در دنیای مدرن و الکترونیک امروزی، سنسورها از مهم ترین و کلیدی ترین ابزارهایی هستند که برای کاربردهای گوناگون مورد استفاده قرار می گیرد. این حسگرها می تواند در اندازه های گوناگون برای مصارف صنعتی یا خانگی مورد استفاده قرار گیرد و پس از جمع آوری داده ها، آن را برای کاربر ارسال کند.
سنسور چیست؟
سنسور یا حسگر، یک دستگاه ورودی است که پس از جمع آوری داده ها آن ها را به سیگنال تبدیل کرده و به کمک یک خروجی الکتریکی آنها را به اشتراک می گذارد. به بیانی دیگر، سنسور وسیله ای است که تغییرات فیزیکی در محیط را تشخیص داده و به یک ولتاژ قابل اندازه گیری آنالوگ یا دیجیتال تبدیل می کند که می تواند به وسیله یک صفحه نمایش برای انسان قابل خواندن قابل خواندن یا برای پردازش بیشتر ارسال شود. پس سنسور بخشی از یک سیستم بزرگتر است که کمیت مورد نظر را در آن سیستم اندازه گیری و به اشتراک می گذارد.
به صورت کلی، یک سنسور می تواند نه تنها یک دستگاه، بلکه یک ماشین، ماژول یا سیستم فرعی باشد. هدف سنسور ، حس کردن اتفاقات یا تغییرات در محیط پیرامون خود و سپس ارسال این اطلاعات به دیگر لوازم الکترونیکی که عمدتا پردازنده های کامپیوتری است. این حسگرها در تعداد زیادی از وسایل به صورت روزمره استفاده می شود و ویژگی های فیزیکی مانند، فشار، دما، مقاومت، ظرفیت و … را اندازه گیری می کند.
چگونه کار می کند؟
یکی از معروف ترین سنسورهایی که می شناسید میکروفون است که انرژی صوتی را به سیگنال الکتریکی تبدیل کرده که این سیگنال می تواند ارسال، ضبط، تقویت یا بازتولید شود.
همچنین در زندگی روزمره ما این سنسورها جایگاه ثابتی دارد. دماسنج جیوه ای معمولی که یک نوع سنسور بسیار قدیمی است که برای اندازه گیری دما از آن استفاده می شود. استفاده از جیوه رنگی که معمولا قرمز است، در یک لوله بسته، بر این اساس استوار است که این ماده شیمیایی نسبت به تغییرات دما واکنش خطی و ثابتی دارد و با تغییرات ارتفاع آن می توانیم تغییرات دما را حس کنیم.
همچنین با مندرج کردن لوله و اضافه کردن اعداد می توانیم به طور دقیق بفهمیم که دما در محیط چقدر است. البته دقت این دماسنج محدود است و مقیاس مشخصی دارد اما برای کاربرد مورد نظر شما را راضی نگه می دارد. مثلا دمای این اتاق 22 درجه است! خب به نظر همین قدر بدانیم کافی است.
البته در این نوع دماسنج هیچ گونه خروجی وجود ندارد. این دماسنج در حالی که برای کاربردهای محدود مناسب است ولی برای جمع آوری و ثبت اطلاعات باید یک خروجی دیجیتال داشته باشیم. پس سنسورهای دما به این منظور ساخته شد که برای اندازه گیری دما و سایر کمیت های فیزیکی و ارائه یک خروجی که ما را قادر سازد نتایج را مشاهده و تحلیل کنیم.
انواع سنسور
با توجه به نوع حسگر و کاربرد آن، خروجی الکتریکی آن می تواند جریانی، ولتاژی، مقاومت یا ویژگی الکتریکی دیگری باشد که در طول زمان تغییر می کند. خروجی حسگرها به دو صورت دیجیتال و آنالوگ است که در ابتدای بحث به طور مختصر در مورد آن گفتیم.
خب فکر می کنم تا اینجا با سنسور و چگونگی عملکرد آن به خوبی آشنا شدید. پس در ادامه با هم با معروف ترین و کاربردی ترین سنسورها آشنا می شویم:
سنسور دما
میلیون ها نفر در طول روز از حسگرهای دما که رایج ترین نوع حسگر است استفاده می کنند. برای نشان دادن میزان دمای موتور، دمای محیط، کنترل دما در فرایند تولید و کاربردهای دیگر، از حسگر دما استفاده می شود. تقریبا تمام صنایع از این حسگر استفاده می کند.
انواع مختلف سنسور دما شامل ترمیستور، ترموکوپل، RTD (دماسنج مقاومتی) و حسگر های دمای مادون قرمز است.
ویژگی های مختلف سنسور دما را می توان بر اساس جدول زیر تعیین کرد:
نوع سنسور | ترمیستور | RTD | ترموکوپل | محدوده دما | -100 تا +325 درجه سانتی گراد | -200 تا +650 درجه سانتی گراد | 200 تا 1750 درجه سانتی گراد | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
صحت (درستی) | 0.05 تا 1.5 درجه سانتی گراد | 0.1 تا 1 درجه سانتی گراد | 0.5 تا 5 درجه سانتی گراد | ||||||
پایداری طولانی مدت | 0.2 سانتی گراد در سال | 0.05 سانتی گراد در سال | متغیر | ||||||
خطی بودن | نمایی | نسبتا خطی | غیر خطی | ||||||
برق مورد نیاز | ولتاژ یا جریان ثابت | ولتاژ یا جریان ثابت | بدون نیاز به تغذیه | ||||||
زمان پاسخ | سریع 0.12 تا 10 ثانیه | معمولا آهسته 1 تا 50 ثانیه | سریع 0.10 تا 10 ثانیه | ||||||
حساسیت به نویز الکتریکی | به ندرت حساس / مقاومت زیاد | به ندرت ممکن | آسیب پذیر / جبران اتصال سرد | ||||||
قیمت | پایین تا متوسط | زیاد | پایین | ||||||
ترموکوپل
ترموکوپل (Thermocouple) به دلیل نوع طراحی، هزینه پایین و کارایی قابل اطمینانی دارد، در میان سنسورهای دما محبوبیت زیادی دارد. ترموکوپل بر اساس اثر سیبک (Seebeck) ساخته شده که از نام فیزیکدان آلمانی توماس یوهان سیبک گرفته شده است. این دانشمند آلمانی کاشف اثر ترموالکتریک است. اثر سیبک نشان می دهد وقتی یک جفت فلزی و غیر مشابه در تماس با هم در هر انتها در معرض تغییرات دما قرار می گیرند و پتانسیل ولتاژ کمی ایجاد خواهد کرد.
جفت شدن فلزات مختلف، طیف گسترده ای از اندازه گیری را به ما می دهد. یکی از محبوب ترین آنها نوع K است که آلومل و کرومل را به هم جفت می کند. در نتیجه این جفت شدن محدوده اندازه گیری -200 درجه سانتی گراد تا +1350 درجه سانتی گراد در دسترس است. انواع محبوب دیگر نوع C، B ، S، R، E، J، T و N است.
ترموکوپل های نوع T، K، J و E به ترموکوپل های فلزی پایه معروفند. انواع S، R و B نیز به ترموکوپل های Noble Metal معروفند که برای دماهای بالا کاربرد دارد.
خروجی در ترموکوپل ها باید توسط سیستم اندازه گیری خطی شود. از جبران اتصال سرد (CJC) نیز باید استفاده شود. اتصال گرم انتهای اندازه گیری ترموکوپل است و اتصال سرد انتهای دیگر آن قرار دارد. جبران اتصال سرد می تواند اثر ولتاژهای ایجاد شده توسط این اتصالات سرد را برای اندازه گیری دقیق تر دما حذف کند.
خروجی در ترموکوپل ها باید توسط سیستم اندازه گیری خطی شود. از جبران اتصال سرد (CJC) نیز باید استفاده شود. اتصال گرم انتهای اندازه گیری ترموکوپل است و اتصال سرد انتهای دیگر آن قرار دارد. جبران اتصال سرد می تواند اثر ولتاژهای ایجاد شده توسط این اتصالات سرد را برای اندازه گیری دقیق تر دما حذف کند.
مشکلات ترموکوپل
به دلیل اینکه خروجی در ترموکوپل بسیار کوچک در حد میلی ولت و میکرو ولت است، زمانی که اندازه گیری ایزوله نباشد، تداخل و نویز الکتریکی ایجاد خواهد شد.
همچنین برای رفع مشکل نویز می توان سیستم را تا حد امکان به سنسور نزدیک کرد. پرهیز از خطوط سیگنال طولانی راهکاری اثبات شده برای به حداکثر رساندن پایداری سیگنال و کاهش نویز است.
اتصال سرد (CJC) ناکافی می تواند منجر به خوانش های اشتباه شود. سیستم باید از تغییرات دمایی که در محیط وجود دارد محافظت شود.
دماسنج مقاومتی (RTD)
سنسور RTD در مقایسه با ترموکوپل به طور کلی در محدوده اندازه گیری خود بدون رانش و خطی تر است. اما به دلیل وجود پلاتین در آن و ساختاری پیچیده، قیمت بالاتری دارد.
سنسورهای RTD معمولا در صنایع داروسازی و کاربردهایی که نیاز به اندازه گیری دقیق دما در مدت زمان طولانی دارد مورد استفاده قرار می گیرد. اما دامنه دمایی آنها بیشتر از 600 درجه سانتی گراد نیست. بنابراین برای محدوده دمایی بالاتر ترموکوپل انتخاب بهتری است. برخلاف ترموکوپل ها سنسورهای RTD توسط سیستم اندازه گیری تغذیه می شود.
RTD ها از طریق مقاومت الکتریکی اندازه گیری خود را انجام داده و با توجه به تغییرات دما به صورت خطی تغییر می کند. اگرچه RTD در مرکز خود یک سنسور دو سیمه دارد، اما اضافه کردن یک یا حتی دو سیم دیگر می تواند جبران بهتری را در برابر خودگرمایشی و مقاومت سیم سربی بدهد که این روش پیشنهاد می شود.
انواع سنسور RTD
سنسورهای PT100 و PT1000 از محبوب ترین این حسگر ها هستند. PT به معنای پلاتین و 100 به معنای 100Ω در 0 درجه سانتی گراد است. انواع دیگری از سنسور RTD وجود دارد که شامل PT200، PT500 و PT2000 است.
برای کاهش نویز در این حسگر ها نیز می توانید سیستم اندازه گیری را تا جایی که ممکن است به سنسور نزدیک کنید. از خطوط طولانی سیگنال نیز اجتناب کنید تا پایداری بهتری داشته باشید.
ترمیستور (Thermistors)
ترمیستورها قطعه ای نیمه هادی است که از اکسید های فلزی ساخته شده و به شکل مهره ای کوچک، ویفر، دیسک یا شکل های دیگر به شکل فشرده و در دماها بالا تولید می شود. بعد از ساخت ترمیستور آن را با رزین یا شیشه می پوشانند.
زمانی که جریانی از ترمیستور عبور کند، می توانید ولتاژ را در دو طرف آن محاسبه کرده و دمای آن را تعیین کنید. یک Thermistors معمولی مقاومتی معادل 2000 اهم در 25 درجه سانتی گراد دارد. ضریب دمایی آن 3.9 درصد است.
ترمیستور قیمت پایینی دارد و سرعت پاسخگویی آن بالا است ولی به صورت خطی نیست. برد آن محدود است و نسبتا شکننده اند مگر اینکه برای محافظت از آن درون یک پروب نصب شود.
مزایا، معایب و کاربرد سنسورهای دما
تا اینجا با ترموکوپل، سنسورهای RTD و ترمیستورها به خوبی آشنا شدید. در ادامه می توانید مزایا، معایب و کاربرد این سنسورها را مشاهده کنید:
مزایای ترموکوپل
- محدوده اندازه گیری گسترده
- بدون نیاز به منبع تغذیه
- راحتی در اتصال
- ارزان
- مقاوم
معایب ترموکوپل
- غیر خطی بودن
- نیازمند به CJC
- به طور ذاتی ایزوله نیست
کاربرد ترموکوپل
- اندازه گیری دمای کارخانه، فرایند تولید و صنعتی
- کنترل دمای احتراق داخلی موتور
- کنترل دمای موتور الکتریکی و توربین
- نظارت پزشکی، بهداشت و درمان
- آزمایش موتورهای هوافضا و سیستم های کنترل
مزایای RTD
- پایداری بالا
- دقیق ترین نوع سنسور دما
- خطی تر نسبت به ترموکوپل
معایب RTD
- قیمت بالا
- نیازمند به منبع تغذیه
- مقاومت مطلق پایین
- خودگرمایشی
- خطای مقاومت سرب
- زمان پاسخ
- مقاومت در برابر لرزش
- اندازه
کاربرد RTD
- داروسازی و تولید دارو
- مواد غذایی
- اندازه گیری دقیق علمی و تحقیقاتی
مزایای ترمیستور
- سطح خروجی بالا
- پاسخ سریع
- نصب آسان
- قیمت بسیار پایین
معایب ترمیستور
- خروجی باید از تغییر مقاومت به خوانش دما تبدیل شود
- محدوده محدود اندازه گیری تا 200 درجه سانتی گراد
- شکننده
کاربرد ترمیستور
- نظارت بر مدار الکتریکی
- موتورهای خودرو
- لوازم الکتریکی مصرفی
- سیستم های اعلام حریق
- کنترل ترموستات
سنسور کرنش سنج
زمانی که یک کرنش سنج (Strain Gage) به خوبی تراز شده و روی یک جسم تحت آزمایش چسبانده شود، با خم کردن و یا چرخاندن آن باعث وارد شدن فشار می شویم. در این زمان مقاومت آن به صورت خطی تغییر می کند. سپس می توانیم فشار را اندازه گیری کنیم. همچنین می توان از محاسبات ریاضی برای محاسبه کرنش و سایر نیروها نیز استفاده کرد.
از کرنش سنج می توان برای اندازه گیری کرنش و تنش، اندازه گیری وزن و بار، نیرو، شوک و ارتعاش استفاده کرد. این سنسورها ارزان هستند و در اندازه گیری های استاتیک و دینامیک به همان اندازه عملکرد خوبی دارد. برای نصب این سنسور نیاز به دانش تخصصی دارید. تغییرات دما می تواند در اندازه گیری آن تاثیر داشته باشد.
سنسور لودسل
از دیگر انواع سنسورها می توان به حسگر های لودسل (Load Cell) اشاره کرد که نسبت به سایر حسگر ها نسبتا متفاوت است. در واقع Load Cell یک سنسور فشار یا نیرو است.
معروف ترین لودسل ها آنهایی هستند که در پایین ترازوی دیجیتال شما نصب شده است. زمانی که روی این ترازو قدم میگذارید و Load Cell را می فشارید، تغییری در مقاومت آن ایجاد شده که به وسیله یک میکروکنترلر اندازه گیری و به یک مقدار بر حسب کیلوگرم یا پوند تبدیل می شود.
معروف ترین لودسل ها آنهایی هستند که در پایین ترازوی دیجیتال شما نصب شده است. زمانی که روی این ترازو قدم میگذارید و Load Cell را می فشارید، تغییری در مقاومت آن ایجاد شده که به وسیله یک میکروکنترلر اندازه گیری و به یک مقدار بر حسب کیلوگرم یا پوند تبدیل می شود.
لودسل تیغه ای یا میله معمولا برای کاربردهای توزین صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. یک انتهای آن به یک سازه ثابت می گردد در حالی که نیرویی به انتهای دیگر سنسور که آزاد است اعمال می شود. این نیرو باعث می شود که چهار کرنش سنج که در بالا و پایین و هر انتهای Load Cell نصب شده است، با توجه به اینکه چه میزان نیرو بر لودسل وارد شود، کشیده یا فشرده می شوند.
سنسورهای لودسل در شکل و اندازه های گوناگونی تولید شدند. بعضی از آنها برای فضاهای محدود و بسیار کوچک و بارهای سبک و بعضی دیگر برای بارهای عظیم و بزرگ در حدود هزاران تن مناسب است.
مزایای لودسل
- اندازه گیری دقیق و قابل تکرار
- اندازه گیری از بارهای بسیار سبک تا صدها هزار تن
- اندازه و اشکال مختلف برای کاربردهای گوناگون
معایب لودسل
- اندازه گیری می تواند تحت تاثیر دما قرار گیرد
- نیاز به تنظیم سیگنال کرنش سنج نسبتا گران
کاربرد لودسل
- اندازه گیری نیروی رانش موتور جت
- محاسبه بار روی چرخ های هواپیما
- توزین مواد اولیه برای تست مواد و قوام
- محاسبه تنش های خط پهلوگیری در نیروی دریایی
- اندازه گیری گشتاور در موتورها
- ایستگاه های اندازه گیری بار برای ماشین های سنگین
- اندازه گیری کشش و نیرو در کارخانه های فلزات و کاغذ
- تجهیزات انکوباتور و فیزیوتراپی
- تست کشش کابل برای کابل هایی که در آکروبات بازی استفاده می شود
- اندازه گیری نیروهای وارد شده بر ابزار های حفاری در صنایع نفت و گاز
- توزین دام، توزین سیلو و تانکر در کشاورزی
- ترازو دیجیتال خانگی و ترازوی دیجیتال آشپزخانه
سنسور LVDT
سنسورهای LVDT (ترانسفورماتور دیفرانسیل متغیر خطی) برای اندازه گیری میزان جابجایی به صورت خطی در فواصل نسبتا کوتاه مورد استفاده قرار می گیرد. ساختار این سنسور از یک لوله تشکیل شده که حاوی یک میله است. پایه لوله در موقعیتی ثابت نصب و انتهای میله به جسمی که حرکت می کند چسبانده می شود.
زمانی که میله از لوله بیرون کشیده می شود یا به داخل می رود، سنسور سیگنالی را ارسال می کند که موقعیت میله را از نقطه شروع خود تا حداکثر انحراف آن نشان خواهد داد. میله با داخل لوله در تماس نیست و عملا بدون اصطکاک است. سنسور LVDT دارای وسایل الکترونیکی نیست و در محیط های سخت و خشن کاربرد بسیار زیاد و عملکرد خوبی دارد.
مزایای LVDT
- اندازه گیری های دقیق و قابل تکرار
- طول عمر بالا به دلیل عملکرد بدون اصطکاک
- اندازه گیری در محدوده میکرون تا 0.7 متر
- خروجی مطلق
- در اندازه و انواع مختلف برای کاربردهای گوناگون
معایب LVDT
- تغییرات دما می تواند بر اندازه گیری تاثیر داشته باشد
- نیاز به برق AC
کاربرد LVDT
- کاربردهای بی شمار در اندازه گیری های صنعتی، فرایند تولید و کارخانه ها
- کنترل سطح
- تعیین موقعیت ابزار حفاری
سنسور ارتعاش – شتاب سنج
سنسور شتاب سنج برای اندازه گیری ارتعاش و شوک در ماشین ها و به طور کلی هر چیزی که حرکت می کند استفاده می شود. خروجی آنها می تواند برای محاسبه جابجایی و سرعت یکپارچه و یا هردو ادغام شود.
این سنسور برای انجام اندازه گیری دینامیکی بر اساس اصل پیزوالکتریک عمل می کند. زمانی که یک کریستال کوارتز تحت تنش قرار گیرد، جریانی از یون های باردار متناسب با آن تنش آزاد خواهد کرد. محبوب ترین این سنسور را می توان IEPE نام برد که دارای یک تقویت کننده یکپارچه است. همچنین شتاب سنج هایی از نوع خازنی وجود دارد که بر اساس اصولی دیگر ساخته و برای کاربردهای خاصی مورد استفاده قرار می گیرد.
علاوه بر این، این سنسورهای شتاب سنجی مبتنی بر MEMES وجود دارد که به شدت در برنامه های ناوبری، موقعیت یابی موبایل یا تبلت، ثبت حرکت و تست خودرو مورد استفاده قرار می گیرد.
مزایای شتاب سنج
- نصب آسان
- اندازه گیری دینامیک و استاتیک
- انواع و اندازه های مختلف برای کاربردهای گوناگون
- سنسورهای شارژی بدون نیاز به برق خارجی است
- سنسور IEPE دارای کابل طولانی تر و ارزان تر است و تهویه سیگنال را امکان پذیر می کند
معایب شتاب سنج
- در اثر ضربه امکان آسیب زیاد است
- سنسور های شارژی نیاز به تهویه سیگنال دارد که گران تر از تهویه سیگنال در مدل IEPE است
- نصب این سنسورها نیاز به دانش تخصصی دارد
کاربرد شتاب سنج
- تست ارتعاش و شوک در انواع مختلف و تمام صنایع
- تست کرنش و تنش بدنه
- تست ارتعاش موتور جت و موشک
- ثبت شوک و لرزش در زمان حمل بارهای حساس و شکننده
- تست راحتی سرنشین
- تست لرزش موتور
- تست ارتعاش بدن انسان
- تست ارتعاشات چرخشی و پیچشی
سنسور صدا – میکروفون
میکروفون علاوه برا استفاده در صنعت سرگرمی، برای استفاده در برنامه های جمع آوری اطلاعات برای تجزیه و تحلیل و اندازه گیری نویز و صدا نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
این سنسور در مطالعات ارتعاش، نویز، مطالعات شنوایی انسان، برنامه های کاربردی صدای عبور خودرو و … استفاده می شود.
مزایای میکروفون
- نصب آسان
- انواع مختلف برای کاربردها گوناگون
- اتصال آسان به کمک کابل های BNC 50 اهم
معایب میکروفون
- نسبتا گرانقیمت
- در صورت ضربه و سقوط احتمال آسیب وجود دارد
- برخی از میکروفون ها به برق فانتوم نیاز دارد
کاربرد میکروفون
- تست نویز و ارتعاش برای تمام صنایع
- تست صدای موتور جت
- ثبت شوک و لرزش در حین حمل اقلام حساس و شکننده
- آزمایش میزان صدای موتور و صدای ترمز
- محاسبه میزان تاثیر نویز بر محیط
- تست شنوایی
ترانسدیوسر
در کنار ولتاژ، جریان یکی از اساسی ترین شکل های انرژی است که برای نظارت، تحلیل و اندازه گیری استفاده می کنیم. چه برای آزمایش کیفیت انرژی در شبکه برق باشد و چه مصرف انرژی در یک خودروی الکتریکی هیبریدی یا یک دستگاه، نیرو بسیار مهم است.
برای کاربردهای کوچک تا متوسط، می توانیم از مقاومت شنت (Shunt) برای تبدیل جریان به ولتاژ استفاده کنیم.
بسیاری دیگر از ترانسدیوسرها در بازار به کمک روش القایی یا روش های مشابه کار می کند. این روش ها باعث می شود که جریان های بسیار بالاتری را بتوان اندازه گیری کرد.
مزایای ترانسدیوسر
- به راحتی به کابل AC وصل می شود
- مناسب برای کاربردهای طولانی مدت
معایب ترانسدیوسر
- نسبتا گران
کاربرد ترانسدیوسر
- تست کیفیت توازن
- تست موتور و سیستم قدرت
- واگن های برقی مترو
- مراکز توزیع انرژی الکتریکی
ترانسفورماتورهای ولتاژ – ترانسفورماتورهای پتانسیل
در کنار جریان، ولتاژ نیز یکی از اساسی ترین شکل های انرژی است که برای کاربردها گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرد. تقریبا هر سیستمی مانند دیتالاگر می تواند محدوده ولتاژهای پایین تا متوسط 0-10 یا 0-50 ولت را داشته باشد. بنابراین برای کاهش ولتاژ نیاز به مبدل نداریم.
اما برای ولتاژهای بالاتر، زمانی که جریان و ولتاژ به محدوده خطرناکی برسد، استفاده از ترانسفورماتور ولتاژ برای پایین آوردن ولتاژ حیاتی است. این کار برای جدا کردن اپراتور از ولتاژ یا جریان خطرناک ضروریست. به این دستگاه ترانسفورماتور ولتاژ (VT) یا ترانسفورماتور پتانسیل (PT) می گویند. از PT می توان برای پایین آوردن پتانسیل بالا حتی بالاتر از 10 کیلو ولت به سطح ایمن استفاده کرد.
PT ها برای استفاده در محیط بیرون یا فضای داخلی کاربرد دارد و در مواردی برای اندازه گیری الکتریکی استفاده می شود.
مزایای ترانسفورماتورهای ولتاژ
- تامین ایمنی مورد نیاز برای مهندسین و کارکنان
- استفاده آسان
- مناسب برای عملیات های طولانی مدت
- عدم نیاز به برق خارجی برای اکثر مدل ها
معایب ترانسفورماتورهای ولتاژ
- قیمت بالا
کاربرد ترانسفورماتورهای ولتاژ
- تست خط برق فشار قوی
- همگام سازی ژنراتور با شبکه اصلی برق
- تست موتور و سیستم قدرت
- سیستم الکتریکی خودرو
- موتور الکتریکی
- واگن های برقی مترو
سنسور نوری
از سنسور نوری برای تشخیص یا اندازه گیری میزان نور محیط استفاده می شود. ساده ترین مثال را می توان کلید های خودکار برای خاموش و روشن شدن چراغ ها نام برد.
حتی تلفن های همراه نیز دارای سنسور نوری است با بتواند به صورت خودکار میزان نور صفحه نمایش شما را تنظیم کند. بسیاری از خودرو ها در صورتی که چراغ هایشان در طول روز روشن باشد به صورت خودکار به کمک سنسور نور، چراغ های خود را خاموش می کند.
فناوری مورد استفاده در این سنسور ها فتوولتائیک، فتوسل یا مقاومت های نوری است. از آنها برای اندازه گیری و تشخیص نور استفاده می شود.
گرچه این سنسور برای طیف مرئی امواج الکترومغناطیسی طراحی شده است، ولی بعضی از آنها برای طیف مادون قرمز و حتی طیف فرابنفش نیز توسعه یافتند. مادون قرمز همان چیزی است که در بسیاری از سیستم های رباتیک و کنترل از راه دور تلویزیون مورد استفاده قرار می گیرد. مادون قرمز توسط انسان قابل مشاهده نیست اما در دوزهای بالا می تواند به چشم آسیب برساند. پس برای استفاده از آن برای برخی از کاربردها نیاز به رعایت نکات ایمنی است.
یک فتوسل که به آن مقاومت نوری یا LDR نیز می گویند، می تواند میزان نور را به دلیل تغییرات خروجی آن متناسب با میزان نوری که روی سلول می تابد، تشخیص دهد. وقتی هیچ نوری به سلول برخورد نکند، مقاومت آن زیاد است. ولی زمانی که نور می تابد، مقاومت آن با توجه به میزان نور کاهش می یابد.
سنسور دوربین
شاید دوربین ها را فقط به عنوان وسیله ای برای گرفتن عکس بشناسید. ولی از دوربین ها به شدت در کاربردهای صنعتی و علمی نیز استفاده می شود. کارخانه ها از دوربین های حسگر برای نظارت و کنترل طیف گسترده ای از تولید و مونتاژ بهره می برند.
از دوربین های مادون قرمز برای کاربردهای علمی و صنعتی استفاده می شود و سنسور مادون قرمز یکی از اجزای این دوربین است. دوربین های مادون قرمز می تواند دما را در محیط تشخیص دهد. پس بهترین راه برای اندازه گیری بدون برقراری تماس استفاده از این نوع دوربین است.
نوع دیگر دوربین ها نیز برای ثبت سرعت استفاده می شود. این دوربین ها توانایی تشخیص سرعت در حرکت های بسیار آهسته تا حرکت های بسیار سریع مانند شلیک گلوله را دارد.
سنسور دیجیتال
سنسور دیجیتال از آن دسته حسگرهایی است که مقادیر مجزا را که معمولا مربوط به موقعیت جسم است اندازه گیری می کند.
از انواع سنسورهای دیجیتال می توان به موارد زیر اشاره کرد:
سنسور مجاورت
حسگر مجاورت می تواند جسم را در فاصله نزدیک بدون تماس تشخیص داده و یک سیگنال به صورت پالس یا ولتاژ تولید کند. انواع مختلفی از این سنسور وجود دارد که بر اساس کاربر آن انتخاب می شود.
روتاری انکودر
روتاری انکودر معمولا وضوح بسیار بالایی را ارائه می دهد. به این دلیل که با هزاران مرحله در هر دور 360 درجه در دسترس است که اجازه می دهد مراحل بسیار کوچکتر از 1 درجه انجام شود. بسیاری از روتاری انکودرها می تواند جهت چرخش را تشخیص دهد که در بعضی از کاربردها امری ضروریست.
انکودر افزایشی
در انکودر افزایشی، تغییرات نسبی در موقعیت و جهت ارائه می شود. آنها موقعیت مطلق را شناسایی نمی کنند. انکودر افزایشی سیگنال های A و B را خروجی می دهد که تغییرات حرکت و جهت را نشان خواهد داد. انکودر افزایشی از رایج ترین انواع انکودر است.
انکودر خطی
انکودر خطی موقعیت را در طول مسیر خطی اندازه گیری می کند. بر خلاق روتاری انکودر که دارای یک صفحه دایره ای در داخل خود به آن امکان می دهد موقعیت میله را اندازه گیری کند، اکثر انکودرهای خطی در امتداد یک مقیاس خارجی حرکت کرده و موقعیت خود را از روی علامت گذاری روی ترازو تعیین می کند.
برای مثال چاپگرهای جوهر افشان را در نظر بگیرید که از یک انکودر خطی برای حرکت دقیق هد چاپ در طول یک مقیاس در حین چاپ استفاده می کند. وضوح و دقت بالای آن به همین دلیل است.
سنسور دندانه ای
سنسور دندانه ای (Gear Tooth) از یک چرخ دنده و سنسور تشکیل شده که با چرخش دنده می تواند حرکت را شناسایی کند. بهترین مثال برای سنسور Gear Tooth را می توان سنسور کیلومتر خودرو نامید که با وصل شدن به میله می تواند میزان حرکت خودرو را اندازه گیری کند.
