Од роботски погонски синџири до подвижни ленти во операциите на синџирот на снабдување до нишањето на кулите на турбините на ветер, сензорот за позиција е критична функција во широк опсег на апликации. Тоа може да има многу форми, вклучувајќи линеарни, ротациони, аголни, апсолутни, инкрементални, контактни и бесконтактни сензори. вртложни струи, капацитивни, магнетостриктивни, ефект на Хол, оптички влакна, оптички и ултразвучни.
Овој ЧПП дава краток вовед во различните форми на сензори за позиција, а потоа прегледува низа технологии од кои дизајнерите можат да избираат кога имплементираат решение за сензори за позиција.
Потенциометриските сензори за позиција се уреди засновани на отпор кои комбинираат фиксна отпорна патека со бришач прикачен на објектот чија положба треба да се почувствува. Движењето на објектот ги придвижува бришачите по патеката. Положбата на објектот се мери со користење на мрежа за делител на напон формирана од шини и бришачи за мерење на линеарно или ротационо движење со ниска јачина. генерално имаат мала точност и повторливост.
Индуктивните сензори за положба користат промени во својствата на магнетното поле индуцирано во серпентина на сензорот. Во зависност од нивната архитектура, тие можат да мерат линеарна или ротациона положба. Сензорите за позиција на линеарни променливи диференцијални трансформатори (LVDT) користат три намотки обвиткани околу шуплива цевка;примарна намотка и две секундарни намотки. Калемите се поврзани во серија, а фазниот однос на секундарниот калем е 180° надвор од фаза во однос на примарниот калем. Феромагнетно јадро наречено арматура се става во внатрешноста на цевката и е поврзано со објектот на локацијата што се мери. Напонот на возбудување се применува на примарната магнетна намотка при второстепена сила на калем и ЕМБ. може да се одреди разликата во напонот помеѓу секундарните намотки, релативната положба на арматурата и на што е прикачена. Ротирачки напонски диференцијален трансформатор (RVDT) ја користи истата техника за следење на ротирачката положба. Сензорите LVDT и RVDT нудат добра точност, линеарност, резолуција и висока чувствителност. Тие можат да се користат во опкружување без триење и без триење.
Сензорите за позиција на вртложни струи работат со спроводливи предмети.Вртложните струи се индуцирани струи кои се јавуваат во спроводливи материјали во присуство на меѓупроменливо магнетно поле. Овие струи течат во затворена јамка и генерираат секундарно магнетно поле. Сензорите за вртложни струи се состојат од намотки и кола за линеаризација. Наизменичната струја ја напојува серпентина за да го оддалечи серпентина или да ја оддалечи својата примарна позиција од магнетното поле. дејство на секундарното поле произведено од вртложни струи, што влијае на импедансата на серпентина. Како што објектот се приближува до серпентина, загубите на вртложните струи се зголемуваат и осцилирачкиот напон станува помал (Слика 2).
Уредите со вртложни струи се груби, бесконтактни уреди кои вообичаено се користат како сензори за близина. Тие се сенасочни и можат да го одредат релативното растојание до објектот, но не и насоката или апсолутното растојание до објектот.
Како што сугерира името, капацитивните сензори за положба ги мерат промените во капацитетот за да ја одредат позицијата на објектот што се чувствува. Овие бесконтактни сензори може да се користат за мерење на линеарна или ротациона положба. Тие се состојат од две плочи одделени со диелектричен материјал и користат еден од двата методи за откривање на положбата на објектот:
За да се предизвика промена на диелектричната константа, предметот чија положба треба да се открие е прикачен на диелектричниот материјал. Како што се движи диелектричниот материјал, ефективната диелектрична константа на кондензаторот се менува поради комбинацијата на површината на диелектричниот материјал и диелектричната константа на воздухот. , а промената на капацитетот се користи за одредување на релативната положба.
Капацитивните сензори можат да мерат поместување, растојание, позиција и дебелина на предметите. Поради нивната висока стабилност и резолуција на сигналот, капацитивните сензори за поместување се користат во лабораториски и индустриски средини. На пример, капацитивните сензори се користат за мерење на дебелината на филмот и апликациите на лепилото во автоматизирани процеси. Во индустриските машини, тие се користат за следење на поместувањето и положбата на алатот.
Магнетострикцијата е својство на феромагнетните материјали што предизвикува материјалот да ја промени својата големина или облик кога се применува магнетно поле. Кај магнетостриктивниот сензор за положба, на предметот што се мери е прикачен подвижен магнет за положба. Тој се состои од брановоди кој се состои од жици кои носат тековни импулси, поврзани со сензор лоциран на крајот од брановодот3. во жицата што е во интеракција со аксијалното магнетно поле на постојаниот магнет (магнетот во клипот на цилиндерот, Слика 3а). Интеракцијата на полето е предизвикана од извртување (ефектот Видеман), што ја напрега жицата, создавајќи акустичен пулс што се шири долж брановодот и е откриен од страна на сензорниот бран кој се шири на крајот. може да се измери времето помеѓу започнувањето на тековниот пулс и откривањето на акустичниот пулс, релативната положба на магнетот за положба и затоа предметот (Сл.3в).
Магнетостриктивните сензори за позиција се бесконтактни сензори кои се користат за откривање на линеарна положба. Брановидните водичи често се сместени во цевки од не'рѓосувачки челик или алуминиум, што овозможува овие сензори да се користат во валкани или влажни средини.
Кога тенок, рамен проводник е поставен во магнетно поле, секоја струја што тече има тенденција да се акумулира на едната страна од проводникот, создавајќи потенцијална разлика наречена напон на Хол. промени во однос на елементот Hall, што резултира со променлив напон на Hall.Со мерење на напонот во Hall, може да се одреди позицијата на објектот.Постојат специјализирани сензори за позиција со ефект на Hall кои можат да ја одредуваат позицијата во три димензии (Слика 4). .
Постојат два основни типа на сензори за оптички влакна. Кај внатрешните сензори за оптички влакна, влакното се користи како сензорен елемент. Во надворешните сензори за оптички влакна, оптичките влакна се комбинираат со друга технологија на сензори за да го пренесат сигналот до далечинската електроника за обработка. Во случај на мерења на положбата на внатрешните влакна, може да се користи уред како што е оптичкото време за одразување на оптичкото време. користење на инструмент кој имплементира рефлектометар на оптичкиот домен на фреквенција. Сензорите со оптички влакна се имуни на електромагнетни пречки, можат да бидат дизајнирани да работат на високи температури и не се спроводливи, така што може да се користат во близина на висок притисок или запаливи материјали.
Друго сензор за оптичко влакно засновано на технологија за решетката на влакната (FBG) може да се користи и за мерење на положбата. FBG делува како филтер за засеци, рефлектирајќи мал дел од светлината центриран на брановата должина на Браг (λB) кога е осветлена од светлина со широк спектар. Тој е фабрикуван со микроструктури кои можат да се користат како микроструктури на јадрото на влакното. , навалување, поместување, забрзување и оптоварување.
Постојат два вида сензори за оптички позиции, познати и како оптички шифри. Во еден случај, светлината се испраќа до приемникот на другиот крај на сензорот. Во вториот тип, емитираниот светлосен сигнал се рефлектира од набљудуваниот објект и се враќа во изворот на светлина. Во зависност од дизајнот на сензорот, промените во особините на светлината, како што се брановата должина, интензитетот, положбата на сензорот се определува, позицијата на сензорот се определува. s се достапни за линеарно и ротационо движење. Овие сензори спаѓаат во три главни категории;трансмисивни оптички енкодери, рефлектирачки оптички енкодери и интерферометриски оптички енкодери.
Ултразвучните сензори за положба користат пиезоелектрични кристални трансдуктори за емитирање ултразвучни бранови со висока фреквенција. Сензорот го мери рефлектираниот звук. Ултразвучните сензори може да се користат како едноставни сензори за близина или покомплексните дизајни можат да обезбедат информации за опсегот. ција, амбиентален шум, инфрацрвено зрачење и електромагнетни пречки. Примери на апликации кои користат ултразвучни сензори за позиција вклучуваат откривање на ниво на течност, броење на предмети со голема брзина, роботски системи за навигација и автомобилско сензор. обработка на сигнали (слика 5).
Позиционите сензори можат да мерат апсолутно или релативно линеарно, ротационо и аголно движење на предметите. Сензорите за позиции можат да го мерат движењето на уредите како што се актуатори или мотори. Тие се користат и во мобилни платформи како роботи и автомобили. Различни технологии се користат во сензорите за позиција со различни комбинации на издржливост на околината, цена, точност, повторливост и други атрибути.
3D магнетни сензори за положба, Алегро микросистеми кои ја анализираат и ја подобруваат безбедноста на ултразвучните сензори за автономни возила, IEEE Интернет на нештата весник Како да изберете сензор за позиција, Кембриџ интегрирани кола Типови на сензори за позиција, Ixthus инструментацијаШто е индукциски сензор за положбаЕК, магично сензор за клуч?
Прелистајте ги најновите изданија на Светот на дизајнот и изданијата на заднината во лесен за употреба, висококвалитетен формат. Уредете, споделувајте и преземете денес со водечкото списание за дизајн инженерство.
Најдобриот светски форум за ЕЕ за решавање проблеми кој опфаќа микроконтролери, DSP, вмрежување, аналоген и дигитален дизајн, RF, електроника за напојување, рутирање на ПХБ и многу повеќе
Авторски права © 2022 WTWH Media LLC.сите права се задржани. Материјалот на оваа страница не смее да се репродуцира, дистрибуира, пренесува, кешира или на друг начин да се користи без претходна писмена дозвола од WTWH MediaPrivacy Policy |Рекламирање |За нас