آشنایی با ترانسدیوسرها
تاريخ :
۱۳۹۱/۶/۲۰
آشنایی با ترانسدیوسرها
ترانسدیوسرها یکی از انواع سنسورها هستند. اهمیت سنسورها در پروسه های صنعتی را می توان به راحتی با فرض نداشتن حواس پنج گانه در انسان تصویر کرد، آیا این انسان قادر به برقرای ارتباط با دنیای خارج است؟ حال هرچه در درون دارای مکانیزم پیچیده ای باشد این ضعف بزرگ این مکانیزم عظیم را به زمین خواهد زد.
کاربرد سنسورها
وجود سنسور با ترجمه فارسی حسگر در هر سیستم و فرآیند صنعتی اتوماتیک بسیار حیاتی است و اگر بخواهید به عنوان مثال رسیدن مواد اولیه، ویژگی های شیمیایی محصول، پایان قسمتی از پروسه و ... را به سیستم معرفی نمایید تنها گزینه ای که پیش رو دارید استفاده از سنسورهاست.
سنسورها بر اساس چگونگی دریافت کمیت مورد اندازه گیری به دو دسته تماسی و غیر تماسی تقسیم بندی می شوند که در نوع اول جهت ارسال اطلاعات (آنالوگ یا دیجیتال) از سنسور به سیستم، از فعالیتهای فیزیکی و درگیری های مکانیکی بهره برداری می گردد، که در همین جا عیب این دسته آشکار می شود و آن طول عمر پایین و همچنین نیاز به تعمیرات و نگهداری می باشد.
در نوع دوم بدون هیچ گونه درگیری فیزیکی و تنها با بهره گیری از خواص مواد، پدیده ها و اجسام اطلاعات به سیستم منتقل می شود. در ادامه به معرفی طبقه بندی کلی و همچنین چند نوع از سنسورها می پردازم.
ترانسدیوسرها (Transduser)
ترانسدیوسر قطعه ای است که انرژی را از شکلی به شکل دیگر تبدیل می کند و دارای دو زیر مجموعه سنسور و اکتوویتور می باشد.
سنسور (Sensor): کمیتی فیزیکی را آشکار و یا اندازه گیری می کند.
اکتوویتور (Actuator): یک سیگنال (مثال: سیگنال الکتریکی) را به یک عمل (مثال: مکانیکی) تبدیل می کند .
طبقه بندی سنسورها طبق قرارداد
بر اساس قانون تبدیل، مقدار کمیت مورد اندازه گیری ، تکنولوژی مورد استفاده و یا کاربرد سنسور انجام می شود. از انواع سنسور می توان سنسورهای فشار، کشش، تنش، کرنش، الکتریکی، جهت، فاصله، ارتفاع، نور، دما، دمای نور، شار نور، صوت، میدانی و ... را نام برد.
انواع سنسور ها
به دلیل تنوع بسیار زیاد سنسورها در این مقاله تنها به دو نوع سنسورهای سنجش فشار و نوری به دلیل عمومیت بیشتر در پروسه های صنعتی پرداخته میشود و به دلیل دشواری وارد کردن فرمول در محیط وبلاگ از آوردن فرمول ها خودداری می‌نمایم.
سنسور فشار پیزو الکتریک:
در این گونه سنسورها اندازه گیری نیرو، جزء انتقال دهنده ، از یک یا تعداد بیشتری کرستال پیزو الکتریک تشکیل شده است که می‌توانند نیرو را اندازه گیری نمایند. خروجی نهایی یک بار الکتریکی گسترش یافته بر روی کریستال می‌باشد که این بار با نیرو متناسب است.
با شکل دادن و جهت دهی مناسب کریستال، اندازه گیری نیرو در فضای سه بعدی امکان پذیر میشود. امپدانس سیگنال کاندیشنر متصل به کریستال باید زیاد باشد تا بتواند نیروی استاتیکی را نیز اندازه گیری نماید. به طور کلی، این مبدلها جهت اندازه گیری نیروهای متغیر مناسب می‌باشد.
سنسور Strain Gage:
این نوع سنسورها دارای یک جزء فنر مانند می‌باشند که نیرو باعث تغییر شکل دادن این قطعه و تغییر در مقاومت آن میشود. این قطعه معمولا از یک تکه نازک فلز و یا ماده نیمه هادی ساخته میشود. این قسمت به جزیی که در زیر نیرو قرار می‌گیرد، متصل میشود.
سنسورهای ارتعاشی:
شبیه به سنسور جابجایی است به این دلیل که از همان اصل برای عملکرد خود استفاده می‌کند. این سنسور شامل یک سیم مرتعش می‌باشد که نیروی اعمال شده به آن را با تغییر در فرکانس لرزش نشان می‌دهد. این سیم، یک قسمت یک سیستم حلقه بسته فیدبک می‌باشد که ارتعاش را به طور دائم حفظ می‌کند.
سنسورهای نوری:
طبقه بندی سنسورهای نوری بر اساس کمیتهای فیزیکی است که تحت تاثیر قرار می‌گیرند و طبقه بندی اصلی آنها عبارتست از: فتورزیستورها، مواد فتو ولتایی و فوتو امیترها. این نوع سنسورها شامل انواع LDR ها و فتوسل ها هستند. این کونه حسگرها از موادی که هدایت نوری آنها وقتی که در معرض نور قرار می‌گیرند، تغییر می‌کند، ساخته می‌شوند. وقتی نور به این سنسورها تابانده میشود باعث کاهش مقاومتشان میشود که در مدارت کنترلی مختلف از این خاصیت استفاده میشود.