آشنایی با سنسورهای رایج

1. سنسور چیست

حسگر وسیله ای است که می تواند مقدار فیزیکی یا شیمیایی مشخصی را حس کرده و آن را به سیگنال قابل استفاده تبدیل کند. در بسیاری از زمینه ها، سنسورها نقش مهمی را ایفا می کنند، چه در تولید صنعتی، چه در سلامت پزشکی و چه در حفاظت از محیط زیست، حسگرها نقشی ضروری ایفا می کنند.

در همین حال، سنسورها جزء ضروری در تجهیزات اتوماسیون صنعتی هستند که به عنوان رابط بین سیستم های مکانیکی و کنترل تجهیزات عمل می کنند. سیستم مکانیکی پارامترهای حرکت و وضعیت عملکرد را از طریق سنسورها به سیستم کنترل باز می گرداند و سیستم کنترل فرمان هایی را برای هدایت سیستم مکانیکی از طریق سیگنال ها و بازخورد داده ها از سنسورها ارسال می کند. اهمیت آن بدیهی است.

حسگرها معادل اندام های حسی مختلف بدن انسان هستند و سیستم کنترل دستگاه برای نظارت و کنترل نیاز به تعیین پارامترهای مهمی مانند موقعیت مکانیزم، وجود یا عدم وجود محصول و دقت محصول از طریق آنها دارد. وضعیت استفاده از دستگاه و فرآیند تولید محصول.

2.طبقه بندی سنسورها

سنسورها را می‌توان بر اساس کاربرد، روش‌های تشخیص و انواع مدل‌های خروجی طبقه‌بندی کرد.

(1) حسگرها با توجه به کاربردشان بیشتر در تجهیزات اتوماسیون صنعتی برای مقادیر فیزیکی مختلف مانند تشخیص حضور، موقعیت، شکل، سرعت و دما استفاده می‌شوند.

(2) با توجه به روش های تشخیص آنها، سنسورهای رایج در تجهیزات اتوماسیون صنعتی شامل سوئیچ های مغناطیسی، سوئیچ های مجاورتی، سوئیچ های فوتوالکتریک، سنسورهای فیبر نوری، گریتینگ ها، سنسورهای جابجایی، سنسورهای فشار، ترموکوپل ها، حسگرهای لیزری، رمزگذارها و غیره می باشند.

(3) با توجه به انواع مختلف مدل های خروجی، سنسورها را می توان تقریبا به سه نوع تقسیم کرد: نوع خروجی سوئیچینگ، نوع خروجی آنالوگ و نوع خروجی دیجیتال. دو نوع سنسور برای خروجی سوئیچ وجود دارد: یکی معمولاً باز (NO) و دیگری معمولاً بسته (NC). سنسورهای سه سیم با خروجی سوئیچ معمولا دارای دو حالت خروجی هستند: NPN و PNP که خروجی سطح پایین و خروجی سطح بالا هستند. معمولاً رابط های ورودی/خروجی کنترلرهایی که استفاده می کنیم - رابط های PLC یا رابط های کارت ورودی/خروجی کامپیوترهای کنترل صنعتی - سیگنال های خروجی نوع NPN را می پذیرند. با این حال، خروجی های NPN و PNP نیز می توانند از طریق رله به یکدیگر تبدیل شوند.

3.انتخاب سنسورها

برای انتخاب سنسورها فقط باید هدف آنها را بفهمیم و نیازی به کنکاش در اصول سنسورها نداریم. به طور کلی باید سه موضوع زیر را در نظر بگیریم:

(1) الزامات و شرایط آزمایش، اندازه گیری ویژگی های شی هدف، هدف اندازه گیری، اندازه گیری محدوده مقدار هدف، اندازه گیری فرکانس و غیره.

(2) عملکرد سنسور، دقت تشخیص، سرعت پاسخ، نوع سیگنال خروجی و غیره سنسور.

(3) شرایط کار عمدتاً به محیط استفاده از سنسور و محیط اتصال با سایر دستگاه ها اشاره دارد.

علاوه بر در نظر گرفتن سه موضوع اصلی فوق، لازم است به قابلیت اطمینان و طول عمر سنسور نیز توجه شود. قابلیت اطمینان سنسورها ثبات و دقت آنها را در طول عملیات طولانی مدت تعیین می کند، در حالی که طول عمر آنها مستقیماً بر چرخه تعمیر و نگهداری و هزینه کلی تجهیزات تأثیر می گذارد. علاوه بر این، قابلیت نگهداری و تشخیص عیب سنسورها نیز در هنگام انتخاب ملاحظات مهمی هستند، زیرا این ویژگی ها می توانند به طور قابل توجهی بر کارایی عملیاتی و هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات تأثیر بگذارند. بنابراین، در فرآیند انتخاب سنسورها، نه تنها نیاز به برآورده کردن نیازهای کاربردی فعلی ضروری است، بلکه باید عملکرد آنها را در کل چرخه عمر دستگاه نیز در نظر گرفت.