Ռոբոտային շարժիչ շղթաներից մինչև մատակարարման շղթայի փոխակրիչ գոտիներ մինչև հողմային տուրբինային աշտարակների ճոճանակը, դիրքի զգայությունը կարևոր գործառույթ է կիրառությունների լայն շրջանակում: Այն կարող է ունենալ բազմաթիվ ձևեր, այդ թվում՝ գծային, պտտվող, անկյունային, բացարձակ, աստիճանական, կոնտակտային և ոչ կոնտակտային: Մշակվել են մասնագիտացված չափորոշիչներ, որոնք ներառում են դիրքաչափման տեխնոլոգիաներ, որոնք ներառում են դիրքաչափման տեխնոլոգիաներ: պտտվող հոսանք, capacitive, magnetostrictive, Hall ազդեցություն, օպտիկամանրաթելային, օպտիկական և ուլտրաձայնային:
Այս ՀՏՀ-ն կարճ ներածություն է տրամադրում դիրքի զգայության տարբեր ձևերի մասին, այնուհետև վերանայում է մի շարք տեխնոլոգիաներ, որոնցից դիզայներները կարող են ընտրել դիրքորոշման լուծում կիրառելիս:
Պոտենցիոմետրիկ դիրքի տվիչները դիմադրության վրա հիմնված սարքեր են, որոնք միավորում են ֆիքսված դիմադրողական ուղին մաքրիչի հետ, որը կցված է օբյեկտին, որի դիրքը պետք է զգալ: Օբյեկտի շարժումը տեղափոխում է մաքրիչը գծի երկայնքով: ունեն ցածր ճշգրտություն և կրկնելիություն:
Ինդուկտիվ դիրքի տվիչները օգտագործում են սենսորային կծիկում առաջացած մագնիսական դաշտի հատկությունների փոփոխությունները: Կախված դրանց ճարտարապետությունից, նրանք կարող են չափել գծային կամ պտտվող դիրքերը: Գծային փոփոխական դիֆերենցիալ տրանսֆորմատորի (LVDT) դիրքի տվիչները օգտագործում են երեք պարույրներ, որոնք փաթաթված են խոռոչ խողովակի շուրջ;առաջնային կծիկ և երկու երկրորդական կծիկներ: Կծիկները միացված են շարքով, և երկրորդային կծիկի ֆազային հարաբերությունը 180°-ով դուրս է ֆազից առաջնային կծիկի նկատմամբ: Ֆեռոմագնիսական միջուկը, որը կոչվում է արմատուր, տեղադրվում է խողովակի ներսում և միացված է չափվող վայրում գտնվող օբյեկտին: Գրգռման լարումը կիրառվում է առաջնային մագնիսական կծիկի վրա (EMB): կարող է որոշվել լարման տարբերությունը երկրորդական պարույրների միջև, արմատուրայի հարաբերական դիրքը և այն, ինչին կցված է: Պտտվող լարման դիֆերենցիալ տրանսֆորմատորը (RVDT) օգտագործում է նույն տեխնիկան՝ պտտվող դիրքը հետևելու համար:
Շրջանային հոսանքների դիրքի տվիչները աշխատում են հաղորդիչ օբյեկտների հետ: Շրջանառական հոսանքները ինդուկտիվ հոսանքներ են, որոնք տեղի են ունենում հաղորդիչ նյութերում փոփոխվող մագնիսական դաշտի առկայության դեպքում: Այս հոսանքները հոսում են փակ օղակով և առաջացնում երկրորդական մագնիսական դաշտ: Շրջանաձև հոսանքի սենսորները բաղկացած են պարույրներից և գծայինացման սխեմաներից: Երկրորդային դաշտի գործողությունը, որն առաջանում է պտտվող հոսանքների կողմից, որն ազդում է կծիկի դիմադրության վրա: Քանի որ օբյեկտը մոտենում է կծիկին, պտտվող հոսանքի կորուստները մեծանում են, և տատանվող լարումը փոքրանում է (Նկար 2): Տատանվող լարումը ուղղվում և մշակվում է գծային շղթայով, որպեսզի ստացվի գծային D հեռավորություն:
Շրջանաձև հոսանքի սարքերը կոշտ, ոչ կոնտակտային սարքեր են, որոնք սովորաբար օգտագործվում են որպես հարևանության տվիչներ: Դրանք միակողմանի են և կարող են որոշել օբյեկտի հարաբերական հեռավորությունը, բայց ոչ ուղղությունը կամ օբյեկտի բացարձակ հեռավորությունը:
Ինչպես անունն է հուշում, կոնդենսիվ դիրքի տվիչները չափում են հզորության փոփոխությունները՝ ընկալվող օբյեկտի դիրքը որոշելու համար: Այս ոչ կոնտակտային սենսորները կարող են օգտագործվել գծային կամ պտտվող դիրքը չափելու համար: Դրանք բաղկացած են դիէլեկտրիկ նյութով բաժանված երկու թիթեղներից և օգտագործում են երկու մեթոդներից մեկը՝ օբյեկտի դիրքը հայտնաբերելու համար.
Դիէլեկտրիկ հաստատունի փոփոխություն առաջացնելու համար առարկան, որի դիրքը պետք է հայտնաբերվի, կցվում է դիէլեկտրիկ նյութին: Երբ դիէլեկտրիկ նյութը շարժվում է, կոնդենսատորի արդյունավետ դիէլեկտրական հաստատունը փոխվում է դիէլեկտրական նյութի տարածքի և օդի դիէլեկտրական հաստատունի համակցության պատճառով: , իսկ հզորության փոփոխությունն օգտագործվում է հարաբերական դիրքը որոշելու համար։
Capacitive սենսորները կարող են չափել առարկաների տեղաշարժը, հեռավորությունը, դիրքը և հաստությունը: Իրենց բարձր ազդանշանի կայունության և լուծաչափի շնորհիվ, capacitive displacement տվիչները օգտագործվում են լաբորատոր և արդյունաբերական միջավայրերում: Օրինակ, capacitive սենսորները օգտագործվում են չափելու թաղանթի հաստությունը և կպչուն կիրառությունները ավտոմատացված գործընթացներում: Արդյունաբերական մեքենաներում դրանք օգտագործվում են տեղաշարժը և գործիքի դիրքը վերահսկելու համար:
Magnetostriction-ը ֆերոմագնիսական նյութերի հատկություն է, որը ստիպում է նյութը փոխել իր չափը կամ ձևը, երբ կիրառվում է մագնիսական դաշտ: Մագնիսական նեղ դիրքի տվիչում չափվող օբյեկտին կցվում է շարժական դիրքի մագնիս: Այն բաղկացած է ալիքատարից, որը բաղկացած է ընթացիկ իմպուլսներ կրող լարերից, որը միացված է ցուցիչին, որը գտնվում է ալիքի վերջում գտնվող իմպուլսային դաշտում: մետաղալարում, որը փոխազդում է մշտական ​​մագնիսի առանցքային մագնիսական դաշտի հետ (մագնիս մխոցի մխոցում, Նկար 3ա): Դաշտի փոխազդեցությունն առաջանում է ոլորման հետևանքով (Վիդեմանի էֆեկտ), որը լարում է մետաղալարը՝ առաջացնելով ակուստիկ իմպուլս, որը տարածվում է ալիքի երկայնքով և հայտնաբերվում է սենսորային ալիքի ծայրով: Ընթացիկ իմպուլսի մեկնարկի և ակուստիկ իմպուլսի հայտնաբերման միջև ընկած ժամանակահատվածը, դիրքի մագնիսի հարաբերական դիրքը և, հետևաբար, օբյեկտը կարող է չափվել (Նկար 10):3c):
Magnetostrictive դիրքի սենսորները ոչ կոնտակտային սենսորներ են, որոնք օգտագործվում են գծային դիրքը հայտնաբերելու համար: Ալիքի հաղորդիչները հաճախ տեղադրվում են չժանգոտվող պողպատից կամ ալյումինե խողովակներում, ինչը հնարավորություն է տալիս այդ սենսորներին օգտագործել կեղտոտ կամ խոնավ միջավայրում:
Երբ բարակ, հարթ հաղորդիչը տեղադրվում է մագնիսական դաշտում, ցանկացած հոսող հոսանք հակված է կուտակվել հաղորդիչի մի կողմում՝ ստեղծելով պոտենցիալ տարբերություն, որը կոչվում է Hall լարում: Եթե հոսանքը հաղորդիչում մշտական ​​է, ապա Hall լարման մեծությունը կարտացոլի մագնիսական դաշտի ուժը: Hall-ի տարրի հետ կապված փոփոխությունները, ինչը հանգեցնում է Hall-ի լարման փոփոխության: Չափելով Hall-ի լարումը, կարելի է որոշել օբյեկտի դիրքը: Կան մասնագիտացված Hall-էֆեկտի դիրքի սենսորներ, որոնք կարող են որոշել դիրքը եռաչափում (Նկար 4): .
Օպտիկամանրաթելային սենսորների երկու հիմնական տեսակ կա: Ներքին օպտիկամանրաթելային սենսորների դեպքում մանրաթելն օգտագործվում է որպես զգայական տարր: Արտաքին օպտիկամանրաթելային սենսորներում օպտիկամանրաթելային օպտիկամանրաթելերը զուգակցվում են մեկ այլ սենսորային տեխնոլոգիայի հետ՝ ազդանշանը փոխանցելու հեռավոր էլեկտրոնիկայի մշակման համար: Ներքին օպտիկամանրաթելային դիրքի չափումների դեպքում կարող է օգտագործվել օպտիկամանրաթելային տիրույթի չափման տիրույթը արտացոլելու համար: Օպտիկամանրաթելային տվիչները պաշտպանված են էլեկտրամագնիսական միջամտությունից, կարող են նախագծվել բարձր ջերմաստիճաններում աշխատելու համար և ոչ հաղորդիչ են, ուստի դրանք կարող են օգտագործվել բարձր ճնշման կամ դյուրավառ նյութերի մոտ:
Մեկ այլ օպտիկամանրաթելային զգայարան, որը հիմնված է օպտիկամանրաթելային Bragg grating (FBG) տեխնոլոգիայի վրա, կարող է օգտագործվել նաև դիրքի չափման համար: FBG-ը գործում է որպես խազային զտիչ՝ արտացոլելով լույսի մի փոքր մասը՝ կենտրոնացած Բրագի ալիքի երկարության վրա (λB), երբ լուսավորվում է լայն սպեկտրի լույսով: , թեքություն, տեղաշարժ, արագացում և ծանրաբեռնվածություն:
Գոյություն ունեն երկու տեսակի օպտիկական դիրքի սենսորներ, որոնք նաև հայտնի են որպես օպտիկական կոդավորիչներ: Մի դեպքում լույսն ուղարկվում է սենսորի մյուս ծայրում գտնվող ստացողին: Երկրորդ տեսակի դեպքում արտանետվող լույսի ազդանշանը արտացոլվում է վերահսկվող օբյեկտի կողմից և վերադառնում լույսի աղբյուրին: Կախված սենսորի դիզայնից, լույսի հատկությունների փոփոխությունները, ինչպիսիք են ալիքի երկարությունը, ինտենսիվությունը, օպտիկական դիրքը, ցուցիչի դիրքը որոշվում է: s-ները հասանելի են գծային և պտտվող շարժման համար: Այս սենսորները բաժանվում են երեք հիմնական կատեգորիաների.փոխանցող օպտիկական կոդավորիչներ, ռեֆլեկտիվ օպտիկական կոդավորիչներ և ինտերֆերոմետրիկ օպտիկական կոդավորիչներ:
Ուլտրաձայնային դիրքի տվիչները օգտագործում են պիեզոէլեկտրական բյուրեղային փոխարկիչներ՝ բարձր հաճախականությամբ ուլտրաձայնային ալիքներ արձակելու համար: Սենսորը չափում է արտացոլված ձայնը: Ուլտրաձայնային սենսորները կարող են օգտագործվել որպես պարզ մոտիկության սենսորներ, կամ ավելի բարդ ձևավորումները կարող են տրամադրել տարբեր տեղեկություններ: Ուլտրաձայնային դիրքի սենսորների կիրառման օրինակները ներառում են հեղուկի մակարդակի հայտնաբերում, առարկաների բարձր արագության հաշվում, ռոբոտ նավիգացիոն համակարգեր և ավտոմոբիլային տվիչ: Ավտոմեքենայի տիպիկ ուլտրաձայնային տվիչը բաղկացած է պլաստիկ պատյանից, պիեզոէլեկտրական տախտակից, միկրոսխեմա ստանալու համար և լրացուցիչ տպիչի սխեմաներով: ազդանշանների մշակում (Նկար 5):
Դիրքի տվիչները կարող են չափել առարկաների բացարձակ կամ հարաբերական գծային, պտտվող և անկյունային շարժումը: Դիրքի սենսորները կարող են չափել այնպիսի սարքերի շարժումը, ինչպիսիք են ակտուատորները կամ շարժիչները: Դրանք նաև օգտագործվում են շարժական հարթակներում, ինչպիսիք են ռոբոտները և մեքենաները: Տարբեր տեխնոլոգիաներ օգտագործվում են դիրքի սենսորներում՝ շրջակա միջավայրի դիմացկունության, արժեքի, ճշգրտության, կրկնելիության և այլ հատկանիշների տարբեր համակցություններով:
3D Magnetic Position Sensors, Allegro Microsystems Analysing and Enhancing the Security of Ultrasonic Sensors for Autonomo Vehicles, IEEE Internet of Things Journal Ինչպես ընտրել դիրքի ցուցիչ, Cambridge Integrated Circuits Position sensor types, Ixthus InstrumentationԻնչ է ինդուկտիվ սենսորային ET, Magnetossing Ինչ է ինդուկտիվ դիրքի ցուցիչը:
Դիտեք Design World-ի վերջին համարները և հետադարձ թողարկումները հեշտ օգտագործման, բարձրորակ ձևաչափով: Խմբագրեք, տարածեք և ներբեռնեք այսօր առաջատար դիզայներական ինժեներական ամսագրի հետ:
Աշխարհի լավագույն խնդիրներ լուծող EE ֆորումը, որն ընդգրկում է միկրոկարգավորիչներ, DSP, ցանցեր, անալոգային և թվային դիզայն, ՌԴ, ուժային էլեկտրոնիկա, PCB երթուղիներ և այլն:
Հեղինակային իրավունք © 2022 WTWH Media LLC.բոլոր իրավունքները պաշտպանված են: Այս կայքի նյութը չի կարող վերարտադրվել, տարածվել, փոխանցվել, պահվել կամ այլ կերպ օգտագործվել առանց WTWH Media Privacy Policy-ի նախնական գրավոր թույլտվության |Գովազդ |Մեր մասին