سنسور

دنیای امروزی پر از سنسور است. در زندگی روزمره خود ، در همه فعالیت‌ها با اتوماسیون روبرو می شویم. اتوماسیون شامل روشن کردن چراغ ها و فن ها با استفاده از تلفن های همراه ، کنترل تلویزیون با استفاده از برنامه های تلفن همراه ، تنظیم دمای اتاق ، آشکارسازهای دود و غیره است که همه این‌ها با کمک سنسورها انجام می شود. این روزها در صنعت نیز شاهد کاربرد فراوان انواع سنسور در خطوط تولید هستیم و هر محصول در خطوط و فرآیندهای مبتنی بر سیستم دارای حسگرهای داخلی طراحی و تولید می شود.

امروزه، کارخانه های مدرن از بسیاری از حسگرهای مختلف استفاده می کنند که هرکدام دارای طراحی و وظیفه منحصر به فرد خود هستند. در زیر، جزئیات برخی از سنسورهای رایج صنعتی را شرح خواهیم داد و چگونگی کمک به انسجام، کارایی بیشتر کارخانه و در نهایت کمک این تجهیزات به صرفه جویی در هزینه را توضیح خواهیم داد.

سنسور چیست؟

سنسور به عنوان یک دستگاه ورودی تلقی می شود که خروجی (سیگنال) را با توجه به مقدار ورودی فیزیکی خاص فراهم می کند. اصطلاح “دستگاه ورودی” در تعریف سنسور به این معنی است که سنسور بخشی از یک سیستم بزرگتر است که ورودی و دیتای لازم برای یک سیستم کنترل اصلی (مانند پردازنده یا میکروکنترلر) را فراهم می کند. تعریف منحصر به فرد دیگر از حسگر به شرح زیر است: سنسور وسیله ای است که سیگنال ها را از یک حوزه انرژی به حوزه الکتریکی تبدیل می کند.

سنسور دستگاهی است که برخی از انواع ورودی را از محیط فیزیکی تشخیص داده و به آنها پاسخ می دهد. ورودی خاص می تواند نور، گرما، حرکت، رطوبت، فشار یا هر یک از پدیده های محیطی دیگر باشد. خروجی به طور کلی یک سیگنال است که در محل سنسور به مبدل (ترانسدیوسر) منتقل شده تا به سیگنال الکتریکی قابل خواندن توسط سیستم های کنترلی و انسان تبدیل شود و یا برای خواندن یا پردازش بیشتر به صورت الکترونیکی از طریق شبکه منتقل می شود.

مقاله پیشنهادی: ترانسدیوسر چیست | هر آنچه که باید در مورد ترانسدیوسر بدانید

 

سنسورهای مورد استفاده در اتوماسیون

با توجه به عملکرد نوین کارخانه و مکانیزه شدن بخش های مختلف صنعتی، سنسورها اجزای اصلی برای دستیابی به داده ها و اندازه گیری ابزار و داده ها هستند. در ساده ترین حالت ، یک سنسور اتوماسیون صنعتی به عنوان یک دستگاه ورودی تعریف می شود که سیگنال خروجی را با توجه به مقدار فیزیکی (ورودی) فراهم می کند.

در اتوماسیون صنعتی، سنسورها نقشی اساسی در ساخت محصولات آن هم به صورت استثنایی و  خودکار دارند. حسگرها به شما امکان می دهد انواع مختلفی از تغییر و تحولات مانند تغییر در موقعیت، طول، ارتفاع، خروج از خط نرمال تعریف شده برای دستگاه صنعتی خاص و انواع ناهماهنگی ها را که در بخش های تولید صنعتی اتفاق می افتد تشخیص، تجزیه و تحلیل، اندازه گیری و پردازش کند.

این سنسورها همچنین نقشی محوری در پیش بینی و جلوگیری از اتفاقات احتمالی متعدد دارند، بنابراین نیازهای بسیاری از برنامه های سنجش را رفع می کنند.

کاربرد و اهمیت استفاده از سنسور

توانایی سنسورها در اندازه گیری داده های مختلف در مورد فعالیتهایی است که در یک سیستم انجام می شود و موارد استفاده زیادی را در اختیار قرار می دهد. داده های اندازه گیری شده توسط حسگرها می تواند در موارد زیر استفاده شود:

• عملکرد موثر سیستم
• نظارت بر عملیات برای تشخیص هر گونه ناهنجاری و مشکل
• کنترل عملیات
• استفاده موثر از منابع
• ایجاد تغییرات در طراحی برای بهبود بیشتر عملکرد
• افزایش کیفیت و تنوع محصولات آینده

به عنوان مثال، سنسور دما نصب شده در کوره، داده های دما را در یک بازه زمانی اندازه گیری می کند و به واحد کنترل ارسال می کند. زملنی که دما به واحد کنترل می رسد، اگر دما به بیش از حد استانداردی برسد، سیستم کنترل می تواند منبع تغذیه کوره را خاموش کند.

طبقه بندی سنسورها

• سنسورهای فعال و غیرفعال (Active and Passive Sensors)
• سنسورهای آنالوگ و دیجیتال ( (Analog and Digital Sensors

سنسور فعال

سنسورهای فعال نوعی سنسور هستند که با استفاده از منبع تحریک خارجی، سیگنال خروجی تولید می کنند. خواص فیزیکی خود سنسور با توجه به اثر خارجی اعمال شده متفاوت است. بنابراین ، به آن سنسورهای خود تولید کننده (Self-Generating) نیز گفته می شود.

مثال: LVDT و strain سنج.

سنسور پسیو (غیرفعال)

سنسورهای غیرفعال نوعی از سنسورها هستند که بدون کمک تحریک خارجی، سیگنال خروجی تولید می کنند. آنها نیازی به هیچ محرک یا ولتاژ اضافی ندارند.

مثال: ترموکوپل  که مقدار ولتاژ مربوط به گرما را ایجاد می کند. نیازی به منبع تغذیه خارجی ندارد.

سنسور آنالوگ

سنسوری که نسبت به زمان سیگنال پیوسته با خروجی آنالوگ تولید می کند، سنسور آنالوگ نامیده می شود. خروجی آنالوگ تولید شده متناسب با اندازه گیری انجام شده یا ورودی داده شده به سیستم است. به طور کلی، ولتاژ آنالوگ در محدوده 0 تا 5 ولت یا جریان به عنوان خروجی تولید می شود. پارامترهای مختلف فیزیکی مانند دما، تنش، فشار، جابجایی و غیره نمونه هایی برای سیگنال های پیوسته هستند.

سنسور دیجیتال

هنگامی که داده ها به صورت دیجیتالی تبدیل و منتقل می شوند، به آن سنسورهای دیجیتال گفته می شود. سنسورهای دیجیتال سیگنال های خروجی گسسته تولید می کنند. سیگنال های گسسته با گذشت زمان غیر پیوسته خواهند بود و می توانند در “بیت” برای انتقال سری و در “بایت” برای انتقال موازی نمایش داده شوند. مقدار اندازه گیری در قالب دیجیتال نشان داده می شود. خروجی دیجیتال می تواند به شکل منطق 1 یا منطق 0 (روشن یا خاموش) باشد.

انواع سنسور صنعتی

در زیر انواع مختلف سنسورهای مورد استفاده در اتوماسیون آورده شده است:

    سنسورهای دما

    سنسورهای فشار

    سنسورهای MEMS

    سنسورهای گشتاور

بیایید درباره این انواع مختلف سنسورهای اتوماسیون صنعتی با جزئیات بحث کنیم تا دامنه استفاده از آنها را بهتر درک کنیم.

انواع سنسور دما

سنسور دما دستگاهی است که اطلاعات مربوط به دما را از یک منبع جمع آوری کرده و آنها را به شکلی تغییر می دهد که برای دستگاه دیگر قابل درک باشد. این دسته معمولاً از سنسورهایی هستند که دما یا گرما را تشخیص می دهند و همچنین دمای محیط را اندازه گیری می کنند. سنسورهای دما و رطوبت و سنسورهای دیجیتالی دما چند سنسور اصلی دما هستند که در اتوماسیون استفاده می شوند.

سنسورهای دما دیجیتال

سنسورهای دما دیجیتال، IC های حسگر دما مبتنی بر سیلیکون هستند که خروجی دقیق را از طریق نمایش دیجیتال دمایی که اندازه گیری می کنند، فراهم می کنند. این در مقایسه با رویکردهایی که شامل وضعیت های متنوع سیگنال خارجی و مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) هستند، طراحی سیستم کنترل را ساده می کند.

سنسورهای رطوبت و دما

سنسورهای دما و رطوبت به اصطلاح یک سنسور کمپلکس هستند که  اندازه گیری های خود را به فرم سیگنال خروجی دیجیتالی، ارائه می دهند. با استفاده از تکنیک و فناوری سنجش رطوبت محدود در این حسگرها، سیگنال دیجیتال به دست آمده، اطمینان بالایی  از ثبات طولانی مدت شرایط فراهم می کند.

کاربردهای سنسورهای دما

آنها ضد آب و هوا هستند و برای اندازه گیری مداوم دما در هوا ، خاک یا آب طراحی شده اند

دقت و ثبات استثنایی

کارایی بالا برای اندازه گیری در کاربردهای پیچیده صنعتی

اندازه گیری دقیق در شرایط عملیاتی سخت و پیچیده

انواع سنسور فشار

Pressure Sensor ابزاری است که فشار را درک کرده و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند و میزان این سیگنال به فشار وارد شده بستگی دارد.

قطعات چرخانده شده برای سنسورهای فشار و سنسورهای خلا از سنسورهای فشار اصلی هستند که در اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند.

قطعات تبدیل شده برای سنسورهای فشار (Turned parts for Pressure Sensors)

این سنسورهای فشار به طور گسترده ای در سیستم های صنعتی و هیدرولیکی استفاده می شوند و می توان گفت که این سنسورهای اتوماسیون صنعتی فشار قوی هستند که در سیستم های کنترل آب و هوا نیز استفاده می شوند.

حسگرهای خلا (Vaccum Sensors)

سنسورهای خلا هنگامی استفاده می شوند که فشار خلا زیر سطح فشار جو باشد و درک آن از طریق روش های مکانیکی دشوار است. این سنسورها معمولاً به یک سیم گرم شده با مقاومت الکتریکی وابسته به دما بستگی دارند. با افزایش فشار خلا، همرفت پایین می آید و دمای سیم افزایش می یابد؛ مقاومت الکتریکی به تناسب افزایش می یابد و در کنار فشار کالیبره می شود تا اندازه گیری موثر خلا انجام شود.

کاربردهای سنسور فشار

برای اندازه گیری فشار کمتر از فشار اتمسفر(خلا) در یک مکان مشخص استفاده می شود.

در ابزار دقیق هوا، هواپیماها، وسایل نقلیه و هر ماشین آلات دیگری که عملکرد فشاری دارند، استفاده می گردد.

سنسورهای فشار را می توان در سیستم ها برای اندازه گیری متغیرهای دیگر مانند جریان سیال / گاز، سرعت، سطح آب استفاده نمود.

انواع سنسور MEMS (سیستم های میکرو الکترو مکانیکی)

سنسورهای اتوماسیون صنعتی MEMS  (Micro-electro-mechanical Systems)سیگنال های مکانیکی اندازه گیری شده را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کنند.

شتاب و حرکت MEMS چند حسگر مهم هستند که در اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند.

سنسورهای شتاب

سنسورهای شتاب سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) یکی از اصلی ترین سنسورهای اینرسی است که دارای سنسور دینامیکی هستند و دارای توانایی بیشتری برای سنجش هستند.

حسگرهای حرکت

سنسورهای حرکتی سیستم میکروالکترومکانیکی (MEMS) از الگوریتم های پردازش داده طراحی شده بر روی یک پلت فرم تعامل حرکتی استفاده می کنند تا در حین کار با ماشین ها، تعاملات شخصی را انجام دهد. سیستم های پردازش سیگنال سنسور عمدتا لغو نویز را حل می کنند؛ روان سازی سیگنال، تفکیک تأثیر گرانش، تغییر سیستم مختصات و بازیابی اطلاعات موقعیت.

این سنسورها به طور گسترده ای در صنعت خودرو در فناوری ABS استفاده می شود.

کاربردهای سنسورهای MEMS

این سنسورها کاربردهای بی شماری از صنعت، سرگرمی، ورزش تا آموزش دارند. به عنوان مثال ، فعال سازی کیسه های هوا یا نظارت بر راکتورهای هسته ای

برای اندازه گیری شتاب ثابت (جاذبه)، شیب یک جسم، شتاب دینامیک در هواپیما، میزان ضربه وارده به یک جسم در ماشین و لرزش یک جسم استفاده می شود.

برای تشخیص حرکت استفاده می شود.

انواع سنسور گشتاور

سنسورهای گشتاور با توقف های اساسی مکانیکی کامل می شوند، ظرفیت اضافه بار را افزایش می دهند و حفاظت و ایمنی را در هنگام نصب و کار دوچندان می کنند.

گشتاور چرخشی و مبدل های گشتاور چند حسگر مهم هستند که در اتوماسیون صنعتی استفاده می شوند.

سنسورهای گشتاور چرخشی (Rotating Torque Sensors)

این سنسورهای اتوماسیون صنعتی برای اندازه گیری واکنش گشتاور چرخشی استفاده می شود. سنجش این گشتاور با توقف های اساسی مکانیکی کامل شده که سبب افزایش ظرفیت مازاد شده و ایمنی بیشتری را هنگام نصب و کار ایجاد می کنند.

مبدل های گشتاور (Torque Transducers)

مبدل های گشتاور با بهره گیری از فناوری برتر فشار سنج، نیازهای چالش برانگیز را برای کاربردهای استاتیکی و دینامیکی حسگرها را رفع می کند.

کاربردهای سنسورهای گشتاور

برای اندازه گیری سرعت چرخش و ملزومات نگهداری استفاده می شود

برای اندازه گیری جرم لحظه ای و جرم اینرسی استفاده می شود

برای اندازه گیری بیشترین سرعت چرخش و گشتاور نوسانی استفاده می شود

 

مزایا و فواید سنسور در صنعت

تسریع فرآیندها در عین افزایش دقت کار

جمع آوری داده های فرآیند و متغیرها به صورت همزمان

کنترل روند فرآیندها با دقت، اطمینان و به طور مداوم

افزایش بهره وری و کاهش هزینه کل برای صنعت گر

کاهش هدر رفت انرژی

راهنمای خرید سنسور و نکاتی که باید رعایت کرد

رایج ترین انواع سنسورهای مورد استفاده در تولید، اتوماسیون کارخانه و کنترل ماشین عبارتند از سنسورهای مجاورت، سنسورهای موقعیت، سنسورهای القایی، سنسورهای جریان ، سنسورهای نوری و سنسورهای بصری. حسگرها نقش بسیار مهمی در نظارت و تشخیص مراقبت های بهداشتی ایفا می کنند. بنابراین، قبل از خرید سنسور باید درک کنیم که اهداف صنعتی ما چیست و متناسب با آن، مناسب ترین سنسور را انتخاب و خریداری نماییم.

در اینجا مهم ترین نکاتی که می بایست درباره انتخاب سنسور برای اهداف صنعتی مورد توجه قرار گیرند، گردآوری کرده ایم که عبارتند از:

• سرعت پاسخگویی
• محدوده حساسیت
• محدوده اندازه گیری
• دقت تکرار
• منبع انرژی
• نوع نصب
• نوع کاربرد

قیمت سنسور

مارش شاپ به منظور کاهش هزینه تهیه قطعات و تجهیزات صنعتی، واسطه ها را حذف نموده و با واردات مستقیم تجهیزات صنعتی از معتبرترین شرکت های جهانی، فرصتی ارزشمند برای تولیدکنندگان محترم برای خریدی مطمئن و سفارش هرگونه قطعه خاص و کمیاب فراهم کرده است. این رو خریداران عزیز می توانند با اعتماد به اصالت کالا و اطمینان از قیمت ها سفارش خود را از طریق شماره 88326934–021 در مارش شاپ ثبت نمایند.