Kutoka kwa minyororo ya viendeshi vya roboti hadi mikanda ya kusafirisha mizigo katika shughuli za ugavi hadi kuyumba kwa minara ya turbine ya upepo, kutambua mahali ni kazi muhimu katika anuwai ya utumaji. Inaweza kuchukua aina nyingi, ikijumuisha vitambaa vya laini, vya kuzunguka, vya angular, kamili, vya nyongeza, vya mguso na visivyo vya mawasiliano.Vihisi maalum vimetengenezwa katika sehemu tatu za teknolojia ambayo inaweza kujumuisha sehemu tatu za teknolojia. potentiometriki, inductive, eddy current, capacitive, magnetostrictive, Hall effect, fiber optic, optical na ultrasonic.
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara hutoa utangulizi mfupi wa aina mbalimbali za kutambua nafasi, kisha kukagua teknolojia mbalimbali ambazo wabunifu wanaweza kuchagua wakati wa kutekeleza suluhu la kutambua nafasi.
Sensorer za nafasi za potentiometri ni vifaa vinavyotegemea upinzani ambavyo huchanganya wimbo wa kistahiki uliowekwa na kifuta kifutio kilichounganishwa na kitu ambacho nafasi yake inahitaji kuhisiwa. Mwendo wa kitu husogeza vifuta kando ya wimbo. Msimamo wa kitu hupimwa kwa kutumia mtandao wa kigawanyaji cha voltage unaoundwa na reli na wiper ili kupima mwendo wa mstari au wa mzunguko kwa voltage ya DC isiyobadilika (Kielelezo 1, sensorer ya jumla ya chini ni Pote ya chini na ya chini). kujirudia.
Sensorer za nafasi kwa kufata neno hutumia mabadiliko katika sifa za uga sumaku zinazochochewa katika koili ya kihisi.Kulingana na usanifu wao, zinaweza kupima nafasi ya mstari au ya kuzunguka.Vihisi vya nafasi vya Kibadilishaji Kinachotofautiana cha Linear (LVDT) hutumia miviringo mitatu iliyofunikwa kwenye bomba lenye mashimo; coil ya msingi na coil mbili za sekondari.Coil zimeunganishwa kwa mfululizo, na uhusiano wa awamu ya coil ya pili ni 180 ° nje ya awamu kuhusiana na coil ya msingi.Kiini cha ferromagnetic kinachoitwa armature kinawekwa ndani ya bomba na kuunganishwa na kitu kwenye eneo linalopimwa. Voltage ya msisimko inatumika kwa coil ya msingi na nguvu ya umeme ya sumakuumeme (DB in the secondary mesuil voltage) kati ya voltage ya sekondari ya sumakuumeme (DB in the secondary mesuil voltage induce). coils, nafasi ya jamaa ya silaha na kile kinachounganishwa kinaweza kuamua.Kibadilishaji cha tofauti cha voltage inayozunguka (RVDT) hutumia mbinu sawa kufuatilia nafasi inayozunguka.Sensorer za LVDT na RVDT hutoa usahihi mzuri, mstari, azimio na unyeti wa juu.Hazina msuguano na zinaweza kufungwa kwa matumizi katika mazingira magumu.
Sensorer za nafasi ya sasa ya Eddy hufanya kazi na vitu vya kupitishia umeme. Mikondo ya Eddy ni mikondo inayosababishwa ambayo hutokea katika nyenzo za upitishaji kukiwepo kwa uwanja wa sumaku unaobadilika. Mikondo hii hutiririka katika kitanzi kilichofungwa na kutoa sehemu ya pili ya sumaku. Sensorer za sasa za Eddy zinajumuisha mizunguko na mizunguko ya uwekaji mstari. Mkondo unaopishana hutia nguvu koili ili kuunda sehemu ya msingi ya sumaku, husogeza kitu kutoka kwa uga wa sumaku. Wakati kitu kinaposogezwa kutoka kwa sehemu ya sumaku. mwingiliano wa uwanja wa sekondari unaozalishwa na mikondo ya eddy, ambayo huathiri kizuizi cha coil. Kitu kinapokaribia karibu na coil, hasara za sasa za eddy huongezeka na voltage ya oscillating inakuwa ndogo (Kielelezo 2). Voltage ya oscillating inarekebishwa na kusindika na mzunguko wa mstari ili kuzalisha pato la DC la mstari sawia na umbali wa kupinga.
Vifaa vya sasa vya Eddy ni ngumu, visivyo vya mawasiliano kwa kawaida hutumika kama vitambuzi vya ukaribu. Vina uelekeo wa pande zote na vinaweza kubainisha umbali wa kulinganishwa na kitu, lakini si mwelekeo au umbali kabisa wa kitu.
Kama jina linavyopendekeza, vihisi vya nafasi vinavyoweza kubadilika hupima mabadiliko katika uwezo wa kubainisha nafasi ya kitu kinachohisiwa. Vihisi hivi visivyoweza kuguswa vinaweza kutumika kupima nafasi ya mstari au ya kuzunguka. Zinajumuisha bamba mbili zilizotenganishwa na nyenzo ya dielectri na hutumia mojawapo ya mbinu mbili kutambua nafasi ya kitu:
Ili kusababisha mabadiliko katika mzunguko wa dielectri, kitu ambacho nafasi yake inapaswa kugunduliwa imeunganishwa kwenye nyenzo ya dielectric. Nyenzo ya dielectri inaposonga, mabadiliko ya dielectric thabiti ya capacitor kutokana na mchanganyiko wa eneo la vifaa vya dielectric na mara kwa mara ya hewa ya dielectric. Vinginevyo, kitu kinaweza kuunganishwa kwenye sahani moja ya kusonga au kusonga kwa capacitor. mbali zaidi, na mabadiliko ya uwezo hutumiwa kuamua nafasi ya jamaa.
Sensorer za capacitive zinaweza kupima uhamishaji, umbali, nafasi na unene wa vitu.Kutokana na utulivu na azimio lao la juu la ishara, sensorer capacitive displacement hutumiwa katika mazingira ya maabara na viwanda.Kwa mfano, sensorer capacitive hutumiwa kupima unene wa filamu na maombi ya wambiso katika michakato ya automatiska.Katika mashine za viwanda, hutumiwa kufuatilia uhamishaji na nafasi ya chombo.
Magnetostriction ni mali ya vifaa vya ferromagnetic ambayo husababisha nyenzo kubadilisha ukubwa wake au sura wakati uwanja wa magnetic unatumiwa.Katika sensor ya nafasi ya magnetostrictive, sumaku ya nafasi inayohamishika imeshikamana na kitu kinachopimwa.Inajumuisha wimbi la wimbi linalojumuisha waya zinazobeba mapigo ya sasa, iliyounganishwa na sensor iko mwisho wa wimbi la wimbi3se, inapotumwa chini ya wimbi la wimbi la wimbi la mawimbi. shamba huundwa katika waya unaoingiliana na uwanja wa sumaku wa axial wa sumaku ya kudumu (sumaku kwenye pistoni ya silinda, Mchoro 3a). Uingiliano wa shamba husababishwa na kupotosha (athari ya Wiedemann), ambayo huchuja waya, ikitoa mapigo ya akustisk ambayo hueneza kando ya wimbi la wimbi na hugunduliwa na sensor ya wimbiB kwenye mwisho wa mawimbi. ilipita muda kati ya kuanzishwa kwa mapigo ya sasa na kugundua mapigo akustisk, nafasi ya jamaa ya sumaku nafasi na kwa hiyo kitu inaweza kupimwa (Mtini. 3c).
Vihisi vya mkao wa sumaku ni vitambuzi visivyo vya kugusana vinavyotumika kutambua mkao wa mstari. Miongozo ya mawimbi mara nyingi huwekwa katika chuma cha pua au mirija ya alumini, na hivyo kuwezesha vitambuzi hivi kutumika katika mazingira machafu au mvua.
Wakati conductor nyembamba, gorofa inapowekwa kwenye uwanja wa magnetic, mtiririko wowote wa sasa unaelekea kujenga upande mmoja wa kondakta, na kujenga tofauti inayoweza kuitwa Voltage ya Hall.Ikiwa sasa katika kondakta ni mara kwa mara, ukubwa wa voltage ya Hall itaonyesha nguvu ya uwanja wa sumaku.Katika sensor ya nafasi ya Hall-athari, kitu kinaunganishwa na sumaku iliyo kwenye shimoni la sensor, hubadilisha kipengele cha kitu kwenye shimoni ya sensor. voltage ya Ukumbi inayobadilika.Kwa kupima voltage ya Ukumbi, nafasi ya kitu inaweza kubainishwa.Kuna vitambuzi maalumu vya nafasi ya Ukumbi vinavyoweza kuamua nafasi katika vipimo vitatu (Kielelezo 4).Vihisi vya athari ya ukumbi ni vifaa visivyoweza kuguswa ambavyo hutoa kutegemewa kwa juu na kuhisi kwa haraka, na hufanya kazi katika anuwai ya halijoto.Zinatumika katika aina mbalimbali za matumizi ya magari, matibabu na viwanda.
Kuna aina mbili za msingi za vitambuzi vya fiber optic. Katika vitambuzi vya ndani vya nyuzi macho, nyuzinyuzi hutumika kama kipengele cha kuhisi. Katika vitambuzi vya nyuzi za nje, fibre optics huunganishwa na teknolojia nyingine ya kihisia ili kupeleka mawimbi kwa vifaa vya elektroniki vya mbali ili kuchakatwa. Katika kesi ya vipimo vya mkao wa nyuzi asilia, kifaa kama vile kikokotoo cha muda wa macho kinaweza kutumika kuhesabu ucheleweshaji wa chombo kwa kutumia kipima sauti cha mawimbi. optical frequency domain reflectometer.Sensorer za optic za nyuzi haziwezi kuingiliwa na sumakuumeme, zinaweza kutengenezwa kufanya kazi kwa joto la juu, na hazipitishi, hivyo zinaweza kutumika karibu na shinikizo la juu au vifaa vinavyowaka.
Kihisishi kingine cha nyuzi-optic kulingana na teknolojia ya fiber Bragg grating (FBG) pia inaweza kutumika kwa kipimo cha nafasi. FBG hufanya kazi kama kichujio cha notch, inayoakisi sehemu ndogo ya mwanga inayoangazia urefu wa wimbi la Bragg (λB) inapoangaziwa na mwanga wa wigo mpana. Imetungwa kwa miundo midogo iliyowekwa ndani ya msingi wa nyuzi. Tilt, uhamisho, kuongeza kasi na mzigo.
Kuna aina mbili za vitambuzi vya mkao wa macho, vinavyojulikana pia kama visimbaji vya macho. Katika hali moja, mwanga hutumwa kwa kipokezi upande wa pili wa kitambuzi. Katika aina ya pili, mawimbi ya mwanga yanayotolewa huakisiwa na kitu kinachofuatiliwa na kurejeshwa kwenye chanzo cha mwanga. Kulingana na muundo wa kihisi, mabadiliko ya sifa za mwanga, kama vile urefu wa mawimbi, ukubwa, awamu au mkao wa kipengee hutumiwa kubainisha nafasi ya kipengee. sensorer zinapatikana kwa mwendo wa mstari na wa mzunguko.Sensorer hizi ziko katika makundi makuu matatu; visimbaji vya macho vinavyopitisha, visimbaji vya kuakisi vya macho, na visimbaji vya macho vinavyoingiliana.
Sensorer za hali ya juu hutumia vibadilishaji kioo vya piezoelectric kutoa mawimbi ya ultrasonic ya masafa ya juu. Sensorer hupima sauti iliyoakisiwa.Vihisi vya Ultrasonic vinaweza kutumika kama vitambuzi rahisi vya ukaribu, au miundo changamano zaidi inaweza kutoa taarifa mbalimbali. Vihisi vya mkao wa ultrasonic hufanya kazi na vitu vinavyolengwa vya aina mbalimbali za nyenzo na vipengele vya uso, na vinaweza kutambua vihisishi vingine vingi kwa umbali wa aina nyingi kuliko vitambuzi vidogo. mtetemo, kelele iliyoko, mionzi ya infrared na kuingiliwa kwa sumakuumeme.Mifano ya programu zinazotumia vitambuzi vya mkao wa ultrasonic ni pamoja na utambuzi wa kiwango cha kioevu, kuhesabu kwa kasi vitu, mifumo ya kusogeza ya roboti na hisi za magari. Sensor ya kawaida ya ultrasonic ya magari hujumuisha nyumba ya plastiki, transducer ya piezoelectric yenye membrane ya ziada ya saketi na kidhibiti cha kielektroniki, na kidhibiti cha kielektroniki cha saketi ya ziada. na ishara za usindikaji (Kielelezo 5).
Sensorer za nafasi zinaweza kupima mwendo kamili au wa kiasi, wa mzunguko na wa angular wa vitu. Vihisi vya nafasi vinaweza kupima mwendo wa vifaa kama vile vitendaji au injini. Pia hutumika katika majukwaa ya simu kama vile roboti na magari.Teknolojia mbalimbali hutumika katika vitambuzi vya mkao na michanganyiko mbalimbali ya uimara wa mazingira, gharama, usahihi, na marudio mengine.
Sensorer za Nafasi ya Sumaku ya 3D, Mifumo Midogo ya AllegroKuchanganua na Kuimarisha Usalama wa Vihisi vya Kielektroniki kwa Magari Yanayojiendesha, Jarida la Mtandao wa Mambo la IEEE Jinsi ya kuchagua kihisi, Mizunguko Iliyounganishwa ya CambridgePosition aina za vihisi, Ixthus InstrumentationJe, kihisia cha nafasi kwa kufata neno ni nini?, Usikivu wa MagsineTEK ni Nini?
Vinjari matoleo mapya zaidi ya Ulimwengu wa Usanifu na matoleo mengine katika umbizo rahisi kutumia na la ubora wa juu. Hariri, shiriki na upakue leo ukitumia jarida kuu la uhandisi wa usanifu.
Jukwaa kuu duniani la utatuzi wa matatizo la EE linalojumuisha vidhibiti vidogo, DSP, mitandao, muundo wa analogi na dijitali, RF, umeme wa umeme, uelekezaji wa PCB, na zaidi.
Hakimiliki © 2022 WTHH Media LLC.haki zote zimehifadhiwa.Nyenzo kwenye tovuti hii haziwezi kunaswa tena, kusambazwa, kusambazwa, kuakibishwa au kutumiwa vinginevyo bila kibali cha awali kilichoandikwa cha Sera ya Faragha ya WTHH Media |Kutangaza | Kuhusu Sisi