سنسور چیست؟

سنسور ها یا حسگرها قطعات الکتریکی هستند که با تغییر پارامتر های  فشار، دما و یا حرکت اجسام و یا شدت نور قطعات می توانند پالس های خروجی را به صورت دیجیتال و یا آنالوگ تولید کنند. بر این اساس عملکرد مورد لزوم را در سیستم های اتوماسیون صنعتی ایجاد نمایند.

بنابراین به طور خلاصه می توانیم بگوئیم که این قطعات  مبدل پارامترهای فیزیکی به پالس های الکتریکی می باشند.

طبقه بندی سنسور ها

سنسور ها براساس پارامتر های مختلف،نظیر کاربرد،دامنه عملکرد،میزان دقت، ساختار و ساختمان آنها و پارامترهای اندازه گیری، دسته بندی می گردند.

بر اساس خروجی سیگنال، این قطعات به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم بندی می گردند. که هر کدام دامنه وسیعی از کاربردها در صنایع را دارا می باشند.

• مثلا سنسور های خروجی آنالوگ اغلب پارامتر های فیزیکی مانند فشار، دما و سرعت را شامل می شوند و دارای خروجی متغیر ولتاژ و جریان می باشند. مثلا دارای خروجی 0تا20 میلی آمپر یا خروجی 0 تا 10 ولت هستند.
• اما حسگرهای با خروجی دیجیتال، اغلب برای مشخص کردن داده های۲حالتی  on ,off کاربرد دارند. مانند حسگرهای نوری و القایی که خود دامنه وسیعی از این کالا را شامل می شود.

دسته بندی سنسور ها براساس نوع عملکرد:

سنسور ها بر اساس عملکرد خود در دستگاها به گروه های جریانی، القایی ،حرارتی، نوری، مغناطیسی و خازنی تقسیم بندی می گردد.

• سنسور های جریانی:  میزان جریان مایعات و گازها را اندازه گیری می نمایند. همچنین با نمایش دادن آن توسط گیج ها موجبات تنظیم و تشخیص عیب ها، در دستگاه ها را مهیا می کنند.
• سنسور های القایی: موقعیت و حرکت اجسام را بدون تماس فیزیکی مشخص می کند. این سنسور ها حساس به فلزات بوده و با تحریک رله ها و سیستم های اندازه گیری در مدارات کنترلی،فرمان لازم جهت عملکرد صحیح دستگاه را ارسال می نماید.

کاربرد های وسیع این سنسور ها در صنایع اتومبیل،مکانیک،مواد غذایی،خطوط بسته بندی مواد،کنترل حرکت،تشخیص دور موتور،پزشکی،راهنمای رانندگی و… می باشد.

مزایای استفاده از سنسور های القایی:

سنسور های القایی در موارد بسیاری جایگزین میکروسوئیچ ها و لیمیت سوئیچ ها هستند. اما نسبت به آنان مزیت های بیشتری دارند اعم از اینکه:

1. بدون برخورد فیزیکی تحریک می شوند: می دانیم که برخورد فیزیکی خود باعث استهلاک قطعه می شود و طول عمرمفید قطعات را کاهش می دهد. لذا در این دستگاه ها استفاده از سنسور ها بسیار مقرون به صرفه تر می باشد.
2. دقت بالا: باز به جهت سنس و تحریک غیر فیزیکی، و اینکه  سنسور ها با کمترین تحریک از طرف قطعه،عمل کرده و با خروجی لحظه ای و دقت بالا باعث عملکرد دستگاه می شود.
3. عمر طولانی: ساختار فیزیکی و عملکردی این قطعات به گونه ای است که دارای طول عمر بالایی هستند، لذا در صنایع کاربرد زیادی دارند.
4. مقاومت بالا: سنسور ها درگستره وسیعی از شرایط محیطی هستند، شرایط محیطی شامل: رطوبت، دما، آلودگی،گرد و غبار و… قابلیت استفاده دارند.
5. نصب آسان: یکی دیگر از ویژگی های عملکردی سنسور، قابلیت نصب و تعویض راحت و آسان آنها در صنایع می باشد.
6. سرعت سوئیچینگ بالا: از دیگر ویژگی های بارز سنسور ها بالا بودن سرعت عملکرد آنها می باشد.

• سنسورهای حرارتی:

  می دانیم که افزایش دمای مواد باعث افزایش انرژی جنبشی می شود. یعنی افزایش دما موجب جابه جایی بیشتر مولکول ها و اتم های ماده خواهد شد. این افزایش جابه جایی توسط حسگر های دما اندازه گیری می گردد و به ما اجازه سنجش خروجی مواد را می دهد.

همانطور که در قبل ذکر شد، این سنسورها می توانند دارای خروجی آنالوگ و خروجی دیجیتال باشند. که هر کدام از آنها میتوانند کارایی منحصر به فرد خود را در صنایع ایفا کنند. یکی از انواع سنسور های حرارتی که بیشترین و وسیع ترین کاربرد را در صنایع دارند، ترموکوپل ها هستند.

• ترمو کوپل ها

ترموکوپل ها دارای ۲ پیوند فلزی غیر متشابه هستند،که به هم جوش خورده اند. سیم های مثبت و منفی آنها به دستگاه های کنترلر دما، موجبات سنجش و تنظیم دمای دستگاه را صادر می کنند.

انواع ترموکوپل ها

ترموکوپل ها براساس نوع فلزات بکار رفته در آنها گستره دمایی متنوعی را سنجش می کنند و به انواع مختلفی شامل تیپ: k ,j ,E ,U,T ,N تقسیم بندی می گردد.

• در بین تیپ های مختلف ترموکوپل ها بیشترین گستردگی عملکرد را تیپ K دارد. نوع K از دو سیم با ۲ فلز نیکل کروم و نیکل آلومنیوم تشکیل می گردد که گستره دمایی بین 200-تا 1250 درجه را سنجش می نماید و رنگ سیم های آن قرمز (+) و آبی (-) می باشد.
• سری j از دو فلز آهن وکنستانتانت تشکیل می شود و گستره دمایی (۰تا۷۶۰درجه) را سنجش می نماید، رنگ سیم های آن زرد (+) و آبی(-) می باشد.
  نوع E که از ۲ فلز نیکل کروم و کنستانتانت تشکیل می شود و گستره دمایی آن (-۲۰۰تا۹۰۰درجه) را سنجش می نماید و رنگ سیم های آن قرمز(+) و آبی (-) می باشد.
• سری U  متشکل از ۲ فلز کوپر و نیکل کوپر می باشد و گستره دمایی(۰تا۱۴۵۰درجه) را سنجش می نماید و رنگ سیم های آن سفید(+)و آبی(-) است.
• تیپ  T متشکل از ۲ فلز کوپر و کنستانتانت است و گستره دمایی(۲۰۰-تا۳۵۰)را سنجش می نماید و رنگ سیم هایش سفید (+) و آبی (-) می باشد.
• تیپ N از ۲ فلز نیکروسیل و نیسیل تشکیل شده و گستره دمایی(۰تا۱۲۵۰) را سنجش می نماید.  رنگ سیم های آن نارنجی (+) و آبی (-) می باشد.

ترموکوپل

سنسور حرارتیRTD:

نوع دیگری از سنسور های حرارتی، سنسورهای دمایی (RTD) هستند که نسبت به ترموکوپل ها هم دقت بیشتری دارند(۰/۱درجه سانتی گراد) و هم سرعت پاسخگویی بالاتری دارند.

دراین سنسورها از یک مقاومت متغیر استفاده می گردد که با تغییرات دمایی، تغییر خواهد کرد. یعنی براساس تغییر مقاومت خروجی آن می توان دمای مواد را اندازه گیری نمود.

از معروفترین سنسورهای(RTD)می توان،سنسورهای  PT100, PT1000, NT30 را نام برد.
مثلا PT100 در دمای ۰°_۱۰۰ اهم مقاومت دارد وبه ازای هر درجه که اضافه یاکم می شود، به مقدار ۰/۳۸۵ اهم به مقاومت آن افزوده یا کم می شود.

سنسور حرارتی RTD

• سنسور های نوری:

  سنسورهای نوری به  ۲گروه تقسیم می گردند: آنهایی که گیرنده وفرستنده روی خود سنسور باشند، که خود این سنسور هم می تواند به صورت بدون رفلکتور بوده و یا همراه رفلکتور باشد.

عملکرد از نوع بدون رفلکتور به این گونه است که فرستنده یک شعاع نوری را به صورت کامل و دائم از خود به سمت مقابل ارسال می کند و پس از برخورد به جسم، قسمتی از آن برگشته و توسط گیرنده شعاع نوری دریافت می گردد. بدین صورت جابه جایی اجسام مشخص می شود.

اما عملکرد نوع رفلکتوری به این صورت است که شعاع نوری از فرستنده ساطع می شود و پس از برخورد به رفلکتوری که در مقابل نصب شده است، باز می گردد. این شعاع نوری توسط گیرنده که در بدنه همان سنسور قرار دارد،دریافت می گردد. حال اگر قطعه ای در مسیر باشد، بدین صورت مشخص می شود.
سنسورهای رفلکتوری دارای قابلیت برای تنظیم مسافت های طولانی تری نسبت به سنسور های نوری دسته اول می باشند.

سنسورهای نوری از نوع دوبل: در این سنسور ها، واحد فرستنده شعاع نوری روی یک حسگر و واحد گیرنده شعاع نوری روی حسگر دیگر که مکمل آن بوده و در مقابل سنسور اصلی نصب می گردد، قرار دارد.

عملکرد آن بدین صورت است که شعاع نوری ارسالی از واحد اصلی دائما به واحد مقابل می رسد. اگر هر عاملی باعث قطع این شعاع گردد، نشانگر جابه جایی و حرکت جسم بوده و سنسور خروجی می دهد و سیگنال مناسب را ارسال می کند. این حسگرها قابلیت عملکرد تا شعاع ۵۰ متری هم دارا می باشند.

• سنسورهای مغناطیسی:

  همان سنسور های آهنربایی می باشند که بیشتر روی جک های پنوماتیک و هیدرولیک نصب می شوند. آنها برای تشخیص موقعیت قطعه با سنسور به کار گیری می شود.

• سنسورهای خازنی:

این سنسور ها هم بدون تماس عمل می کنند و برای تشخیص همگی اجسام،چه فلزی و چه غیر فلزی استفاده می شود. موارد کاربرد این قطعه هم مانند سایر سنسور ها می باشد.

ولیکن امتیاز حسگر های خازنی نسبت به باقی سنسور ها،حساسیت آنها نسبت به همه مواد شامل فلز و غیر فلز پارچه،کاغذ،و…می باشد.

سنسور-مجاورت-خازنی-CNTD

این سنسور از نوع سنسور نوری CNTD فاصله دید 7m خروجی رله ای مدل CGF70-R7JC می باشد.

برق و صنعت پارسه انواع سنسور ها از برند های: بدوک و CNTD را با بهترین کیفیت به شما مشتریان عزیز ارائه می دهد.