Жеткізу тізбегіндегі роботтық жетек тізбектерінен конвейер таспаларына дейін жел турбинасы мұнараларының тербелісіне дейін позицияны анықтау қолданбалардың кең ауқымындағы маңызды функция болып табылады. Ол көптеген формаларды, соның ішінде сызықтық, айналмалы, бұрыштық, абсолютті, өсу, контактілі және жанаспайтын датчиктерді қабылдауы мүмкін. Мамандандырылған датчиктер әзірленді, олар үш өлшемді позицияны анықтауға мүмкіндік береді. белсенді, магнитостриктивтік, Холл эффектісі, талшықты-оптикалық, оптикалық және ультрадыбыстық.
Бұл жиі қойылатын сұрақтар позицияны анықтаудың әртүрлі формаларына қысқаша кіріспе береді, содан кейін конструкторлар позицияны анықтау шешімін енгізу кезінде таңдай алатын бірқатар технологияларды қарастырады.
Потенциометриялық позиция датчиктер - тұрақты резистивті жолды объектіге бекітілген сыпырғышпен біріктіретін кедергіге негізделген құрылғылар, оның орнын анықтау қажет. Нысанның қозғалысы сыпырғышты жол бойымен жылжытады. Нысанның орны рельстер мен сызықтық немесе айналмалы қозғалысты өлшеу үшін сүзгілер арқылы құрылған кернеу бөлгіш желісін пайдалану арқылы өлшенеді, бірақ тұрақты тұрақты кернеуі төмен, жалпы құны төмен айнымалы датчиктерге ие. y және қайталану мүмкіндігі.
Индуктивті позиция сенсорлары сенсор катушкасында индукцияланған магнит өрісінің қасиеттерін өзгертуді пайдаланады. Архитектурасына байланысты олар сызықтық немесе айналмалы позицияларды өлшей алады. Сызықтық айнымалы дифференциалдық трансформатор (LVDT) позиция сенсорлары қуыс түтікке оралған үш орамды пайдаланады;бастапқы катушкалар және екі қайталама катушкалар. Катушкалар тізбектей жалғанған, ал екінші реттік катушканың фазалық қатынасы бастапқы катушкаға қатысты фазадан 180° тыс. Якорь деп аталатын ферромагниттік өзек түтіктің ішіне орналастырылған және өлшенетін жерде объектке қосылған. Бастапқы катушкаға қоздыру кернеуі қолданылады және электромагниттік катушкалар арасындағы екінші кернеу (EMF) арасындағы айырмашылықта күш түсіреді. қайталама катушкалар, якорьдің салыстырмалы орналасуын және оның не бекітілгенін анықтауға болады. Айналмалы кернеу дифференциалды трансформаторы (RVDT) айналу орнын бақылау үшін бірдей әдісті пайдаланады. LVDT және RVDT сенсорлары жақсы дәлдік, сызықтық, рұқсат және жоғары сезімталдық ұсынады. Олар үйкеліссіз және қатал ортада пайдалану үшін тығыздалған болуы мүмкін.
Құйынды ток позициясының сенсорлары өткізгіш объектілермен жұмыс істейді. Құйынды токтар - өзгермелі магнит өрісі болған кезде өткізгіш материалдарда пайда болатын индукциялық токтар. Бұл токтар тұйық контурда ағып, қайталама магнит өрісін тудырады. Құйынды ток датчиктері катушкалар мен сызықтандыру тізбектерінен тұрады. Айнымалы ток катушкаларды оның бастапқы позициясынан жылжыту немесе магнит өрісінен алыстату үшін қуат береді. катушканың кедергісіне әсер ететін құйынды токтар тудыратын қайталама өрістің өзара әрекеттесуін қолдану арқылы сезінуге болады. Объект катушкаға жақындаған сайын құйынды ток шығындары артады және тербелмелі кернеу кішірейеді (2-сурет). Тербелмелі кернеу түзетіледі және түзетіледі және түзетіледі және түзетіледі және өңделеді.
Құйынды ток құрылғылары әдетте жақындық сенсорлары ретінде пайдаланылатын берік, жанаспайтын құрылғылар болып табылады. Олар жан-жақты және нысанға қатысты қашықтықты анықтай алады, бірақ нысанға дейінгі бағытты немесе абсолютті қашықтықты емес.
Атауынан көрініп тұрғандай, сыйымдылық позиция сенсорлары қабылданатын объектінің орнын анықтау үшін сыйымдылықтағы өзгерістерді өлшейді. Бұл жанаспайтын датчиктерді сызықтық немесе айналмалы орынды өлшеу үшін пайдалануға болады. Олар диэлектрлік материалмен бөлінген екі пластинадан тұрады және объектінің орнын анықтау үшін екі әдістің бірін пайдаланады:
Диэлектрлік өтімділіктің өзгеруін тудыру үшін, орны анықталатын объект диэлектрлік материалға бекітіледі. Диэлектрлік материал қозғалған кезде конденсатордың тиімді диэлектрлік өткізгіштігі диэлектрлік материалдың ауданы мен ауаның диэлектрлік өтімділігінің қосындысына байланысты өзгереді. Немесе объектіні сыйымдылықтардың біріне қосуға болады, пластиналарды жақын жылжытады немесе жылжытады. сыйымдылық салыстырмалы позицияны анықтау үшін қолданылады.
Сыйымдылық датчиктер объектілердің орын ауыстыруын, қашықтығын, орнын және қалыңдығын өлшей алады. Сигналдың жоғары тұрақтылығы мен ажыратымдылығына байланысты сыйымдылық датчиктері зертханалық және өнеркәсіптік орталарда қолданылады. Мысалы, сыйымдылық датчиктері пленка қалыңдығын және автоматтандырылған процестерде жабысқақ қолданбаларды өлшеу үшін қолданылады. Өнеркәсіптік машиналарда олар орын ауыстыруды және құралдың орнын бақылау үшін қолданылады.
Магнитострикция – ферромагниттік материалдардың қасиеті, ол магнит өрісі қолданылған кезде материалдың өлшемін немесе пішінін өзгертеді. Магнитострикциялық позиция сенсорында өлшенетін объектіге жылжымалы позиция магниті бекітіледі. Ол ток импульстерін өткізетін сымдардан тұратын толқын өткізгіштен тұрады, толқын өткізгіштің соңында орналасқан датчикке (W, төмен жіберілген толқын толқыны) қосылады. тұрақты магниттің осьтік магнит өрісімен әрекеттесетін сымда жасалған (цилиндр поршеніндегі магнит, 3а сурет). Өрістің өзара әрекеттесуі сымды кернейтін бұралу (Видеман эффектісі) нәтижесінде пайда болады, толқын өткізгіш бойымен таралатын акустикалық импульсті тудырады және толқынның соңындағы сенсор арқылы анықталады. ағымдағы импульстің басталуын және акустикалық импульстің анықталуын, магниттің позициясының салыстырмалы орналасуын, демек объектіні өлшеуге болады (Cурет 2).3c).
Магниттік позиция сенсорлары сызықтық орынды анықтау үшін қолданылатын жанаспайтын датчиктер болып табылады. Толқын бағыттағыштары көбінесе тот баспайтын болаттан немесе алюминий түтіктерде орналасады, бұл сенсорларды лас немесе ылғалды ортада пайдалануға мүмкіндік береді.
Магнит өрісіне жұқа, жалпақ өткізгішті орналастырғанда, ағып жатқан кез келген ток өткізгіштің бір жағында жиналып, Холл кернеуі деп аталатын потенциалдар айырымы пайда болады. Өткізгіштегі ток тұрақты болса, Холл кернеуінің шамасы магнит өрісінің күшін көрсетеді. Hall-эффект позициясының сенсорында объект магниттің үйіндісінің орнын ауыстырады. l элементі, нәтижесінде Холл кернеуі өзгереді. Холл кернеуін өлшеу арқылы объектінің орнын анықтауға болады. Үш өлшемде позицияны анықтай алатын мамандандырылған Холл эффекті позициясының сенсорлары бар (4-сурет). Холл-эффекті позициясының сенсорлары жоғары сенімділік пен жылдам сезуді қамтамасыз ететін жанаспайтын құрылғылар болып табылады және кең температура диапазонында жұмыс істейді, медициналық және өнеркәсіптік қолданбаларда қолданылады.
Талшықты-оптикалық сенсорлардың екі негізгі түрі бар. Ішкі талшықты-оптикалық сенсорларда талшық сезгіш элемент ретінде пайдаланылады. Сыртқы талшықты-оптикалық сенсорларда сигналды өңдеу үшін қашықтағы электроникаға жіберу үшін талшықты-оптика басқа сенсорлық технологиямен біріктіріледі. Ішкі талшықты позицияны өлшеу жағдайында оптикалық уақыт доменінің рефлекторы сияқты құрылғы толқындарды шағылыстыратын уақыт доменінің ығысуын есептеу үшін оптикалық уақыт доменінің рефлекторы сияқты құрылғыны пайдалана алады. ometer. Талшықты-оптикалық сенсорлар электромагниттік кедергілерге төзімді, жоғары температурада жұмыс істеуге арналған болуы мүмкін және электр өткізбейтін, сондықтан оларды жоғары қысымды немесе жанғыш материалдардың жанында пайдалануға болады.
Талшықты Брегг торы (FBG) технологиясына негізделген тағы бір талшықты-оптикалық зондтау позицияны өлшеу үшін де пайдаланылуы мүмкін. FBG кең спектрлі жарықпен жарықтандырылған кезде Брегг толқын ұзындығына (λB) центрленген жарықтың шағын бөлігін көрсететін ойық сүзгісінің рөлін атқарады. , орын ауыстыру, үдеу және жүктеме.
Оптикалық позиция сенсорларының екі түрі бар, олар оптикалық кодтаушылар деп те аталады. Бір жағдайда жарық сенсордың екінші жағындағы қабылдағышқа жіберіледі. Екінші түрінде шығарылған жарық сигналы бақыланатын объект арқылы көрсетіледі және жарық көзіне қайтарылады. Сенсордың дизайнына байланысты жарық қасиеттерінің өзгеруі, мысалы, толқын ұзындығы, қарқындылығы, фазасы немесе объектінің орналасуын анықтау үшін оптикалық позицияны анықтау үшін пайдаланылады. ar және айналмалы қозғалыс. Бұл сенсорлар үш негізгі санатқа бөлінеді;трансмиссивті оптикалық кодтағыштар, шағылыстыратын оптикалық кодерлер және интерферометриялық оптикалық кодерлер.
Ультрадыбыстық позиция сенсорлары жоғары жиілікті ультрадыбыстық толқындарды шығару үшін пьезоэлектрлік кристалды түрлендіргіштерді пайдаланады. Сенсор шағылысқан дыбысты өлшейді. Ультрадыбыстық датчиктер қарапайым жақындық сенсорлары ретінде пайдаланылуы мүмкін немесе одан да күрделі конструкциялар ауқымды ақпаратты қамтамасыз ете алады. Ультрадыбыстық позиция сенсорлары әртүрлі материалдардың нысаналы нысандарымен жұмыс істейді және жер бетіндегі ерекшеліктермен жұмыс істейді, сондай-ақ басқа да үлкен қашықтықтағы позициялардың басқа түрлеріне қарағанда кішігірім нысандарға төзімді. , қоршаған шу, инфрақызыл сәулелену және электромагниттік кедергі. Ультрадыбыстық позиция сенсорларын қолданатын қолданбалардың мысалдарына сұйықтық деңгейін анықтау, объектілерді жоғары жылдамдықпен санау, роботтық навигация жүйелері және автомобиль датчиктері жатады. Әдеттегі автомобильдің ультрадыбыстық сенсоры пластикалық корпустан, пьезоэлектрлік түрлендіргіштен, қосымша контурлы баспа мембранасы мен қайта өңдеуге арналған электронды контурлық мембрана және қайта өңдеу тақтасы бар пьезоэлектрлік түрлендіргіштен тұрады. сигналдарды өңдеу (5-сурет).
Позиция сенсорлары объектілердің абсолютті немесе салыстырмалы сызықтық, айналмалы және бұрыштық қозғалысын өлшей алады. Орын датчиктер жетектер немесе қозғалтқыштар сияқты құрылғылардың қозғалысын өлшей алады. Олар сондай-ақ роботтар мен автомобильдер сияқты мобильді платформаларда қолданылады. Қоршаған ортаның төзімділігі, құны, дәлдігі, қайталануы және басқа да атрибуттардың әртүрлі комбинациялары бар позиция сенсорларында әртүрлі технологиялар қолданылады.
3D магниттік орын сенсорлары, Allegro микрожүйелері Автономды көліктерге арналған ультрадыбыстық датчиктердің қауіпсіздігін талдау және арттыру, IEEE заттар журналы Орналасу сенсорын қалай таңдауға болады, Кембридждің біріктірілген схемалары Позиция сенсорының түрлері, Ixthus Instrumentation Индуктивті позиция сенсорлары дегеніміз не?
«Дизайн әлемінің» соңғы шығарылымдарын және соңғы нөмірлерін қолдануға оңай, жоғары сапалы пішімде шолыңыз. Жетекші дизайн инженерлік журналымен бүгін өңдеңіз, бөлісіңіз және жүктеп алыңыз.
Микроконтроллерлер, DSP, желі, аналогтық және сандық дизайн, РЖ, электр электроникасы, ПХД маршруттауы және т.б. қамтитын проблемаларды шешетін әлемдегі ең жақсы EE форумы
Copyright © 2022 WTWH Media LLC.барлық құқықтар қорғалған. Бұл сайттағы материалды WTWH MediaPrivacy Policy алдын ала жазбаша рұқсатынсыз көшіруге, таратуға, беруге, кэштеуге немесе басқаша пайдалануға болмайды |Жарнама |Біз туралы