در اتوماسیون صنعتی، حسگرها نقش مهمی در فعال کردن هوشمندی محصول و بیش{0}اتوماسیون دارند. حسگرها به افراد کمک میکنند تا تغییرات مختلف مانند تغییر در مکان، طول، ارتفاع، شرایط خارجی و ناهماهنگی را که در محیطهای تولید صنعتی رخ میدهد، شناسایی، تجزیه و تحلیل، اندازهگیری و پردازش کنند.
حسگر وسیله ای است که می تواند پیشرفت مقادیر الکتریکی، فیزیکی یا سایر مقادیر را شناسایی کرده و مزایایی را به گونه ای ارائه دهد که پیشرفت تولید را تأیید کند. به طور خلاصه، سنسورهای اتوماسیون صنعتی دستگاههای ورودی هستند که سیگنالهای خروجی را در رابطه با کمیتهای فیزیکی خاص (ورودیها) ارائه میکنند. (سیگنال ها).
در اتوماسیون صنعتی، حسگرها نقش مهمی در فعال کردن هوشمندی محصول و بیش{0}اتوماسیون دارند. حسگرها به افراد کمک میکنند تا تغییرات مختلف مانند تغییر در موقعیت، طول، ارتفاع، عوامل خارجی و ناهماهنگیهایی که در محیطهای تولید صنعتی اتفاق میافتد را شناسایی، تجزیه و تحلیل، اندازهگیری و پردازش کنند.
سنسورها همچنین نقشی محوری در پیشبینی و جلوگیری از فرآیندهای بالقوه متعدد ایفا میکنند و در نتیجه نیازهای بسیاری از کاربردهای حسگر را برآورده میکنند.
سنسورهای زیر در اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرند:
سنسورهای دما
سنسورهای فشار
سنسورهای MEMS
سنسورهای گشتاور
اجازه دهید انواع مختلف سنسورهای اتوماسیون صنعتی را به تفصیل مورد بحث قرار دهیم تا دامنه استفاده آنها را درک کنیم:
I. سنسورهای دما
سنسور دما وسیله ای است که اطلاعات مربوط به دما را از یک منبع جمع آوری می کند و آن را به شکلی تبدیل می کند که سایر دستگاه ها بتوانند آن را درک کنند. این یک دسته رایج از سنسورها است که می تواند دما یا گرما را تشخیص داده و دمای یک محیط را اندازه گیری کند.
سنسورهای اصلی دمای مورد استفاده در اتوماسیون شامل سنسورهای دیجیتال دما و سنسورهای دما و رطوبت است.
سنسورهای دیجیتال دما:سنسورهای دمای دیجیتال آی سی های سنجش دما مبتنی بر سیلیکون هستند که با نمایش دیجیتالی دمای اندازه گیری شده خروجی دقیقی را ارائه می دهند. این امر طراحی سیستم کنترل را در مقایسه با روشهایی که شامل تهویه سیگنال خارجی و مبدلهای آنالوگ به-دیجیتال (ADC) میشوند، ساده میکند.
سنسور دما و رطوبت:سنسورهای دما و رطوبت سنسورهای دما و سنسورهای رطوبت را با مقادیر اندازه گیری شده به عنوان سیگنال های دیجیتال خروجی ترکیب می کنند. با استفاده از این فناوری و دریافت سیگنال دیجیتال محدود برای سنجش رطوبت، ثبات بالا و پایداری طولانی مدت عالی-می توان تضمین کرد.
کاربرد سنسورهای دما:
اندازه گیری مداوم دما در هوا، خاک یا آب
اندازه گیری در کاربردهای پیچیده صنعتی
اندازه گیری در شرایط کاری سخت
II. سنسورهای فشار
سنسور فشار ابزاری است که فشار را تشخیص داده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند که بزرگی آن به فشار اعمال شده بستگی دارد.
سنسورهای فشار اصلی مورد استفاده در اتوماسیون صنعتی شامل سنسورهای فشار و سنسورهای خلاء هستند.
سنسورهای فشار:سنسورهای فشار به طور گسترده در سیستمهای صنعتی و هیدرولیک استفاده میشوند و این سنسورهای اتوماسیون صنعتی فشار بالا در سیستمهای کنترل آب و هوا نیز استفاده میشوند.
سنسورهای خلاء:سنسورهای خلاء زمانی استفاده می شوند که فشار خلاء کمتر از فشار اتمسفر باشد و تشخیص مکانیکی آن دشوار است. این حسگرها معمولاً به سیمهای گرمایش وابسته به مقاومت{1}}دما- وابسته هستند. با افزایش فشار خلاء، همرفت کاهش می یابد و دمای سیم افزایش می یابد. مقاومت به طور متناسب افزایش می یابد و در نزدیکی فشار کالیبره می شود تا اندازه گیری خلاء موثر را امکان پذیر کند.
کاربرد سنسورهای فشار:
برای اندازه گیری فشار زیر فشار اتمسفر در یک مکان معین استفاده می شود
مورد استفاده در ابزارهای هواشناسی، هواپیما، وسایل نقلیه و سایر ماشین آلات با عملکردهای مرتبط با فشار{0}}
در سیستم ها برای اندازه گیری متغیرهای دیگر مانند جریان سیال/گاز، سرعت، سطح آب و ارتفاع استفاده می شود.
III. سنسورهای MEMS (سیستمهای میکرو-الکترو-مکانیکی)
سنسورهای اتوماسیون صنعتی MEMS سیگنال های مکانیکی را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند.
سنسورهای مهم مورد استفاده در اتوماسیون صنعتی شامل شتاب و حرکت MEMS است.
سنسورهای شتاب:سنسورهای شتاب MEMS یکی از سنسورهای اینرسی اولیه هستند و دارای قابلیت های سنجش پویا با دامنه حسی وسیع تری هستند.
سنسورهای حرکتی:حسگرهای حرکتی MEMS از الگوریتمهای پردازش دادههای طراحیشده برای پلتفرمهای تعامل حرکتی استفاده میکنند که حسگرهای حرکتی کمهزینه MEMS متعددی را با فناوری بیسیم ZigBee ادغام میکنند تا تعامل شخصیشده را هنگام کار با ماشینها فراهم کنند. سیستم پردازش سیگنال حسگر در درجه اول به مسائلی مانند حذف نویز، هموارسازی سیگنال، پارتیشن بندی تاثیر گرانش، تغییرات سیستم مختصات و بازیابی اطلاعات موقعیت می پردازد و به طور گسترده در فناوری ABS صنعت خودرو استفاده می شود.
کاربردهای سنسورهای MEMS:
حسگرهای MEMS طیف وسیعی از کاربردها را در صنایع مختلف مانند صنعتی، سرگرمی، ورزشی و آموزشی دارند. به عنوان مثال، آنها می توانند راه اندازی کیسه هوا را فعال کنند یا رآکتورهای هسته ای را نظارت کنند. آنها همچنین برای اندازه گیری شتاب استاتیک (گرانش)، شیب جسم، شتاب دینامیکی در هواپیما، ارتعاشات اجسام در وسایل نقلیه، و ارتعاشات در دستگاه هایی مانند گوشی های هوشمند، ماشین لباسشویی یا کامپیوتر استفاده می شوند. علاوه بر این، آنها برای تشخیص حرکت و سایر کاربردها استفاده می شوند.
IV. سنسورهای گشتاور
سنسورهای گشتاور دارای توقف های مکانیکی اولیه برای افزایش ظرفیت اضافه بار و ایجاد حفاظت اضافی در هنگام نصب و بهره برداری هستند.
سنسورهای مهم مورد استفاده در اتوماسیون صنعتی شامل سنسورهای گشتاور و گشتاور دورانی می باشد.
سنسورهای گشتاور چرخشی:سنسورهای اتوماسیون صنعتی گشتاور چرخشی برای اندازه گیری نیروی واکنش گشتاور چرخشی استفاده می شود. این مبدل های گشتاور مجهز به توقف های مکانیکی اولیه برای افزایش ظرفیت باقیمانده و ایجاد ایمنی بیشتر در هنگام نصب و بهره برداری می باشند.
سنسورهای گشتاور:سنسورهای گشتاور از فناوری پیشرفته گیج فشار برای پاسخگویی به چالش برانگیزترین نیازهای کاربردهای حسگر استاتیک و دینامیک استفاده می کنند.
کاربرد سنسورهای گشتاور:
اندازه گیری سرعت چرخش و نیازهای تعمیر و نگهداری
اندازه گیری جرم و گشتاور جرمی اینرسی
محاسبه مقادیر گشتاور از منظر فرآیند شبه{0}}ایستا
اندازه گیری حداکثر سرعت چرخشی و گشتاور نوسانی
نتیجه گیری:
همه این حسگرها به طور فزاینده ای در صنعت اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرند. کاربردهای تجاری و اندازه بازار این سیستم های حسگر نیز در حال افزایش است و عملکردهای منحصر به فرد آنها را برجسته می کند.