مقاله درباره سنسورهای جابه جایی

اختصاصی از رزفایل مقاله درباره سنسورهای جابه جایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

 فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحات:37

مقدمه:

اندازه­گیری کمیتهای مکانیکی توسط روشهای الکتریکی دراواسط قرن20 مورد توجه قرار گرفت. در آن زمان از تکنیکهای تقویت­کننده الکتریکی ساخته شده از لامپ خلا و بعدا نیمه­هادیها استفاده می­شد. امروزه که در اویل قرن 21 قرار داریم, اندازه­گیری کمیتهای مکانیکی توسط روشهای الکتریکی نه تنها جز لاینفک از ابزارات تحقیقی است بلکه درصنایع نیز بسیار مورد استفاده است.

در حقیقت توانایی بالایی که میکروپروسسورها در پردازش دارند, زمانی می تواند به منظور هدایت دقیق یک پروسه تحت کنترل مفید واقع شود, که سنسورهایی که برای اندازه­گیری کمیتهای فیزیکی و مکانیکی بکار برده می­شوند, بطور صحیحی عمل کرده و دارای دقت کافی باشند.

کمیتهایی که می­توانند بطور الکتریکی اندازه­گیری گردند, موقعیت، سرعت, نیرو, گشتاور, شتاب, کرنش, فشار, صدا و انتشار اکوستیک می­باشند.

تعدادی از اثرهای فیزیکی نیز میتواند برای اندازه­گیری کمیتهای اینچنین ازطریق تبدیل به سیگنال الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد, که مهمترین انها عبارتند از:

1. تغییرات مقاومت (در استرین گیج, پیزورزیستیو و پتانسیومتر)
2. تغییرات خازن
3. تغییرات سلف
4. تغییرات پلاریزاسیون(اثر پیزوالکتریک)
5. اثرهای شیمیایی
6. اثرهای نوری

فاصله طی شده:

          اندازه گیری فاصله طی شده به صورت اندازه گیری یک فاصله مشخص از یک نقطه مرجع ثابت می باشد. از انواع سنسورها می توان برای این منظور استفاده کرد. این قسمت ما با سنسورهایی که برای اندازه گیری جابه جای استفاده می شوند ، سروکار داریم.

در حالت کلی برای حرکت روی فواصل بزرگ ، فاصله طی شده به وسیله مقایسه اندازه های تغییر مکان حساب می شوند.

اندازه گیری مستقیم:

سنسورها برای فواصل کوچک از مبدل های مقاومتی ، خازنی یا القایی استفاده می کنند.روش هایی که در این جا توصیف شده است برای فاصله های حوالی چندمیلی متر تا چند سانتی متر کاربرد دارد.

یک سیستم ساده اندازه گیری فاصله ، استفــاده از یک پتانسـیومتــر خطی است . ( شکل 7-2 )

شی محرک به لغزانک پتانسیومتر متصل است ، بنابراین هر موقعیت در طول محور با یک خروجی متفاوت از تماس لغزانک مرتبط خواهد بود ـ جریان متناوب یا جریان مستقیم می تواند به کار برود چون تنها دامنه به سنجش نیاز دارد . خروجی می تواند روی یک وسیله اندازه گیری نمایش داده شود و به سیگنال های دیجیتال تبدیل شود. به منظور عمل کردن یک شمارنده یا در ترکیب با مدارهای سنجش سطح ولتاژ به کار رود تا زمانی که شی مورد نظر به مکان خاصی می رسد چند یملکرد آغاز شود.

مشکلات اصلی روش پتانسیومتر : دامنه حرکت به اندازه پتانسیومتر هایی که در دسترس است ، محدود شده است. ( اگر چه پتانسومترهایی ساخته شده با هدف خاص می توانند به کار روند ) و اصطکاک پتانسیومتـر یک مانع برای حرکت است. دقتی که می تواند به دست آید به خطی بودن سیم پیچی ساخته شده ، بستگی دارد و ا/0 % با سهولت معقولانه ای باید دست یافتنی باشد.

شکل 7-2

تصویر 7-2- یــک سنسور جابه جـایی خطی ، به شکــل یک پتانسیومتــر خطی می باشد. مزیت این سنسور آن است که خروجی می تواند ولتاژ یکنواخت مستقیم یا غیر مستقیم باشد که مقدار آن با تغییر جابه جایی تغییر می کند.

V = E/R * Rx = E/R * Kx = m یا  در زاویه ای V = α/2pi * E

شکل8-2

تصویر 8-2- سنسور صفحه ای خازنی در یکی از شکل هایش یک تغییر از موقعیت صفحه متحرک باعث ایجاد ولتاژ بین این صفحه و پولی مرکزی ترانس می شود که سبب تغییر فاز می شود و این تغییر فاز می تواند به یک خروجی از آشکارساز فاز حساس تجمیع شود .

 یک آلتـر ناتیـو که گاهی بهتر است امــا اغلب کم تر عملی می باشد ، استفاده از یک سنسور خارجی است. به این صورت است که یک صفحه فلزی روی شی محرک قرار می گیرد و بین دو صفحه ثابت که از نظر الکتریکی مجزا هستند ، حرکت می کند.

 نوع ترتیب مدار در شکل 8-2 توضیح داده شده است و نشان می دهد که صفحات ثابت به یک سیم پیچ مبدل متصل هستند و به طوری که سیگنال های AC در فاز مخالف می توانند به شمار بروند. سپس سیگنال در صفحه محرک یک فاز و یک دامنه خواهد داشت که به مکان آن بستگی دارد و این سیگنال می تواند به وسیله یک آشکارساز فار حساس ، پردازش شود تا یک ولتاژ  DC ایجاد کند که با فاصله از یک صفحه ثابت متناسب است.

 برای اینکه ظرفیت خازنی بین صفحات با فاصله صفحات نسبت عکس دارد. این روش فقط برای فواصل خیلی کوتاه عملی است و برای فواصل یک میلی متر یا کمتر سودمندتر می باشد. یک ترتیب فیزیکی متناوب صفحات در تصویر شماره 2-9 نشان داده شده است.