Robottikäyttöketjuista kuljetinhihnoihin toimitusketjun toiminnassa tuuliturbiinien tornien heilautukseen, sijainnin tunnistus on kriittinen toiminto monissa sovelluksissa. Se voi olla monissa muodoissa, mukaan lukien lineaariset, pyörivät, kulmikkaat, absoluuttiset, inkrementaaliset, kosketuksettomat ja kosketuksettomat anturit. Erikoisantuneita antureita on kehitetty, jotka voivat sisältää paikannusteknologioita, potentiometrisiä, potentiometrisiä, potentiometrisiä, potentiometrisiä ja potentiometrisiä tekniikoita. aktiivinen, magnetostriktiivinen, Hall-ilmiö, valokuitu, optinen ja ultraääni.
Tämä FAQ tarjoaa lyhyen johdannon paikannusmittauksen eri muodoista ja tarkastelee sitten erilaisia ​​tekniikoita, joista suunnittelijat voivat valita paikannusratkaisua toteuttaessaan.
Potentiometriset sijaintianturit ovat vastuspohjaisia ​​laitteita, jotka yhdistävät kiinteän resistiivisen radan objektiin kiinnitetyn pyyhkimen kanssa, jonka sijainti on tunnistettava. Objektin liike siirtää pyyhin rataa pitkin. Objektin sijainti mitataan käyttämällä jännitteen jakajaverkkoa, jonka kiskot ja pyyhkimet on muodostettu ja jolla on yleisesti ottaen, mutta yleisesti ottaen. kyky.
Induktiiviset asentoanturit hyödyntävät muutoksia anturikäämiin indusoidun magneettikentän ominaisuuksissa. Arkkitehtuuristaan ​​riippuen ne voivat mitata lineaarisia tai pyöriviä asentoja. Linear Variable Differential Transformer (LVDT) -asemaanturit käyttävät kolmea kelaa, jotka on kiedottu onton putken ympärille;primäärikäämi ja kaksi toisiokäämiä.Käämit on kytketty sarjaan, ja toisiokäämin vaihesuhde on 180° epävaiheessa ensiökelaan nähden.Putken sisään sijoitetaan ankkuriksi kutsuttu ferromagneettisydän ja se liitetään kohteeseen mitattavassa paikassa. Primäärikäämiin syötetään viritysjännite ja toisiovoiman samanaikaisen jännitteen erotus (EMF) on sähkömagneettisen induktiivisen voiman (EMF) välillä. , ankkurin suhteellinen asento ja se, mihin se on kiinnitetty, voidaan määrittää. Pyörivä jännite-eromuuntaja (RVDT) käyttää samaa tekniikkaa pyörivän asennon seuraamiseen. LVDT- ja RVDT-anturit tarjoavat hyvän tarkkuuden, lineaarisuuden, resoluution ja korkean herkkyyden. Ne ovat kitkattomia ja ne voidaan tiivistää käytettäväksi ankarissa ympäristöissä.
Pyörrevirta-asentoanturit toimivat johtavien esineiden kanssa. Pyörrevirrat ovat indusoituja virtoja, joita esiintyy johtavissa materiaaleissa muuttuvan magneettikentän läsnä ollessa. Nämä virrat virtaavat suljetussa silmukassa ja muodostavat toissijaisen magneettikentän. Pyörrevirta-anturit koostuvat käämeistä ja linearisointipiireistä. Vaihtovirta energisoi kelaa luomaan vuorovaikutuksen ensisijaisen magneettikentän avulla. pyörrevirtojen tuottama, mikä vaikuttaa käämin impedanssiin. Kohteen lähestyessä käämiä pyörrevirtahäviöt kasvavat ja värähtelyjännite pienenee (kuva 2). Värähtelyjännite tasasuuntautuu ja prosessoidaan linearisointipiirillä, jolloin saadaan lineaarinen DC-lähtökohde, joka on verrannollinen käämin etäisyyteen.
Pyörrevirtalaitteet ovat kestäviä, kosketuksettomia laitteita, joita tyypillisesti käytetään läheisyysantureina. Ne ovat kaikkisuuntaisia ​​ja voivat määrittää suhteellisen etäisyyden kohteeseen, mutta eivät suuntaa tai absoluuttista etäisyyttä kohteeseen.
Kuten nimestä voi päätellä, kapasitiiviset paikkaanturit mittaavat kapasitanssin muutoksia havaittavan kohteen sijainnin määrittämiseksi. Näillä kosketuksettomilla antureilla voidaan mitata lineaarista tai pyörivää asentoa. Ne koostuvat kahdesta levystä, jotka on erotettu eristemateriaalilla, ja ne käyttävät jotakin kahdesta menetelmästä kohteen sijainnin havaitsemiseen:
Dielektrisyysvakion muutoksen aikaansaamiseksi kiinnitetään eristemateriaaliin kohde, jonka sijainti halutaan havaita. Dielektrisen materiaalin liikkuessa kondensaattorin tehollinen dielektrisyysvakio muuttuu johtuen dielektrisen materiaalin pinta-alan ja ilman dielektrisyysvakion yhdistelmästä. Vaihtoehtoisesti esine voidaan liittää johonkin levyn kiinnityslevyyn, lähempään tai kauemmas liikkuvaan levyyn. Kapasitanssin muutosta käytetään suhteellisen sijainnin määrittämiseen.
Kapasitiiviset anturit voivat mitata esineiden siirtymää, etäisyyttä, sijaintia ja paksuutta. Korkean signaalin stabiiliuden ja resoluutionsa ansiosta kapasitiivisia antureita käytetään laboratorio- ja teollisuusympäristöissä. Kapasitiivisia antureita käytetään esimerkiksi kalvon paksuuden mittaamiseen ja liimasovelluksiin automatisoiduissa prosesseissa. Teollisuuskoneissa niitä käytetään siirtymän ja työkalun asennon seurantaan.
Magnetostriktio on ferromagneettisten materiaalien ominaisuus, joka saa materiaalin muuttamaan kokoaan tai muotoaan magneettikentän vaikutuksesta. Magnetostriktiivisessa asentoanturissa mitattavaan kohteeseen on kiinnitetty liikkuva asentomagneetti. Se koostuu virtapulsseja kuljettavista johtimista koostuvasta aaltoputkesta, joka on liitetty aaltoputken päässä olevaan anturiin, joka lähetetään alaspäin olevan virran pulssikentässä (kuva 3). toimii kestomagneetin aksiaalisen magneettikentän (sylinterin männän magneetti, kuva 3a) kanssa. Kentän vuorovaikutus johtuu kiertymisestä (Wiedemann-ilmiö), joka rasittaa lankaa ja tuottaa akustisen pulssin, joka etenee pitkin aaltoputkea ja jonka havaitsee aaltoputken päässä oleva anturi, joka havaitsee aaltoputken pulssihäiriön välillä (kuva 3b). akustisesta pulssista voidaan mitata asentomagneetin ja siten kohteen suhteellinen sijainti (kuva 1).3c).
Magnetostriktiiviset asentoanturit ovat kosketuksettomia antureita, joita käytetään lineaarisen sijainnin havaitsemiseen. Aaltoputket on usein sijoitettu ruostumattomasta teräksestä tai alumiinista valmistettuihin putkiin, mikä mahdollistaa niiden käytön likaisissa tai märissä ympäristöissä.
Kun ohut litteä johdin asetetaan magneettikenttään, mikä tahansa virtaava virta pyrkii kerääntymään johtimen yhdelle puolelle, jolloin syntyy potentiaaliero, jota kutsutaan Hall-jännitteeksi. Jos johtimessa oleva virta on vakio, Hall-jännitteen suuruus heijastaa magneettikentän voimakkuutta. Hall-ilmiön asentotunnistimessa kohde on kytketty magneetiin, joka on sijoitettu anturin elementin akseliin, jonka seurauksena Hall-magneetin asento muuttuu, jolloin jännite muuttuu anturin akselin suhteen. .Mitaamalla Hall-jännitettä voidaan määrittää kohteen sijainti.On olemassa erikoistuneita Hall-ilmiöitä osoittavia asentoantureita, jotka voivat määrittää sijainnin kolmessa ulottuvuudessa (kuva 4). Hall-vaikutteiset asentoanturit ovat kosketuksettomia laitteita, jotka tarjoavat korkean luotettavuuden ja nopean tunnistuksen ja toimivat laajalla lämpötila-alueella. Niitä käytetään useissa kuluttaja-, teollisuus-, auto- ja lääketieteellisissä sovelluksissa.
Kuituoptisia antureita on kahta perustyyppiä. Sisäisissä kuituoptisissa antureissa kuitua käytetään anturielementtinä. Ulkoisissa kuituoptisissa antureissa kuituoptiikka yhdistetään toiseen anturitekniikkaan signaalin välittämiseksi etäelektroniikkaan käsittelyä varten. Sisäisten kuitujen sijainnin mittauksissa voidaan käyttää laitetta, kuten optista aikatason mittaria, jolla voidaan laskea taajuusalueen heijastusmittaria. Kuituoptiset anturit ovat immuuneja sähkömagneettisille häiriöille, ne voidaan suunnitella toimimaan korkeissa lämpötiloissa, ja ne ovat johtamattomia, joten niitä voidaan käyttää korkean paineen tai syttyvien materiaalien lähellä.
Paikanmittaukseen voidaan käyttää myös toista kuitu-Bragg-hilateknologiaan (FBG) perustuvaa kuituoptista tunnistusta. FBG toimii lovisuodattimena, joka heijastaa pienen osan Braggin aallonpituuteen (λB) keskittyvästä valosta, kun se valaistaan ​​laajaspektrisellä valolla. Se on valmistettu kuidun ytimeen syövytetyistä mikrorakenteista. kiihtyvyys ja kuormitus.
Optisia asentoantureita on kahdenlaisia, tunnetaan myös optisina koodereina.Yhdessä tapauksessa valo lähetetään anturin toisessa päässä olevaan vastaanottimeen.Toisessa tyypissä lähetetty valosignaali heijastuu valvottavasta kohteesta ja palautetaan valonlähteeseen. Anturin suunnittelusta riippuen valon ominaisuuksien, kuten aallonpituuden, intensiteetin, vaiheen tai polarisaation määrittämiseen käytettävät sensorit ovat käytettävissä. pyörivä liike. Nämä anturit jakautuvat kolmeen pääluokkaan;transmissiiviset optiset kooderit, heijastavat optiset kooderit ja interferometriset optiset kooderit.
Ultraäänisijaintianturit käyttävät pietsosähköisiä kidemuuntimia korkeataajuisten ultraääniaaltojen lähettämiseen.Anturi mittaa heijastuneen äänen.Ultraääniantureita voidaan käyttää yksinkertaisina läheisyysantureina tai monimutkaisemmilla malleilla voidaan antaa laajaa tietoa.Ultraäänisijaintianturit toimivat eri materiaaleista ja pintaominaisuuksista koostuvien kohdeobjektien kanssa, ja ne pystyvät havaitsemaan pienet kohteet suuremmalla etäisyydellä. , infrapunasäteily ja sähkömagneettiset häiriöt.Esimerkkejä ultraäänisijaintiantureita käyttävistä sovelluksista ovat nestepinnan tason havaitseminen, nopea kohteiden laskenta, robottinavigointijärjestelmät ja autotunnistin.Tyypillinen autojen ultraäänianturi koostuu muovikotelosta, pietsosähköisestä prosessointimuuntimesta, jossa on lisäkalvo, sekä painetun signaalin vastaanottopiirin5 ja elektronisten piirien lähetyspiirilevyllä ja piirilevyllä.
Asentoanturit voivat mitata kohteiden absoluuttista tai suhteellista lineaarista, pyörimis- ja kulmaliikettä. Asentoanturit voivat mitata laitteiden, kuten toimilaitteiden tai moottoreiden, liikettä. Niitä käytetään myös mobiilialustoissa, kuten roboteissa ja autoissa. Asentoantureissa käytetään erilaisia ​​tekniikoita, joissa yhdistyvät ympäristökestävyys, hinta, tarkkuus, toistettavuus ja muut ominaisuudet.
3D-magneettiset sijaintianturit, Allegro-mikrojärjestelmät Autonomisten ajoneuvojen ultraääniantureiden analysointi ja turvallisuuden parantaminen, IEEE Internet of Things Journal Asentoanturin valinta, Cambridge Integrated Circuits Asentoanturityypit, Ixthus Instrumentation Mikä on induktiivinen asentoanturi?, Keyence Mikä on induktiivinen asentoanturi?
Selaa Design Worldin uusimpia numeroita ja vanhoja numeroita helppokäyttöisessä ja laadukkaassa muodossa. Muokkaa, jaa ja lataa jo tänään johtavan suunnittelutekniikan lehden avulla.
Maailman paras ongelmanratkaisu EE-foorumi, joka kattaa mikro-ohjaimet, DSP:n, verkottamisen, analogisen ja digitaalisen suunnittelun, RF:n, tehoelektroniikan, PCB-reitityksen ja paljon muuta
Copyright © 2022 WTWH Media LLC.kaikki oikeudet pidätetään. Tämän sivuston materiaalia ei saa kopioida, jakaa, lähettää, tallentaa välimuistiin tai muuten käyttää ilman WTWH Median etukäteen antamaa kirjallista lupaa |Mainonta |Meistä