Alates roboti ajamikettidest kuni konveierilintideni tarneahela toimimises ja lõpetades tuuleturbiini tornide õõtsumisega, on asukoha tuvastamine paljudes rakendustes oluline funktsioon. See võib esineda mitmel kujul, sealhulgas lineaarsete, pöörlevate, nurk-, absoluutsete, inkrementaalsete, kontakt- ja mittekontaktsete anduritena. Välja on töötatud spetsiaalsed andurid, mis võivad hõlmata positsiooni määramiseks kolmes mõõdus, potentsitiivset, potentsitiivset, potentsiaalset, potentsiaalset, potentsiaalset, potentsiaalset voolumõõtmist ja positsiooni määramist. aktiivne, magnetostriktiivne, Halli efekt, fiiberoptiline, optiline ja ultraheli.
See KKK tutvustab lühidalt asukoha tuvastamise erinevaid vorme ja annab seejärel ülevaate erinevatest tehnoloogiatest, mille disainerid saavad asukoha tuvastamise lahenduse rakendamisel valida.
Potentsiomeetrilised asendiandurid on takistuspõhised seadmed, mis ühendavad fikseeritud takistusliku raja objekti külge kinnitatud klaasipuhastiga, mille positsiooni tuleb tajuda. Objekti liikumine liigutab klaasipuhasti mööda rada. Objekti asukohta mõõdetakse, kasutades pingelaevade võrku, mis on moodustatud rööbaste ja lipukattega, kuid on madalad acc-id, kuid need on madalad (kuid rotatsioonid, madalad acc-id (FIR-iga) (FET-iga) (FEF-iga) (FET (FET) (FET) (FET (FET). ja korratavus.
Induktiivsed asendiandurid kasutavad ära muutusi andurimähises indutseeritud magnetvälja omadustes.Sõltuvalt nende arhitektuurist saavad nad mõõta lineaarseid või pöörlevaid positsioone.Lineaarse muutuva diferentsiaaltrafo (LVDT) asendiandurid kasutavad kolme õõnsa toru ümber mähitud mähist;primaarmähis ja kaks sekundaarpooli. Mähised on ühendatud järjestikku ja sekundaarmähise faasisuhe on primaarmähise suhtes 180° faasist väljas. Ferromagnetiline südamik, mida nimetatakse armatuuriks, asetatakse toru sisse ja ühendatakse mõõdetavas kohas objektiga. Primaarmähisele rakendatakse ergastuspinge ja sekundaarmähise kaasindutseeritud sekundaarjõu (EMF) erinevust. , saab määrata armatuuri suhtelise asukoha ja selle, mille külge see on kinnitatud.Pöörleva pinge diferentsiaaltrafo (RVDT) kasutab pöörleva asendi jälgimiseks sama tehnikat.LVDT- ja RVDT-andurid pakuvad head täpsust, lineaarsust, eraldusvõimet ja suurt tundlikkust.Need on hõõrdumiseta ja neid saab karmides keskkondades kasutamiseks tihendada.
Pöörisvooluasendiandurid töötavad juhtivate objektidega.Pöörisvoolud on indutseeritud voolud, mis tekivad juhtivates materjalides muutuva magnetvälja juuresolekul.Need voolud voolavad suletud ahelas ja tekitavad sekundaarse magnetvälja.Pöörisvooluandurid koosnevad mähistest ja lineariseerimisahelatest. Vahelduvvool annab mähisele pinget, et tekitada primaarne lähenemise magnetväli. Kui see liigub ära, saab selle sekundaarset lähenemisvälja kasutades ära viia. tekitavad pöörisvoolud, mis mõjutab mähise takistust.Kui objekt läheneb poolile, suurenevad pöörisvoolu kaod ja võnkepinge väheneb (joonis 2).Võnkepinget alaldatakse ja töödeldakse linearisaatori ahelaga, et saada lineaarne alalisvoolu väljundobjekt, mis on võrdeline objekti kaugusega.
Pöörisvooluseadmed on vastupidavad, kontaktivabad seadmed, mida tavaliselt kasutatakse lähedusanduritena. Need on igasuunalised ja suudavad määrata suhtelist kaugust objektist, kuid mitte suunda ega absoluutset kaugust objektist.
Nagu nimigi viitab, mõõdavad mahtuvuslikud asendiandurid mahtuvuse muutusi, et määrata kindlaks tajutava objekti asukoht. Neid kontaktivabasid andureid saab kasutada lineaarse või pöörleva asendi mõõtmiseks. Need koosnevad kahest plaadist, mis on eraldatud dielektrilise materjaliga ja kasutavad objekti asukoha tuvastamiseks ühte kahest meetodist:
Dielektrilise konstandi muutumise tekitamiseks kinnitatakse dielektrilise materjali külge objekt, mille asukohta tahetakse tuvastada. Dielektrilise materjali liikumisel muutub kondensaatori efektiivne dielektriline konstant dielektrilise materjali pindala ja õhu dielektrilise konstandi kombinatsiooni tõttu. Alternatiivina saab objekti ühendada ühe plaadi liigutajaga, sulgemisplaadiga või kaugemal asuva plaadiga. suhtelise positsiooni määramiseks kasutatakse mahtuvuse muutust.
Mahtuvuslikud andurid võivad mõõta objektide nihkumist, kaugust, asendit ja paksust. Tänu oma suurele signaali stabiilsusele ja eraldusvõimele kasutatakse mahtuvuslikke nihkeandureid labori- ja tööstuskeskkondades. Näiteks mahtuvusandureid kasutatakse kile paksuse ja liimirakenduste mõõtmiseks automatiseeritud protsessides. Tööstuslikes masinates kasutatakse neid nihke ja tööriista asukoha jälgimiseks.
Magnetostriktsioon on ferromagnetiliste materjalide omadus, mis muudab materjali suurust või kuju magnetvälja rakendamisel. Magnetostriktiivses asendianduris on mõõdetava objekti külge kinnitatud liikuv asendimagnet. See koosneb lainejuhist, mis koosneb vooluimpulsse kandvatest juhtmetest, mis on ühendatud anduriga, mis asub lainejuhi otsas (joonis 3). toimib koos püsimagneti aksiaalse magnetväljaga (silindri kolvis olev magnet, joonis 3a). Välja interaktsiooni põhjustab keerdumine (Wiedemanni efekt), mis pingestab traati, tekitades akustilise impulsi, mis levib mööda lainejuhti ja mille tuvastab lainejuhi lõpus olev andur, mis tuvastab voolu ja pulsisageduse vahelise voolu (joonis 3b). Akustilise impulsi mõõtmisel saab mõõta asendimagneti suhtelist asendit ja seega ka objekti (joon.3c).
Magnetostriktiivsed asendiandurid on kontaktivabad andurid, mida kasutatakse lineaarse asendi tuvastamiseks. Lainejuhid on sageli paigutatud roostevabast terasest või alumiiniumist torudesse, mis võimaldab neid andureid kasutada määrdunud või märjas keskkonnas.
Kui magnetvälja asetatakse õhuke lame juht, kipub kogunema voolu ühele küljele juht, tekitades potentsiaalide erinevuse, mida nimetatakse Halli pingeks. Kui juhi vool on konstantne, peegeldab Halli pinge suurus magnetvälja tugevust. Halli efektiga asendianduris ühendatakse objekt magnetiga, mis asub anduri elemendis, Halli elemendi asend muutub, mille tulemusena muutub Halli magneti asend, mille tulemuseks on Halli elemendi positsiooni muutumine, A pinge muutus juhtme magneti suhtes. .Halli pinge mõõtmisega saab määrata objekti asukoha.Olemas on spetsiaalsed Halli efektiga asendiandurid, mis suudavad määrata asukohta kolmes mõõtmes (joonis 4).Hall-efektiga asendiandurid on kontaktivabad seadmed, mis tagavad suure töökindluse ja kiire tuvastuse ning töötavad laias temperatuurivahemikus.Neid kasutatakse paljudes tarbija-, tööstus-, auto- ja meditsiinirakendustes.
Kiudoptilisi andureid on kahte põhitüüpi. Sisemiste fiiberoptiliste andurite puhul kasutatakse kiudu anduri elemendina. Välistes fiiberoptilistes andurites kombineeritakse fiiberoptikat teise anduritehnoloogiaga, et edastada signaal töötlemiseks kaugelektroonikale. Kiu sisemise asukoha mõõtmise korral saab kasutada seadet, näiteks optilist ajadomeeni reflektomeetrit, mille abil saab arvutada sageduse nihke mõõturit, kasutades optilise aja viivitust. Fiiberoptilised andurid on elektromagnetiliste häirete suhtes immuunsed, neid saab projekteerida töötama kõrgetel temperatuuridel ja need ei ole juhtivad, nii et neid saab kasutada kõrge rõhu või tuleohtlike materjalide läheduses.
Asendi mõõtmiseks saab kasutada ka teist fiiberoptilist andurit, mis põhineb Braggi kiudvõre (FBG) tehnoloogial. FBG toimib sälkfiltrina, mis peegeldab laia spektriga valgusega valgustamisel väikest osa Braggi lainepikkusel (λB) tsentreeritud valgusest. See on valmistatud kiudude südamikusse söövitatud mikrostruktuuridest. kiirendus ja koormus.
Optilisi asendiandureid on kahte tüüpi, mida tuntakse ka optiliste kodeerijatena. Ühel juhul saadetakse valgus anduri teises otsas asuvasse vastuvõtjasse.Teisel tüübil peegeldub väljastatav valgussignaal jälgitavast objektist ja tagastatakse valgusallikasse. Olenevalt anduri konstruktsioonist on valguse omaduste, näiteks lainepikkuse, intensiivsuse, faasi või polarisatsiooni positsiooni määramiseks kasutatavad sensorid ja polarisatsiooniandurid. pöörlev liikumine. Need andurid jagunevad kolme põhikategooriasse;läbilaskvad optilised kodeerijad, peegeldavad optilised kodeerijad ja interferomeetrilised optilised kodeerijad.
Ultraheli asendiandurid kasutavad kõrgsageduslike ultrahelilainete väljastamiseks piesoelektrilisi kristallmuundureid.Andur mõõdab peegeldunud heli.Ultraheliandureid saab kasutada lihtsate lähedusanduritena või keerukamate konstruktsioonidega saab anda ulatust teavet.Ultraheli asendiandurid töötavad sihtobjektidega, mis on erinevatest materjalidest ja pinnaomadustest, ning suudavad tuvastada väikeseid asendiandureid, mis ei ole suurema vahemaa tagant. , infrapunakiirgus ja elektromagnetilised häired.Ultraheli asendiandureid kasutavate rakenduste näited hõlmavad vedeliku taseme tuvastamist, objektide kiiret loendamist, robot-navigatsioonisüsteeme ja autoseiret.Tüüpiline auto ultraheliandur koosneb plastkorpusest, piesoelektrilisest andurist koos täiendava membraaniga (lisamembraaniga töötlemise vastuvõtvast andurist, trükkplaadist, mis edastab signaale ja elektroonilist vooluringi, ja mikrojuhtimisplaati).
Asendiandurid võivad mõõta objektide absoluutset või suhtelist lineaarset, pöörlevat ja nurkliikumist.Asukohaandurid võivad mõõta seadmete, nagu täiturmehhanismid või mootorid, liikumist.Neid kasutatakse ka mobiilsetel platvormidel, nagu robotid ja autod.Asendiandurites kasutatakse mitmesuguseid tehnoloogiaid, mis on seotud keskkonna vastupidavuse, kulude, täpsuse, korratavuse ja muude atribuutidega.
3D-magnetilised asendiandurid, Allegro mikrosüsteemid Autonoomsete sõidukite ultraheliandurite analüüsimine ja turvalisuse suurendamine, IEEE asjade interneti ajakiri Kuidas valida asendiandurit, Cambridge'i integraallülitusedAsendianduri tüübid, Ixthus'i mõõteriistadMis on induktiivne asendiandur?, Keyence Mis on induktiivne asendiandur?
Sirvige disainimaailma uusimaid ja varasemaid numbreid lihtsalt kasutatavas kvaliteetses vormingus. Redigeerige, jagage ja laadige alla juba täna juhtiva disainitehnika ajakirjaga.
Maailma parim probleemide lahendamise EE foorum, mis hõlmab mikrokontrollereid, DSP-d, võrkude loomist, analoog- ja digitaalset disaini, raadiosagedust, jõuelektroonikat, trükkplaatide marsruutimist ja palju muud
Autoriõigus © 2022 WTWH Media LLC.kõik õigused reserveeritud.Selle saidi materjali ei tohi reprodutseerida, levitada, edastada, vahemällu salvestada ega muul viisil kasutada ilma WTWH Media Privaatsuspoliitika |Reklaam |Meist