انتخاب مناسب ترین سنسور موقعیت

هنگام انتخاب سنسور موقعیت، که با نام سنسور جابجایی نیز شناخته می شود، باید مشخص کنید سنسور خطی یا گردان نیاز دارید، محدوده ی اندازه گیری چقدر باید باشد، به چه وضوحی نیاز دارد و میزان قابلیت تکرار پذیری چقدر باید باشد.
همچنین باید مشخص کنید که شکل آن باید مطابق با نوع مونتاژ باشد که قرار است مورد استفاده قرار گیرد. همچنین باید مشخص کنید که چگونه میخواهید از سیگنال خروجی استفاده کنید و این کاربرد شما به سنسور خاصی نیاز دارد یا خیر: سنسوری با درجه حفاظت برای محیط های مرطوب یا محیط های دارای گرد و غبار با استاندارد ATEX برای محیط های دارای مواد منفجره و غیره.

معیارهای انتخاب:

•  خطی یا چرخشی
•  هندسی/مونتاژ
•  طیف اندازه گیری
•  سیگنال خروجی
•  محافظ IP، استاندارد ATEX

پنج نوع سنسور موقعیت داریم که هریک مزایا و معایب خاص خود را دارند.

سنسورهای موقعیت پتانسیومتریک (پتانسیل سنج) که سنسورهای مقاومتی نیز نامیده می شود، مقاومت مسیر رسانا را بین نقطه مبدا و مکان نمای متصل به قطعه متحرک یا پشتیبان آن را اندازه گیری می کند. مقاومتی که با این سنسور اندازه گیری می شود برای محاسبه ی موقعیت قطعه به کار می رود.
این سنسورها دقیق و به طور کلی ارزان هستند زیرا فناوری آنها ساده است. اما اغلب نسبت به لرزش، فرسایش، آلودگی فیزیکی و دماهای خیلی بالا حساس هستند.
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

مزایا:

• فناوری ساده
• اندازه گیری دقیق
• ارزان بودن

سنسورهای موقعیت LVDT (ترانسفورماتورخطی دیفرانسیل) و RVDT (ترانسفورماتور دیفرانسیلی متغیر گردان) از دو ترانسفورماتور ساخته شده اند که هسته مغناطیسی یکسان متصل به قطعه (یا پشتیبان قطعه) دارند که موقعیت آن را باید تعیین کنید. وقتی هسته مغناطیسی حرکت می کند، ولتاژ الکتریکی بین دو ترانسفورماتور تغییر می کند، و اینگونه میتوانید موقعیت قطعه را محاسبه کنید.
این سنسورها خیلی دقیق هستند. قابل اطمینان، مخصوص کار های سنگین میباشند و می توانند در شرایط حاد بخصوص وقتی می توانید سیستم پردازش سیگنال را از سنسور دور کنید از این سنسورها استفاده نمایید. آنها معمولا گران و سنگین هستند.

مزایا:

• دقت بالا
• قابل اطمینان
• مخصوص کارهای سنگین
• در شرایط سخت دوام می اورد

سنسورهای موقعیت اپتیکال برای میزان جابجایی و تعیین موقعیت زاویه ای یا خطی قطعه استفاده می شوند.

• سنسورهای افزایشی: آنها نسبت به موقعیت مبدا کار میکنند. بعد از قطع برق، سیستم پردازش داده ها باید منتظر انکودر شود تا اطلاعات مربوط به موقعیت مبدا را به منظور بهره برداری درست از اطلاعات جابجایی موقعیت زاویه ای ارسال کند.
• سنسورهای مطلق: آنها به محض اینکه برق وصل می شود کار میکنند. سنسورهای مطلق به شما این امکان را می دهند تا تعداد چرخش های کامل شده را بشمارید.
  سنسورهای موقعیت اپتیکال شامل دیودهای ساطع کننده نور (LED) هستند که امکان خواندن حرکت صفحه ی مات با پنجره های مات را فراهم میکند. سنسورهای موقعیت خطی می توانند سنسورهای کابلی گردان (در این صورت کابل بر روی قرقره متصل به قطعه ای که موقعیتش باید تعیین شود سوار می شود) باشند یا شامل مقیاس تدریجی برای خواندن موقعیت باشد.

این سنسورها به طور کلی قابلیت تفکیک پذیری بالایی دارند. قابلیت تفکیک پذیری مربوط به تعداد سیگنال های ارسال شده از یک سمت محور هستند. آنها بسیار دقیق اند. دقت به آستانه تحمل برای هر سیگنال ارسال شده مربوط میباشد و این سنسورها دارای قابلیت پاسخ دهی بسیار سریع هستند.
شما می توانید سنسور موقعیت اپتیکال را زمانی استفاده نمایید که مطمئن شوید اندازه گیری ها با میدان مغناطیسی مختل نخواهند شد. همچنین سنسورهای موقعیت اپتیکال پسماند مغناطیسی ندارد ولی آسیب پذیر میباشند و نسبت به فشار، لرزش، وجود آلودگی های فیزیکی (خاک، روغن و غیره) و دماهای خیلی بالا حساس هستند.

مزایا:

• وضوح بالا
• دقت بالا و در دسترس بودن
• اندازه گیری غیرتماسی

سنسورهای موقعیت مغناطیسی که با نام سنسورهای اثر هال (Hall effect) نیز شناخته می شوند برای تعیین موقعیت مغناطیسی یا اندازه گیری میدان مغناطیسی آهنربا یا نوار مغناطیسی استفاده می شوند. می توانید از این نوع سنسور برای اندازه گیری مثلا موقعیت پیستون در یک سیلندر استفاده کنید.
این سنسورها مخصوص کارهای سنگین هستند و نسبت به وجود سیالات یا غبار حساس نیستند. این سنسورها نسبت به فشار حساس اند و می توانند تحت تأثیر تداخل مغناطیسی قرار بگیرند، به خصوص اگر ناشی از همجواری سیم های الکتریکی باشد. دقت این سنسورها می تواند تحت تأثیر پسماند مغناطیسی بسته به جهت مسیر قرار بگیرد.

مزایا:

• مخصوص کارهای سنگین
• نسبت به بیشتر سیالات حساس نیست

سنسورهای مغناطوکشسانی دارای موج میباشد که پالس الکتریکی به آن ارسال شده و میدان مغناطیسی تولید می کند. وقتی میدان مغناطیسی به میدان مغناطیسی آهن ربای بیرونی می رسد، موج الاستیک مکانیکی با بازتاب به هدخوان داخل سنسور ارسال می شود. اینگونه موقعیت میدان مغناطیسی بیرونی براساس زمان پاسخ موج الاستیک مکانیکی میتواند تعیین شود.

این سنسورها مخصوص کارهای سنگین هستند و دقت آنها با طول موج افزایش می یابد. بنابراین آنها برای اندازه گیری موقعیت های چند متری دقیقتر هستند. سنسورهای مغناطوکشسانی خیلی نسبت به لرزش، فشار یا دما تا ۱۰۰ درجه حساس نیستند. اما دقت آنها می تواند تحت تأثیر تغییر دما قرار بگیرد و نسبتاً هم گران قیمت هستند.

مزایا:

• مخصوص کارهای سنگین هستند.
• دقت آنها با طول سنسور افزایش می یابد.

سنسورهای مغناطوکشسانی دارای موج میباشد که پالس الکتریکی به آن ارسال شده و میدان مغناطیسی تولید می کند. وقتی میدان مغناطیسی به میدان مغناطیسی آهن ربای بیرونی می رسد، موج الاستیک مکانیکی با بازتاب به هدخوان داخل سنسور ارسال می شود. اینگونه موقعیت میدان مغناطیسی بیرونی براساس زمان پاسخ موج الاستیک مکانیکی میتواند تعیین شود.

این سنسورها مخصوص کارهای سنگین هستند و دقت آنها با طول موج افزایش می یابد. بنابراین آنها برای اندازه گیری موقعیت های چند متری دقیقتر هستند. سنسورهای مغناطوکشسانی خیلی نسبت به لرزش، فشار یا دما تا ۱۰۰ درجه حساس نیستند. اما دقت آنها می تواند تحت تأثیر تغییر دما قرار بگیرد و نسبتاً هم گران قیمت هستند.

مزایا:

• مخصوص کارهای سنگین هستند.
• دقت آنها با طول سنسور افزایش می یابد.