سنسورهای اثر هال

اگر یک ماده هادی یا نیمه هادی که حامل جریان الکتریکی است در یک میدان مغناطیسی عمود بر جریان قرارگیرد، ولتاژی در عرض  ماده پدید می آید.

اساس  کار سنسورهای اثرهال

عنصرهال، سنسور میدان مغناطیسی است.

 باتوجه به ویژگیهای ولتاژ خروجی این سنسور نیازمند یک طبقه تقویت کننده و نیز جبران ساز حرارتی است.

 چنانچه از منبع تغذیه با ریپل فراوان استفاده کنیم وجود یک رگولاتور ولتاژحتمی است.

رگولاتور ولتاژ موجب میشود که جریان ثابت بماند.

ولتاژ هال تنها تابع شدت میدان مغناطیسی است بنابراین اگر میدان نباشد، ولتاژ هال صفر است.

اگر ولتاژ هر ترمینال اندازه گیری شود، مقداری غیر صفر به ما می دهد، (CMV). بنابرین باید از تقویت کننده دیفرانسیل استفاده کنیم.

ساختار یک نمونه سنسور اثر هال

ویژگیهای عمومی سنسورهای اثرهال

1 - حالت جامد.

2 - عمر طولانی .

3- پاسخ فرکانی بالای KHz 100.

4-ورودی و خروجی سازگار با سطح منطقی.

5-تاثیر پذیری از نویزهای مغناطیسی محیط.

6-بازه دمایی گسترده.

کاربرد سنسورهای اثر هال در صنعت

سنسورهای موقعیت تشخیص پره

این سنسور دارای یک فاصله هوایی میان آهنربا و سنسور اثرهال می باشد

و توانایی موقعیت سنجی خطی و نیز موقعیت سنجی زاوایه ای را نیز دارد

  سنسورهای ماشین های اداری.

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |

 سنسورهای اولتراسونیک

n      اصطلاح ما فوق صوت برای موجهای الاستیکی با فرکانس بالای 20 کیلوهرتز بکار می رود.

n      اساس کار سنسورهای صوتی برپایة ایجاد، فرستادن وسپس دریافت انعکاس امواج صوتی می باشد.

n      انعکاس بر اثر برخورد این امواج به سطح اجسام ایجاد می گردد.

ساختمان یک نمونه سنسور اولتراسونیک

n      اعمال ولتاژ با فرکانس بالا به سرامیک پیزوالکتریک.

n      تولید سیگنال صوتی فرکانس بالا.

 n      فرکانس امواج تولید شده، 20 کیلوهرتز تا چند مگاهرتز .

n      دامنه سیگنال ارسالی در حد چند صد ولت، دامنه اکو در حد میکرو ولت.

n       برد این سنسورها حدود چندین متر بوده وبرای ارتفاع سنجی دقیق وتعیین ضخامت و تشخیص ابعادو… استفاده می شوند.

انواع سنسورهای اولتراسونیک

n      1- دیفیوز Diffuse)): مد استاندارد سنسور.

n      2- رفلکس Reflex)): قرار دادن یک رفلکتور در رنج عملکرد سنسور،ایجاد موج برگشتی(اکو)،قطع سیگنال برگشتی توسط هدف، تغییر حالت سنسور.

n      3- تروبیم ((Thru-beam: شامل فرستنده وگیرنده، ورود هدف به فاصله میانی، تغییر حالت در گیرنده.

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |

سنسورهای خازنی

سنسورهای بدون تماس و بدون کنتاکت الکتریکی .

در مقابل فلزات و اغلب غیر فلزات عمل می نمایند.

ایده اصلی ساخت، بسیار شبیه به سنسورهای القایی.

نسبت به سنسورهای القایی این مزیت را دارند که علاوه بر اجسام هادی ، اشیاء عایق را نیز حس می کنند.

ساختار سنسورهای خازنی

سنسورهای خازنی از قسمت های زیر تشکیل شده اند :

اسیلاتور

دمدولاتور

اشمیت تریگر

تقویت خروجی

اساس کار سنسورهای خازنی

اسیلاتور از دوقطعه فلزی تشکیل شده

ایجاد یک ظرفیت خازنی

نزدیک شدن قطعه با ضریب دی‌الکتریکE  به صفحه حساس

تغییر ظرفیت خازنی بین صفحات

دمودلاتور تحریک خروجی سنسور

کاربرد سنسورهای القایی در کنترل صنعتی

تشخیص کنترل وجود مواد در مخازن فلزی:

بین میله پروب و بدنه فلزی مخزن، ظرفیت خازنی وجود دارد هر گاه به علت وجود مواد ظرفیت خازنی افزایش یابد و از مقدار معینی فراتر رود خروجی سنسور که به صورت کنتاکت رله می باشد، فعال خواهد شد

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |

سنسور چيست ؟

سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. این سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.
سنسورهای بدون تماس
سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال می شوند. این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.
کاربرد سنسورها
1- شمارش تولید: سنسورهای القائی، خازنی و نوری
2- کنترل حرکت پارچه و ...: سنسور نوری و خازنی
3- کنترل سطح مخازن: سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح
4- تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری
5- کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی
6- کنترل تردد: سنسور نوری
7- اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و خازنی
8- اندازه گیری فاصله قطعه: سنسور القائی آنالوگ
مزایای سنسورهای بدون تماس
سرعت سوئیچینگ زیاد: سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، بطوریکه برخی از آنها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا 25KHz کار می کنند.
طول عمر زیاد: بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و ... دارای طول عمر زیادی هستند.
عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازی نیست.
قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیطهای با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و ... قابل استفاده می باشند.
عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ: به دلیل استفاده از نیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم Bouncing) (Noiseایجاد نمی شود.
سنسورهای القائی
سنسورهای القائی سنسورهای بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند و می توانند فرمان مستقیم به رله ها، شیرهای برقی، سیستمهای اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی *مانند: PLC *ارسال نمایند.
اساس کار و ساختمان سنسورهای القائی
ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می شود: اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی. قسمت اساسی این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد. این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور می شود. نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می یابد. از آنجا که طبقه دمدلاتور، آشکارساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می شود. کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می شود.
قطعه استاندارد: یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن بمنظور تست فاصله سوئیچینگ استفاده می شود. استاندارد IEC947-5-2 ضخامت قطعه 1mm و طول ضلع این مربع در اندازه های زیر می تواند انتخاب شود:
- به اندازه قطر سنسور
- سه برابر فاصله سوئیچینگ نامی سنسور 3*Sn
ضرایب تصحیح: فاصله سوئیچینگ با کوچکتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و یا با بکارگیری فلز دیگری غیر از فولاد ST37 تغییر خواهد کرد. در جدول زیر ضرایب تصحیح برای فلزات مختلف نشان داده شده است.
ضریب تصحیح (KM) برای فولاد ST37 برابر 1.0
ضریب تصحیح (KM) برای نیکل برابر 0.9
ضریب تصحیح (KM) برای برنج برابر 0.5
ضریب تصحیح (KM) برای مس برابر 0.45
ضریب تصحیح (KM) برای آلومینیوم برابر 0.4
بعنوان مثال هرگاه یک سنسور در مقابل فولاد از فاصله 10mm عمل سوئیچینگ را انجام دهد، همان سنسور در مقابل مس از فاصله 4.5mm عمل خواهد کرد.
فرکانس سوئیچینگ: حداکثر تعداد قطع و وصل یک سنسور در یک ثانیه می باشد. بر حسب Hz این پارامتر طبق استاندارد DIN EN 50010 با شرایط زیر اندازه گرفته می شود:
فاصله سوئیچینگ S(Switching Distance): فاصله بین قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام عمل سوئیچینگ می باشد.**استاندارد EN 50010**
فاصله سوئیچینگ نامی Sn(Nominal Switching Distance): فاصله ای است که در حالت متعارف و بدون در نظر گرفتن پارامترهای متغیر از قبیل حرارت، ولتاژ تغذیه و غیره تعریف شده است.
فاصله سوئیچینگ موثر Sr (Effective Switching Distance): فاصله سوئیچینگ تحت شرایط ولتاژ نامی و حرارت 20 درجه سلسیوس می باشد. در این حالت تلرانسها و پارامترهای متغیر نیز در نظر گرفته شده اند. 0.9Sn
فاصله سوئیچینگ مفید Su (Useful Switching Distance): فاصله ای است که در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، عمل سوئیچینگ انجام می شود. 0.81Sn
فاصله سوئیچینگ عملیاتی Sa (Operating Switching Distance): فاصله ای است که تحت شرایط مجاز، عملکرد سنسور تضمین شده است. 0
هیسترزیس H: فاصله بین نقطه وصل شدن (هنگام نزدیک شدن قطعه به سنسور) و نقطه قطع شدن (هنگام دورشدن قطعه از سنسور) می باشد. حداکثر این مقدار 10% مقدار نامی می باشد. **استاندارد EN 60947-5-2**
قابلیت تکرارR (Repeatability): قابلیت تکرار فاصله سوئیچینگ مفید تحت ولتاژ تغذیه V و در شرایط زیر اندازه گیری می شود: حرارت محیط: 23 درجه سلسیوس؛ رطوبت محیط: 50 الی 70 درصد؛ زمان تست: 8 ساعت. (مقدار تلرانس برای این پارامتر طبق استاندارد EN 60947-5-2 حداکثر +-0.1Sr می باشد.(
پایداری حرارتی (Temperature Drift): تغییرات فاصله موثر سوئیچینگ در اثر تغییرات دما طبق استاندارد EN 60947-5-2 و در محدوده دمای 20 درجه سلسیوس زیر صفر تا 60 درجه سلسیوس بالای صفر حداکثر 10% است.
حرارت محیطTa (Ambient Temperature): محدوده حرارتی است که در آن محدوده، عملکرد سنسور تضمین شده است.
کلاس حفاظتی: IP67 (DIN 40050).
نحوه نصب سنسورهای القائی: هرگاه دو یا چند سنسور القائی در مجاورت هم و یا در مقابل هم نصب شوند، شرایط زیر باید رعایت شود:
الف) نحوه نصب سنسورهای القائی Flush: سنسورهای Flush (Shielded) سنسورهائی هستند که قسمت حساس سنسور توسط پوسته فلزی محصور شده است.

نويسنده : niloofar | تاريخ : جمعه 19 خرداد 1391برچسب:,

| نوع مطلب : <-PostCategory-> |