Van robotaandrywingkettings tot vervoerbande in toevoerkettingbedrywighede tot die swaai van windturbinetorings, posisiewaarneming is 'n kritieke funksie in 'n wye reeks toepassings. Dit kan baie vorme aanneem, insluitend lineêre, roterende, hoekige, absolute, inkrementele, kontak- en nie-kontaksensors. dystroom, kapasitief, magnetostriktief, Hall-effek, optiese vesel, optiese en ultrasoniese.
Hierdie Gereelde Vrae bied 'n kort inleiding tot die verskillende vorme van posisiewaarneming, en hersien dan 'n reeks tegnologieë waaruit ontwerpers kan kies wanneer hulle 'n posisiewaarnemingsoplossing implementeer.
Potensiometriese posisiesensors is weerstandgebaseerde toestelle wat 'n vaste weerstandsbaan kombineer met 'n veër wat aan die voorwerp vasgemaak is waarvan die posisie waargeneem moet word. Die beweging van die voorwerp beweeg die veër langs die spoor. Die posisie van die voorwerp word gemeet deur 'n spanningsverdelernetwerk te gebruik wat deur relings en veërs gevorm word om lineêre of rotasiebeweging met 'n vaste GS-spanning te meet, maar het gewoonlik lae koste-gelyksspanningsensors (Pogurtometriese sensors is oor die algemeen lae koste, maar herhaling). .
Induktiewe posisiesensors gebruik veranderinge in die eienskappe van die magnetiese veld wat in die sensorspoel geïnduseer word.Afhangende van hul argitektuur kan hulle lineêre of rotasieposisies meet.Lineêre veranderlike differensiële transformator (LVDT) posisiesensors gebruik drie spoele wat om 'n hol buis gedraai is;'n primêre spoel en twee sekondêre spoele. Die spoele is in serie gekoppel, en die faseverwantskap van die sekondêre spoel is 180° uit fase met betrekking tot die primêre spoel. 'n Ferromagnetiese kern genaamd die anker word binne die buis geplaas en aan die voorwerp gekoppel op die plek wat gemeet word. 'n Opwekkingsspanning word aan die primêre spoel toegepas en 'n elektromagnetiese krag wat in die sekonde-mesure in die sekonde-krag word (EMF) wat in die sekonde-magnetiese krag gevorm word. êre spoele, die relatiewe posisie van die anker en waaraan dit geheg is, kan bepaal word.'n Roterende spanningsdifferensiaaltransformator (RVDT) gebruik dieselfde tegniek om roterende posisie op te spoor.LVDT- en RVDT-sensors bied goeie akkuraatheid, lineariteit, resolusie en hoë sensitiwiteit.Hulle is wrywingloos en kan verseël word vir gebruik in moeilike omgewings.
Wervelstroomposisiesensors werk met geleidende voorwerpe.Wervelstrome is geïnduseerde strome wat in geleidende materiale voorkom in die teenwoordigheid van 'n veranderende magneetveld.Hierdie strome vloei in 'n geslote lus en genereer 'n sekondêre magneetveld.Wervelstroomsensors bestaan ​​uit spoele en linearisasiekringe.Die wisselstroom bekragtig die spoel om die primere voorwerp-benadering te skep deur die inter-objek-benadering van die mede-aksie weg te beweeg, of die inter-objek-posisie daarvan kan wegbeweeg. die sekondêre veld wat deur werwelstrome geproduseer word, wat die spoel se impedansie beïnvloed. Soos die voorwerp nader aan die spoel kom, neem die werwelstroomverliese toe en word die ossillerende spanning kleiner (Figuur 2). Die ossillerende spanning word reggestel en verwerk deur 'n linearisatorkring om 'n lineêre GS-uitset te produseer wat eweredig is aan die afstand van die voorwerp.
Wervelstroomtoestelle is robuuste, nie-kontaktoestelle wat tipies as nabyheidsensors gebruik word. Hulle is alomrigting en kan die relatiewe afstand na die voorwerp bepaal, maar nie die rigting of absolute afstand na die voorwerp nie.
Soos die naam aandui, meet kapasitiewe posisiesensors veranderinge in kapasitansie om die posisie van die voorwerp wat waargeneem word te bepaal. Hierdie nie-kontaksensors kan gebruik word om lineêre of rotasieposisie te meet. Hulle bestaan ​​uit twee plate wat deur 'n diëlektriese materiaal geskei word en gebruik een van twee metodes om die posisie van 'n voorwerp op te spoor:
Ten einde 'n verandering in die diëlektriese konstante te veroorsaak, word die voorwerp wie se posisie gedetecteer moet word aan die diëlektriese materiaal geheg. Soos die diëlektriese materiaal beweeg, verander die effektiewe diëlektriese konstante van die kapasitor as gevolg van die kombinasie van die oppervlakte van die diëlektriese materiaal en die diëlektriese konstante van lug. Alternatiewelik kan die voorwerp aan een van die plate gekoppel word, as die kapasitorplate, of die kapasitor beweeg, beweeg 'n voorwerp ver. ance word gebruik om die relatiewe posisie te bepaal.
Kapasitiewe sensors kan verplasing, afstand, posisie en dikte van voorwerpe meet. As gevolg van hul hoë seinstabiliteit en resolusie word kapasitiewe verplasingsensors in laboratorium- en industriële omgewings gebruik. Kapasitiewe sensors word byvoorbeeld gebruik om filmdikte en kleefmiddeltoepassings in geoutomatiseerde prosesse te meet.In industriële masjiene word dit gebruik om verplasing en gereedskapposisie te monitor.
Magnetostriksie is 'n eienskap van ferromagnetiese materiale wat veroorsaak dat die materiaal sy grootte of vorm verander wanneer 'n magneetveld toegepas word. In 'n magnetostriktiewe posisiesensor is 'n beweegbare posisiemagneet aan die voorwerp wat gemeet word geheg. Dit bestaan ​​uit 'n golfleier wat bestaan ​​uit drade wat stroompulse dra, gekoppel aan 'n sensor wat aan die einde van die golfleier geleë is (Figuur 3 is 'n stroom wat die golfgeleider gestuur word). draad wat met die aksiale magneetveld van die permanente magneet (die magneet in die silindersuier, Figuur 3a) in wisselwerking tree. Die veldinteraksie word veroorsaak deur draaiing (die Wiedemann-effek), wat die draad span, wat 'n akoestiese puls voortbring wat langs die golfleier voortplant en deur 'n sensor aan die einde van die golfgeleider van die pulse3b-tyd tussen die pulsasie van die pulsasie van die pulse van die stroomdraad bespeur word (Fig. e en die bespeuring van die akoestiese puls, kan die relatiewe posisie van die posisiemagneet en dus die voorwerp gemeet word (Fig.3c).
Magnetostriktiewe posisiesensors is nie-kontaksensors wat gebruik word om lineêre posisie op te spoor. Golfleiers word dikwels in vlekvrye staal- of aluminiumbuise gehuisves, wat dit moontlik maak om hierdie sensors in vuil of nat omgewings te gebruik.
Wanneer 'n dun, plat geleier in 'n magneetveld geplaas word, is enige stroom wat vloei geneig om aan die een kant van die geleier op te bou, wat 'n potensiaalverskil skep wat die Hall-spanning genoem word. As die stroom in die geleier konstant is, sal die grootte van die Hall-spanning die sterkte van die magneetveld weerspieël. In 'n Hall-effek posisiesensor, is die voorwerp gekoppel aan 'n magneet wat in die magnetiese as gehuisves word, verander die bewegingselement van die voorwerp in die as van die voorwerp, verander die posisie van die voorwerp in Hall. die Hall-spanning verander.Deur die Hall-spanning te meet, kan die posisie van 'n voorwerp bepaal word.Daar is gespesialiseerde Hall-effek posisiesensors wat posisie in drie dimensies kan bepaal (Figuur 4). Hall-effek posisiesensors is nie-kontaktoestelle wat hoë betroubaarheid en vinnige waarneming verskaf, en werk oor 'n wye temperatuurreeks. Hulle word gebruik in 'n reeks verbruikers-, industriële en motortoepassings.
Daar is twee basiese tipes optieseveselsensors.In intrinsieke optieseveselsensors word die vesel as die waarnemingselement gebruik.In eksterne optieseveselsensors word optiesevesel gekombineer met 'n ander sensortegnologie om die sein na afgeleë elektronika oor te stuur vir verwerking.In die geval van intrinsieke veselposisiemetings, kan 'n toestel soos 'n optiese tyddomeinreflektometer gebruik word om die wavelengte-tydverskuiwing te bepaal wat 'n frekwente-tydverskuiwing kan gebruik word. quency domain reflectometer. Optiese veselsensors is immuun teen elektromagnetiese interferensie, kan ontwerp word om teen hoë temperature te werk, en is nie-geleidend, sodat hulle naby hoë druk of vlambare materiale gebruik kan word.
Nog 'n optiese vesel waarneming gebaseer op vesel Bragg raster (FBG) tegnologie kan ook gebruik word vir posisie meting. Die FBG dien as 'n kerffilter, wat 'n klein fraksie van die lig gesentreer op die Bragg golflengte (λB) reflekteer wanneer dit verlig word deur breëspektrum lig. Dit is vervaardig met mikrostrukture wat in die veselkern geëts is, wat gebruik kan word om die verskillende veselkern te meet, te kantel, G kan druk, kantel, kan gebruik word. ment, versnelling en las.
Daar is twee tipes optiese posisiesensors, ook bekend as optiese enkodeerders. In een geval word lig na 'n ontvanger aan die ander kant van die sensor gestuur. In die tweede tipe word die uitgestraalde ligsein deur die gemonitorde voorwerp gereflekteer en na die ligbron teruggestuur. Afhangende van die sensorontwerp, word veranderinge in ligeienskappe, soos golflengte, intensiteit, fase- of polarisasieposisie van 'n objek gebruik om die posisie van 'n optiese of polarisasie-sensor te gebruik. en roterende beweging. Hierdie sensors val in drie hoofkategorieë;deurlaatbare optiese enkodeerders, reflektiewe optiese enkodeerders en interferometriese optiese enkodeerders.
Ultrasoniese posisiesensors gebruik piëzo-elektriese kristaltransduktors om hoëfrekwensie ultrasoniese golwe uit te stuur. Die sensor meet die weerkaatste klank. Ultrasoniese sensors kan as eenvoudige nabyheidsensors gebruik word, of meer komplekse ontwerpe kan uiteenlopende inligting verskaf. Ultrasoniese posisiesensors werk met teikenvoorwerpe van 'n verskeidenheid materiale en oppervlakkenmerke, en kan ander tipes vibrasie-resensies opspoor as baie ander tipes vibrerende voorwerpe. , omgewingsgeraas, infrarooi bestraling en elektromagnetiese interferensie.Voorbeelde van toepassings wat ultrasoniese posisiesensors gebruik, sluit in vloeistofvlakbespeuring, hoëspoed-telling van voorwerpe, robotiese navigasiestelsels en motorwaarneming. 'n Tipiese motor-ultrasoniese sensor bestaan ​​uit 'n plastiekbehuising, 'n piëzo-elektriese transducer met 'n bykomende gedrukte stroombaan en transmitterende stroombaanbord, en hersiende stroombaan en transmitter ingseine (Figuur 5).
Posisiesensors kan absolute of relatiewe lineêre, rotasie- en hoekbeweging van voorwerpe meet. Posisiesensors kan die beweging van toestelle soos aktuators of motors meet. Hulle word ook in mobiele platforms soos robotte en motors gebruik. 'n Verskeidenheid tegnologieë word in posisiesensors gebruik met verskeie kombinasies van omgewingsduursaamheid, koste, akkuraatheid, herhaalbaarheid en ander eienskappe.
3D Magnetiese Posisie Sensors, Allegro Mikrostelsels Ontleding en Versterking van die Sekuriteit van Ultrasoniese Sensors vir Outonome Voertuie, IEEE Internet of Things Journal Hoe om 'n posisiesensor te kies, Cambridge Geïntegreerde Stroombane Posisiesensortipes, Ixthus InstrumentationWat is 'n induktiewe posisiesensor?, Keyence Wat is Magneto-striktiewe Posisie?
Blaai deur die jongste uitgawes van Design World en vorige uitgawes in 'n maklik-om-te gebruik, hoë-gehalte formaat. Wysig, deel en laai vandag af met die voorste ontwerp-ingenieurstydskrif.
Die wêreld se top probleemoplossing EE-forum wat mikrobeheerders, DSP, netwerk, analoog en digitale ontwerp, RF, kragelektronika, PCB-roetering, en meer dek
Kopiereg © 2022 WTWH Media LLC.alle regte voorbehou.Die materiaal op hierdie webwerf mag nie gereproduseer, versprei, versend, gekas of andersins gebruik word sonder die vooraf skriftelike toestemming van WTWH MediaPrivaatheidsbeleid |Advertering |Oor ons