تحقیق سنسور و اهمیت كاربرد آن

تحقیق سنسور و اهمیت  كاربرد آن

-1- مقدمه :

با پیشرفت سریع تكنیك اتوماسیون و پیچده تر شدن پروسه های صنعتی و كاربرد روز افزون این شاخه از تكنیك نیاز شدیدی به كاربرد سنسورهای مختلف كه اطلاعات مربوط به عملیات تولید را درك و براساس این اطلاعات مقتضی صادر گردد، احساس می شود.

سنسورها به عنوان اعضای حسی  یك سیستم، وظیفه جمع آوری و با تبدیل اطلاعات را به صورتی كه برای یك سیستم كنترل و با اندازه گیری قابل تجزیه و تحلیل باشد به عهده دارند . در سالهای اخیر سنسورها به صورت یك عنصر قابل تفكیك سیستمهای مختلف صنعتی مورد استفاده قرار گرفته و پیشرفت سریعی در جهت جوابگویی به تقاضاهای صنعت در این شاخه از علم الكترونیك انجام پذیرفته است .

سنسورها جهت تبدیل عوامل فیزیكی مانند حرارت ، فشار ، نیرو ، طول، زاویه چرخش، دبی و غیره به سیگنالهای الكتریكی بكار برده می شوند و به همین منظور سنسورهای مختلفی كه قابلیت ‌تبدیل این عوامل را به جریان برق دارا می باشند، ساخته شده اند .

یك سنسور را می توان با خصوصیات زیر تعریف نمود .

-        سنسور به عنوان تبدیل كننده اطلاعات فیزیكی به سیگنالهایی، كه می توان از آنها به عنوان سیگنالهای كنترل استفاده نمود . عمل می كنند .

-        یك سنسور نباید حتماً یك سیگنال الكتریكی تولیدنماید . مانند سنسورهای پنیوماتیكی و...

-        سنسورها در دو نوع مختلف وجود دارند .

الف )با تماس مكانیكی مانند كلید قطع و وصل ، تبدیل كننده های فشاری و...

ب) بدون تماس مكانیكی مانند سنسورهای نوری و یا حرارتی و ...

- سنسورها می توانند بعنوان چشمهای كنترل كننده یك سیستم مورد استفاده قرار گرفته و وظیفه مراقبت از پروسه و اعلام خرابی و یا نقص یك سیستم را به عهده بگیرند .

در كنار كلمة سنسور با واژه های زیر نیز در صنعت روبرو هستیم .

1-  عنصر سنسور

 قسمتی از سنسور را تشكیل می دهد . كه عامل فیزیكی را حس كرده ، ولی بدون ، كمك قسمت آماده سازی سیگنال قادر به انجام وظیفه نیست .

2- سیستم سنسور ی(Sensor system)

 مجموعه ای از عناصر اندازه گیری تبدیل و آماده سازی سیگنال را یك سیستم سنسوری می نامند .

3- سیستم مولتی سنسور

 سیستم هایی كه دارای چندین سنسور از یك نوع و یا از انواع مختلف می باشند سیستم مولتی سنسور می نامند .

2-1- انواع خروجیهای متداول سنسورها

 در استفاده از سنسورها می بایستی با انواع سیگنالهای خروجی الكتریكی آشنا بود می توان خروجیها را در پنج ردة مختلف دسته بندی نمود .

نوع A:

سنسورهایی با ماهیت قطع و و صل خروجی ( باینری ) مانند سنسورهای نزدیكی ، فشار ، اندازه گیری سطح مایعات و ..

 این نوع سنسورها را عمدتاٌ می توان بطور مستقیم به دستگاه P.L.C متصل نمود .

نوع B:

سنسورهایی كه سیگنال خروجی آنها بصورت پالسی می باشند ؛ مانند سنسورهای اندازه گیری میزان چرخش و با طول و ..

این نوع سنسورها اكثراٌ توسط یك Interface قابل وصل به دستگاه P.L.C می باشند.

P.L.C. می بایستی دارای شمارندة نرم افزاری و سخت افزاری باشد .

نوع C :

سنسورهایی كه سیگنال خروجی آنها بصورت آنالوگ بوده ولی دارای بخش تقویت كننده و یا تبدیل كننده نمی باشند . این سیگنالها خیلی ضعیف بوده (در حد ملی ولت) و قابل استفاده مستقیم در دستگاههای كنترل نمی باشند، مانند سنسورهای Piezoelectric و با سنسورهای Hall.

نوع D:

سنسورهایی كه سیگنال خروجی آنها بصورت آنالوگ بوده و واحد الكترونیك (‌تقویت كننده تبدیل كننده ) در خود سنسور تعبیه شده است . در این نوع سنسور خروجیها را می توان بطور مستقیم جهت استفاده در دستگاههای كنترل استفاده نمود .

محدودة خروجی سیگنالها عموماً به شرح زیر می باشند:

0….10V

-5….+5V

1…5V

0…20mA

-10…+10mA

4…20mA

نوع E

سنسورهایی كه سیگنالهای خروجی آنها مطابق با استانداردهای صنعتی می باشند  مانند RS-485,RS-422-A,RS-232-C و با جهت Fieldbus مانند ASI,Profibus و.. در نظر گرفته شده اند .

3-1-سنسورهای باینری و آنالوگ

سنسورهای باینری مانند كلید قطع و وصل كار نموده و در صورت تحریك شدن سنسور كه توسط عوامل فیزیكی صورت می گیرد . سیگنال وصل و یا قطع می گردد .در این نوع سنسورها فقط دو حالت «0» و «1» وجود دارد . در سنسورهای آنالوگ عوامل فیزیكی با توجه به شدت و تأثیر آنها به سیگنالهای آنالوگ ولتاژ و یا جریان تبدیل می شوند .

2-  سوئیچهای بدون تماس

 تحت این لفظ می توان سنسورهایی را طبقه بندی نمود ،كه وظیفة اصلی آنها اعلام حضور یك قطعه در یك محل خاص می باشد .این نوع سوئیچها( سنسورها) دارای خروجی «0» و «1» منطقی بوده و دارای انواع مختلف می باشد كلیدهای بدون تماس بعلت استفاده فراوان در صنعت دارای اهمیت خاص بوده و در صنعت به نامهای مختلفی مانند میكروسوئیچ،كلیدهای انتهای مسیر و... معروف می باشند .

مزایای سوئیچهای بدون تماس عبارتند از :

1-  بعلت عدم كنتاكت مكانیكی دارای طول عمر بیشتری هستند

2-  می توان خیلی دقیق موقعیت قطعه را تعیین نمود .

3-  بدون داشتن تماس با قطعه ، می تواند سیگنال مربوطه را ارسال دارد .

4-  دارای سرعت عكس العمل سریع و بدون اشتباه می باشد

5-   تعداد قطع و وصل تقریباً بی نهایت است.

6-  می توان انواعی از این سنسورها را در شرایط كاری خیلی مشكل ( مانند رطوبت و یا حرارت بالا ) و یا خطرناك مانند ( محیط های قابل انفجار ) استفاده نمود .

سنسورهای علاوه بر داشتن سرعت انتقال بالای اطلاعات ، كنترل یك پروسه را آسان و زمان توقف دستگاه را در صورت خرابی بسیار كوتاه می نمایند . توسط سنسورها می توان محل و نوع خرابی ماشین را سریعاً تشخیص داده وتعمیرات لازم را انجام داد ...

...