سنسور القایی چیست و چه کاربردی دارد؟

دسته بندی: سنسور
دیدگاه ها: بدون دیدگاه
زمان مطالعه: 3 دقیقه

سنسور القایی چیست و چه کاربردی دارد؟

امروزه نمی توانیم اتوماسیون را بدون استفاده از سنسور القایی در نظر بگیریم. زمانی که از اتوماسیون استفاده شود، برای شناسایی موقعیت اشیاء فلزی بدون نیاز به تماس، مقاومت در برابر سایش الزامیست. چه در مهندسی مکانیک، الکترونیک، خودرو، مواد غذایی، پلاستیک و سایر صنایع، طیف وسیعی از سنسورها با طراحی های متنوع برای تقریبا هر کاربردی ساخته شدند. با استفاده از این سنسورها (حسگر) می توانیم شرایط و فرآیند ها را با بیشترین کیفیت حتی در بدترین محیط ها نظارت و کنترل کنیم.

از سنسور القایی به طور گسترده ای برای اندازه گیری موقعیت یا سرعت، به خصوص در محیط های سخت و خشن استفاده می شود. با این وجود، برای بسیاری از مهندسان، تکنیک ها و اصطلاحات سنسور القایی می تواند گیج کننده باشد.

سنسورهای موقعیت مجاورتی و سرعت القایی در شکل ها، اندازه و طرح های مختلفی ساخته می شود. تمامی این سنسورها بر اساس اصول ترانسفورماتور کار می کند و همه آنها از پدیده ای فیزیکی مبنی بر جریان الکتریکی متناوب پیروی می کنند.

سنسور القایی

این فناوری اولین بار در دهه 1830 توسط مایکل فارادی (Michael Faraday) مورد استفاده قرار گرفت. این اتفاق زمانی افتاد که او فهمید اولین هادی حامل جریان می تواند در هادی دوم جریانی را القاء کند. اکتشافات فارادی به عرضه دینام، موتورهای الکتریکی و سنسورهای موقعیت و سرعت القایی انجامید. این سنسورها (حسگر) شامل کلیدهای مجاورت ساده، سنسورهای رلوکتانس، سنسورهای اندوکتانس متغیر، سینکروها، حل کننده ها، ترانسفورماتورهای دیفرانسیل دوار و متغیر خطی است.

سنسور القایی چگونه کار می کند؟

یک سنسور مجاورت ساده القایی که گاهی با نام سوئیچ مجاورت نیز شناخته می شود، به وسیله منبع تغذیه یا برق مستقیم تغذیه شده که باعث می شود جریان متناوب در یک سیم پیچ که گاهی با نام حلقه، قرقره نیز شناخته می شود، جریان یابد.
زمانی که یک جسم رسانا مانند صفحه فولادی به سیم پیچ نزدیک می شود، امپدانس سیم پیچ دچار تغییر می شود. وقتی این تغییر از یک حدی عبور کند به عنوان یک سیگنال برای شناسایی جسم عمل می کند. سنسور القایی مجاورتی معمولا برای شناسایی یک جسم فلزی یا جسمی که در آن میدان مغناطیسی نفوذ کند مورد استفاده قرار گرفته و به کمک خروجی الکتریکی مانند یک سوئیچ عمل می کند.

کاربرد سنسور القایی

سنسور القایی کاربرد بسیار گسترده ای در بسیاری از صنایع دارد. در جایی که امکان تماس الکتریکی مستقیم وجود ندارد به ویژه مکان هایی که کثیف یا خیس است از سنسور القایی استفاده می شود. دفعه بعد که ماشین خود را به کارواش بردید با کمی دقت می توانید تعداد زیادی از این سنسور را مشاهده کنید.

سنسورهای اندوکتانس متغیر و رلوکتانس متغیر معمولا سیگنالی الکتریکی متناسب با جابجایی جسم رسانا نسبت به یک سیم پیچ را تولید می کنند. مانند سنسور مجاورتی، امپدانس یک سیم پیچ متناسب با جابجایی جسم نسبت به سیم پیچی که به وسیله جریان متناوب انرژی می گیرد، متفاوت است.

چنین دستگاه هایی معمولا برای اندازه گیری جابجایی پیستون ها درون سیلندر مورد استفاده قرار می گیرد. مثلا در سیستم های نیوماتیکی یا هیدرولیکی می توان از این سنسور القایی استفاده نمود. پیستون را می توان طوری تنظیم کرد که از قطر بیرونی سیم پیچ عبور کند.

سنسور القایی به طور وسیعی در صنایع نظامی، راه آهن، رباتیک و هوافضا مورد استفاده قرار می گیرد. این حسگر برای تشخیص فلزاتی مانند فولاد، آهن، نیکل و کبالت بسیار مناسب است.

سنسور القایی همچنین برای کنترل ترافیک نیز توسعه یافته و می تواند زمانی که خودرو حرکت کرد آن را شناسایی کند.

در ماشینکاری نیز می توان از سنسور القایی برای تشخیص فاصله ابزار با قطعه، تشخیص موقعیت قطعه، جلوگیری از خارج شدن دستگاه و تجهیزات آن در حین کار از جایگاه خود جهت حفظ ایمنی استفاده کرد.

باید به این نکته توجه شود که سنسور القایی فقط برای فلزات کاربرد دارد و برای اجسام پلاستیکی و نارسانا نیاز است از نوع سنسور دیگری مانند سنسور خازنی استفاده شود.

شاید حساس بودن به فلزات در نگاه اول از معایب سنسور القایی باشد، اما این قابلیت سنسور را در مقابل گرد و غبار، روغن، کثیفی و مواد نارسانا همچنان دقیق نگه می دارد و در تشخیص آن خللی ایجاد نخواهد شد.