دانلود پروژه رشته برق درباره اهمیت کاربرد سنسور و انواع آن – قسمت سوم

دانلود پایان نامه

سنسورهای نوری

سنسورهای نوری با سافتاده از نور و قطعات الكترونیكی كاركرده و از نور قرمز و با مادون قرمز بهره می جویند . منبع تولید نرو قرمز و یا مادون قرمز ، دیودهای نوری (‌LEDS) می باشد این دیودها ارزان ،مقاوم و دارای طول عمر زیادی بوده و می توان نور آنها را به راحتی مدوله نمود . در گیرنده از فتودیود و یا فتوترانزیستور استفاده می‌گردد نور قرمز از این جهت مناسب می باشد كه اولاً قابل رویت بوده و می توان با چشم محور انتشار آنرا تنظیم نمود . و دوماً اینكه نور قرمز براحتی در فیبرهای نوری قابل انتقال می باشد و ضریب میرایی در فیبرنوری برای طول موج نور قرمز كمتر می باشد .

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

نور مادون قرمز قابل رویت نمی باشد و در مواردی استفاده می شود كه به توان بالای نوری جهت مسافت های طولانی احتیاج باشد همچنین تأثیر اختلالات نوری محیط اطراف برروی نور مادون قرمز كمتر می باشد .

در هر نوع از سنسورها از یك واحد الكترونیكی جهت مدوله كردن نور استفاده می شود تا نور محیط اختلالی در كار سنسور بوجود نیاورد . گیرنده نوری برروی فركانس مدولاسیون تنظیم شده تا فقط نور مدوله شده را دریافت نماید . در سنسورهای نوری یك مسیره از سیستم ذكر شده جهت از بین بردن تأثیر نورهای دیگر استفاده نگردیده .بلكه از فیلتر میان گذر ( Bandpass) استفاده شده است همچنین اگر فیلترهای نوری كه بتوانند اثر نور آفتاب ، را خنثی نمایند استفاده گردد ضریب اطمینان سنسورهای نوری بالا می رود در شكل 1-6 ساختمان داخلی یك سنسور نوری نشان داده شده است .

مثالی جهت سنسورهای نوری

  • فرستنده سنسورهای نوری بدون استفاده از فیبر نوری
  • دیود نوری از جنس GaAlAS
  • طول موج 880 نانومتر ( غیر قابل رویت )
    • فرستنده سنسورهای نوری با استفاده از فیبر نوری

– دیود نوری از جنس GaAlAS

   – طول موج 660 نانومتر ( ‌نور قابل رویت )

* گیرنده

– فتو ترانزیستور از جنس سیلیسیوم

سنسورهای نوری را می توان به دو دسته تقسیم نمود :

  • سنسورهای نوری یك مسیره ( بدون بازتاب )
  • سنسورهای نوری انعكاسی

هر كدام از سنسورهای بالا می توانند به دو طریق فعال گردند :

1)فعال شدن توسط نور

در این سنسور خروجی هنگامی وجود خواهد داشت كه مانع از مسیر نور كنار رفته ونور توسط گیرنده دریافت گردد . به همین جهت به حالت عادی باز و یا Normally Open معروف می باشند بنابراین در سنسورهای نوری یك مسیره مادامی كه جسمی در مسیر نور فرستاده شده قرار گرفته است مانع از رسیدن آن به گیرنده گردیده و خروجی سنسور قطع می باشد .

2) وصل توسط تاریكی

این نوع سنسور برعكس حالت قبلی عمل كرده و با قطع شدن اشعة نور توسط یك مانع ، خروجی فعال می گردد به همین جهت به حالت عادی بسته و با Normally Closed معروف می باشند .

1-6- ساختمان سنسور نوری

یك سنسور نوری از دو قسمت اصلی تشكیل شده است ،1- فرستنده 2- گیرنده

البته با توجه به انواع مختلف سنسورها می توان اجزای دیگری مانند هدایت كننده نور و یا منعكس كننده و امثالهم را هم به آن اضافه نمود .

فرستند و گیرنده می توانند در یك واحد متمركز باشند ، كه در اینصورت به‌ سنسورهای نوری انعكاسی معروف می باشند . یا در دو واحد مجزا بوده كه بعنوان سنسورهای نوری یك مسیره شناخته می شوند . در فرستنده یك منبع تولید نور جهت نور قرمز و یا مادون قرمز قرار دارد كه بر طبق قوانین اپتیك در یك خط راست نور را ساطع كرده و در گیرنده نور دریافتی فیلتر شده و سپس توسط مدارهای الكترونیكی تحلیل می گردد .

در داخل بدنه سنسورها لایة‌ایزولاسیون وجود داشته و قطعات الكترونیكی داخل آن توسط پوشش پلاستیكی مذاب محافظت گردیده اند . در انتها سنسور پناسیومتر قابل تنظیم جهت تغییر حساسیت سنسور وجود دارد همچنین یك لامپ LED در روی سنسور وجود داشته كه در حالت فعال بودن سنسور روشن می گردد.

سنسورهای نوری حساس به عواملی مانند گرد وغبار ، روغن و كثیف بودن محیط كاری بوده ودر اینگونه شرایط كار آن مختلف می گردد برای مثال در سنسورهای یك مسیره كه نور ساطع شده ، فاصلة‌بین فرستنده و گیرنده را طی می نماید بر اثر گرد و غبار و یا عوامل دیگر امكان دارد كه نور فرستاده شده به گیرنده نرسیده و سنوسر این اختلال را بعنوان وجود یك جسم تفسیر نماید و یا در صورت كثیف شدن لنز فرستنده توان نور فرستاده شده ضعیف گردیده و برای مثال در سنسورهای انعكاسی نور برگشتی دیگر انرژی لازم جهت تحلیل در گیرنده را نخواهد داشت .

برای سنسورهای نوری ضریب كاری تعریف شده كه این ضریب با كلمه β ( بتا ) نمایش داده شده و برابر خارج قسمت توان نور دریافتی یك سنسور ( PE) به حداقل توان نور دریافتی كه باعث قطع ووصل سنسور می گردد ( PS) تعریف شده است .

‌اگر دو مقدار Ps , PE برابر باشند . در اینصورت مقدار بتا برابر1 خواهد بود و در اینصورت رزرو كاری برای سنسور وجود ندارد و اگر بتا برابر 1.5 باشد ، در اینصورت 50% رزرو كاری موجود می باشد این ضریب بسته به فاصلة فرستنده و گیرنده در سنسورهای نوری یك مسیره و با فاصله فرستنده از منشور منعكس كننده در سنسورهای نوری انعكاسی و با فاصله فرستنده از جسم مورد نظر در سنسورهایی كه بر اساس نور انعكاسی از سطح اجسام كاركرده می باشد كه این فاصله با s‌نمایش داده می شود نمودار ارتباط β با S سنسور های نوری مختلف با همدیگر تفاوت داشته و منحنی آنها در شكلهای 3-6 الی 5-6 نشان داده شده است .

هر قدر محیط كاری نامناسبتر باشد ، می بایستی ضریب كاری نیز بزرگتر در نظر گرفته شود .برای هر سنسور از طرف كارخانه سازنده منحنی كاری آن نیز داده می شود و برای هر فاصله می بایستی از روی نمودار ضریب كاری مربوطه را انتخاب نمود جهت وارت نمودن شرایط نامساعد كاری ضریب بعنوان ضریب انتقال در نظر گرفته می شود كه مفهوم این ضریب بدین صورت می باشد :

نشان دهنده اینست كه محیط كاری كاملاً مساعد و بدون آلودگی می باشد و نشانگر این می باشد كه یك دهم توان نوری سنسور به گیرنده می رسد و به همین جهت می بایستی بتا بزرگتر از 10 انتخاب گردد .

اگر منحنی در دسترس نباشد می بایستی این نمودار را توسط آزمایش بدست آورد وجود یك لامپ چشمك زن در روی سنسور جهت اعلام وضعیت ضریب كاری مطلوب خواهد بود .در صورت آلودگی بیش از حد سنسور و پایین رفتن این ضریب لامپ روشن خواهد شد همچنین این لامپ می تواند در صورت كثیف شدن سنسور به مرور زمان شخص را متوجه كثیف بودن سنسور بنماید . روشن شدن این لامپ اعلام می تواند علل دیگری بغیر از شرایط نامساعد كار داشته باشد

برای مثال :

  • فاصله گیرنده و فرستنده از همدیگر خیلی دور باشد
  • تنظیم ناصحیح سنسور
  • ضعیف شدن دیود نوری فرستنده
  • شكستگی در فیبر نوری انتقال اشعه نور

2-6- انواع سنسورهای نوری

در نمودار شكل 6-6 انواع سنسور ها نمایش داده شده است

Optical Proximity Sensors
Diffuse   Through – beam sensors
Designs

With

Fibre –optica cable

Retro

Reflective

Sensors

Design

With

Fibre-optic cable

Fig-6-6 Variants of opticality proximity Sensors

در سنسورهای نوری یك مسیر فرستنده و گیرنده در دو واحد مجزا قرار گرفته و به همین جهت فاصلة S می تواند طولانی باشد قطع نور بعنوان وجود مانع تفسیر می گردد اجسام حس شده باعث می گردند كه شعاع نوری به گیرنده ونرسیده و یا در مورد اجسام نسبتاٌ شفاف مقدار نور رسیده خیلی ناچیز باشد .

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment