[mosalasezard]

سنسور و کاربردهای آن:

در مقالات قبلی با میکروسوئیچ‌های معمولی و میکروسوئیچ های بدون سیم آشنا شدیم. این تجهیزات می‌توانند موقعیت جسم متحرک را بر اثر برخورد تشخیص دهند. در تصویر زیر برخورد فیزیکی میکروسوئیچ با اجسام را مشاهده می کنید. وجود قطعات مکانیکی و برخوردهای فیزیکی باعث ایجاد محدودیت‌هایی مانند ابعاد بزرگ، آسیب به قطعات حساس، زمان پاسخگویی طولانی، تعداد عملکرد محدود، کاهش عمر، عملکردهای بی مورد، نیازمندی به سرویس و نگه‌داری، تاثیر گذاری رطوبت، آلودگی، دما و … می‌شود. برای رفع مشکلات فوق می‌توان از سنسورها استفاده کرد.

 

 

طبق تعریف، سنسور تجهیزی برای تشخیص یا اندازه‌گیری تغییرات فیزیکی، محیطی، شیمیایی و … بوده که می‌تواند با تماس مستقیم و یا بدون تماس کار کند.

سنسورهایی که جهت اندازه‌گیری استفاده می‌شوند اغلب خروجی آنالوگ داشته و باید به یک کنترلر مانند رله‌های کنترل دما، کنترل رطوبت، کنترل سطح،  PLC و … متصل شوند.  به عبارت دیگر سنسورهای آنالوگ را نمی‌توان به صورت مستقیم و بدون واسطه در مدار فرمان استفاده کرد. در تصویر زیر سنسور آنالوگ مافوق صوت جهت تشخیص سطح غلات در سیلو را مشاهده می کنید.

بر خلاف سنسورهای آنالوگ، می‌توان از سنسورهای دیجیتال در مدار فرمان استفاده کرد. لازم به ذکر است که برخی از سنسورها دارای ولتاژ کاری پایین و خروجی‌های ترانزیستوری هستند. این موارد ممکن است باعث محدودیت استفاده از آن‌ها به صورت مستقیم در تمام مدارها شود. این سنسورها به کنترلر خاصی نیاز نداشته و مانند شستی‌ها، میکروسوئیچ‌ها و … سیم‌بندی می‌شوند. در تصویر زیر شمارش محصولات با سنسور دیجیتال را مشاهده می کنید.

   چرا و برای چه کارهایی از سنسور استفاده کنیم؟

قبل از بررسی ساختمان و نحوه‌ی سیم‌بندی سنسورها بهتر است در مورد مزایا و کاربری‌های آن‌ها بیشتر بدانیم. برخی از مزایای سنسورها عبارت‌اند از:

• عدم وجود قطعات مکانیکی و عمر بسیار بالا. البته در برخی از سنسورهای اندازه‌گیری فشار، قطعات مکانیکی وجود دارد اما اغلب سنسورها فاقد سیستم‌های مکانیکی هستند.
  
• عدم عملکردهای بی مورد. به عنوان مثال برخورد سریع تجهیزات در میکروسوئیچ‌ها باعث صدور چند فرمان در یک لحظه‌ی کوتاه می‌شود.
  
• دقت و سرعت بسیار بالا
  
• رنج ولتاژی مختلف AC، DC و UC: AC/DC
  
• مدل‌های خروجی متنوع مانند رله باز، بسته، چنج آور، ترانزیستور و …
  
• بدون نیاز به تماس یا انتقال نیرو برای شناسایی و اندازه‌گیری
  
• ابعاد کوچک و توانایی کار در محیط‌های آلوده، خطرناک، داخل تجهیزات و …
  

در تصویر زیر نمونه‌ای از سنسور بدون تماس را مشاهده می کنید.

با توجه به مزایای ذکر شده، از سنسورها می‌توان در بخش‌های مختلف صنعت استفاده کرد. به عنوان مثال سنسور می‌تواند کاربردهای زیر را داشته باشد:

• تشخیص موقعیت اجسام
  
• تشخیص جهت حرکت اجسام
  
• تشخیص وضعیت قرارگیری اجسام
  
• شمارش
  
• اندازه‌گیری سرعت
  
• اندازه‌گیری فاصله
  
• تشخیص و اندازه‌گیری کمیت‌های مختلف مانند حرارت، رطوبت، نور، مواد و گازهای مختلف
  
• سیستم‌های ایمنی و …
  

در تصویر زیر استفاده از سنسور برای موارد مختلف را مشاهده می کنید مانند تشخیص موقعیت یا جهت یا سالم بودن مته

[mosalasezard]

المان های مهم در انتخاب سنسور:

سنسورها در مدل‌های بسیار متنوعی عرضه می‌شوند و نیاز است برای انتخاب مناسب آن‌ها، مواردی را بررسی کنیم. به عنوان مثال قبل از تهیه باید کمیت مورد نظر جهت شناسایی یا اندازه‌گیری، روش کار، شرایط محیط، نوع مدار فرمان، مشخصه‌ها، نوع خروجی و … را به خوبی مشخص کنیم. برای این کار سوال‌های زیر مطرح شده‌اند:

• سنسور برای اندازه‌گیری یا تشخیص چه کمیت یا جسمی استفاده خواهد شد؟
  
• سنسور باید با قطعه‌ی مورد نظر تماس داشته باشد یا خیر؟
  
• شکل ظاهری، محل و روش نصب سنسور مشخص شده است؟
  
• محل نصب سنسور از نظر شرایط محیطی، آلودگی و … چگونه است؟
  
• سنسور باید چه مشخصه‌های الکتریکی شامل تغذیه، نوع خروجی، روش اتصال و … داشته باشد؟
  
• چه مشخصه‌های کاری مانند سرعت، فاصله، عوامل تاثیر گذار و … مورد نیاز است؟
  

 

ابتدایی‌ترین و مهم‌ترین نکته در انتخاب سنسور، مشخص کردن نوع کمیت یا جسم مورد سنجش می‌باشد. به عنوان مثال در سنسورهای آنالوگ باید مشخص کنیم که چه کمیتی قرار است اندازه‌گیری شود.

با مدل‌های متنوع سنسورهای آنالوگ می‌توان حرارت، فاصله، سطح مایعات، سطح جامدات، سرعت و … را اندازه‌گیری کرد. به عنوان مثال و طبق تصویر  زیر، از سنسور برای اندازه‌گیری سطح مایعات داخل مخزن استفاده شده است.

برای انتخاب سنسور دیجیتال، نوع مواد تشکیل دهنده‌ی جسم اهمیت زیادی دارد. سنسورهای القایی برای تشخیص مواد فلزی، سنسور خازنی برای مواد فلزی و غیر فلزی و سنسورهای نوری و صوتی برای مواد مختلف استفاده می‌شوند. به عنوان مثال و طبق تصویر زیر، نمی‌توان از سنسور القایی برای تشخیص کفش ورزشی در یک خط تولید استفاده کرد. بهترین گزینه در این مثال سنسور خازنی می‌باشد.