عنوان :

مقاله سنسورهای صنعتی

تعداد صفحات :۳۷

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

سنسور دستگاهی است که یک کمیت فیزیکی را اندازه گیری می کند و آن را به یک سیگنال که می تواند به وسیله یک مشاهده گر یا یک اسباب خوانده شود تبدیل می کند. برای مثال دماسنج با جیوه در شیشه اش، دمای اندازه گیری شده را به شکل انقباض و انبساط یک مایع روی یک تیوب شیشه ای مدرج نشان می دهد. یا یک ترموکوپل دما را به یک ولتاژ خروجی که می تواند به وسیله ولت متر خوانده شود تبدیل می کند.
مقاله حاضر درباره سنسورهای صنعتی می پردازد. در این مقاله به تعریف سنسور، موارد استفاده سنسورها، ویژگی یک سنسور خوب، سنسورهای بیولوژیکی و بیوسنسورها، انواع سنسورها (حسگرها)، سنسورهای التراسونیک و کاربرد این سنسورها و سنسورهای القائی و … می پردازد.
موارد استفاده سنسورها
سنسورها در اشیایی با کاربردهای روزمره مثل کف آسانسورهای لمسی-حسی (سنسور لامسه ای) و لامپ هایی که با لمس پایه شان روشن و خاموش می شوند به صورت آشکار دیده می شوند. همچنین کاربردهای بی شماری برای سنسورها وجود دارد که بیشتر مردم هرگز از آنها آگاه نمی شوند. به عنوان مثال سنسورها در خودروها، ماشین آلات، وسایل ماورای جو، تجهیزات پزشکی و ربات ها کاربرد دارند.
واژه های کلیدی: سنسورها، سنسورهای التراسونیک، سنسورهای القائی، سنسورهای حرارتی

فهرست مطالب

مقدمه ۱
سنسور چیست؟ ۲
موارد استفاده سنسورها ۳
ویژگی یک سنسور خوب ۳
سنسورهای بیولوژیکی و بیوسنسورها ۴
انواع سنسورها (حسگرها) ۴
سنسورهای بدون تماس ۴
انواع سنسورهای بدون تماس ۵
سنسورهای التراسونیک و کاربرد این سنسورها ۵
صنعتی ۶
سنسورهای التراسونیک ۷
سنسورهای القائی ۸
اساس کار و ساختمان سنسورهای القائی ۹
سنسور القائی خاص ۹
سنسورهای خازنی ۱۱
سنسورهای حرارتی ۱۲
سنسورهای نوری ۱۵
سنسورهای نوری یکطرفه ۱۵
سنسورهای نوری رفلکتوری ۱۶
سنسورهای مغناطیسی ۱۷
سنسور نخ ۱۸
عملکرد سنسور نخ ۱۸
سنسورهای کد رنگ ۱۹
سنسورهای کنترل سطح ۲۰
سنسورهای خازنی کنترل سطح ۲۰
سنسورهای مغناطیسی کنترل سطح ۲۰
سنسورهای نوری کنترل سطح ۲۱
شفت انکودر ۲۱
اسپید مانیتور ۲۲
اسپید مانیتور سری ۶۰۰۰ ۲۲
عملکرد دستگاه ۲۲
منابع تغذیه سنسور ۲۳
منابع تغذیه تاخیری ۲۳
اندازه گیری دما توسط سنسورهای فیبرنوری و دیجیتال ۲۳
سنسورهای فیبر نوری ۲۴
سنسورها و ترانسمیترهای دیجیتال ۲۷
مولتی سنسور ۲۸
نمونه‌ای از کاربرد سنسورها ۳۰
سنسور تشخیص مانع، سه مرحله‌ای با حساسیت فوق‌العاده – مادون قرمز ۳۰
منبع ۳۴

فهرست منابع

– کتاب سنسورهای صنعتی، محمدجواد فتوحی

مقدمه:

در طول دو دهه گذشته، رشد بی سابقه ای در شمار محصولات و خدماتی رخ داده که اطلاعات به دست آمده از راه مونیتورینگ (دیده بانی) و اندازه گیری را با استفاده از انواع مختلف سنسورها مورد استفاده قرار می دهند. فناوری سنسوری در دامنه وسیعی از حوزه ها از آب و هوا گرفته تا پزشکی، بازرگانی و صنایع کاربرد دارد. بسیاری از حکومت ها و سیاستگذاران جهان به خاطر منافع بالقوه فناوری سنسوری به تشویق و توسعه آن اهمیت زیادی می دهند. به این خاطر که از طرفی تشویق رشد فناوری های سنسوری به صورت گرایش های تکنولوژیکی جدید و به دنبال آن محصولات جدید در صنایع بومی نتیجه می دهد و به صورت کیفیت بهتر محصولات و بازدهی بهتر آنها (از راه گسترش سطح کنترل بر فرایندهایشان) خود را نشان می دهد.

از طرفی هم توسعه تکنولوژی های سنسوری به اجرای قوانین حکومتی در زمینه ایمنی و آب و هوا کمک می کند.

فواید تشویق فناوری های سنسوری در برنامه های برخی از کشورها، (به عنوان مثال در برنامه ملی پیش بینی تکنولوژی بریتانیا درباره فرصت های بالقوه ای که فناوری های سنسوری در ایجاد ثروت و کیفیت فراهم می کنند) مورد تأکید قرار گرفته. ۱۵ تکنولوژی مستقل که دامنه وسیعی از بخش های مختلف صنایع را پوشش می دهند، نیاز جهانی به فناوری های سنسوری را انکارناپذیر کرده اند. در ۱۳ تا از این ۱۵ تکنولوژی، تکنولوژی سنسوری به صورت یک عنصر کامل در توسعه محصولات و خدمات شناخته می شود. در حقیقت فناوری سنسوری به صورت یک فناوری کلیدی با کاربردهایی با تنوع گسترده صنعتی و تحقیقاتی ظاهر شده.

 سنسور چیست؟

سنسور دستگاهی است که یک کمیت فیزیکی را اندازه گیری می کند و آن را به یک سیگنال که می تواند به وسیله یک مشاهده گر یا یک اسباب خوانده شود تبدیل می کند. برای مثال دماسنج با جیوه در شیشه اش، دمای اندازه گیری شده را به شکل انقباض و انبساط یک مایع روی یک تیوب شیشه ای مدرج نشان می دهد. یا یک ترموکوپل دما را به یک ولتاژ خروجی که می تواند به وسیله ولت متر خوانده شود تبدیل می کند.

در واقع سنسور اسبابی است که یک سیگنال یا محرک را می گیرد و به آن پاسخ می دهد. در این جا اصطلاح محرک به معنی خاصیت یا کمیتی است که نیاز است تا به فرم الکتریکی تبدیل شود. از این رو سنسور را می توان به عنوان اسبابی که یک سیگنال را می گیرد و آن را به فرم الکتریکی تبدیل می کند بنابراین بیشتر در دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد- تعریف کرد. البته سنسور با ترانسفورماتور متفاوت است. چراکه یک ترانسفورماتور شکلی از انرژی را به شکل دیگری تبدیل می کند. در حالی که یک سنسور، سیگنال دریافت شده را تنها به فرم الکتریکی تبدیل می کند.

میزان حساسیت سنسور به این ترتیب تشخیص داده می شود که خروجی آن موقعی که کمیت اندازه‌گیری شده تغییر می کند، تغییر کند. برای مثال هنگامی که تغییرات دما یک درجه سانتی گراد تغییر می کند و جیوه در دماسنج یک سانتی متر حرکت می کند، حساسیت یک سانتی متر درجه سانتی گراد است. سنسورهایی که تغییرات خیلی کوچک را اندازه گیری می کنند، لازم است حساسیت های خیلی بالا داشته باشند. همچنین سنسورها، روی چیزی که اندازه گیری می کنند فشاری وارد می کنند. برای مثال وقتی دماسنج دمای اتاق را، داخل یک فنجان مایع داغ می‌گذاریم، مایع خنک می شود. در حالی که مایع، دماسنج را گرم می کند.

بنابراین لازم است سنسورهایی طراحی شوند تا اثر کوچکی روی آن چه که اندازه گیری می کنند داشته باشند. ساختن سنسور کوچک تر اغلب این کار را تسهیل می کند و ممکن است فواید دیگری هم داشته باشد.

پیشرفت تکنولوژیکی اجازه می دهد که سنسورهای بیشتر و بیشتری در مقیاس میکروسکوپی ساخته شود.

موارد استفاده سنسورها

سنسورها در اشیایی با کاربردهای روزمره مثل کف آسانسورهای لمسی-حسی (سنسور لامسه ای) و لامپ هایی که با لمس پایه شان روشن و خاموش می شوند به صورت آشکار دیده می شوند. همچنین کاربردهای بی شماری برای سنسورها وجود دارد که بیشتر مردم هرگز از آنها آگاه نمی شوند. به عنوان مثال سنسورها در خودروها، ماشین آلات، وسایل ماورای جو، تجهیزات پزشکی و ربات ها کاربرد دارند.

ویژگی های یک سنسور خوب

یک سنسور خوب از قوانین زیر تبعیت می کند:

به خاصیت فیزیکی اندازه گیری شده حساس است.

به هیچ خاصیت دیگری حساس نیست.

روی خاصیت اندازه گیری شده تأثیر نمی گذارد.

سنسورهای ایده آل طراحی شده اند تا خطی باشند. سیگنال خروجی چنین سنسوری با خصوصیت اندازه گیری شده متناسب است.

 سنسورهای بیولوژیکی و بیوسنسورها

همه موجودات زنده حاوی سنسورهای بیولوژیکی هستند که با کارکردهایی شبیه به اسباب مکانیکی توصیف می شوند. بیشتر سلول های تخصصی شده به اینها حساسند:

۱-نور، حرکت، دما، حوزه مغناطیسی، رطوبت، ارتعاش، فشار، حوزه های الکتریکی، صدا و دیگر صور فیزیکی محیط خارجی.

۲-صور فیزیکی محیط داخلی مثل اتساع، حرکت موجود زنده.

۳-مولکول های محیطی شامل توکسین ها، مواد مغذی و فرومول ها.

۴-کنش و واکنش بیومولکول ها و برخی پارامترهای جنبشی.

۵-محیط متابولیک داخلی، مثل سطح گلوکز، سطح اکسیژن یا اسمولالیتی.

۶-مولکول های سیگنالی داخلی، مثل هورمون ها، سیتوسکین ها.

۷-تفاوت ها بین پروتئین های خود موجود زنده با محیط و موجودات بیگانه.

سنسورهای مصنوعی که با استفاده از یک مؤلفه حساس بیولوژیکی از سنسورهای بیولوژیکی تقلید می کنند، بیوسنسور نامیده می شوند.

انواع سنسورها (حسگرها)

سنسورهای بدون تماس:

سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می‌شوند. این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می‌تواند باعث جذب یک رله کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.

انواع سنسورهای بدون تماس

سنسورهای التراسونیک و کاربرد این سنسورها

شاید با کلمه التراسونیک یا Ultrasonic بر خورد کرده باشید.التراسونیک به معنای مافوق صوت است.فرکانسهای این محدوده را میتوان بین ۴۰ کیلو هرتز تا چندین مگا هرتز در نظر گرفت.امواجی با این فرکانسها که کاربردهایی چون سنجش میزان فاصله،سنجش میزان عمق یک مخزن،تعیین فشار خون یک بیمار،همگن کردن مواد مذاب،استفاده در دریلها جهت ایجاد ضربه و کارائی بیشتر دریل،تست قطعات صنعتی از نظر کیفی جهت تشخیص شکافها و سوراخهای ریز و غیره اشاره کرد.

جهت استفاده از این امواج یک سری سنسورهای مخصوص طراحی شده که میتوان این سنسورها را به دو دسته صنعتی و غیر صنعتی تقسیم بندی کرد.سنسورهای غیر صنعتی در فرکانسهایی در حدود ۴۰ کیلو هرتز کار میکنند و در بازار با قیمتهای پایین در دسترس هستند. در این سنسورها دقت کار بالا نبود و فقط در حد تشخیص یک فاصله یا عمق یک مایع میتوان از آنها استفاده کرد.اما در سنسورهای صنعتی که در فرکانسهای در حد مگا هرتز کار میکنند به دلیل همین فرکانس بالا ما دقت زیادی را خواهیم داشت.به طور نمونه ما در اینجا بلوک دیاگرام طرح اندازه گیری میزان فاصله توسط میکروکنترلرavr را برای شما آورده ایم.

همچنین دو طرح  جهت دانلود برای شما قرار میدهیم که در یکی از التراسونیک جهت تشخیص فاصله با استفاده از آی سی ۵۵۵ استفاده شده است

صنعتی:

مناسبت جهت اندازه گیری موقعیت، زاویه، سرعت، طول و براساس کارکرد نوری یا مغناطیسی با دقت بالا می باشد. انکودرها  بصورت افزایشی (Incremental) و  مطلق (Absolute) به  صورت شفت دار(۶و۸و۱۰ میلیمتری) و  یا Hollow شفت با خروجیهای پالس یا سریال (RS422) می باشند.  همچنین قابلیت اتصال به BUS های صنعتی از جمله PROFIBUS را دارند و نیر قابل برنامه ریزی از طریق نرم افزار مخصوص می باشند. کد شناسایی انکودرها به شرح ذیل می باشند:

ATM 60/90,DRS60/61,DGS60/65/66,DKV60,AFM/AFS60,DFS60…

سنسورهای التراسونیک :

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .