Tina ranté panggerak robot dugi ka sabuk konveyor dina operasi ranté suplai dugi ka oyagna menara turbin angin, panginderaan posisi mangrupikeun fungsi anu penting dina rupa-rupa aplikasi. Éta tiasa nyandak seueur bentuk, kalebet sensor linier, rotary, sudut, absolut, inkremental, kontak sareng non-kontak. Sensor khusus parantos dikembangkeun anu tiasa nangtukeun posisi dina tilu diménsi. Téhnologi panginderaan posisi kalebet potensiometrik, induktif, arus eddy, kapasitif, magnetostriktif, éfék Hall, serat optik, optik sareng ultrasonik.
FAQ ieu nyayogikeun bubuka singget ngeunaan rupa-rupa bentuk panginderaan posisi, teras marios rupa-rupa téknologi anu tiasa dipilih ku désainer nalika nerapkeun solusi panginderaan posisi.
Sénsor posisi poténsial nyaéta alat berbasis résistansi anu ngagabungkeun jalur résistif tetep sareng wiper anu napel kana objék anu posisina kedah dideteksi. Gerakan objék ngagerakkeun wiper sapanjang jalur. Posisi objék diukur ku ngagunakeun jaringan pembagi tegangan anu dibentuk ku rel sareng wiper pikeun ngukur gerakan linier atanapi rotasi kalayan tegangan DC tetep (Gambar 1). Sénsor poténsial hargana murah, tapi umumna gaduh akurasi sareng kabisaulangan anu handap.
Sensor posisi induktif ngamangpaatkeun parobahan dina sipat médan magnét anu diinduksi dina koil sensor. Gumantung kana arsitékturna, éta tiasa ngukur posisi linier atanapi rotasi. Sensor posisi Transformator Diferensial Variabel Linier (LVDT) nganggo tilu koil anu dibungkus dina tabung kosong; hiji koil primér sareng dua koil sekundér. Koil-koil disambungkeun sacara séri, sareng hubungan fase koil sekundér nyaéta 180° kaluar tina fase dibandingkeun sareng koil primér. Inti feromagnetik anu disebut angker disimpen di jero tabung sareng disambungkeun kana objék di lokasi anu diukur. Tegangan éksitasi diterapkeun kana koil primér sareng gaya éléktromagnétik (EMF) diinduksi dina koil sekundér. Ku ngukur bédana tegangan antara koil sekundér, posisi relatif angker sareng naon anu napelna tiasa ditangtukeun. Transformator diferensial tegangan puteran (RVDT) nganggo téknik anu sami pikeun ngalacak posisi puteran. Sensor LVDT sareng RVDT nawiskeun akurasi, linieritas, résolusi sareng sensitivitas anu luhur. Éta henteu gesekan sareng tiasa disegel pikeun dianggo dina lingkungan anu keras.
Sensor posisi arus eddy tiasa dianggo sareng objék konduktif. Arus eddy nyaéta arus anu diinduksi anu lumangsung dina bahan konduktif nalika aya médan magnét anu robih. Arus ieu ngalir dina loop katutup sareng ngahasilkeun médan magnét sekundér. Sensor arus eddy diwangun ku kumparan sareng sirkuit linierisasi. Arus bolak-balik ngagerakkeun kumparan pikeun nyiptakeun médan magnét primér. Nalika hiji objék ngadeukeutan atanapi ngajauhan kumparan, posisina tiasa dirasakeun nganggo interaksi médan sekundér anu dihasilkeun ku arus eddy, anu mangaruhan impedansi kumparan. Nalika objék beuki caket kana kumparan, karugian arus eddy ningkat sareng tegangan osilasi janten langkung alit (Gambar 2). Tegangan osilasi dikoreksi sareng diprosés ku sirkuit linierizer pikeun ngahasilkeun kaluaran DC linier anu sabanding sareng jarak objék.
Alat arus eddy nyaéta alat anu awét, non-kontak anu biasana dianggo salaku sénsor jarak. Éta omnidirectional sareng tiasa nangtukeun jarak relatif ka objék, tapi sanés arah atanapi jarak absolut ka objék.
Sapertos namina, sensor posisi kapasitif ngukur parobahan kapasitansi pikeun nangtukeun posisi objék anu keur dideteksi. Sensor non-kontak ieu tiasa dianggo pikeun ngukur posisi linier atanapi rotasi. Sensor ieu diwangun ku dua pelat anu dipisahkeun ku bahan dielektrik sareng nganggo salah sahiji tina dua metode pikeun ngadeteksi posisi objék:
Pikeun nyababkeun parobahan dina konstanta dielektrik, objék anu posisina rék dideteksi dipasangkeun kana bahan dielektrik. Nalika bahan dielektrik gerak, konstanta dielektrik efektif kapasitor robah alatan kombinasi wewengkon bahan dielektrik jeung konstanta dielektrik hawa. Alternatipna, objék bisa disambungkeun kana salah sahiji pelat kapasitor. Nalika objék gerak, pelat gerak leuwih deukeut atawa leuwih jauh, sarta parobahan dina kapasitansi dipaké pikeun nangtukeun posisi relatif.
Sensor kapasitif tiasa ngukur perpindahan, jarak, posisi sareng ketebalan objék. Kusabab stabilitas sareng résolusi sinyal anu luhur, sensor perpindahan kapasitif dianggo di lingkungan laboratorium sareng industri. Salaku conto, sensor kapasitif dianggo pikeun ngukur ketebalan pilem sareng aplikasi perekat dina prosés otomatis. Dina mesin industri, éta dianggo pikeun ngawas perpindahan sareng posisi alat.
Magnetostriksi nyaéta sipat bahan feromagnetik anu nyababkeun bahan ngarobih ukuran atanapi bentukna nalika medan magnet diterapkeun. Dina sensor posisi magnetostriktif, magnet posisi anu tiasa dipindahkeun dipasangkeun kana objék anu diukur. Éta diwangun ku pandu gelombang anu diwangun ku kawat anu mawa pulsa arus, disambungkeun ka sensor anu aya di tungtung pandu gelombang (Gambar 3). Nalika pulsa arus dikirim ka handap pandu gelombang, medan magnet didamel dina kawat anu berinteraksi sareng medan magnet aksial tina magnet permanén (magnet dina piston silinder, Gambar 3a). Interaksi medan disababkeun ku puntiran (éfék Wiedemann), anu nyaring kawat, ngahasilkeun pulsa akustik anu nyebar sapanjang pandu gelombang sareng dideteksi ku sensor di tungtung pandu gelombang (Gambar 3b). Ku ngukur waktos anu kalangkung antara inisiasi pulsa arus sareng deteksi pulsa akustik, posisi relatif magnet posisi sareng ku kituna objék tiasa diukur (Gambar 3c).
Sénsor posisi magnétostriktif nyaéta sénsor non-kontak anu dianggo pikeun ngadeteksi posisi linier. Pandu gelombang sering disimpen dina tabung stainless steel atanapi aluminium, anu ngamungkinkeun sénsor ieu dianggo dina lingkungan anu kotor atanapi baseuh.
Nalika konduktor ipis sareng datar disimpen dina médan magnét, arus anu ngalir condong ngumpul dina hiji sisi konduktor, nyiptakeun béda poténsial anu disebut tegangan Hall. Upami arus dina konduktor konstan, gedéna tegangan Hall bakal ngagambarkeun kakuatan médan magnét. Dina sénsor posisi Hall-effect, objék disambungkeun ka magnét anu disimpen dina aci sénsor. Nalika objék gerak, posisi magnét robih relatif ka élémen Hall, anu ngahasilkeun tegangan Hall anu robih. Ku ngukur tegangan Hall, posisi objék tiasa ditangtukeun. Aya sénsor posisi Hall-effect khusus anu tiasa nangtukeun posisi dina tilu diménsi (Gambar 4). Sénsor posisi Hall-effect nyaéta alat non-kontak anu nyayogikeun reliabilitas anu luhur sareng panginderaan anu gancang, sareng beroperasi dina rentang suhu anu lega. Éta dianggo dina rupa-rupa aplikasi konsumen, industri, otomotif sareng médis.
Aya dua jinis dasar sensor serat optik. Dina sensor serat optik intrinsik, serat dianggo salaku unsur sensing. Dina sensor serat optik éksternal, serat optik digabungkeun sareng téknologi sensor sanés pikeun ngirimkeun sinyal ka éléktronik jarak jauh pikeun diprosés. Dina kasus pangukuran posisi serat intrinsik, alat sapertos reflektométer domain waktos optik tiasa dianggo pikeun nangtukeun reureuh waktos. Parobahan panjang gelombang tiasa diitung nganggo instrumen anu nerapkeun reflektométer domain frékuénsi optik. Sensor serat optik kebal kana gangguan éléktromagnétik, tiasa dirancang pikeun beroperasi dina suhu anu luhur, sareng henteu konduktif, janten tiasa dianggo caket bahan tekanan tinggi atanapi bahan anu gampang kaduruk.
Panginderaan serat optik anu sanés dumasar kana téknologi serat Bragg grating (FBG) ogé tiasa dianggo pikeun pangukuran posisi. FBG bertindak salaku filter takik, anu ngagambarkeun fraksi alit tina cahaya anu dipusatkeun dina panjang gelombang Bragg (λB) nalika disinari ku cahaya spéktrum lega. Éta didamel nganggo mikrostruktur anu diukir kana inti serat. FBG tiasa dianggo pikeun ngukur rupa-rupa parameter sapertos suhu, galur, tekanan, kemiringan, pamindahan, akselerasi sareng beban.
Aya dua jinis sénsor posisi optik, anu ogé katelah éncoder optik. Dina hiji kasus, cahaya dikirim ka panarima di tungtung sénsor anu sanés. Dina jinis anu kadua, sinyal cahaya anu dipancarkeun dipantulkeun ku objék anu diawaskeun sareng dipulangkeun deui ka sumber cahaya. Gumantung kana desain sénsor, parobahan dina sipat cahaya, sapertos panjang gelombang, inténsitas, fase atanapi polarisasi, dianggo pikeun nangtukeun posisi hiji objék. Sénsor posisi optik berbasis éncoder sayogi pikeun gerakan linier sareng rotary. Sénsor ieu kabagi kana tilu kategori utama; éncoder optik transmisif, éncoder optik réfléksibel, sareng éncoder optik interferométrik.
Sensor posisi ultrasonik nganggo transduser kristal piezoelektrik pikeun ngaluarkeun gelombang ultrasonik frékuénsi luhur. Sensor ngukur sora anu dipantulkeun. Sensor ultrasonik tiasa dianggo salaku sensor jarak anu saderhana, atanapi desain anu langkung rumit tiasa nyayogikeun inpormasi anu lega. Sensor posisi ultrasonik tiasa dianggo sareng objék target tina rupa-rupa bahan sareng fitur permukaan, sareng tiasa ngadeteksi objék alit dina jarak anu langkung jauh tibatan seueur jinis sensor posisi anu sanés. Éta tahan kana geter, bising ambient, radiasi infra red sareng gangguan éléktromagnétik. Conto aplikasi anu nganggo sensor posisi ultrasonik kalebet deteksi tingkat cairan, cacah objék kecepatan tinggi, sistem navigasi robot, sareng panginderaan otomotif. Sensor ultrasonik otomotif has diwangun ku wadah plastik, transduser piezoelektrik kalayan mémbran tambahan, sareng papan sirkuit anu dicitak kalayan sirkuit éléktronik sareng mikrokontroler pikeun ngirimkeun, nampi, sareng ngolah sinyal (Gambar 5).
Sensor posisi tiasa ngukur gerakan linier, rotasi, sareng sudut mutlak atanapi relatif tina objék. Sensor posisi tiasa ngukur gerakan alat sapertos aktuator atanapi motor. Éta ogé dianggo dina platform sélulér sapertos robot sareng mobil. Rupa-rupa téknologi dianggo dina sensor posisi kalayan rupa-rupa kombinasi daya tahan lingkungan, biaya, akurasi, pangulangan, sareng atribut sanésna.
Sensor Posisi Magnét 3D, Allegro MicrosystemsNganalisis sareng Ningkatkeun Kaamanan Sensor Ultrasonik pikeun Kandaraan Otonom, Jurnal IEEE Internet of Things Kumaha milih sensor posisi, Sirkuit Terpadu CambridgeJenis sensor posisi, Instrumentasi IxthusNaon ari sensor posisi induktif?, Keyence Naon ari Magnetostrictive Position Sensing?, AMETEK
Telusuri édisi panganyarna ti Design World sareng édisi-édisi lami dina format anu gampang dianggo sareng kualitas luhur. Édit, bagikeun sareng unduh ayeuna sareng majalah rékayasa desain anu unggul.
Forum EE pemecahan masalah top di dunya anu ngawengku mikrokontroler, DSP, jaringan, desain analog sareng digital, RF, éléktronika daya, perutean PCB, sareng seueur deui.
Hak Cipta © 2022 WTWH Media LLC. sadaya hak disimpen. Bahan dina situs ieu teu kénging diproduksi deui, disebarkeun, dikirimkeun, disimpen dina cache atanapi dianggo tanpa idin tinulis sateuacanna ti WTWH Media. Kawijakan Privasi | Iklan | Ngeunaan Kami