Nuo robotizuotų pavaros grandinių iki konvejerių diržų tiekimo grandinės operacijose iki vėjo turbinų bokštų siūbavimo – padėties jutimas yra labai svarbi funkcija įvairiose srityse. Jis gali būti įvairių formų, įskaitant linijinius, sukamuosius, kampinius, absoliučiuosius, prieauginius, kontaktinius ir nekontaktinius jutiklius. Sukurti specializuoti jutikliai, galintys nustatyti padėties trijų matmenų, poziciacinio, pozityviosios srovės keitimo, srovių keitimo technologijas. aktyvus, magnetostrikcinis, Hall efektas, šviesolaidinis, optinis ir ultragarsinis.
Šiuose DUK trumpai supažindinama su įvairiomis padėties nustatymo formomis, o vėliau apžvelgiamos įvairios technologijos, kurias dizaineriai gali pasirinkti diegdami padėties nustatymo sprendimą.
Potenciometriniai padėties jutikliai yra varža pagrįsti įrenginiai, kurie sujungia fiksuotą varžinę vėžę su valytuvu, pritvirtintu prie objekto, kurio padėtį reikia pajusti. Objekto judėjimas perkelia valytuvus išilgai bėgių kelio. Objekto padėtis matuojama naudojant įtampos skirstytuvą, sudarytą iš bėgių ir valytuvų, kad būtų galima išmatuoti linijinį arba sukamąjį judesį esant fiksuotai nuolatinės srovės įtampai. .
Indukciniai padėties jutikliai naudoja jutiklio ritėje sukelto magnetinio lauko savybių pokyčius. Priklausomai nuo jų architektūros, jie gali matuoti linijinę arba sukimosi padėtį. Linijinio kintamo diferencialo transformatoriaus (LVDT) padėties jutikliuose naudojamos trys ritės, apvyniotos aplink tuščiavidurį vamzdelį;pirminė ritė ir dvi antrinės ritės. Ritės yra sujungtos nuosekliai, o antrinės ritės fazių santykis yra 180° nefazinis pirminės ritės atžvilgiu. Feromagnetinė šerdis, vadinama armatūra, įdedama į vamzdžio vidų ir prijungiama prie objekto matuojamoje vietoje. Pirminei ritei taikoma sužadinimo įtampa ir antrinės įtampos skirtumas (EMF), didinant antrinę įtampą. , galima nustatyti santykinę armatūros padėtį ir prie ko ji pritvirtinta.Sukamajame įtampos skirtumo transformatoriuje (RVDT) naudojama ta pati technika besisukančiai padėčiai sekti.LVDT ir RVDT jutikliai užtikrina gerą tikslumą, tiesiškumą, skiriamąją gebą ir didelį jautrumą.Jie yra be trinties ir gali būti sandarūs, kad būtų galima naudoti atšiaurioje aplinkoje.
Sūkurinių srovių padėties jutikliai veikia su laidžiais objektais. Sūkurinės srovės yra indukuotos srovės, atsirandančios laidžiose medžiagose, esant kintančiam magnetiniam laukui. Šios srovės teka uždara kilpa ir sukuria antrinį magnetinį lauką. Sūkurinės srovės jutiklius sudaro ritės ir tiesinės grandinės. Kintamoji srovė įjungia ritę, kad sukurtų pirminį magnetinį lauką. sukuriama sūkurinių srovių, kurios turi įtakos ritės varžai.Kai objektas artėja prie ritės, sūkurinių srovių nuostoliai didėja, o virpesių įtampa tampa mažesnė (2 pav.) Virpesių įtampa yra ištaisoma ir apdorojama tiesinizatoriaus grandine, kad būtų gautas tiesinis nuolatinės srovės išėjimo objektas, proporcingas atstumui nuo objekto.
Sūkurinės srovės įtaisai yra tvirti, bekontakčiai įrenginiai, paprastai naudojami kaip artumo jutikliai. Jie yra įvairiakrypčiai ir gali nustatyti santykinį atstumą iki objekto, bet ne kryptį ar absoliutų atstumą iki objekto.
Kaip rodo pavadinimas, talpiniai padėties jutikliai matuoja talpos pokyčius, kad nustatytų apčiuopiamo objekto padėtį. Šiuos bekontakčius jutiklius galima naudoti tiesinei arba sukimosi padėčiai matuoti. Jie susideda iš dviejų plokščių, atskirtų dielektrine medžiaga, ir naudoja vieną iš dviejų objekto padėties nustatymo metodų:
Norint pakeisti dielektrinę konstantą, objektas, kurio padėtis turi būti aptikta, pritvirtinamas prie dielektrinės medžiagos. Judant dielektrikui, keičiasi kondensatoriaus efektyvioji dielektrinė konstanta dėl dielektrinės medžiagos ploto ir oro dielektrinės konstantos derinio. Arba objektą galima prijungti prie vieno iš judančių, uždaromųjų ir dangtelio plokščių. talpos pokytis naudojamas santykinei padėčiai nustatyti.
Talpiniai jutikliai gali išmatuoti objektų poslinkį, atstumą, padėtį ir storį. Dėl didelio signalo stabilumo ir skiriamosios gebos talpiniai poslinkio jutikliai naudojami laboratorijose ir pramonėje. Pavyzdžiui, talpiniai jutikliai naudojami plėvelės storiui ir klijavimui matuoti automatizuotuose procesuose. Pramoninėse mašinose jie naudojami poslinkiui ir įrankių padėčiai stebėti.
Magnetostrikcija yra feromagnetinių medžiagų savybė, dėl kurios, veikiant magnetiniam laukui, medžiagos dydis arba forma keičiasi. Magnetostrikciniame padėties daviklyje prie matuojamo objekto pritvirtinamas judantis padėties magnetas. Jį sudaro bangolaidis, susidedantis iš laidų, pernešančių srovės impulsus, prijungtą prie jutiklio, esančio bangolaidžio gale, kuris sukuria magnetinį bangolaidį, sukuriantį srovės impulsą žemyn (3 pav.). veikia nuolatinio magneto ašiniu magnetiniu lauku (magnetas cilindro stūmoklyje, 3a pav.). Lauko sąveiką sukelia sukimas (Videmano efektas), kuris įtempia vielą, sukeldamas akustinį impulsą, kuris sklinda palei bangolaidį ir aptinkamas jutikliu bangolaidžio gale ir aptikimo momentu tarp bangolaidžio impulso (3b pav.). Iš akustinio impulso galima išmatuoti santykinę padėties magneto padėtį, taigi ir objektą (1 pav.).3c).
Magnetostrikciniai padėties jutikliai yra bekontakčiai jutikliai, naudojami tiesinei padėčiai aptikti. Bangolaidžiai dažnai yra nerūdijančio plieno arba aliuminio vamzdeliuose, todėl juos galima naudoti nešvarioje ar drėgnoje aplinkoje.
Kai plonas, plokščias laidininkas įdedamas į magnetinį lauką, bet kokia tekanti srovė kaupiasi vienoje laidininko pusėje, sukurdama potencialų skirtumą, vadinamą Holo įtampa. Jei srovė laidininke yra pastovi, Holo įtampos dydis atspindės magnetinio lauko stiprumą. Holo efekto padėties jutiklyje objektas yra prijungtas prie magneto, įtaisyto Holo elemento padėtyje, dėl to keičiasi Holo elemento padėtis. .Matuojant Holo įtampą galima nustatyti objekto padėtį.Yra specializuoti Holo efekto padėties jutikliai, galintys nustatyti padėtį trimis matmenimis (4 pav.).Hall efekto padėties jutikliai yra bekontakčiai įrenginiai, užtikrinantys didelį patikimumą ir greitą jutimą bei veikiantys plačiame temperatūrų diapazone.Jie naudojami įvairiose vartotojų, pramonės, automobilių ir medicinos srityse.
Yra du pagrindiniai šviesolaidinių jutiklių tipai. Vidiniuose šviesolaidiniuose jutikliuose pluoštas naudojamas kaip jutimo elementas. Išoriniuose šviesolaidiniuose jutikliuose šviesolaidinis pluoštas yra derinamas su kita jutiklių technologija, kad signalas būtų perduotas į nuotolinę elektroniką apdorojimui. Matuojant vidinę šviesolaidžio padėtį, gali būti naudojamas prietaisas, pvz., optinis laiko srities reflektometras, kuris atspindi optinį laiko domeno atspindžio matuoklį. Šviesolaidiniai jutikliai yra atsparūs elektromagnetiniams trikdžiams, gali būti suprojektuoti veikti aukštoje temperatūroje ir yra nelaidūs, todėl gali būti naudojami šalia aukšto slėgio ar degių medžiagų.
Padėčiai matuoti taip pat gali būti naudojamas kitas šviesolaidinis jutiklis, pagrįstas Braggo grotelių (FBG) technologija. FBG veikia kaip įpjovos filtras, atspindintis nedidelę Braggo bangos ilgio (λB) šviesos dalį, kai apšviečiamas plataus spektro šviesa. Jis pagamintas iš mikrostruktūrų, išgraviruotų į pluošto šerdį. Galima naudoti įvairius parametrus, pvz. pagreitis ir apkrova.
Yra dviejų tipų optiniai padėties jutikliai, taip pat žinomi kaip optiniai koduotuvai. Vienu atveju šviesa siunčiama į imtuvą kitame jutiklio gale. Antrojo tipo skleidžiamą šviesos signalą atspindi stebimas objektas ir grąžinamas į šviesos šaltinį. Priklausomai nuo jutiklio konstrukcijos, šviesos savybių pokyčiai, pvz., bangos ilgis, intensyvumas, fazė arba objekto padėties nustatymui naudojami jutikliai ir tiesinė poliarizacija. sukamieji judesiai.Šie jutikliai skirstomi į tris pagrindines kategorijas;pralaidieji optiniai koduotuvai, atspindintys optiniai koduotuvai ir interferometriniai optiniai kodavimo įrenginiai.
Ultragarsiniai padėties jutikliai naudoja pjezoelektrinius kristalinius keitiklius aukšto dažnio ultragarso bangoms skleisti. Jutiklis matuoja atspindėtą garsą. Ultragarsiniai jutikliai gali būti naudojami kaip paprasti artumo jutikliai arba sudėtingesnės konstrukcijos gali teikti įvairią informaciją. Ultragarsiniai padėties jutikliai veikia su tiksliniais objektais iš įvairių medžiagų ir paviršiaus ypatybių, ir gali aptikti mažus objektus, kurie yra atsparūs vibracijai didesniu atstumu. , infraraudonoji spinduliuotė ir elektromagnetiniai trukdžiai.Ultragarsinių padėties jutiklių naudojimo pavyzdžiai apima skysčio lygio aptikimą, greitą objektų skaičiavimą, robotines navigacijos sistemas ir automobilių jutiklį.Tipinį automobilių ultragarsinį jutiklį sudaro plastikinis korpusas, pjezoelektrinis keitiklis su papildoma membrana, apdorojantis pjezoelektrinis keitiklis5, spausdintinės plokštės, skirtos siųstuvams ir elektroninei signalų schemoms perduoti.
Padėties jutikliai gali matuoti absoliutų arba santykinį linijinį, sukamąjį ir kampinį objektų judesį.Padėties jutikliai gali išmatuoti įrenginių, tokių kaip pavaros ar varikliai, judėjimą.Jie taip pat naudojami mobiliose platformose, tokiose kaip robotai ir automobiliai.Padėties jutikliuose naudojamos įvairios technologijos su įvairiais aplinkos patvarumo, kainos, tikslumo, pakartojamumo ir kitų atributų deriniais.
3D magnetinės padėties jutikliai, Allegro mikrosistemos. Autonominių transporto priemonių ultragarsinių jutiklių analizė ir saugumo didinimas, IEEE daiktų interneto žurnalas Kaip pasirinkti padėties jutiklį, Kembridžo integriniai grandynai, padėties jutiklių tipai, Ixthus prietaisaiKas yra indukcinis padėties jutiklis?, Keyence Kas yra indukcinis padėties jutiklis?
Naršykite naujausius dizaino pasaulio numerius ir ankstesnius numerius lengvai naudojamu aukštos kokybės formatu. Redaguokite, bendrinkite ir atsisiųskite šiandien su pirmaujančiu dizaino inžinerijos žurnalu.
Pasaulyje geriausias problemų sprendimo EE forumas, apimantis mikrovaldiklius, DSP, tinklus, analoginį ir skaitmeninį dizainą, RF, galios elektroniką, PCB maršrutizavimą ir kt.
Autoriaus teisės © 2022 WTWH Media LLC. Visos teisės saugomos. Šioje svetainėje esančios medžiagos negalima atgaminti, platinti, perduoti, išsaugoti talpykloje ar kitaip naudoti be išankstinio raštiško WTWH Media Privatumo politika | Reklama |Apie mus