• ایمیل نمایندگی زیمنس
  • تلگرام نمایندگی زیمنس
خطوط تلفن همراهخطوط تلفن ثابت
مدیر عامل: 989127482083+982133982402+982133959055+
مدیر فروش: 989126407692+982133915308+982133982432+
واتساپ: 989359585702+

تماس با نمایندگی زیمنس

جهت مشاهده اطلاعات تماس کلیک فرمایید.

همکاری با ما

جهت ثبت درخواست همکاری اقدام فرمایید.

شبکه های اجتماعی ما

اطلاعات بیشتر و پرسش و پاسخ.

انواع حسگر های موقعیتی


تعداد پسند ها : هنوز زوده
تاکنون 49 نفر این پست را مشاهده کرده اند

همه چیز درباره سنسورها ی موقعیتی - اتوماسیون صنعتی زیمنس


انواع حسگر های موقعیتی

نمایندگی زیمنس

انواع حسگر های موقعیتی

مقدمه:

حسگر موقیت هم مانند بقیه حسگر ها جز گروه ورودی ها هستند.

همانطور که از اسمشان پیداست این حسگر ها موقعیت اشیا را تشخیص می دهند، یعنی معمولا در یک نقطه به صورت ثابت و مرجع هستند.

در ادامه با انواع سنسور های موقعیت آشنا خواهیم شد.

یک روش برای تعیین موقعیت  استفاده از فاصله است. فاصله مسافت بین دو نقطه  و یا مقدار چرخش محاسبه می گردد. در هر دو حالت حسگر می توتند حرکت اشیا در یک خط راست را با حسگر خطی (Linear Sensor) و حرکت زاویه ای را با حسگر های چرخشی اندازه بگیرد.

یکی از پرکاربرد ترین حسگر های موقعیت پتاسیومتر است، زیرا قیمت پایینی دارد و برخلاف ظاهر ساده بسیار پر کاربرد است.پتاسیومتر دارای یک اتصال لغزنده با یک Shaft مکانیکی است که می تواند حرکت زاویه ای (چرخشی )  داشته باشد.مسیر مقاومتی و مقاوت بین تیغه لغزان در پتاسیومتر در اثر حرکت تغییر می کند و می تواند Signal الکتریکی خروجی تولید کند. سیگنال خروجی متناسب با محل قرار گیری تیغه لغزان بر روی مسیر مقاومتی و مقدار مقاومت تغییر می کند. به این معنی که مقاومت در پتاسیومتر متناسب با موقعیت است.

پتاسیومتر ها در انواع مختلفی وجود دارندو ولی نسخه های متداول آنها گرد و چرخشی است. وقتی از یک پتاسیومتر ها به عنوان حسگر موقعیت استفاده شود، آن جسم یا اشیا  متحرک را مستقیما به Shaft گردان یا لغزنده وصل می کنیم. انتقال یک ولتاژ DC به 2 پایه ثابت خارجی باعث ایجاد یک

المان مقاومتی می شود.سیگنال ولتاژ خروجی، از ترمینال لغزان گرفته می شود.

ساختار داخلی یک پتاسیومتر

سنسور موقعیت القایی

ترانسفورمر تفاضلی متغییر خطی

نوعی از حسگر هایموقعیت داریم که فاقد خوردگی مکانیکی است و Noise و اصطکاک آن بالاست. ترانسفورمر تفاضلی متغییر خطی یا به طور خلاصه LVDT است.

درواقع این نوع سنسور ها حسگر های موقعیت القایی هستند روال کاری آنها بسیار شبیه ترانسفورمر های جریان متناوب یا AC دارند برای اندازه گیری موقعیت به کار گرفته می شوند.در جا به جایی خطی اندازه گیری آنها بسیار دقیق است. خروجی حسگر های LVDT با محل هسنه محرک آنها متناسب است.

ترانسفورمر تفاضلی متغییر خطی از 3 سیم پیچ در قالب لوله ای توخالی تشکیل شده است. که دارای یک سیم پیچ اولیه و دو سیم پیچ ثانویه می باشد. سیم پیچ های ثانویه باهم سری هستند و 180درجه الکتریکی هم با سیم پیچ اولیه اختلاف فاز دارند.

یک هسته فرو مغناطیس آهنی نرم که بعضا آرمیچر هم نامیده می شود، به شی مورد اندازه گیری متصل می شود و داخل لوله توخالی LVDT به سمت بالا و پایین می لغزد یا حرکت می کند. بعد با یک نو ولتاژ مرج AC ناچیز که به ان  سیگنال تحریک می گویند، به سیم پیچ نوع اول اعمال می شود.

سیگنال ولتاژ در حدود 2 تا 20 ولت و فرکانس 2-20HZ دارد.

اگر هسته مغناطیس دقیقا در وسط لوله توخالی LVDT قرار داشته باشد. سپس EMF های القایی در دو سیم پیچ ثانویه همدیگر را خنثی می کنند، چون این دو مقدار اختلاف فازی 180 درجه دارند. در نتیجه ولتاژ خروجی برابر با 0 ولت می شود. این موقعیت را خنثی یا همان (Null Position) یا صفر ترانسفورمر هم نیز می نامند. حرکت هسته آهنی از موقیت صفر به دو سمت دیگر در لوله خالی، ولتاژ القایی درست می شود در یکی از سیم پیچ های ثانویه از ولتاژ القایی دیگر بزرگتر خواهد شد و نهایتا ولتاژ در خروجی تولید می شود.

مزایای حسگر ترانسفورمر تفاضلی متغییر خطی:

  • خطی بودن عملکرد LVDT نسبت به پتاسیومتر های  مقاومتی
  • رزولویشن و حساسیت بالا در ولتاژ خروجی
  • عملکرد تقریبا بدون اصطکاک
  • قابلیت استفاده از این سنسور ها در محیط های سخت

حسگر های موقعیت مجاورتی القایی

حسگر موقعیت مجاورتی القایی ، نوع دیگری از حسگر موقعیت القایی است که کاربرد بسیاری دارد. این حسگر را حسگر جریان گردابی   نیز می نامند. حسگر های موقعیت مجاورتی القایی در واقع برای اندازه‌گیری جابه‌جایی یا چرخش زاویه‌ای مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، بلکه برای تشخیص حضور اشیا در مقابل یا در مجاورت آن‌ها به کار برده می‌شوند. نمایی از یک حسگر مجاورتی القایی در تصویر زیر دیده می‌شود.

نکته: برای اطلاعات دقیق و مرجع در خصوص این نوع حسگر ها حتما مقاله فنی در رابطه با این نوع سنسور ها که به طور مفصل به این نوع از حسگر ها اختصاص یافته است را بخوانید:

انواع سنسور ها در اتوماسیون صنعتی زیمنس

 

 

انکودر های چرخشی

این انکودر ها نوع دیگری از حسگر های موقعیت  هستند و شبیه به پتاسیومتر ها عمل می کنند به طور مفصل در قسمت های قبل توضیح داده شده است. اما این مدل حسگر ها در واقع غیر تماسی و نوری هستند که برای عمل مبدل موقعیت زاویه ای یک Shaft چرخان به کد های آنالوگ یا دیجیتال به کار می روند. به این معنی که این حسگر ها به بیان ساده حرکت چرخشی مکانیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند.

همه انکودر های نوری طبق استاندارد یکسانی عمل می کنند. نوری که از یک LED یا منبع مادون قرمز از یک دیسک کدگذاری شده چرخشی با وضوح بالا عبور می کند که حاویالگو های کد مورد نیاز است.نوع این کد ها می تواند از نوع باینری، گری یا کد های BCD باشد. آشکار ساز های نوری دیسک را در حال چرخش اسکن نموده و یک مدار الکترونیکی کد های گرفته شده را به فرم دیجیتال پردازش می کند و درنتیجه یک رشته از پالس های خروجی به یک کنترل کننده خارجی ارسال می شوند و کنترل‌کننده می‌تواند موقعیت زاویه‌ای Shaft موتور را مشخص کند.

انکودر موقعیت افزایشی

این نوع انکودر را تحت عنوان انکودر گردان نسبی نیز می شناسند. این نوع از انکودر ها حسگر های موقعیت بسیار ساده ای به حساب می آیند. خروجی این حسگر ها یک دنباله از پالس های مربعی می باشد که با آرایشی از فوتسل تحت یک دیسک کدگذاری شده ایجاد می شود.سطح دیسک کد گذاری شده در اصل از ترکیب قسمت های شفاف و خطوط تیره ای ایجاد می شود که با مفاصله ای مشخص از هم دیگر قرار دارند و به هرکدام از آنها Segment گفته می شود.

این صفحه دیسک در اطراف منبع نوری حرکت یا میچرخد.

این نوع انکودر می تواند هنگام شمارش، یک رشته از پالس های از نوع موج مربعی تولید کند تا این پالس ها ی ایجاد شده برای تشخیص موقعیت زاویه ای Shaft گردان روتور به کار رود.

نمایی از دیسک در انکودر افزایش و Segment های آن

 

ساده‌ترین انکودر افزایشی تاکومتر نام دارد. این نوع انکودر دارای یک خروجی موج مربعی تکی می‌باشد و اغلب در کاربردهای تک جهته مورد استفاده قرار می‌گیرد که در آن فقط به اطلاعات ساده موقعیت یا سرعت نیاز می باشد. انکودرهای تربیعی یا موج سینوسی در صنعت متداول‌ترین نوع انکودر ها هستند ؛ زیرا این انکودرها دارای دو خروجی موج مربعی هستند که کانال A و کانال B نام دارند و می توانند جهت حرکت یا چرخش را نیز تعیین کنند. این نوع از انکودرها از دو آشکارساز نوری استفاده می‌کنند که ۹۰ درجه با یکدیگر اختلاف فاز دارند، بنابراین دو سیگنال خروجی سینوسی و کسینوسی ایجاد می‌کنند.

نمایی از انکودر افزایشی و سیگنال‌های خروجی از آن

انکودر موقعیت مطلق

انکودرهای موقعیت مطلق دارای ساختار پیچیده‌تری نسبت به انکودرهای افزایشی می باشند. این نوع از انکودرها برای هر موقعیت چرخش یکتا، یک کد خروجی متمایز ایجاد می‌کنند که هم موقعیت و هم تعیین‌کننده جهت چرخش است. دیسک کدگذاری شده در این انکودر، از چندین مسیر متمرکز از Segment های  تاریک و روشن تشکیل شده است. هر مسیر با آشکارساز نوری خود مستقل است و می‌تواند به صورت آنی یک مقدار کدگذاری شده موقعیت را به ازای هر موقعیت زاویه‌ای بخواند. تعداد مسیرهای روی دیسک متناظر با بیت‌های رزولوشن باینری انکودر است. بنابراین، یک انکودر مطلق ۱۲ بیتی، دارای ۱۲ مسیر بر روی دیسک و در نتیجه ۱۲ مقدار کدگذاری شده است که هر کدام فقط یک بار در چرخش ظاهر می‌شوند.

 نمایی از یک دیسک کدگذاری شده باینری ۴ بیتی

یکی از مزیت‌های اصلی انکودر مطلق، حافظه غیر فرار آن است که باعث می‌شود هنگام قطع تغذیه، موقعیت دقیق انکودر بدون نیاز به برگشت به نقطه اولیه حفظ شود. اکثر انکودرهای چرخشی به عنوان ادوات تک دور در نظر گرفته می‌شوند، اما انکودرهای مطلق در انواع چند دور نیز هم وجود دارند که با استفاده از افزودن دیسک کدگذاری شده اضافی، از دوران‌ها فیدبک به دست می‌آورند.

کاربرد متداول انکودرهای موقعیت مطلق در هارد درایو کامپیوترها و درایوهای CD یا DVD است که موقعیت مطلق هد خواندن و نوشتن مورد نیاز است. همچنین در چاپگر ها و دستگاه‌های ترسیم‌کننده موقعیت دقیق هد ترسیم‌کننده بر روی کاغذ مورد نیاز است که با استفاده از انکودرهای مطلق می‌توان این موضوع را حل کرد.

اتوماسیون صنعتی زیمنس شرکت آسام

 

 



محصولات مرتبط زیمنس

انواع محصولات زیمنس