سنسورهای دیجیتال

سنسورهای دیجیتال

اسلاید 1: سنسور هاي ديجيتالصفحة اصلي

اسلاید 2: سنسورهاي ديجيتالليميت سوييچ هاسنسور هاي بدون تماس قيزيكيسنسورهاي سلفيسنسورهاي آلتراسونيكسنسورهاي خازنيسنسورهاي فتوالكتريككاربردهاكاربردهاكاربردهاكاربردها

اسلاید 3: سنسورها بسته به شرايط موجودِ ماشينها يا پروسه ها، سيگنال توليد مي كنند.در بسياري موارد اين سيگنال ها آنالوگ مي باشند كه محدوده اي از مقادير را شامل مي شود.در اين بخش تنها سنسورهاي ديجيتال بررسي مي شوند.سنسور هاي ديجيتال، وجود يا عدم وجود يك شيء را اعلام مي كنند.در شكل زير وجود بطري ها، در روي تسمه نقّاله به سيستم اعلام مي گردد.تسمه نقّالهسنسور

اسلاید 4: سنسور ها با انواع و اشكال مختلف براي كار هاي تجاري و صنعتي ساخته مي شوند.در اين درس ابتدا ليميت سوييچ ها را بررسي مي كنيم و در ادامه روي سنسورهايسلفي، خازني، آلتراسونيك و فتو الكتريك بحث خواهيم كرد. انواع سنسور ها

اسلاید 5: ليميت سوييچ ها

اسلاید 6: ليميت سوييچ يك وسيلة مكانيكي است كه با اتصال فيزيكي، حضور يك شيء را آشكار مي كند. يك ليميت سوييچِ معمولي شامل بدنه و محرّك است.بدنه، حاوي مدارات الكتريكي براي قطع يا وصل مدارات ديگر است.با برخورد سر ليميت سوييچ با اجسام، حالت مدارات الكتريكي داخل بدنه، تغيير مي كند. ليميت سوييچ هابدنهشيءمحرّك

اسلاید 7: با توجة به مكان كاربرد، ليميت سوييچ ها، محرّك هاي مختلفي مي توانند داشته باشند.نوع استاندارد غلطلكي براي كارهاي چرخشي كاربرد دارد.نوع انشعابي يا چنگالي بايد بطر دستي بعد از هر عملكرد به جاي اوّلش بر گردد.در زير چند نمونه از محرّك هاي حلقه اي، پيستوني و ميله اي مشاهده مي شود.انواع محرّك هاپيستونيحلقه ايميله ايانشعابيغلطكي

اسلاید 8: بسياري ليميت سوييچ ها، محرّك گذرا دارند يعني با وجود نيروي خارجي عمل ميكنند وبا برداشتن نيرو آزاد مي شوند.محرك هاي گذرا و دائم بعضي ليمت سوييچ ها مانند نوع چنگالي با واردن شدن فشار در همان موقعيّت مي مانند و تا در جهت مخالف نيرو وارد نشود، آزاد نمي شونددايميگذرا

اسلاید 9: بدنه از يك كنتاكتِ در حالت عادّي بسته (NC)، يك كنتاكت در حالت عادّي باز (NO)تشكيل شده است.فنرِ Snapارتباط مستقيم با محرك داشته و باعث عمل كردن كنتاكت ها مي گردد.فنر، برگشتي، هنگام عدم وجود محرّك خارجي، كنتاكت ها را به حالت اوّل بر مي گرداند.بدنة ليميت سوييچ هاپيستونكنتاكت هاي ثابتكنتاكت هاي متحرّكفنر برگشتيفنرِ Snap

اسلاید 10: يك نمونه ليميت سوييچ پيستوني توسّط محرّك خارجي عمل مي كند.چگونگي تغيير حالت كنتاكت هاي NC , NOرا مشاهده مي كنيد.عملكرد كنتاكت هاتغيير حالت كنتاكتها با عمل كردن ميكرو سوييچكنتاكت NCكنتاكت NO

اسلاید 11: از تركيب محرّك و بدنه، يك ليميت سوييچ ساخته مي شود.

اسلاید 12: باطري-+چگوني اتصال لامپ به كنتاكت NC ليميت سوييچ را مشاهده مي كنيد.به جاي لامپ هر محرّكي مثل رله، كنتاكتور، شيرآلات و...مي تواند فعال شود.

اسلاید 13: شكل هاي زير، قابليّت حركت دوراني قايم يا افقي ميكرو سوييچ ها را براي عملكرد در حالت هاي خاص نشان ميدهد.حركت دوراني قايمحركت دوراني افقي

اسلاید 14: سنسور هاي بدون تماس قيزيكي

اسلاید 15: Beroنام تجاري سنسورهايي است كه براي عملكرد نيازي به تماس فيزيكي با اشياء ندارند.در شكل زير، سنسور وضعيّت صحيح قوطي هاي كنسرو را حس مي كند.سنسورهاي بدون تماس فيزيكي ياBERO

اسلاید 16: سنسورهاي BEROدر چهار نوع سلفي، خازني، آلتراسونيك و فتو الكتريك موجود مي باشند.نوع سلفي فقط قادر به تشخيص فلزّات است اما سه نوع ديگر وجود هر نوع مادّه اي را حس مي كنند.در شكل زير تكنولوژي كار هر نوع سنسور عنوان شده است. انواع سنسور هاي BEROنوع سنسورجنس مادّاي كه حس مي كندتكنولوژي كارفلزهر چيزيهر چيزيهر چيزيسلفيخازنيآلتراسونيكفتو الكتريكميدان الكترو مغناطيسيميدان الكترو مغناطيسيامواج صوتينور

اسلاید 17: سنسورهاي سلفي

اسلاید 18: سنسور هاي سلفي در انواع و تركيب هاي مختلفي ساخته مي شوند.اين سنسورها با مقادير ولتاژي متفاوتِ 10 تا 320 ولت مستقيم و 20 تا 265 ولت متناوب كار مي كنند.سنسورهاي مجاورتي سلفي

اسلاید 19: قسمت اصلي سنسورهاي سلفي، يك سيم پيچ يا سلف است كه با خاصيّت الكترومغناطيسي، وجود قطعات فلزّي را حس مي كندانواع محرّك هاشيء فلزّيسيم پيچ الكترو مغناطيسيپيشاني سنسور

اسلاید 20: اسيلاتور يا نوسان ساز، ولتاژ متناوب توليد كرده و پس از تنظيم شدن، به سيم پيچ داده مي شود.اين سيم پيچ ميدان الكتر مغناطيسي لازم را توليد مي كند.‍ ََاساس كاراسيلاتوررگولاتورميدان الكترو مغناطيسيخروجيبه طرف بارراه اندازسيم پيچ

اسلاید 21: بعضي كاربردهاي سنسور سلفيرديابي سر ِ متة شكسته شدهرديابي پيچ هاي ضامن، روي چرخ فرز جهتكنترل سرعت يا جهت چرخش

اسلاید 22: اعلام وضعيت باز و بسته بودن كامل شيزهارديابي سر ِ متة شكسته شده در ماشين فرزرديابي وجود قوطي ها

اسلاید 23: سنسورهاي خازني

اسلاید 24: اين سنسورها شبيه سنسور هاي سلفي سلفي هستند. تنها تفاوت آنها در توليد ميدان الكتروستاتيكي به جاي ميدان الكترومغناطيسي است.سنسورهاي خازني علاوه بر تشخيص فلزات، مواد غير فلزّي مانند كاغذ، شيشه ، مايعات و پارچه را نيز به خوبي حس مي كنند.سنسورهاي مجاورتي خازنيسنسور خازنيمواد فلزّييا غير فلزّي

اسلاید 25: كنترل سطح موادّ جامد در مخزنرديابي وجود سيّالات مانند شير در پاكتبعضي كاربردهاي سنسور خازني

اسلاید 26: سنسورهاي آلتراسونيك

اسلاید 27: در اين سنسورها سيگنال هاي صوتي فركانس بالا از يك فرستنده ارسال شدهو توسط گيرنده دريافت مي گردد. استفاده مي كند.حال اگر يك شيء بين فرستنده و گيرنده قرار اين سيگنال به شيئ برخورد كرده و ديگر گيرندة سنسور قادر به دريافت سيگنال نبودهو مدارات كنترلي سنسور وجود شيء را اعلام مي نمايد. سنسورهاي مجاورتي آلتراسونيك

اسلاید 28: يك صفحه فيزوالكتريك مرتعش روي سطح سنسور نصب مي شود كه امواج صوتي فركانس بالا توليد مي نمايد.وقتي سيگنالهاي ارسالي به مادّة انعكاس دهندة صوت مي رسد، صدا بازتاب ميگردد (اكو).مدت سيگنال بازتاب شده در يك مبدّل ارزيابي ميشود.وقتي سيگنال برگشتي در محدودة مشخّصّّي باشد مدار داخلي سنسور عمل مي نمايد.ولي اگر از محدوده خارج شد مدار كنترلي به حالت اوّليه خود بر ميگردد.امواج بازتاب شدهامواج ارساليصفحة فيزوالكتريكشيء

اسلاید 29: ارسالبازتابسيگنال منتشر شدهشيءسنسور آلتراسونيكاشيائي كه در ناحية كور واقع مي شوند، سيگنال هاي ناپايدار از خود ارسال مي كنند.بسته به نوع سنسور اين ناحيه، 6 تا 8 سانتيمتر جلوي سنسور است.ناحية كورناحية كور

اسلاید 30: ناحية كورسنسور آلتراسونيكشيءفاصلة واقعيحدّ پايينحدّ بالامحدوده عملكرد تنظيميمحدودة تشخيصمحدودة عملكرد بر حسب پهنا و موقعيّت در داخل محدودة تشخيص تعريف مي شود.حد، بالا براي تمام سنسورها يكي است ولي حدّ پايين بستگي به نوع سنسور دارد.اگر شيء از حدّ بالا بيرون شود ، ديگر سنسور قادر به تشخيص آن نيست.محدودةتعريف عملكرد

اسلاید 31: سنسور آلتراسونيكناحية كورشيءفاصلة واقعيحدّ پايينحدّ بالامحدوده عملكرد تنظيميمحدودة تشخيصناحية مسدود شدهناحيه مسدود شده بين حدّ پايين و ناحية كور واقع شده است.نوع شيء كه در اين ناحيه واقع مي شود مشخص نمي شود.ناحية مسدود شده

اسلاید 32: زاوية تابش سنسور التراسونيك از يك مخروط اصلي با زاوية 5درجه و مخروط هاي اصلي تشكيل يافته است5درجهزاوية تشعشع

اسلاید 33: سنسورهاي موازياگر مطابق شكل دو سنسور با هم موازي كار كنند، بر اساس محدودة تشخيص فاصله آنها مطابق جدول زير نبايد از حدّ مشخّصي كمتر باشد.مثلاً اگر محدودة تشخيص سنسوري 6 سانتيمتر باشد، مطابق جدولنبايد فاصلة آنها از 15 سانتيمتر كمتر باشد. شيءشيءسنسور آلتراسونيكفاصلة مجاز دو سنسور موازيمحدودة تشخيص

اسلاید 34: محدودة تشخيصاگر مطابق شكل دو سنسور مقابل هم كار كنند، بر اساس محدودة تشخيص فاصله آنها مطابق جدول زير نبايد از حدّ مشخّصي كمتر باشد.مثلاً اگر محدودة تشخيص سنسوري 6 سانتيمتر باشد، مطابق جدولنبايد فاصلة آنها از120 سانتيمتر كمتر باشد. سنسورهاي مقابل هم

اسلاید 35: سنسورهاي التراسونيك به سه دسته “شعاع سراسري” ، فشرده و ماجولارتقسيم مي شود.خانوادةسنسورهاي آلتراسونيك

اسلاید 36: آلتراسونيك شعاع سراسري اين نوع سنسورها شامل يك فرستنده يك گيرنده است.اگر يك شيء بين فرستنده و گيرنده قرارگيرد، اين سيگنال به شئ برخورد كرده و ديگر گيرندة سنسور قادر به دريافت سيگنال نبوده و مدارات كنترلي سنسور وجود شيء را اعلام مي نمايد. فرستندهگيرنده

اسلاید 37: آلتراسونيك فشرده اين نوع سنسورها محدودة تشخيص 5 تا 1000 سانتيمتر دارند.داراي دو كنتاكت NC,NO هستند.بعضي انواع آن داراي خروجي آنالوگ هستند.

اسلاید 38: نرم افزار كامپيوتري نرم افزارSONPROG براي تنظيم سنسورهاي نوع فشرده به كار مي رود.اطلاعات تنظيمي ذخيره شده و مي توان آن را به سنسور ديگر انتقال داد.

اسلاید 39: آلتراسونيك ماجولار همانند سنسورهاي ماجولار،اين نوع سنسورها محدودة تشخيص 6 تا 1000 سانتيمتر دارند.داراي دو كنتاكت NC,NO هستند.بعضي انواع آن داراي خروجي آنالوگ هستند.

اسلاید 40: كاربرد سنسورهايآلتراسونيك

اسلاید 41: كاربرد سنسورهاي آلتراسونيكاندازه گيري سطح در ظروف بزرگجلوگيري از برخورداندازه گيري سطح در ظروف كوچك

اسلاید 42: تشخيص ارتفاع قطعاتكنترل كيفيّتتشخيص شكستگي

اسلاید 43: شمارش بطري هاتشخيص شيءتشخيص وسيلة نقليه و موقعيّت يابي

اسلاید 44: تشخيص ارتفاع قطعات روي همتشخيص نقشهاي برجستهتشخيص قطر و كنترل سرعت نوار

اسلاید 45: رديابي قطعي سيم يا طنابكنترل حلقهتشخيص افراد

اسلاید 46: سنسورهاي فتوالكتريك

اسلاید 47: سنسور فتوالكتريك سنسور فتوالكتريك، نوع ديگري از ابزارهاي تشخيص موقعيّت مي باشند.اين سنسور از پرتوي نور مادوله شده استفاده مي كند.اين پرتو توسّط شيء يا منعكس شده ويا قطع مي گردد.

اسلاید 48: تئوري عملكرد سنسور فتو الكتريك شايد كاربرد اين سنسور را در تشخيص حضور افراد در مغازه ها را ديده باشيد.اين سنسور شامل منبع انتشار نور، يك گيرنده براي كشف نور ارسالي و مدارات الكترونيكي براي تقويت سيگنال كشف شده جهت راه اندازي مدارات كنترلي مي باشد.

اسلاید 49: ضريب تقويتهواي محيطي كه سنسور در آنجا نصب مي شود (مخصوصاً محيط هاي صنعتي)،ممكن است حاوي گردوخاك، دود و رطوبت باشد.در اين شرايط سنسور نياز به تشعشع نور بيشتر دارد.هواي محيط را به شش گروه آلودگي پاك، سبك، پايين، متوسط، بالا و بسيار زيادتقسيم مي گردد

اسلاید 50: ضريب تقويت در هواي پاك ضريب تقويت ،برابر با يك يا بالاتر از يك انتخاب ميشود.در محيطي كه گيرنده قادر به دريافت 50% از نور منتشر شده باشد حدّاقل ضريب دوبراي كار مناسب سنسور كافي مي باشد.

اسلاید 51: تقويت اضافي در هواي پاك ضريب تقويت اضافي يك يا بالتر از يك كافيست.در محيطي كه گيرنده قادر به دريافت 50% از نور منتشر شده باشد حدّاقل ضريب دوبراي كار مناسب سنسور كافي مي باشد.

اسلاید 52: تكنيك هاي اسكن سنسور فتوالكتريك تكنيكِ اسكن، روشي است كه براي رديابي شيئ به كار گرفته مي شود.بهترين روش رديابي بستگي به نوع شيئ دارد.بعضي اشياء كدر و بعضي بسيار شفّاف هستند.بعضي اوقات رديابي رنگ احتياج است.تشخيص فاصله نيز عاملي در روش اسكن مي باشد.بعضي روش ها براي فواصل دور و برخي براي فواصل كوتاه مفيدتر هستند.روش هاي اسكن عبارتند از:پرتوي كامل – بازتابي- انتشاردر ادامه به تشريح اين روش ها مي پردازيم.اسكن به روش پرتوي كاملاسكن به روش انتشاراسكن به روش بازتابي

اسلاید 53: اسكن به روش پرتوي كاملاين روش احتياج به يك فرستنده ويك گيرندة مجزّا دارد.وقتي شيء، مسير نور را مسدود كند، باعث تغيير حالت خروجي سنسور مي شود.اگر شيء ديگر در مسير نور نباشد، خروجي به حالت اوّل خود برمي گردد.اين روش براي اجسام كدر و منعكس كننده(مثل فلزّات) مناسب است.ولي اجسام شفّافرا تشخيص نمي دهد.ضريب تقويت بالا، امكان استفادة اين روش در محيط هاي آلوده را فراهم مي كندگيرندهفرستندهمسير نورفرستندهشيءگيرندهمسير نور مسدود شدهتكنيك اوّل اسكنسلّول هاي فتوالكتريك

اسلاید 54: روش بازتابي در اين روش، فرستنده و گيرنده ، يك جا هستند.نور فرستنده در يك خط مستقيم منتشر شده و بخ گيرنده باز مي گردد.وقتي شيء، مسير نور را مسدود كند، باعث تغيير حالت خروجي سنسور مي شود.اگر شيء ديگر در مسير نور نباشد، خروجي به حالت اوّل خود برمي گردد.ماكزيمم محدودة كار اين روش، ده و نيم متر مي باشد.گيرندهفرستندهشيءگيرندهفرستندهتكنيك دوّم اسكنسلّول هاي فتوالكتريك

اسلاید 55: بازتاباننده بازتاباننده به شكل هاي دايره اي، چهارگوش يا نواري بوده و در اندازه هاي مختلفساخته مي شوند.بازتاباننده را بايد جداگانه سفارش داد تشخيص اجسام برّاق با روش بازتابي

اسلاید 56: سنسورهاي بازتابي قادر به تشخيص اجسام برّاق نيستند.اجسام برّاق به جاي جذب نور آنرا انعكاس مي دهند.در اين حالت سنسور فرق نور بازتابيده شده از جسم برّاق و بازتابانندة خودش را تشخيص نمي دهدبازتابانندهجسم برّاقلنز سنسورتشخيص اجسام برّاق با روش بازتابي

اسلاید 57: روش بازتابي پلاريزه بازتابانندهنور پلاريزه نشدهلنز پلاريزه كنندهنور پلاريزه شده با قرار دادن يك پلاريزه كننده مشكل تشخيص اجسام برّاق حل مي شود.

اسلاید 58: روش انتشار در اين روش نيز فرستنده و گيرنده، يك جا هستند.نور منتشر شده از فرستنده به شيء برخورد كرده و در تمام زوايا بازتاب مي شود.اگر سنسور نور باتاب شدة كافي دريافت كند، خروجي خود را تغيير مي دهد.در اين روش سنسور و شيء به طور عمود به هم قرار مي گيرند. شيءگيرندهفرستندهتكنيك سوّم اسكنسلّول هاي فتوالكتريك

اسلاید 59: عملكرد تاريك حالت عملكردي است كه وقتي شيء بين گيرنده و فرستنده قرار گيرد خروجي سنسور فعّال مي كند. شيءگيرندهفرستندهفرستندهگيرنده

اسلاید 60: عملكرد روشن حالت عملكردي است كه وقتي شيء بين گيرنده و فرستنده قرار گيرد خروجي سنسورغير فعّال مي كند. شيءگيرندهفرستندهگيرندهفرستنده

اسلاید 61: سنسور فيبر نوري سنسورهاي فيبر نوري براي وسعت چشم سنسور ،در جلوي خود از فيبرهاي نوري استفاده مي كنند.كابل هاي فيبر نوري كوچك، قابل انعطاف بوده و در مكان هايي كه نصبمستقيم سنسور مشكل است، استفاده مي گردد.پريز كابل فيبر كابل فيبر

اسلاید 62: ليزراز اين سنسورها براي تشخيص اشيائ بسيار كوچك استفاده مي شود.در مكان يابي هاي دقيق، تشخيص سرعت و همچنين كنترل ضخامت نخ بزرگتر از 1/0 ميليمتر (شكل زير) استفاده مي شود بدليل استفاده از اشعة ليزر، يك پيغام خطر در اطراف آن بايد نوشته شود.ليزر در هر سه نوع سنسور آلتراسونيك كاربرد دارد.سنسور فتوالكتريكِ ليزري براي كنترل ضخامت نخ

اسلاید 63: تقويت اضافي در هواي پاك ضريب تقويت اضافي يك يا بالتر از يك كافيست.در محيطي كه گيرنده قادر به دريافت 50% از نور منتشر شده باشد حدّاقل ضريب دوبراي كار مناسب سنسور كافي مي باشد.

اسلاید 64: تقويت اضافي در هواي پاك ضريب تقويت اضافي يك يا بالتر از يك كافيست.در محيطي كه گيرنده قادر به دريافت 50% از نور منتشر شده باشد حدّاقل ضريب دوبراي كار مناسب سنسور كافي مي باشد.

اسلاید 65: كاربرد سنسورهايفتوالكتريك

اسلاید 66: مقايسة محتويّات بطري هايشمارش قوطي هاي كنسروشمارش كارتن ها

اسلاید 67: تشخيص جريانِ(Flow) وسايل حمل بطري ها (Pallet)شمارش بطري هااستفاده در كارواش

اسلاید 68: شمارش بسته هاتشخيص تركيبات داخل كنسروهاي فلزيتشخيص جهت و موقعيّت پايه نخستIC

اسلاید 69: تشخيص بسته هاي با ارتفاع نامساويتعيين جهت ICهاكنترل ارتفاع كارتن هاي انباشته شده

اسلاید 70: تشخيص تراكم بسته ها روي تسمه نقالهشمارش بسته ها در هر جاي تسمه نقّالهشمارش پايه هاي IC

اسلاید 71: خارج كردن كنسروهاي بدون برچسب از مسيراصلي و هدايت به مسير ديگرتشخيص وجود بسته جهت راه اندازيتسمه نقّالة ديگرتشخيص وسايل منعكس كنندة نور

اسلاید 72: مقايسة محتويّات آمپول هامقايسة پيچ ها و درست جاي گرفتن آنهامقايسة كيك هاي داخل قوطي

اسلاید 73: تشخيص برچسب ها با پس زمينه شفّافمانيتور كردن اشيائي كه از كاسة ارتعاش خارج مي شوند