kostanti dielettrika tal-arja. Alternattivament, l-oġġett jista' jiġi konness ma' waħda mill-pjanċi tal-kapaċitatur. Hekk kif l-oġġett jiċċaqlaq, il-pjanċi jersqu eqreb jew aktar 'il bogħod, u l-bidla fil-kapaċitanza tintuża biex tiddetermina l-pożizzjoni relattiva.
Sensuri kapaċittivi jistgħu jkejlu l-ispostament, id-distanza, il-pożizzjoni u l-ħxuna tal-oġġetti. Minħabba l-istabbiltà u r-riżoluzzjoni għolja tas-sinjal tagħhom, is-sensuri tal-ispostament kapaċittivi jintużaw f'ambjenti tal-laboratorju u industrijali. Pereżempju, sensuri kapaċittivi jintużaw biex ikejlu l-ħxuna tal-film u l-applikazzjonijiet tal-adeżivi fi proċessi awtomatizzati. Fil-magni industrijali, jintużaw biex jimmonitorjaw l-ispostament u l-pożizzjoni tal-għodda.
Il-manjetostrizzjoni hija proprjetà ta' materjali ferromanjetiċi li tikkawża li l-materjal jibdel id-daqs jew il-forma tiegħu meta jiġi applikat kamp manjetiku. F'senser tal-pożizzjoni manjetostrittiv, kalamita tal-pożizzjoni mobbli hija mwaħħla mal-oġġett li qed jitkejjel. Din tikkonsisti minn gwida tal-mewġ li tikkonsisti f'wajers li jġorru impulsi tal-kurrent, konnessi ma' sensur li jinsab fit-tarf tal-gwida tal-mewġ (Figura 3). Meta impuls tal-kurrent jintbagħat 'l isfel fil-gwida tal-mewġ, jinħoloq kamp manjetiku fil-wajer li jinteraġixxi mal-kamp manjetiku assjali tal-kalamita permanenti (il-kalamita fil-pistun taċ-ċilindru, Figura 3a). L-interazzjoni tal-kamp hija kkawżata minn tidwir (l-effett Wiedemann), li jisforza l-wajer, u jipproduċi impuls akustiku li jippropaga tul il-gwida tal-mewġ u jiġi skopert minn sensur fit-tarf tal-gwida tal-mewġ (Fig. 3b). Billi jitkejjel il-ħin li għadda bejn il-bidu tal-impuls tal-kurrent u l-iskoperta tal-impuls akustiku, il-pożizzjoni relattiva tal-kalamita tal-pożizzjoni u għalhekk l-oġġett jistgħu jitkejlu (Fig. 3c).
Sensuri tal-pożizzjoni manjetostrittivi huma sensuri mingħajr kuntatt użati biex jiskopru l-pożizzjoni lineari. Il-gwidi tal-mewġ ħafna drabi jkunu miżmuma f'tubi tal-istainless steel jew tal-aluminju, li jippermettu li dawn is-sensuri jintużaw f'ambjenti maħmuġin jew imxarrbin.
Meta konduttur irqiq u ċatt jitqiegħed f'kamp manjetiku, kwalunkwe kurrent li jiċċirkola għandu t-tendenza li jinbena fuq naħa waħda tal-konduttur, u joħloq differenza potenzjali msejħa l-vultaġġ Hall. Jekk il-kurrent fil-konduttur huwa kostanti, il-kobor tal-vultaġġ Hall jirrifletti s-saħħa tal-kamp manjetiku. F'senser tal-pożizzjoni Hall-effect, l-oġġett huwa konness ma' kalamita li tinsab fix-xaft tas-senser. Hekk kif l-oġġett jiċċaqlaq, il-pożizzjoni tal-kalamita tinbidel relattiva għall-element Hall, li tirriżulta f'vultaġġ Hall li jinbidel. Billi titkejjel il-vultaġġ Hall, il-pożizzjoni ta' oġġett tista' tiġi ddeterminata. Hemm sensuri speċjalizzati tal-pożizzjoni Hall-effect li jistgħu jiddeterminaw il-pożizzjoni fi tliet dimensjonijiet (Figura 4). Is-sensuri tal-pożizzjoni Hall-effect huma apparati mingħajr kuntatt li jipprovdu affidabbiltà għolja u sensing veloċi, u joperaw fuq firxa wiesgħa ta' temperatura. Jintużaw f'firxa ta' applikazzjonijiet għall-konsumatur, industrijali, awtomotivi u mediċi.
Hemm żewġ tipi bażiċi ta' sensuri tal-fibra ottika. Fis-sensuri intrinsiċi tal-fibra ottika, il-fibra tintuża bħala l-element tas-sensing. Fis-sensuri esterni tal-fibra ottika, il-fibra ottika hija kkombinata ma' teknoloġija oħra tas-sensuri biex tittrażmetti s-sinjal lil elettronika remota għall-ipproċessar. Fil-każ ta' kejl tal-pożizzjoni intrinsika tal-fibra, apparat bħal riflettometru tad-dominju tal-ħin ottiku jista' jintuża biex jiddetermina d-dewmien fil-ħin. Il-bidla fit-tul tal-mewġa tista' tiġi kkalkulata bl-użu ta' strument li jimplimenta riflettometru tad-dominju tal-frekwenza ottika. Is-sensuri tal-fibra ottika huma immuni għall-interferenza elettromanjetika, jistgħu jiġu ddisinjati biex joperaw f'temperaturi għoljin, u mhumiex konduttivi, għalhekk jistgħu jintużaw ħdejn materjali bi pressjoni għolja jew fjammabbli.
Sensazzjoni oħra tal-fibra ottika bbażata fuq it-teknoloġija tal-gradilja ta' Bragg tal-fibra (FBG) tista' tintuża wkoll għall-kejl tal-pożizzjoni. L-FBG jaġixxi bħala filtru tal-inċiżjoni, li jirrifletti frazzjoni żgħira tad-dawl iċċentrat fuq il-wavelength ta' Bragg (λB) meta jkun imdawwal b'dawl ta' spettru wiesa'. Huwa fabbrikat b'mikrostrutturi mnaqqxa fil-qalba tal-fibra. L-FBGs jistgħu jintużaw biex ikejlu diversi parametri bħat-temperatura, it-tensjoni, il-pressjoni, l-inklinazzjoni, l-ispostament, l-aċċelerazzjoni u t-tagħbija.
Hemm żewġ tipi ta' sensuri tal-pożizzjoni ottika, magħrufa wkoll bħala enkoders ottiċi. F'każ wieħed, id-dawl jintbagħat lil riċevitur fuq in-naħa l-oħra tas-sensor. Fit-tieni tip, is-sinjal tad-dawl emess jiġi rifless mill-oġġett immonitorjat u jintbagħat lura lis-sors tad-dawl. Skont id-disinn tas-sensor, bidliet fil-proprjetajiet tad-dawl, bħal wavelength, intensità, fażi jew polarizzazzjoni, jintużaw biex jiddeterminaw il-pożizzjoni ta' oġġett. Sensuri tal-pożizzjoni ottika bbażati fuq enkoder huma disponibbli għal moviment lineari u rotatorju. Dawn is-sensuri jaqgħu fi tliet kategoriji ewlenin; enkoders ottiċi trasmissivi, enkoders ottiċi riflettivi, u enkoders ottiċi interferometriċi.
Sensuri tal-pożizzjoni ultrasoniċi jużaw transducers tal-kristall pjeżoelettriku biex jarmu mewġ ultrasoniku ta' frekwenza għolja. Is-senser ikejjel il-ħoss rifless. Sensuri ultrasoniċi jistgħu jintużaw bħala sensuri sempliċi ta' prossimità, jew disinji aktar kumplessi jistgħu jipprovdu informazzjoni dwar il-firxa. Sensuri tal-pożizzjoni ultrasoniċi jaħdmu ma' oġġetti fil-mira ta' varjetà ta' materjali u karatteristiċi tal-wiċċ, u jistgħu jiskopru oġġetti żgħar f'distanzi akbar minn ħafna tipi oħra ta' sensuri tal-pożizzjoni. Huma reżistenti għall-vibrazzjoni, l-istorbju ambjentali, ir-radjazzjoni infra-aħmar u l-interferenza elettromanjetika. Eżempji ta' applikazzjonijiet li jużaw sensuri tal-pożizzjoni ultrasoniċi jinkludu skoperta tal-livell tal-likwidu, għadd ta' oġġetti b'veloċità għolja, sistemi ta' navigazzjoni robotiċi, u sensing tal-karozzi. Senser ultrasoniku tipiku tal-karozzi jikkonsisti minn kisi tal-plastik, transducer pjeżoelettriku b'membrana addizzjonali, u bord taċ-ċirkwit stampat b'ċirkwiti elettroniċi u mikrokontrolluri għat-trażmissjoni, ir-riċeviment u l-ipproċessar tas-sinjali (Figura 5).
Sensuri tal-pożizzjoni jistgħu jkejlu moviment lineari, rotazzjonali u angolari assolut jew relattiv ta' oġġetti. Sensuri tal-pożizzjoni jistgħu jkejlu l-moviment ta' apparati bħal attwaturi jew muturi. Jintużaw ukoll fi pjattaformi mobbli bħal robots u karozzi. Varjetà ta' teknoloġiji jintużaw f'sensuri tal-pożizzjoni b'diversi kombinazzjonijiet ta' durabilità ambjentali, spiża, preċiżjoni, ripetibbiltà, u attributi oħra.
Sensuri tal-Pożizzjoni Manjetiċi 3D, Allegro MicrosystemsAnaliżi u Titjib tas-Sigurtà tas-Sensuri Ultrasoniċi għal Vetturi Awtonomi, IEEE Internet of Things JournalKif tagħżel sensur tal-pożizzjoni, Cambridge Integrated CircuitsTipi ta' sensuri tal-pożizzjoni, Ixthus InstrumentationX'inhu sensur tal-pożizzjoni induttiv?, Keyence X'inhu Sensing tal-Pożizzjoni Manjetostrittiv?, AMETEK
Fittex l-aħħar ħarġiet ta' Design World u ħarġiet preċedenti f'format faċli biex tużah u ta' kwalità għolja. Editja, aqsam u niżżel illum bir-rivista ewlenija tal-inġinerija tad-disinn.
L-aqwa forum tad-dinja għas-soluzzjoni ta' problemi tal-EE li jkopri mikrokontrolluri, DSP, netwerking, disinn analogu u diġitali, RF, elettronika tal-enerġija, routing tal-PCB, u aktar
Copyright © 2022 WTWH Media LLC. Id-drittijiet kollha riżervati. Il-materjal f'dan is-sit ma jistax jiġi riprodott, distribwit, trasmess, ikkaxxjat jew użat mod ieħor mingħajr il-permess bil-miktub minn qabel ta' WTWH Media. Politika ta' Privatezza | Reklamar | Dwarna