No robotizētām piedziņas ķēdēm līdz konveijera lentēm piegādes ķēdes darbībās līdz vēja turbīnu torņu šūpošanai, pozīcijas noteikšana ir ļoti svarīga funkcija plašā lietojumu klāstā. Tai var būt dažādi veidi, tostarp lineāri, rotējoši, leņķiskie, absolūtie, inkrementālie, kontakta un bezkontakta sensori. Ir izstrādāti specializēti sensori, kas var noteikt pozīciju trīsdimensiju, pozitīvās, pozitīvās, pozitīvās un dinamiskās tehnoloģijas. aktīvā, magnetostriktīvā, Hola efekta, optiskās šķiedras, optiskā un ultraskaņas.
Šie bieži uzdotie jautājumi sniedz īsu ievadu dažādās pozīcijas noteikšanas formās, pēc tam apskata dažādas tehnoloģijas, kuras dizaineri var izvēlēties, ieviešot pozīcijas noteikšanas risinājumu.
Potentiometriskie stāvokļa sensori ir uz pretestību balstītas ierīces, kas apvieno fiksētu pretestības trasi ar tīrītāju, kas piestiprināts pie objekta, kura novietojums ir jānoņem. Objekta kustība pārvieto tīrītāju pa sliežu ceļu. Objekta novietojumu mēra, izmantojot sprieguma dalītāja tīklu, kas veidots ar sliedes un tīrītājiem. Appuse
Induktīvie pozīcijas sensori izmanto sensora spoles inducētā magnētiskā lauka īpašību izmaiņas.Atkarībā no to arhitektūras tie var izmērīt lineāras vai rotācijas pozīcijas.Lineārā mainīgā diferenciālā transformatora (LVDT) pozīcijas sensori izmanto trīs spoles, kas aptītas ap dobu cauruli;primārā spole un divas sekundārās spoles.Spoles ir savienotas virknē, un sekundārās spoles fāzes attiecības ir 180° ārpus fāzes attiecībā pret primāro spoli. Feromagnētiskais serdenis, ko sauc par enkuru, tiek ievietots caurules iekšpusē un savienots ar objektu mērīšanas vietā. Primārajai spolei tiek pielikts ierosmes spriegums un elektromagnētiskā sprieguma starpība starp sekundāro inducēto spēku (EMF). , var noteikt armatūras relatīvo stāvokli un to, kam tā ir piestiprināta.Rotējošais sprieguma diferenciālais transformators (RVDT) izmanto to pašu paņēmienu, lai izsekotu rotācijas stāvoklim.LVDT un RVDT sensori piedāvā labu precizitāti, linearitāti, izšķirtspēju un augstu jutību.Tie ir bez berzes, un tos var noslēgt izmantošanai skarbos apstākļos.
Virpuļstrāvas pozīcijas sensori darbojas ar vadošiem objektiem.Virpuļstrāvas ir inducētas strāvas, kas rodas vadošos materiālos mainīga magnētiskā lauka klātbūtnē.Šīs strāvas plūst slēgtā kontūrā un ģenerē sekundāro magnētisko lauku.Virpuļstrāvas sensori sastāv no spolēm un linearizācijas shēmām.Maiņstrāva aktivizē spoli, lai radītu primāro magnētisko lauku, izmantojot mijiedarbības magnētisko lauku. ko rada virpuļstrāvas, kas ietekmē spoles pretestību. Objektam tuvojoties spolei, virpuļstrāvas zudumi palielinās un svārstību spriegums kļūst mazāks (2. attēls). Svārstību spriegums tiek iztaisnots un apstrādāts ar linearizatora ķēdi, lai iegūtu lineāru līdzstrāvas izvades objektu, kas ir proporcionāls attālumam līdz objektam.
Virpuļstrāvas ierīces ir izturīgas, bezkontakta ierīces, ko parasti izmanto kā tuvuma sensorus. Tās ir daudzvirzienu un var noteikt relatīvo attālumu līdz objektam, bet ne virzienu vai absolūto attālumu līdz objektam.
Kā norāda nosaukums, kapacitatīvie pozīcijas sensori mēra kapacitātes izmaiņas, lai noteiktu uztveramā objekta pozīciju. Šos bezkontakta sensorus var izmantot lineāras vai rotācijas pozīcijas mērīšanai. Tie sastāv no divām plāksnēm, kas atdalītas ar dielektrisku materiālu, un izmanto vienu no divām metodēm, lai noteiktu objekta pozīciju:
Lai izraisītu dielektriskās konstantes izmaiņas, objekts, kura atrašanās vieta ir jānosaka, tiek piestiprināts pie dielektriskā materiāla. Dielektriskajam materiālam kustoties, mainās kondensatora efektīvā dielektriskā konstante, ko izraisa dielektriskā materiāla laukuma un gaisa dielektriskās konstantes kombinācija. Alternatīvi, objektu var savienot ar vienu no tuvinātāja plāksnītes kustinātāja un tālākas plāksnes. kapacitātes izmaiņas izmanto, lai noteiktu relatīvo pozīciju.
Kapacitatīvie sensori var izmērīt objektu pārvietošanos, attālumu, novietojumu un biezumu. Pateicoties to augstajai signāla stabilitātei un izšķirtspējai, kapacitatīvos nobīdes sensorus izmanto laboratorijas un rūpnieciskā vidē. Piemēram, kapacitatīvos sensorus izmanto, lai mērītu plēves biezumu un līmēšanas pielietojumu automatizētos procesos. Rūpnieciskajās iekārtās tos izmanto, lai uzraudzītu pārvietošanos un instrumenta pozīciju.
Magnetostrikcija ir feromagnētisko materiālu īpašība, kas liek materiālam mainīt izmēru vai formu, kad tiek pielietots magnētiskais lauks. Magnetostriktīvajā pozīcijas sensorā mērītajam objektam ir pievienots kustīgs pozīcijas magnēts. Tas sastāv no viļņvada, kas sastāv no vadiem, kas nes strāvas impulsus, kas savienots ar sensoru, kas atrodas viļņvada galā, kas rada magnētisko viļņu vadu, kas tiek sūtīts starpstrāvas viļņu laukā (3. attēls). iedarbojas ar pastāvīgā magnēta aksiālo magnētisko lauku (cilindra virzuļa magnēts, 3.a attēls). Lauka mijiedarbību izraisa vērpšanās (Vīdemana efekts), kas nospriego vadu, radot akustisku impulsu, kas izplatās pa viļņvadu un tiek uztverts ar sensoru viļņvada galā, kas tiek uztverts starp strāvu un pulsācijas laiku starp strāvu un 3b. No akustiskā impulsa var izmērīt pozīcijas magnēta relatīvo stāvokli un līdz ar to objektu (Zīm.3c).
Magnetostriktīvie pozīcijas sensori ir bezkontakta sensori, ko izmanto lineārās pozīcijas noteikšanai. Viļņvadi bieži atrodas nerūsējošā tērauda vai alumīnija caurulēs, kas ļauj šos sensorus izmantot netīrā vai mitrā vidē.
Ievietojot plānu, plakanu vadītāju magnētiskajā laukā, jebkura plūstošā strāva mēdz uzkrāties vienā vadītāja pusē, radot potenciālu starpību, ko sauc par Hola spriegumu. Ja strāva vadītājā ir nemainīga, Hola sprieguma lielums atspoguļos magnētiskā lauka stiprumu. Halla efekta pozīcijas sensorā objekts ir savienots ar magnētu, kas atrodas Hola sensora pozīcijā, mainot Hola elementa pozīciju, mainot sprieguma vērtību, mainot sensora elementu, mainot spriegumu. .Izmērot Hola spriegumu, var noteikt objekta pozīciju.Ir specializēti Hola efekta pozīcijas sensori, kas var noteikt pozīciju trīs dimensijās (4.attēls).Hall efekta pozīcijas sensori ir bezkontakta ierīces, kas nodrošina augstu uzticamību un ātru uztveršanu, un darbojas plašā temperatūras diapazonā.Tos tiek izmantotas plaša patēriņa, rūpniecības, automobiļu un medicīnas vajadzībām.
Ir divi optisko šķiedru sensoru pamatveidi. Iekšējos optisko šķiedru sensoros šķiedru izmanto kā sensora elementu. Ārējos optisko šķiedru sensoros optisko šķiedru tiek apvienota ar citu sensoru tehnoloģiju, lai pārraidītu signālu uz attālo elektroniku apstrādei. Iekšējās šķiedras pozīcijas mērījumu gadījumā var izmantot ierīci, piemēram, optisko laika domēna reflektometru, kas var izmantot, lai noteiktu frekvenču diapazona nobīdes reflektometru. Optisko šķiedru sensori ir imūni pret elektromagnētiskiem traucējumiem, tos var konstruēt darbam augstā temperatūrā, un tie ir nevadoši, tāpēc tos var izmantot augsta spiediena vai viegli uzliesmojošu materiālu tuvumā.
Pozīcijas mērīšanai var izmantot arī citu optisko šķiedru sensoru, kas balstīts uz Braga šķiedru režģa (FBG) tehnoloģiju. FBG darbojas kā iecirtuma filtrs, kas atstaro nelielu gaismas daļu, kuras centrā ir Braga viļņa garums (λB), kad to apgaismo plaša spektra gaisma. Tas ir izgatavots ar mikrostruktūrām, kas iegravētas šķiedras kodolā. Var izmantot dažādus temperatūras mērījumus, piemēram, spiedienu. paātrinājums un slodze.
Ir divu veidu optiskie pozīcijas sensori, kas pazīstami arī kā optiskie kodētāji.Vienā gadījumā gaisma tiek nosūtīta uz uztvērēju sensora otrā galā. Otrajā veidā izstarotais gaismas signāls tiek atspoguļots uzraudzītajā objektā un tiek atgriezts gaismas avotā. Atkarībā no sensora konstrukcijas gaismas īpašību izmaiņas, piemēram, viļņa garums, intensitāte, fāze vai pozīcija ir pieejami objekta pozīcijai un lineārai polarizācijai. rotācijas kustība. Šie sensori iedalās trīs galvenajās kategorijās;caurlaidīgie optiskie kodētāji, atstarojošie optiskie kodētāji un interferometriskie optiskie kodētāji.
Ultraskaņas pozīcijas sensori izmanto pjezoelektriskos kristāla devējus, lai izstarotu augstas frekvences ultraskaņas viļņus.Sensors mēra atstaroto skaņu.Ultraskaņas sensorus var izmantot kā vienkāršus tuvuma sensorus, vai arī sarežģītākas konstrukcijas var sniegt plašu informāciju.Ultraskaņas pozīcijas sensori darbojas ar mērķa objektiem no dažādiem materiāliem un virsmas īpašībām, un tie var noteikt mazus objektus, kas ir izturīgi pret vibrāciju lielākā attālumā. , infrasarkanais starojums un elektromagnētiskie traucējumi.Ultraskaņas pozīcijas sensoru izmantošanas piemēri ietver šķidruma līmeņa noteikšanu, objektu ātrdarbīgu skaitīšanu, robotizētas navigācijas sistēmas un automobiļu sensorus.Tipisks automobiļu ultraskaņas sensors sastāv no plastmasas korpusa, pjezoelektriskā uztveršanas devēja5 ar papildu membrānu, un iespiedshēmas, kas raida signālu un mikrokontroles plates ar elektroniskām shēmām.
Pozīcijas sensori var izmērīt objektu absolūto vai relatīvo lineāro, rotācijas un leņķisko kustību. Pozīcijas sensori var izmērīt tādu ierīču kā izpildmehānismu vai motoru kustību. Tos izmanto arī mobilajās platformās, piemēram, robotos un automašīnās. Pozīcijas sensoros tiek izmantotas dažādas tehnoloģijas ar dažādām vides izturības, izmaksu, precizitātes, atkārtojamības un citu atribūtu kombinācijām.
3D magnētiskās pozīcijas sensori, Allegro mikrosistēmas Autonomo transportlīdzekļu ultraskaņas sensoru analīze un drošības uzlabošana, IEEE lietu interneta žurnāls Kā izvēlēties pozīcijas sensoru, Kembridžas integrālās shēmas Pozīcijas sensoru veidi, Ixthus InstrumentationKas ir induktīvs pozīcijas sensors?, Keyence Kas ir induktīvs pozīcijas sensors?
Pārlūkojiet jaunākos dizaina pasaules numurus un iepriekšējos numurus viegli lietojamā augstas kvalitātes formātā. Rediģējiet, kopīgojiet un lejupielādējiet jau šodien, izmantojot vadošo dizaina inženierijas žurnālu.
Pasaulē labākais problēmu risināšanas EE forums, kas aptver mikrokontrollerus, DSP, tīklus, analogo un digitālo dizainu, RF, barošanas elektroniku, PCB maršrutēšanu un daudz ko citu
autortiesībasPar mums