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

دانلود پایان نامه

-3- سنسورهای بدون تماس و فاقد كنتاكت (‌تیغه )

1-2-3- سنسورهای القایی – مغناطیسی

در این سنسورها نوسان ساز LC‌وجود داشته كه دارای یك هسته سیم پیچی شده مغناطیسی بسته می باشد با نزدیك نمودن یك میدان مغناطیسی این هستة مغناطیسی اشباع گردیده و این امر باعث تغییر جریان برق جاری شده در داخل سیم پیچ می شود بوسیلة یك تقویت كننده این اختلاف جریان حس و سپس جهت فعال كردن سنسور از آن استفاده می شود . این نوع از سنسورها فقط در مقابل میدانهای مغناطیسی حساس بوده و در مقابل فلزات از خود عكس العملی نشان نمی دهند .

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

2-2-3- سنسورهای بدون تماس بر اساس خاصیت Magnetorsistive

برخی از عناصر مانند InSb.Wi در میدان مغناطیس ،‌مقاومت الكرتیكی خود را تغییر می دهند و از این اصل برای ساخت این نوع از سوئیچ ها استفاده می كنند .

3-2-3- سنسورهای بدون تماس بر اساس خاصیت HALL

وقتی كه یك نیمه رسانا مانند InSb در یك میدان مغناطیسی قرار گیرد ، در جهت عمود بر این میدان ولتاژی بر روی این نیمه رسانا ایجاد می شود كه به ولتاژ Hall ‌معروف می باشد این نیمه رسانا باید بصورت ورقة‌نازكی كه طول و عرض آن نسبت به ضخامت آن بزرگ بوده ، ساخته شود در روی این ورقه ها می توانند ولتاژی تا 1.5 ولت ایجاد شود .

4-2-3- سنسور Wiegand

سیم Wiegand آلیاژی از وانادیم (Vanadium) كبالت (Cobalt) و آهن است خاصیت آلیاژ wiegand این است كه وقتی شدت یك میدان مغناطیسی از حد مشخصی تجاوز نماید ، جهت مغناطیسی محدودة Wiss بصورت ناگهانی تغییر می كند بطوریكه اگر یك سیم پیچ در دور سیم Wiegand قرار گیرد این تغییر ناگهانی به صورت جریان القایی در این آن قابل اندازه گیری می باشد .

و ولتاژی تا 3 ولت در سیم پیچ ایجاد می شود به همین خاطر اكثر این سنسورها احتیاجی به منبع تغذیه خارجی ندارند .

برخی از مشخصات عمومی سنسورهای القایی – مغناطیسی در جدول زیر نشان داده شده است .

10…30 V Operating voltage
200 mA Max. Switching current
2…35 mt Min. response induction
1 mT Max. magn. Interference induction
2A Response travel
7…17 mm (Dependent on field strength and cylinder)
0.1…1.5mm Hysteresis
0.1 mm Switching point accuracy
  Voltage drop
3V (at max. switching ctrrent)
6.5mA mex Current consumption
-20°C…70°C Operating remperature
1000Hz Switchingn frequency
IP 67 Protection to IEC 529, DIN 40 050
integrated Protective circuit for inductive

Technical data on an inductive- megnrtic proximity sensor (example)

سنسورهای مغناطیسی – القایی دارای مزایای زیر نسبت به Reed سوئیچ ها می باشند:

  • نداشتن كنتاكت ( تیغه )
  • از بین نرفتن كنتاكت های فلزی
  • در صورتیكه محور مغناطیسی به صورت مطلوب قرار گرفته باشد فقط در یك محدوده فعال می شوند .

همانند سایر سنسورهای مغناطیسی می بایستی در محیط كار به عوامل اختلال گر در كار این نوع سوئیچ ها توجه گردد . مانند میدان مغناطیسی خارجی و با دستگاههایی كه این میادین را ایجادمی نمایند .

3- سنسورهای القایی

یك سنسور القائی از یك نوسان ساز ( LC) ، یك Demodulator ، یك تقویت كننده و قسمت خروجی تشكیل شده اسj

توسط شكل خاص نوسان ساز ، میدان مغناطیسی از طریق دریچة نیمه بازی در یك جهت معین منتشر می شود بطوریكه میدان مغناطیسی تولید شده در یك محدودة مشخصی فعال بوده و فقط در این منطقه امكان قطع و وصل سنسور وجود دارد .

هنگامی كه جریان برق سنسور وصل میگردد . نوسان ساز شروع به نوسان نموده و جریان مشخصی از آن عبور می كند اگر یك جسم هادی جریان الكتریكی در میدان مغناطیسی وارد گردد ، در آن جریان گردابی بوجود آمده و قسمتی از انرژی اسیلاتور را جذب می كند كه این خود باعث تغییر میزان جریان مصرفی در نوسان ساز می گردد . این تغییرات در یك قسمت الكترونیكی تجزیه و تحلیل و خروجی سنسور قطع و یا وصل می شود .

با استفاده از سنسورهای القائی فقط اجسام هادی جریان برق قابل حس می باشند . این سنسورها با خروجیهای N.O, N.C عرضه می گردند . فاصله ای كه در آن یك سنسور تغییر حالت می دهد ( بسته شده و یا باز می گردد) به عنوان فاصلة سوئیچ معروف می باشند .

هر قدر سیم پیچ بكار رفته بزرگتر باشد ( در نتیجه سنسور هم بزرگتر خواهد بود ) فاصلة‌سوئیچ هم بیشتر می گردد .برای فاصلة سوئیچ 250 میلی متر نیز سنسورهای القائی وجود دارند .جهت تعیین فاصلة سوئیچ از ورقه های استاندارد كه از جنس فلز ST37 هستند استفاده می شود كه ضخامت آن یك میلی متر بوده و بصورت ورقه های مربع شكل می باشند .

طول ضلع این مربع باید برابر :

  • قطر دایرة منطقه اكتیو سنسور باشد

و یا

2- سه برابر فاصله سوئیچ باشد

بزرگتر بودن ابعاد این ورقه فقط باعث ایجاد تغییرات خیلی جزئی در مقدار اندازه گرفته شده ، خواهد شد . اما كوچك بودن ابعاد باعث بدست آمدن فاصلة سوئیچ كمتری می باشد در صورت استفاده از فلزات دیگر بغیر از ST37 باعث كمتر شدن فاصلة سوئیچ خواهد شد .

هنگام نصب سنسورهای القائی در داخل نگهدارنده های فلزی می بایستی توجه نمود كه بعلت وجود اجسام فلزی در طراف آن كاركرد سنسورها مختلف نگردد . از نظر تكنولوژی نصب دو نوع سنسور القایی وجود دارد :

  • در اولین نوع كه در شكل3 نشان داده شده است میدان مغناطیسی در اطراف سنسور پراكنده نبوده ، بلكه به علت شكل خاص ساخت آن میدان الكترومغناطیسی فقط در ناحیة جلوی سنسور وجود دارد . به همین علت نگه دارندة فلزی سنسور اختلالی در كاركرد سنسور بوجود نمی آورد .

اگر سنسور القایی دیگری در مجاورت سنسور القایی نصب گردد ، میبایستی در بین آنها حداقل فاصله ای برابر با قطر حساس سنسور وجود داشته باشد . منطقة‌آزاد كه در بالای سنسورها می باشد حد فاصل بین سنسور و اجسام موجود د رجلوی سنسور بوده و این اشیاء نمی بایستی در میدان مغناطیسی سنسور داخل و توسط سنسور حس گردند . طول منطقه آزاد سه برابر فاصلة‌سوئیچ می باشد .

این نوع سنسور ها دارای این مزیت هستند كه خیلی ساده و كم حجم ؛ قابل نصب می باشند . ولی دارای فاصلة سوئیچ كمتری نسبت به سنسورهای القائی نوع 2 می باشند .

  • در این نوع سنسور های القایی میدان الكترومغناطیسی نه تنها در مقابل سر حساس سنسور ، بلكه در اطراف و حول و حوش آن بصورت جانبی نیز منتشر می گردد . در نوع اخیر كه درشكل 6-4 نشان داده شده است . باید هنگام نصب ابعاد ذكر شده رعایت گردد . تا نگه دارندة فلزی سنسور تأثیر منفی و اختلالی در كار سنسور بوجود نیاورد .

سنسورهای خازنی

اساس كار سنسورهای خازنی بر پایة‌تغییرات ظرفیت یك خازنی می باشد كه در یك مدار نوسان ساز RC قرار گرفته است سنسورهای خازنی نسبت به سنسورهای القایی این مزیت را دارند ، كه علاوه بر اجسام هادی ، اشیاء عایق را نیز حس می كنند .

در این نوع از سنسور جهت ایجاد میدان الكتریكی از دو الكترود استفاده می شود .كه یكی از الكترودها فعال بوده ودیگر به زمین متصل می باشد همچنین الكترود خنثی كننده ای وجود دارد كه اثر رطوبت هوا را برروی خازن از بین می برد اجزاء این سنسور در شكل 1-5 نشان داده شده است

اگر فلز ، مواد مصنوعی ، شیشه ، چوب ؛ آب و … وارد محدودة فعال سنسور گردد
( محدودة‌انتشار میدان الكتریكی نشتی خازن ) باعث تغییر ظرفیت آن گردیده كه مقدار این تغیرات به عوامل زیر بستگی دارد .

  • فاصلة جسم از سنسور       2- ابعاد جسم    3- ضریب دی الكتریك جسم

توسط یك پتانسیومتر قابل تنظیم می توان فاصلة سوئیچ را تنظیم نمود . و از این خاصیت جهت حس نمودن اجسام معینی استفاده می گردد . برای مثال می توان سطح یك مایع را داخل یك بطری پلاستیكی تعیین نمود . بدون اینكه بطری پلاستیكی خود باعث بكار افتادن سنسور گردد .

در جدول 1-5 فاصله سوئیچ برای ورقة مقوا در ارتباط با ضخامت ورقه نشان داده شده است ابعاد ورقه 30 میلی متر می باشد .

Switching distance Material thickness
—– 1.5mm
0.2mm 3.0mm
1.0mm 4.5mm
2.0mm 6.0mm
2.3mm 6.0mm
2.5mm 9.0mm
2.5mm 10.5mm

Table5.1: Variation of Switching distance as a function of the material thicknees using a cardboard strip (width =30mm)

در جدول 2-5 فاصله سوئیچ برای اجسام مختلف نشان داده شده است . همانطور كه در این جدول مشاهده می شود فاصله سوئیچ برای تمام فلزات یكسان می باشد همچنین در جدول 3-5 برخی از مشخصات فنی سنسورهای خازنی جهت اطلاع نوشته شده است .

Reduction factor Material
1.0 All metals
1.0 Water
0.3…0.5 Glass
0.3…0.6 Plastic
0.3…0.5 Cardboard
0.2…0.7 Wood (dependent on humidity)
0.1…0.3 Oil

Table 5.2 Guide Values for reduction factor

typ.10…30 V DC

Or 20…250 V AC

Operating voltage
typ. 5…20mm

max.60mm(usually variable,adjustablevia potentiometer)

Nominal switching distance
all materials with dielectric constant>1 Object material
max 500 mA DC Switching current
-25°C…+70°C Ambient operating temperature
Sensitive Sensitivity to dirt
very long Service life
up to 300 Hz Switching frequency
Cylindrical

e.g.M18× 1,M30×1

UptoØ30mm,block-shaped

Design
Up to IP67 Protection to IEC 529,DIN40 050

Table5.3: Technical data of capscitive proximitySensors

سنسورهای خازنی نسبت به كثیف شدن خیلی حساس بوده و حساسیت آنها به رطوبت بخاطر بالا بودن ضریب دی الكتریك آب ( ( زیاد می باشد همچنین امكان حس كردن اجسام در پشت یك دیواره هم وجود دارد . و جهت این كار می بایستی حس گردد .( در پشت مانع ) حدود 4 برابر ضریب دی الكتریك دیواره باشد جنس دیواره نباید از فلز باشد .

برای حس كردن اجسام فلزی بجای سنسورهای خازنی از سنسورهای القایی استفاده می گردد ، زیر سنسورهای القائی در مقایسه با سنسورهای خازنی ارزانتر می باشند . برای حس كردن اجسام غیر فلزی نیز اكثراً از سنسورهای نوری استفاده می گردد . مورد استفاده سنسورهای خازنی بیشتر و تشخیص سطح مایعات در ظروف پلاستیكی و امثالهم و یا اجسام غیر فلزی در داخل یك محفظه می 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