سنسورهای Proximatly (نوری، خازنی، القایی، التراسونیک)

سنسورهای Proximatly یکی از انواع سنسورهای پرکاربرد در صنعت و مورد توجه در سوالات مصاحبه است که به چند گروه تقسیم می شوند:
۱-نوری     ۲-خازنی      ۳-القایی       ۴-التراسونیک  

 

کاربرد این سنسورها برای اشکارسازی حضور اجسام است.مثلا در شمارشگرهای اجسام یا یک محرک در مدارات یکی پس از دیگری یا یکی به جای دیگری بکارمی رود تاکنترلر بفهمد یک عمل به اتمام رسیده و یک عمل دیگر را دستگاه انجام دهد.  

 

1-نوری:این نمونه سنسورها به دو صورت کار می کنند.یا دو  سنسور که به صورت ارسال و دریافت در مقابل هم هستند یا یک سنسور که قابلیت ارسال و دریافت امواج فروسرخ را دارد و در مقابل آن یک اینه قرار گرفته است.در صورتی که جسم امواج ارسالی را قطع کند نور به فتو ترانزیستور گیرنده نمی رسد وخاموش می شود و در نتیجه یک پالس به کنترلر ارسال می شود(سطح صفر).

نکته:دستگاههایی که با این سنسورها کار می کنند در صورت بروز خطا پاک بودن اینه ها وصحت ارسال و دریافت سنسورها راچک کنید.

۲-خازنی:این سنسورها همانند خازنها کار می کند و در صورت حظور جسم در میدان آن ظرفیتش تعغیر می کند ویک سگنال به کنترلر ارسال می کند(سطح صفر).

نکته:سنسورهای خازنی قابلیت اشکار سازی حضور هرنوع جسمی را دارند(پلاستیک.چوب .فلز و..)

۳-القایی:این سنسورها همانند یک سلف کار میکنند واز خاصیت القایی آن جهت اشکار سازی حضور جسم استفاده می شود.میدان دارای یک دامنه وفرکانس معین است در صورت حضور جسم نوسانات و دامنه صفر می شود ویک سیگنال(سطح صفر)به کنترلر ارسال می شود.

نکته:سنسورهای القایی فقط اجسام رسانی مغناطیسی را حس می کنند.و قدرت اشکار سازی جسم آنها به اندازه دامنه میدان تولیدی(ولتاز تغذیه)بستگی دارد.

۴-التراسونیک:این سنسور ها از امواج ما فوق صوت که در محدوده ۲۰تا ۵۰کیلو هرتز است اسفاه می کند.

کاربرد مهم آن استفاده در سرعت سنج ها و اشکارسازی سطح مخازن و اندازه گیری فلو و... است.

نحوه کار آن به این صورت است که با محاسبات سرعت موج و اختلاف زمان بین ارسال و دریافت فاصله را اندازه گیری می کنند.این سنسورها به صورت پالسی کار میکنند مثلا در هر ۲ثانیه یکبار یک پالس ارسال و فاصله را اندازه کیری می کند.

سنسور چیست?

سنسور (sensor) یعنی حس کننده,و از کلمه  sens به معنی حس کردن گرفته شده و می تواند کمیت هایی مانند فشار ، رطوبت، دما، و … را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل کند.سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانندPLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جملهPLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد.

 

سنسورهای بدون تماس:

سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با فاصله از جسم و بدون اتصال به آن عمل می کند مثلا  نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حسکرده و فعال می شوند. این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می تواندباعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم میگردد.

کاربرد این سنسورها در صنعت:

1- شمارش تولید: سنسورهای القائی، خازنی ونوری

2- کنترل حرکت پارچه و …: سنسور نوری و خازنی

3-تشخیص پارگی ورق: سنسورنوری

4- کنترل سطح مخازن: سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح

5- کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی

6- اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و خازنی

7- کنترل تردد: سنسور نوری

8-اندازه گیری فاصله قطعه: سنسور القائی آنالوگ

مزایای سنسورهای بدون تماس:

سرعت سوئیچینگ(قطع و وصل)زیاد: سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، بطوریکه برخی از آنها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا  KHZ)25( کار می کنند.

طول عمر زیاد: بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار  وجرقه های حین کار و … دارای طول عمر زیادی هستند.

قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیطهای با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و … قابل استفاده هستند.

عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو وفشار نیازی نیست.

عدم ایجاد نویز در هنگام قطع وصل به دلیل استفاده ازنیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم(Bouncing Noise)ایجاد نمی شود.

انواع سنسورهای مجاورتی :

1-نوری:این نمونه سنسورها به دو صورت کار می کنند.یا دو  سنسور که به صورت ارسال و دریافت در مقابل هم هستند یا یک سنسور که قابلیت ارسال و دریافت امواج فروسرخ را دارد و در مقابل آن یک اینه قرار گرفته است.در صورتی که جسم امواج ارسالی را قطع کند نور به فتو ترانزیستور گیرنده نمی رسد وخاموش می شود و در نتیجه یک پالس به کنترلر ارسال می شود(سطح صفر).

نکته:دستگاههایی که با این سنسورها کار می کنند در صورت بروز خطا پاک بودن اینه ها وصحت ارسال و دریافت سنسورها راچک کنید.

۲-خازنی:این سنسورها همانند خازنها کار می کند و در صورت حظور جسم در میدان آن ظرفیتش تعغیر می کند ویک سگنال به کنترلر ارسال می کند(سطح صفر).

نکته:سنسورهای خازنی قابلیت اشکار سازی حضور هرنوع جسمی را دارند(پلاستیک.چوب .فلز و..)

۳-القایی:این سنسورها همانند یک سلف کار میکنند واز خاصیت القایی آن جهت اشکار سازی حضور جسم استفاده می شود.میدان دارای یک دامنه وفرکانس معین است در صورت حضور جسم نوسانات و دامنه صفر می شود ویک سیگنال(سطح صفر)به کنترلر ارسال می شود.

نکته:سنسورهای القایی فقط اجسام رسانی مغناطیسی را حس می کنند.و قدرت اشکار سازی جسم آنها به اندازه دامنه میدان تولیدی(ولتاز تغذیه)بستگی دارد.

۴-التراسونیک:این سنسور ها از امواج ما فوق صوت که در محدوده ۲۰تا ۵۰کیلو هرتز است اسفاه می کند.

کاربرد مهم آن استفاده در سرعت سنج ها و اشکارسازی سطح مخازن و اندازه گیری فلو و… است.

نحوه کار آن به این صورت است که با محاسبات سرعت موج و اختلاف زمان بین ارسال و دریافت فاصله را اندازه گیری می کنند.این سنسورها به صورت پالسی کار میکنند مثلا در هر ۲ثانیه یکبار یک پالس ارسال و فاصله را اندازه کیری می کند.

5- سنسورتشخیص کد رنگ:تشخیص نوار رنگی کاغذ های بسته بندی

بررسی تفاوت انواع سنسورهای مجاورتی ( شتاب سنج، سرعت سنج، جابه جایی سنج)

 

	مزایا	معایب
شتاب سنج	1.  نصب آسان 2.  پاسخ فرکانسی مطلوب در یک محدوده گسترده 3.  اندازه کوچک و وزن کم 4.  استحکام بالا و بدون قطعه متحرک 5.  قابلیت تحمل دماهای بالا (مستلزم طراحی خاص) 6.  سیگنال خروجی قوی در محدوده فرکانسهای بالا	1.    کالیبره کردن آن دشوار است 2.    هزینه تأمین بالا (گرانقیمت) 3.    نیاز به منبع تغذیه بیرونی 4.    نیاز به تطابق امپدانسی با دستگاه اندازه گیری 5.    بسیار حساس و نیازمند استفاده از فیلترینگ
سرعت سنج	1.    نصب آسان 2.    سیگنال خروجی قوی در محدوه فرکانسهای میانی 3.    قابلیت تحمل دماهای بالا (مستلزم طراحی خاص) 4.    عدم نیاز به منبع تغذیه بیرونی	1.      اندازه بزرگ و وزن بالا 2.      پاسخ فرکانسی نامناسب در محدوده فرکانسهای پایین 3.      دارای قطعات متحرک و در معرض فرسودگی تدریجی 4.      کالیبره کردن آن دشوار است 5.      حساسیت جانبی (حساسیت در غیر از جهت اندازه گیری) بالا در مواقعی که مقدار ارتعاشات بالاست 6.      حساس به میدانهای مغناطیسی موجود در محیط (مثلاً اطراف موتورهای الکتریکی فشار قوی)
جابجایی سنج	1.    اندازه گیری مستقیم حرکت شفت که معمولاً سر منشأ اصلی بسیاری از ارتعاشات است 2.    بدون نیاز به تماس با شفت و در نتیجه حذف مشکلات و خطاهای ناشی از محل تماس 3.    استحکام بالا و بدون قطعه متحرک 4.    قیمت مناسب 5.    قابل استفاده برای اندازه گیری سرعت دورانی و نیز زاویه فاز 6.    پاسخ فرکانسی مطلوب در فرکانسهای پایین 7.    اندازه کوچک 8.    قابلیت تحمل محیطهای گوناگون 9.    کالیبراسیون آن آسان است 10. خروجی قوی با امپدانس پایین	1.      بسیار حساس به انواع Run out شفت (مکانیکی و الکتریکی) و انواع خرابی سطحی (خراش، ...) 2.      حساس به جنس شفت 3.      نیاز به منبع تغذیه بیرونی 4.      نصب دشوار در برخی از مواقع (نصب آن نیاز به تمهیدات خاص دارد)

 

سنسورهای مجاورتی یا القایی

کلیدهای مجاورتی القائی به دسته ای از پراگسیمیتی سوئیچها گفته میشود که به صورت کلیدهائی غیر مکانیکی در اثر مجاورت با فلزات تحریک گردیده و حضور شیء را حس میکند .این کلیدهای مجاورتی القایی از پر مصرف ترین نمونۀ کلیدهای مجارتی بوده و در صنایع و کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرد .برای انتخاب این نمونه سنسور القائی بایستی به فاصلۀ سنس ، قطر سنسور ، نوع خروجی ، تعداد خروجی و نوع تغذیه توجه داشت.