Da catene di trasmissione robotiche à cinture trasportatori in operazioni di supply chain à l'oscillazione di torri di turbine eoliche, a rilevazione di a pusizione hè una funzione critica in una larga gamma di applicazioni. Pò piglià parechje forme, cumprese sensori lineari, rotativi, angulari, assoluti, incrementali, di cuntattu è senza cuntattu. , Effettu Hall, fibra ottica, ottica è ultrasonica.
Questa FAQ furnisce una breve introduzione à e diverse forme di rilevamentu di pusizioni, poi esamina una gamma di tecnulugii chì i diseggiani ponu sceglie quandu implementanu una soluzione di rilevazione di pusizione.
Sensors position potenziometrici sò dispusitivi resistive-based chì combina una pista resistive fissu cù un wiper attaccatu à l'ughjettu chì a so pusizioni deve esse sensu. U muvimentu di l'ughjettu move i wipers along the track.The pusizioni di l'ughjettu hè misurata usendu una reta di divisore di tensione formata da rails è wipers per misurà linear o rotational motion cun un sensoru fissu di bassa tensione, ma accurata in generale. e ripetibilità.
I sensori di pusizioni induttivi utilizanu cambiamenti in e pruprietà di u campu magneticu indottu in a bobina di u sensoru. Sicondu a so architettura, ponu misurà a pusizione lineale o rotazionale. I sensori di pusizione di Transformer Differential Variable Linear (LVDT) utilizanu trè bobine avvolte intornu à un tubu cavu;una bobina primaria è duie bobine secundarie. I bobine sò cunnessi in serie, è a relazione di fase di a bobina secundaria hè 180 ° fora di fasa cù u rispettu à a bobina primaria. Un core ferromagneticu chjamatu armatura hè situatu in u tubu è cunnessu à l'ughjettu in u locu misuratu. a pusizioni relative di l'armatura è ciò chì hè attaccatu à pò esse determinate. Un trasformatore di differenziale di tensione di rotazione (RVDT) usa a listessa tecnica per seguità a pusizione di rotazione.
I sensori di pusizioni di corrente Eddy funzionanu cù oggetti cunduttori. I currenti Eddy sò currenti indotti chì si trovanu in materiali conduttori in presenza di un campu magneticu cambiante. Questi currenti scorri in un ciclu chjusu è generanu un campu magneticu secundariu. I sensori di currenti Eddy sò custituiti da bobine è circuiti di linearizazione. ry campu pruduciutu da eddy currents, chì affetta l 'impedance.As l'uggettu di bobina si avvicina à a bobina, i perditi currenti eddy cresce è u voltage oscillating diventa più chjuca (Figura 2).The voltage oscillating hè rectified è trattatu da un circuit linearizer à pruducia una pruduzzioni linear DC prupurziunali à a distanza di l 'uggettu.
I dispusitivi Eddy currenti sò apparecchi robusti, senza cuntattu tipicamente usati cum'è sensori di prossimità. Sò omnidirezionali è ponu determinà a distanza relativa à l'ughjettu, ma micca a direzzione o a distanza assoluta à l'ughjettu.
Cum'è u nome suggerisce, i sensori di pusizioni capacitivi misuranu i cambiamenti in a capacità per determinà a pusizione di l'ughjettu chì si sentenu. Questi sensori senza cuntattu ponu esse utilizati per misurà a pusizione lineale o rotazionale. Sò custituiti da dui platti separati da un materiale dielettricu è utilizate unu di dui metudi per detectà a pusizione di un oggettu:
Per pruvucà un cambiamentu di a constante dielettrica, l'ughjettu chì a so pusizione deve esse rilevata hè attaccata à u materiale dielettricu. Mentre u materiale dielettricu si move, a constante dielettrica effettiva di u condensatore cambia per via di a cumminazione di l'area di u materiale dielettricu è a constante dielettrica di l'aria. pusizioni.
I sensori capacitivi ponu misurà u spustamentu, a distanza, a pusizione è u grossu di l'uggetti. A causa di a so alta stabilità di u signale è a risuluzione, i sensori di spostamentu capacitivu sò usati in ambienti di laboratori è industriali.
A magnetostrizzione hè una pruprietà di materiali ferromagnetici chì face u materiale per cambià a so dimensione o a forma quandu un campu magneticu hè applicatu. In un sensoru di posizione magnetostrictive, un magnetu di posizione mobile hè attaccatu à l'ughjettu chì hè misuratu. Hè custituitu da una guida d'onda custituita da fili chì portanu impulsi di corrente, cunnessi à un sensoru situatu à a fine di a guida d'onda (Figura 3, quandu u campu d'onda creata hè mandatu in u campu d'onda chì interagisce cù un impulsu corrente). Campu magneticu assiale di u magnetu permanente (u magnetu in u pistone di u cilindru, Figura 3a). L'interazzione di u campu hè causata da a torsione (l'effettu Wiedemann), chì strain u filu, pruducendu un impulsu acusticu chì si propaga longu à a guida d'onda è hè rilevatu da un sensoru à a fine di a guida d'onda (Fig. 3b). a pusizione relativa di u magnetu di pusizione è dunque l'ughjettu pò esse misuratu (Fig.3c).
I sensori di pusizione magnetostrictivi sò sensori senza cuntattu utilizati per detectà a pusizione lineale. I guide d'onda sò spessu allughjati in tubi d'acciaio inox o d'aluminiu, chì permettenu questi sensori per esse utilizati in ambienti brutti o umidi.
Quandu un cunduttore sottile è pianu hè piazzatu in un campu magneticu, ogni corrente chì scorri tende à custruisce da un latu di u cunduttore, creendu una differenza potenziale chjamata tensione Hall. Se a corrente in u cunduttore hè constante, a magnitudine di a tensione Hall rifletterà a forza di u campu magneticu. ging Hall voltage.By misurà a tensione Hall, a pusizioni di un uggettu pò esse determinate. Ci sò spicializati Hall-effettu sensors pusizioni chì ponu determinà pusizioni in trè dimensioni (Figura 4).Hall-effettu sensors pusizioni sò dispusitivi senza cuntattu chì furnisce alta reliability è sensing viloci, è operanu nant'à un largu range temperature.They sò usati in una gamma di cunsumatori, industriale è applicazioni medicale.
Ci sò dui tipi basi di sensori di fibra ottica. In sensori di fibra ottica intrinseca, a fibra hè aduprata cum'è l'elementu di sensazione. In sensori di fibra ottica esterna, a fibra ottica hè cumminata cù una altra tecnulugia di sensori per trasmette u signalu à l'elettronica remota per u processu. un riflettometru di duminiu di freccia otticu. I sensori di fibra ottica sò immune à l'interferenza elettromagnetica, ponu esse designati per operare à temperature elevate, è ùn sò micca cunduttivi, perch'elli ponu esse usatu vicinu à i materiali inflammabili o d'alta pressione.
Un altru sensoru di fibra ottica basatu nantu à a tecnulugia di fibra Bragg grating (FBG) pò ancu esse aduprata per a misurazione di a pusizione. L'FBG agisce cum'è un filtru notch, chì riflette una piccula frazione di a luce centrata nantu à a lunghezza d'onda di Bragg (λB) quandu hè illuminata da una luce di spettru largu. ment, accelerazione è carica.
Ci hè dui tipi di sensori di pusizioni ottichi, cunnisciuti ancu com'è codificatori ottici. In un casu, a luce hè mandata à un receptore à l'altra estremità di u sensor. In u sicondu tipu, u segnu luminosu emessu hè riflessu da l'ughjettu monitoratu è rinviatu à a fonte di luce. Sicondu u disignu di u sensore, i cambiamenti in e proprietà di luce, cum'è a lunghezza d'onda, l'intensità, a fase o a polarizazione sò dispunibuli per determinà a pusizione di l'ughjettu di l'ughjettu. ry motion.Questi sensors fallenu in trè categurie principali;codificatori ottici trasmissivi, codificatori ottici riflettenti è codificatori ottichi interferometrici.
I sensori di posizione ultrasonica utilizanu trasduttori di cristalli piezoelettrici per emette onde ultrasoniche d'alta frequenza. U sensore misura u sonu riflessu. I sensori ultrasonici ponu esse aduprati cum'è sensori di prossimità simplici, o disinni più cumplessi ponu furnisce infurmazioni. Radiazione è interferenza elettromagnetica. Esempii d'applicazioni chì utilizanu sensori di pusizioni ultrasonici includenu a rilevazione di u nivellu di liquidu, u conte di l'uggetti à alta velocità, i sistemi di navigazione robotica, è a sensazione di l'automobile. Un sensoru ultrasonicu tipicu di l'automobile hè custituitu da una carcassa di plastica, un trasduttore piezoelettricu cù una membrana supplementaria, è un circuitu stampatu cù circuiti elettronichi è microcontrollers per u processu di trasmissione è di trasmissioni di signali5.
I sensori di pusizioni ponu misurà u muvimentu assolutu o parente lineale, rotazionale è angulare di l'uggetti. I sensori di pusizioni ponu misurà u muvimentu di i dispusitivi cum'è l'attuatori o i motori. Sò ancu usati in e plataforme mobili cum'è robots è cars.A varietà di tecnulugia sò aduprate in sensors di pusizioni cù diverse cumminazzioni di durabilità ambientale, costu, precisione, ripetibilità è altri attributi.
Sensori di Posizione Magnetica 3D, Allegro MicrosystemsAnalysing and Enhancing the Security of Ultrasonic Sensors for Autonomous Vehicles, IEEE Internet of Things Journal Cumu selezziunà un sensoru di pusizione, Circuiti Integrati Cambridge Tipi di sensori di posizione, Ixthus InstrumentationCosa hè un sensoru di pusizione induttivu ?, Keyence Cosa hè Magnetostrictive Position Sensing, AMETEK?
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