સપ્લાય ચેઇન ઓપરેશન્સમાં રોબોટિક ડ્રાઇવ ચેઇનથી લઈને કન્વેયર બેલ્ટ સુધી, વિન્ડ ટર્બાઇન ટાવર્સના ડોલવા સુધી, પોઝિશન સેન્સિંગ એ વિવિધ પ્રકારના એપ્લિકેશન્સમાં એક મહત્વપૂર્ણ કાર્ય છે. તે ઘણા સ્વરૂપો લઈ શકે છે, જેમાં રેખીય, રોટરી, કોણીય, સંપૂર્ણ, વૃદ્ધિશીલ, સંપર્ક અને બિન-સંપર્ક સેન્સરનો સમાવેશ થાય છે. વિશિષ્ટ સેન્સર વિકસાવવામાં આવ્યા છે જે ત્રણ પરિમાણોમાં સ્થિતિ નક્કી કરી શકે છે. પોઝિશન સેન્સિંગ તકનીકોમાં પોટેન્ટિઓમેટ્રિક, ઇન્ડક્ટિવ, એડી કરંટ, કેપેસિટીવ, મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ, હોલ ઇફેક્ટ, ફાઇબર ઓપ્ટિક, ઓપ્ટિકલ અને અલ્ટ્રાસોનિકનો સમાવેશ થાય છે.
આ FAQ પોઝિશન સેન્સિંગના વિવિધ સ્વરૂપોનો સંક્ષિપ્ત પરિચય આપે છે, પછી પોઝિશન સેન્સિંગ સોલ્યુશન લાગુ કરતી વખતે ડિઝાઇનર્સ પસંદ કરી શકે તેવી વિવિધ તકનીકોની સમીક્ષા કરે છે.
પોટેંશિયોમેટ્રિક પોઝિશન સેન્સર્સ એ પ્રતિકાર-આધારિત ઉપકરણો છે જે એક નિશ્ચિત પ્રતિકારક ટ્રેકને એક વાઇપર સાથે જોડે છે જે ઑબ્જેક્ટ સાથે જોડાયેલ છે જેની સ્થિતિને સમજવાની જરૂર છે. ઑબ્જેક્ટની ગતિ વાઇપરને ટ્રેક પર ખસેડે છે. ઑબ્જેક્ટની સ્થિતિ રેલ અને વાઇપર્સ દ્વારા રચાયેલ વોલ્ટેજ ડિવાઇડર નેટવર્કનો ઉપયોગ કરીને નિશ્ચિત ડીસી વોલ્ટેજ (આકૃતિ 1) સાથે રેખીય અથવા પરિભ્રમણ ગતિને માપવા દ્વારા માપવામાં આવે છે. પોટેંશિયોમેટ્રિક સેન્સર્સ ઓછા ખર્ચે હોય છે, પરંતુ સામાન્ય રીતે ઓછી ચોકસાઈ અને પુનરાવર્તિતતા હોય છે.
ઇન્ડક્ટિવ પોઝિશન સેન્સર સેન્સર કોઇલમાં પ્રેરિત ચુંબકીય ક્ષેત્રના ગુણધર્મોમાં ફેરફારનો ઉપયોગ કરે છે. તેમના આર્કિટેક્ચર પર આધાર રાખીને, તેઓ રેખીય અથવા રોટેશનલ પોઝિશન્સને માપી શકે છે. રેખીય વેરિયેબલ ડિફરન્શિયલ ટ્રાન્સફોર્મર (LVDT) પોઝિશન સેન્સર હોલો ટ્યુબની આસપાસ વીંટાળેલા ત્રણ કોઇલનો ઉપયોગ કરે છે; એક પ્રાથમિક કોઇલ અને બે ગૌણ કોઇલ. કોઇલ શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે, અને ગૌણ કોઇલનો તબક્કા સંબંધ પ્રાથમિક કોઇલના સંદર્ભમાં 180° તબક્કાની બહાર હોય છે. આર્મેચર નામનો ફેરોમેગ્નેટિક કોર ટ્યુબની અંદર મૂકવામાં આવે છે અને માપવામાં આવતા સ્થાન પર ઑબ્જેક્ટ સાથે જોડાયેલ હોય છે. પ્રાથમિક કોઇલ પર ઉત્તેજના વોલ્ટેજ લાગુ કરવામાં આવે છે અને ગૌણ કોઇલમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફોર્સ (EMF) પ્રેરિત થાય છે. ગૌણ કોઇલ વચ્ચેના વોલ્ટેજ તફાવતને માપીને, આર્મેચરની સંબંધિત સ્થિતિ અને તે જેની સાથે જોડાયેલ છે તે નક્કી કરી શકાય છે. ફરતું વોલ્ટેજ ડિફરન્શિયલ ટ્રાન્સફોર્મર (RVDT) ફરતી સ્થિતિને ટ્રેક કરવા માટે સમાન તકનીકનો ઉપયોગ કરે છે. LVDT અને RVDT સેન્સર સારી ચોકસાઈ, રેખીયતા, રિઝોલ્યુશન અને ઉચ્ચ સંવેદનશીલતા પ્રદાન કરે છે. તેઓ ઘર્ષણ રહિત છે અને કઠોર વાતાવરણમાં ઉપયોગ માટે સીલ કરી શકાય છે.
એડી કરંટ પોઝિશન સેન્સર વાહક પદાર્થો સાથે કામ કરે છે. એડી કરંટ એ પ્રેરિત કરંટ છે જે બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીમાં વાહક પદાર્થોમાં થાય છે. આ કરંટ બંધ લૂપમાં વહે છે અને ગૌણ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે. એડી કરંટ સેન્સરમાં કોઇલ અને રેખીયકરણ સર્કિટ હોય છે. વૈકલ્પિક કરંટ પ્રાથમિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવા માટે કોઇલને ઉર્જા આપે છે. જ્યારે કોઈ વસ્તુ કોઇલની નજીક આવે છે અથવા તેનાથી દૂર જાય છે, ત્યારે એડી કરંટ દ્વારા ઉત્પાદિત ગૌણ ક્ષેત્રની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને તેની સ્થિતિ અનુભવી શકાય છે, જે કોઇલના અવરોધને અસર કરે છે. જેમ જેમ વસ્તુ કોઇલની નજીક જાય છે, તેમ તેમ એડી કરંટનું નુકસાન વધે છે અને ઓસીલેટીંગ વોલ્ટેજ નાનું થતું જાય છે (આકૃતિ 2). ઓસીલેટીંગ વોલ્ટેજને લીનિયરાઇઝર સર્કિટ દ્વારા સુધારેલ અને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે જેથી પદાર્થના અંતરના પ્રમાણસર રેખીય ડીસી આઉટપુટ ઉત્પન્ન થાય.
એડી કરંટ ડિવાઇસીસ મજબૂત, સંપર્ક વિનાના ડિવાઇસીસ છે જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પ્રોક્સિમિટી સેન્સર તરીકે થાય છે. તે સર્વદિશાત્મક છે અને ઑબ્જેક્ટથી સંબંધિત અંતર નક્કી કરી શકે છે, પરંતુ ઑબ્જેક્ટથી દિશા અથવા સંપૂર્ણ અંતર નહીં.
નામ સૂચવે છે તેમ, કેપેસિટીવ પોઝિશન સેન્સર્સ કેપેસિટીન્સમાં ફેરફારને માપે છે જેથી જે વસ્તુનો અનુભવ થાય છે તેની સ્થિતિ નક્કી કરી શકાય. આ નોન-કોન્ટેક્ટ સેન્સર્સનો ઉપયોગ રેખીય અથવા રોટેશનલ પોઝિશન માપવા માટે થઈ શકે છે. તેમાં બે પ્લેટો હોય છે જે ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી દ્વારા અલગ પડે છે અને વસ્તુની સ્થિતિ શોધવા માટે બે પદ્ધતિઓમાંથી એકનો ઉપયોગ કરે છે:
ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકમાં ફેરફાર કરવા માટે, જે પદાર્થનું સ્થાન શોધવાનું છે તે પદાર્થ ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી સાથે જોડાયેલ હોય છે. જેમ જેમ ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રી ફરે છે, તેમ તેમ કેપેસિટરનો અસરકારક ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંક ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીના ક્ષેત્રફળ અને હવાના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકના સંયોજનને કારણે બદલાય છે. વૈકલ્પિક રીતે, પદાર્થને કેપેસિટર પ્લેટોમાંથી એક સાથે જોડી શકાય છે. જેમ જેમ પદાર્થ ફરે છે, પ્લેટો નજીક અથવા દૂર જાય છે, અને કેપેસિટેન્સમાં ફેરફારનો ઉપયોગ સંબંધિત સ્થિતિ નક્કી કરવા માટે થાય છે.
કેપેસિટીવ સેન્સર વસ્તુઓના વિસ્થાપન, અંતર, સ્થિતિ અને જાડાઈને માપી શકે છે. તેમની ઉચ્ચ સિગ્નલ સ્થિરતા અને રિઝોલ્યુશનને કારણે, કેપેસિટીવ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ સેન્સરનો ઉપયોગ પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક વાતાવરણમાં થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેપેસિટીવ સેન્સરનો ઉપયોગ ઓટોમેટેડ પ્રક્રિયાઓમાં ફિલ્મની જાડાઈ અને એડહેસિવ એપ્લિકેશનને માપવા માટે થાય છે. ઔદ્યોગિક મશીનોમાં, તેનો ઉપયોગ વિસ્થાપન અને સાધનની સ્થિતિનું નિરીક્ષણ કરવા માટે થાય છે.
મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્શન એ ફેરોમેગ્નેટિક પદાર્થોનો એક ગુણધર્મ છે જેના કારણે ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે સામગ્રી તેનું કદ અથવા આકાર બદલી નાખે છે. મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ પોઝિશન સેન્સરમાં, એક મૂવેબલ પોઝિશન મેગ્નેટ માપવામાં આવતી વસ્તુ સાથે જોડાયેલ હોય છે. તેમાં એક વેવગાઇડ હોય છે જેમાં વાયર હોય છે જે કરંટ પલ્સ વહન કરે છે, જે વેવગાઇડના છેડે સ્થિત સેન્સર સાથે જોડાયેલ હોય છે (આકૃતિ 3). જ્યારે કરંટ પલ્સ વેવગાઇડ નીચે મોકલવામાં આવે છે, ત્યારે વાયરમાં એક ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવવામાં આવે છે જે કાયમી ચુંબક (સિલિન્ડર પિસ્ટનમાં ચુંબક, આકૃતિ 3a) ના અક્ષીય ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ક્ષેત્ર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વળાંક (વિડેમેન અસર) ને કારણે થાય છે, જે વાયરને તાણ આપે છે, એક એકોસ્ટિક પલ્સ ઉત્પન્ન કરે છે જે વેવગાઇડ સાથે ફેલાય છે અને વેવગાઇડના છેડે સેન્સર દ્વારા શોધી કાઢવામાં આવે છે (આકૃતિ 3b). વર્તમાન પલ્સની શરૂઆત અને એકોસ્ટિક પલ્સની શોધ વચ્ચેના સમયને માપીને, પોઝિશન મેગ્નેટ અને તેથી ઑબ્જેક્ટની સંબંધિત સ્થિતિ માપી શકાય છે (આકૃતિ 3c).
મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ પોઝિશન સેન્સર એ નોન-કોન્ટેક્ટ સેન્સર છે જેનો ઉપયોગ રેખીય સ્થિતિ શોધવા માટે થાય છે. વેવગાઇડ્સ ઘણીવાર સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અથવા એલ્યુમિનિયમ ટ્યુબમાં રાખવામાં આવે છે, જે આ સેન્સર્સને ગંદા અથવા ભીના વાતાવરણમાં ઉપયોગમાં લેવા સક્ષમ બનાવે છે.
જ્યારે પાતળા, સપાટ વાહકને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે, ત્યારે વહેતો કોઈપણ પ્રવાહ વાહકની એક બાજુએ એકઠો થવાનું વલણ ધરાવે છે, જે હોલ વોલ્ટેજ નામનો સંભવિત તફાવત બનાવે છે. જો વાહકમાં પ્રવાહ સ્થિર હોય, તો હોલ વોલ્ટેજનું પરિમાણ ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિને પ્રતિબિંબિત કરશે. હોલ-ઇફેક્ટ પોઝિશન સેન્સરમાં, પદાર્થ સેન્સર શાફ્ટમાં સ્થિત ચુંબક સાથે જોડાયેલ હોય છે. જેમ જેમ પદાર્થ ફરે છે, તેમ તેમ ચુંબકની સ્થિતિ હોલ તત્વની તુલનામાં બદલાય છે, જેના પરિણામે હોલ વોલ્ટેજ બદલાય છે. હોલ વોલ્ટેજ માપીને, પદાર્થની સ્થિતિ નક્કી કરી શકાય છે. વિશિષ્ટ હોલ-ઇફેક્ટ પોઝિશન સેન્સર છે જે ત્રણ પરિમાણોમાં સ્થિતિ નક્કી કરી શકે છે (આકૃતિ 4). હોલ-ઇફેક્ટ પોઝિશન સેન્સર બિન-સંપર્ક ઉપકરણો છે જે ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા અને ઝડપી સંવેદના પ્રદાન કરે છે, અને વિશાળ તાપમાન શ્રેણીમાં કાર્ય કરે છે. તેનો ઉપયોગ ગ્રાહક, ઔદ્યોગિક, ઓટોમોટિવ અને તબીબી એપ્લિકેશનોની શ્રેણીમાં થાય છે.
ફાઇબર ઓપ્ટિક સેન્સરના બે મૂળભૂત પ્રકાર છે. આંતરિક ફાઇબર ઓપ્ટિક સેન્સરમાં, ફાઇબરનો ઉપયોગ સેન્સિંગ તત્વ તરીકે થાય છે. બાહ્ય ફાઇબર ઓપ્ટિક સેન્સરમાં, ફાઇબર ઓપ્ટિક્સને પ્રોસેસિંગ માટે રિમોટ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં સિગ્નલ રિલે કરવા માટે અન્ય સેન્સર ટેકનોલોજી સાથે જોડવામાં આવે છે. આંતરિક ફાઇબર સ્થિતિ માપનના કિસ્સામાં, સમય વિલંબ નક્કી કરવા માટે ઓપ્ટિકલ ટાઇમ ડોમેન રિફ્લેક્ટોમીટર જેવા ઉપકરણનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઓપ્ટિકલ ફ્રીક્વન્સી ડોમેન રિફ્લેક્ટોમીટર લાગુ કરતા સાધનનો ઉપયોગ કરીને તરંગલંબાઇ શિફ્ટની ગણતરી કરી શકાય છે. ફાઇબર ઓપ્ટિક સેન્સર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપથી રોગપ્રતિકારક છે, ઉચ્ચ તાપમાને કાર્ય કરવા માટે ડિઝાઇન કરી શકાય છે, અને બિન-વાહક છે, તેથી તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ દબાણ અથવા જ્વલનશીલ સામગ્રીની નજીક થઈ શકે છે.
ફાઇબર બ્રેગ ગ્રેટિંગ (FBG) ટેકનોલોજી પર આધારિત અન્ય ફાઇબર-ઓપ્ટિક સેન્સિંગનો ઉપયોગ સ્થિતિ માપન માટે પણ થઈ શકે છે. FBG એક નોચ ફિલ્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે, જે બ્રોડ-સ્પેક્ટ્રમ પ્રકાશ દ્વારા પ્રકાશિત થાય ત્યારે બ્રેગ તરંગલંબાઇ (λB) પર કેન્દ્રિત પ્રકાશના નાના અંશને પ્રતિબિંબિત કરે છે. તે ફાઇબર કોરમાં કોતરેલા માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ સાથે બનાવવામાં આવે છે. FBG નો ઉપયોગ તાપમાન, તાણ, દબાણ, ઝુકાવ, વિસ્થાપન, પ્રવેગક અને ભાર જેવા વિવિધ પરિમાણોને માપવા માટે થઈ શકે છે.
બે પ્રકારના ઓપ્ટિકલ પોઝિશન સેન્સર હોય છે, જેને ઓપ્ટિકલ એન્કોડર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. એક કિસ્સામાં, પ્રકાશ સેન્સરના બીજા છેડે રીસીવર પર મોકલવામાં આવે છે. બીજા પ્રકારમાં, ઉત્સર્જિત પ્રકાશ સિગ્નલ મોનિટર કરેલ ઑબ્જેક્ટ દ્વારા પ્રતિબિંબિત થાય છે અને પ્રકાશ સ્ત્રોત પર પાછો ફરે છે. સેન્સર ડિઝાઇનના આધારે, પ્રકાશ ગુણધર્મોમાં ફેરફાર, જેમ કે તરંગલંબાઇ, તીવ્રતા, તબક્કો અથવા ધ્રુવીકરણ, ઑબ્જેક્ટની સ્થિતિ નક્કી કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. એન્કોડર-આધારિત ઓપ્ટિકલ પોઝિશન સેન્સર રેખીય અને રોટરી ગતિ માટે ઉપલબ્ધ છે. આ સેન્સર ત્રણ મુખ્ય શ્રેણીઓમાં આવે છે; ટ્રાન્સમિસિવ ઓપ્ટિકલ એન્કોડર્સ, રિફ્લેક્ટિવ ઓપ્ટિકલ એન્કોડર્સ અને ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક ઓપ્ટિકલ એન્કોડર્સ.
અલ્ટ્રાસોનિક પોઝિશન સેન્સર ઉચ્ચ-આવર્તન અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો ઉત્સર્જિત કરવા માટે પીઝોઇલેક્ટ્રિક ક્રિસ્ટલ ટ્રાન્સડ્યુસરનો ઉપયોગ કરે છે. સેન્સર પ્રતિબિંબિત અવાજને માપે છે. અલ્ટ્રાસોનિક સેન્સરનો ઉપયોગ સરળ નિકટતા સેન્સર તરીકે થઈ શકે છે, અથવા વધુ જટિલ ડિઝાઇન શ્રેણીબદ્ધ માહિતી પ્રદાન કરી શકે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોઝિશન સેન્સર વિવિધ સામગ્રી અને સપાટીની સુવિધાઓના લક્ષ્ય પદાર્થો સાથે કાર્ય કરે છે, અને અન્ય ઘણા પ્રકારના પોઝિશન સેન્સર કરતાં વધુ અંતરે નાની વસ્તુઓ શોધી શકે છે. તેઓ કંપન, આસપાસના અવાજ, ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક હસ્તક્ષેપ માટે પ્રતિરોધક છે. અલ્ટ્રાસોનિક પોઝિશન સેન્સરનો ઉપયોગ કરતી એપ્લિકેશનોના ઉદાહરણોમાં પ્રવાહી સ્તર શોધ, વસ્તુઓની હાઇ-સ્પીડ ગણતરી, રોબોટિક નેવિગેશન સિસ્ટમ્સ અને ઓટોમોટિવ સેન્સિંગનો સમાવેશ થાય છે. એક લાક્ષણિક ઓટોમોટિવ અલ્ટ્રાસોનિક સેન્સરમાં પ્લાસ્ટિક હાઉસિંગ, વધારાના પટલ સાથે પીઝોઇલેક્ટ્રિક ટ્રાન્સડ્યુસર અને ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ અને સિગ્નલો ટ્રાન્સમિટ કરવા, પ્રાપ્ત કરવા અને પ્રક્રિયા કરવા માટે માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ સાથે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ હોય છે (આકૃતિ 5).
પોઝિશન સેન્સર્સ વસ્તુઓની સંપૂર્ણ અથવા સંબંધિત રેખીય, પરિભ્રમણ અને કોણીય ગતિને માપી શકે છે. પોઝિશન સેન્સર્સ એક્ટ્યુએટર્સ અથવા મોટર્સ જેવા ઉપકરણોની ગતિને માપી શકે છે. તેનો ઉપયોગ રોબોટ્સ અને કાર જેવા મોબાઇલ પ્લેટફોર્મમાં પણ થાય છે. પર્યાવરણીય ટકાઉપણું, કિંમત, ચોકસાઈ, પુનરાવર્તિતતા અને અન્ય ગુણધર્મોના વિવિધ સંયોજનો સાથે પોઝિશન સેન્સર્સમાં વિવિધ તકનીકોનો ઉપયોગ થાય છે.
3D મેગ્નેટિક પોઝિશન સેન્સર્સ, એલેગ્રો માઇક્રોસિસ્ટમ્સ ઓટોનોમસ વાહનો માટે અલ્ટ્રાસોનિક સેન્સર્સની સુરક્ષાનું વિશ્લેષણ અને વધારો, IEEE ઇન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ જર્નલ પોઝિશન સેન્સર કેવી રીતે પસંદ કરવું, કેમ્બ્રિજ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સ પોઝિશન સેન્સર પ્રકારો, Ixthus ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન ઇન્ડક્ટિવ પોઝિશન સેન્સર શું છે?, કીન્સ મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્ટિવ પોઝિશન સેન્સિંગ શું છે?, AMETEK
ડિઝાઇન વર્લ્ડના નવીનતમ અંકો અને પાછળના અંકો ઉપયોગમાં સરળ, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ફોર્મેટમાં બ્રાઉઝ કરો. અગ્રણી ડિઝાઇન એન્જિનિયરિંગ મેગેઝિન સાથે આજે જ સંપાદિત કરો, શેર કરો અને ડાઉનલોડ કરો.
માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ, DSP, નેટવર્કિંગ, એનાલોગ અને ડિજિટલ ડિઝાઇન, RF, પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, PCB રૂટીંગ અને વધુને આવરી લેતું વિશ્વનું ટોચનું સમસ્યા-નિરાકરણ EE ફોરમ.
કૉપિરાઇટ © 2022 WTWH મીડિયા LLC. બધા હકો અમારી પાસે રાખેલા છે. આ સાઇટ પરની સામગ્રી WTWH મીડિયાની પૂર્વ લેખિત પરવાનગી વિના પુનઃઉત્પાદન, વિતરણ, પ્રસારિત, કેશ અથવા અન્યથા ઉપયોગ કરી શકાશે નહીં ગોપનીયતા નીતિ | જાહેરાત | અમારા વિશે