سنسور ها

صفحه 1:
| 

صفحه 2:
اك ینور چیست؟ سنسور یک تبدیل کننده ی فنی است که یک مقدار دماوفشار,فاصله) به مقدار متفاوت دیگر که برای ارزیابی آسان تر است تبدیل می کند.این معمولا یک سیگنال الکتریکی از قیبل ولتاژ,جریان,مقاومت یا ف رکانسی از نوسان است.تعریف های دیگری از سنسور نیز وجود دارد مانند تشخیص دهنده‌برم زگذار و یا مبدل. سنسور ترم و کوپل برای اندازه گیری درجه حرارت بالا 

صفحه 3:
ترانسدیوسر تغییر مکان بروش القانی ‎(Variable Inductance Transducer)‏ اصول کار سنسورهاو یا ترانسدیوسرهای القائی در شکل های زیر بوضوح نشان داده شده است. این نوع وسیله در دو نوع ساخته میشود و دارای یک اين ترم وس ‎Cro‏ ميشود و داداى > سس وه سح 

صفحه 4:
سسورهای اثرهال Hall Effect Sensors ‏در حالت ويا مورد اول سيم بيج به دور محور وسطى قاب © _شكل بيجيده شده است و حر كت صفحه مقابل قاب فوق میزان فلوی مغناطیسی حاصله در‎ ‏آثرا تغيير ميدهد و موجب تغيير جريان عبورى در سيم بيج ميكردد. در حالت و يا مورد دوم سيم بيج به دو قسمت مساوى تقسيم شده است و هسته آهنى‎ ‏ادرين این سیم پیچسعرکت میکنده که در حالت وسط خروجی صفر است در طیفت دو قسمت تقسیم شدهی سیم پیج دو بازو و ی دو عضو از ی‎ مغناطيسى را تشکیل ميدهند 

صفحه 5:
یک عنصر هال از لا 9 شارش جریان ساخته شده است وقتی این عنصر تحت یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد؛ ولتاژ خروجی متناسب با قدرت میدان مغناطیسی تولید می کند. اين ولتاژ بسیار کوچک و در حدود میکرو ولت است. بنابراین استفاده از 2 مدارات بهسازی ضروری است. اگر چه سضور اثرهال سنسور میدان مغناطیسی است ولی می تواند به عنوان جزء اصلی در بسیاری از انواع حسكرهاى جريان» دسا فشار و موقعیت و ... استفاده شود. در منسورهاء سنسور اثر هال میدانی را که کمیت فیزیکی تولید می کند و یا تغییر می دهد حس می کند. 

صفحه 6:
هال توسط د کتر آدوین هال در سال ۱۸۹۷ در حالی در حالی او دانشجوی د کترای دانشگاه در بالتیمرانگلیس بود.هال درحال تحقیق بر تئوری جریان الکترون کلوین بود كه دريافت زمانی که ميدان يكك آهنربا عمود بر سطح مستطیل نا ز کی از جنس طلا قرار گیرد که جریانی از آن عبور می کند. اختلاف پتانسیل الکتریکی در لبه های مخالف آن پدید می آید.او دریافت که این ولتاژ متناسب با جریان عبوری از مدار و چگالی شار مغناطیسی عمود بر مدار است. اگر چه آزمایش هال موفقیت آمیز و صحیح بود ولی تا حدود ۷۰ سال پیش از کشف آن کاربردی خارج از قلمرو فيزيك تثورى برای آن بدست نیامد.با ورود مواد نیمه هادی در دهه ۱۹۵۰ اثرهال اولین کاربرد عملی خود را بدست آورد. درسال ۱۹۶۵ برای ‎EK Ad gi‏ سنسور حالت جامد کاربردی و کم هزینه از میان ایده های متفاوت اثرهال را انتخاب نمودند. علت این انتخاب جا دادن تمام این سنسور بر روی یک تراشه سیلیکن با هزینه کم و ابعاد کوچکک بوده است اين کشف مهم ورود اثر هال به دنیای عملی و پروکاربرد خود درجهان بود. 

صفحه 7:
خب ۱7 تثوری اثر هال : اگر یک ماده هادی یا نیمه هادی که حامل جریان الکتریکی است در ‎SK‏ ‏میدان مغناطیسی به شدت 8 كه عمود برجهت جريان عبورى به مقدار | مى باشد قرار گیرد؛ ولتاژی به مقدار لا در عرض هادى توليد مى شود 

صفحه 8:
وی گیهای عمومی سنسورهای اثرهال: حالت جامد عمر طولانی 02 عملاسرعتنا لاپ اسخ ف ركانسىيبا فى ۲ 5۳660 26۲0 عملبا ورودعن ابت اجزای غیر متح رک ‎Logic Compatible input and output‏ 15953 خروجی سا زگار باسطح منطقی ‏)150۹+ < :40*6 بازه دمایی گسترده ‎Sie Highly Repeatable Operation‏ » تکرار پذیرعالی یک عیب بز رگ این است که در اين سیستمها پوشش مغناطیسی مناسب باید در نظ رگرفته شوده چون وجود میدان های مغناطیسی دیگر باعث می شود تا خطای زیادی در سیستم اتفاق افتد. 

صفحه 9:
Wageatic Faia Hall Effect Sensor | Hall Etect Vonage 

صفحه 10:
۱7 این خاصیت در مواد نیمه هادی دارای مقدار پیشتری نسبت به مواد دیگر است و از ای خاضت در قطعات اثرهال تجازتی استفاده میشود. ولتازهابه این علت يديد مى آيد که میدان مغناطیسی باعث می شود تا نیروی 8" ۷)[< آلرنتز پرجریان عمل کند و توزیع آنرا برهم بزند نهایتا حاملهای جریان مسیر منحنی را مطابق شکل پپیمایند 

صفحه 11:
۱7 حاملهای جریان اضافی روی یک لبه قطعه ظاهر می شوند» ضمن اینکه در له مخالف کمبود حامل اتفاق می افتد. این عدم تعادل بار باعث ایجاد ولتاژ هال می شود که تا زمانی که میدان مغناطیسی حضور داشته و جریان برقرار است ‎ots‏ می ماند. 

صفحه 12:
خب ۱7 سنسورهای سرعت و شتاب سرعت. یکی از کمیت های مکانیکی است که اندازه گیری آن در صنعت یار ععداول انح شتاب نيز از کمیت هائی است که اندازه گیری مستقیم آن در برخی کاربردها مورد نیاز است. 

صفحه 13:


صفحه 14:
به اين نوع از سنسورها مى باش نوع از سنسورها شامل انواع هسته‌ثابت و سیم پیچ ثابت می باشد. در نوع سیم‌پیچ ثابت هسته در داخل سیم‌پیچ در حال حرکت می‌باشد و هسته با شیلی که می‌خواهيم سرعت ‎OT‏ را اندازه گیری کنیم در تماس است. هنگامی که هسته در داخل سیم‌پیچ حرکت می کند در داخل سیم‌پیچ خطوطی مغناطیسی ایجاد می‌شود. بنابراین نیرومحر که القاء شده در سیم‌پیچ متناسب با سرعت هسته مغناطیسی می‌باشد. و سنسورهای هسته ثابت از یک سیم‌پیچ تشکیل شده که به جسم در حال حرکت متصل است و یک مغناطیس دائم توسط دو فتری که آن را احاطه کرده‌اند بین سیم‌پیج نگه داشته شده است. در حالتی که سرعت ف رکانس نوسانات شیء و به دنبال آن هسته آنقدر باشد که از ف رکانس سیستم مکانیکی تجاوز کند هسته عملاً بدون حرکت باقی می‌ماند. بتابراین ولتاژ ایجاد شده در سیم‌پیچ در اثر حرکت آن در طول میدان مغناطیسی متناسب با سرعت شی می‌کند. شکلهای ساده این دو نوع سنسور را در شکلهای زیر مشاهده می 

صفحه 15:
این سنسور از یک نوار تشکیل شده که بر روی آن در نقاط مختلف حساسه‌هایی نسبت به تون وجود دارد. این نوار به جسمی که می‌خواهیم سرعتش را اندازه گیری کنیم متصل می‌شود. در بیرون توسط یک شمارنده می‌توانیم پالسهایی را که در حساسه‌ها ایجاد می کنند دریافت کرده و با ‎eee‏ ان ی در نظر گرفتن موقعیت سیستم در زمان نیز سرعت جسم را به ما می‌دهد. از اين نوخ از سنسورها در اندازه گیری سرعت‌های خطی کمتر استفاده می‌شود. هم به خاطر رنج کم و هم به خاطر مدار بهسازی سنگین تر از انواع دیگر کاربرد صنعتی کمتری داشته و بیشتر در حد یکک ایده باقی مانده است. 

صفحه 16:
خب ۱7 نوع سيم ييج ثابت »نوع هسته ثابت. 

صفحه 17:
خب ۱7 5 0310031 سسور سر عجر خثى لولع مستسورهای‌سرعت تاکومتر (تاکو ژنراتور0] تا کومتر دو فاز AC ‏تاكومتر‎ 2 © تا کومتر با روتور دندانه ای ‎dest a Sb L (Shaft Encoder) «5,5 52S:|-©‏ ‎Resolver .®‏ 

صفحه 18:
این دسته از سنسورها به سنجش سرعت زاویه‌ای می‌پردازند. این نوع به نظر در صنعت کاربرد بیشتری در مقایسه با سنسورهای سرعت خطی دارد و در صنعت به وضوح قابل مشاهده می‌باشد. اين نوع از سنسورها عموماً به اسم تاكومتر شناخته مى شوند هر جند در عالم واقع منظور از تاكومتر نوع خاصى از سنسورهاى سرعت مى باشد 

صفحه 19:
سنسورهای سرعت تاکومتر ] : - تاکتومتر 0 (] ( يا تاخو) یکک ژنراتور 062] آهنربای دائم ساده و کوچکی است که رابطه خطی بین ولتاژ ترمینال آن و سرعت دوران محور آن برقرار است که در آن به ضریب تاكومتر كوئيم. - استاتور تاکتومترهای ‎DC‏ معمولاً آهنرباى دائم است. بلاريته ولتاز خروجى با تغيير جهت سرعت عوض می شود. ویژگی ها: سادگی » ارزانی ؛ خطی بودن؛ محدوده سرعتی پائین؛ دقت تا حد۱. ۰ در صد ‏ اتصال به محور با کوپلینگ فلاکسیبل اندازه گیری .1000 ]) دستگاه تا کومتر تماسی و غیر تماسی مدل دقیق سرعت چرخش و تعیین دور موتور 

صفحه 20:
tachogonerator output, Vg Noon I el 248 1 ‏رن سر‎ ‏نعمت الم لمعأ مس‎ 0 سنسور سرعت تاكومتر دو فاز 

صفحه 21:
عا بر تاكومتر دو فاز: معايب اصلى اين تاكومتر: ‎)١‏ خطاى اندازه كيرى در اثر لرزش شافت و تنشهاى مكانيكى ۲) نویزهای محیط گذار بر دامنه ۳ خاصیت اشباع شوندگی و غیر خطی مدار مغناطیسی 

صفحه 22:
| ‏تاکومتر تاکومتر دامنه نیز گویند.‎ ole دارای دو سیم پیچی تحریکك و خروجی و یک روتور استوانه ای تو خالی است. سیم پیچی تحریک توسط ولتاژ ۵۰ هرتز ‎۸٩6‏ تغذیه می شود. این سیم پیچی یک جریان 600۷ در روتور ایجاد می کند. -جریان 60101 يا گردایی بوجود آمده میدان ثانویه ای بوجود می آورد که سبب القای ولتاژ در سیم پیچی خروجی می شود که دامنه آن متناسب با سرعت چرخش روتور است. فاز ولتاژ نیز بسته به جهت چرخش ‎٩۰‏ درجه فاز ‎sel a‏ - فرکانس ولتاژ القانی در سیم پیچ خروجی برابر با ف رکانس تغذیه سیم پیچی تحریک است. 

صفحه 23:
خب ۱7 سنسورهای سرعت AC x St اين تاكتور در واقع یک ژنراتور است و ف رکانس ولتاژ از رابطه زیر بدست می ‎aT‏ 

صفحه 24:
۱7 ‏خب‎ ‎Coes} رتور ( آهن ربای طبیعی ) یی | خروجی شکل (۸۶-۳) طرح کلی تاکومتر ‎AC‏ 

صفحه 25:
۱7 rl سنسورهای سرعت تا کومتر با روتور دندانه ای: روتور این تا کومتر بصورت دندان اره ای و از فلز فرومغناطیس ساخته می شود استاتور نيز از يكك آهنرباى دائم و يكك سیم پیچی تشکیل شده است. - هنكاميكه يكك دندانه به نزديكى آهنربا مى رسد رلوكتانس مدار مغناطيسى كاهش يافته و شار افزايش مى يابد. افزايش و كاهش شار ميدان موجب القاء ولتاژ در سیم پیچ می گردد. با كذشت هر دندانه از مقابل آهنربا يكك يالس ولتاژ در سيم بوجود مى آيد. - براى يكك روتورى با شكل شش دندانه » فركانس يالس ايجاد شده بصورت زير است: 

صفحه 26:
POLE-PIECE PERMANENT MAGNET re vm pause ‏اه‎ ‏اه سم‎ 52 Figure 1 - Internal configuration of typical sensors, Figure 2- Common terms used in defining gears. 

صفحه 27:
پل ساب وان 

صفحه 28:
Encoder روتور این تاکتور یک دیسک چرخان است که پین منبع نور(فرستنده) و سلول حساس (گیرنده) قرار گرفته است. یسک از قسمت های متوالی تاریک و روشن قرار گرفته است که مانع عبور نور و رسیدن به گيرنده نور می شود. -عبور مناطق تاریک و روشن دیسک از مقابل گیرنده موجب ایجاد پالس هائی در مدارات مربوط می گردد. -ف رکانس این پالس ها مبین سرعت چرخش دیسک می باشد. هر جه قدر تعداد قسمتهای تاریک و روشن بیشتر باشد. تعداد پالس ها در یکك دور چرخش پیشتر می شود. مزایا: رفتار کاملاً حطی» بدون تاثیر از نویزها و نداشتن عیوب تاکوهای دامنه - معايب: هزينه بيشترء نيازمند مدارات جانبی پیشتر © تاكوهاى آنالوكك بطور مستقيم بعنوان فيدبكك در حلقه كنترل مى توانند استفاده شوند ولى اينكودرها نيازمند مدارات جانبى بيشترى اند. 

صفحه 29:


صفحه 30:
اینکودر نوری چند دوری با خروجی کد 233 45 8 7 8 9 10 1! 1215 WIS عمج 

صفحه 31:
پیزوالکتریک در کارهای تشخیصی هميشه پرتوهای باریکی از امواج فراصوتی نیاز می باشند. چنین پرتوهایی به وسیله یک صفحه پیزوالکتریکک » که با دو الکترود صفحه ای موازی برانگیخته می شوند :تولیدمی گردند. يكك بلور را مى توان با به کاررگیری یک ولتاژ با بسامد بسیار بالا انگیخته نموده و مجبور به نوسان کرد . در بلور؛ بسامدی که ب شدت را تولید می کند بسامد تشدید گفته می شود. تشدید یک ویژگی موج است که در آن شدت موج در حقبقت به علت هم آمیزی موجهای همانند افزایش می یابد. می توان ثابت کرد که تشدید هنگامی رخ میدهد که ضخامت بلور برابر نيمى از طول موج و یا مضرب فردی از طول باشداگر دو رویه بلور ترانسدیوسر را بگونه دو رويه نوسان كد *«در نظ بگیريم مچلنچه فاصله ابن ذو رويد بانداز» موج ايجاد شذء باشده موج ايجاد شده به وسيله رويه يشتى؛ موج ايجاد شده بوسيله رويه جلوثى را تقويت مى كند .. اين تقويت كه بيشترين شدت موج را در بلور بوجود مى آورد همان رزونانس طبيعى يا تشديد 

صفحه 32:
بلور در ترانسدیوسرها می تواند هم به گونه فرستنده امواج فراصوت و هم كيرنده اموا ج کار کند. در حالت گیرنده تپ های ایجاد شده بوسیله بازتابش را دربافت می نماید. این بازتابش است که در ساختن نگاره سونو گرافی بکار می رود. حالت دلخواه هنگامی است که وقتی یک تپ کوتاه مدت موج فراصوت از بلور گسیل شد» بلور در زمانی بسیار بز رگتر پس از آن اماده دریافت بازتابش باشد در اینجاست که بهترین نگاره برای کارهای بالینی ساخته می شود . اگر بخواهيم الکتریسیته را به بلور وارد کنیم و يا الکتریسیته تولید شده را از آن بیرون ببریم » بايد بوسيله یک رسانا این کار انجام شود. دو طرف بلور دارای پوشش فلزی است که بسیار نا زک بوده و برای بردن ولتاژ از آن انجام می شود >" ‎tii,‏ 1 دهنده کابلی به ترانسدیوسر وصل است. 7 توانایی تبدیل دوجانبه فشار مکانیکی و الكتريسيته را به يكديكر "خاصيت پیزوالکتریک 7 7 

صفحه 33:
پخش نوسانی ترانسدیوسر بلور است . بلور انرژی فراصوتی را برای انتقال به محیط تولید می کند. بزرگی این بلورها می تواند به رویه دلخواه به هر اندازه ای اختیار شود؛ ولی هر چه ناز کتر باشد با بسامد بیشتری نوسان می کند. بخش پشتی بلور با یک ماده میرااکننده یا خفه کننده و برای جلوگیری از تابش انرژی بلور در رویه پشتی پر شده است . 

صفحه 34:
کرنش مکانیکی عبارتهای تتش و کرنش غالبا د رموقع استفاده با یکدیگر اشتباه می شوند و بنابراین لازم است در اینجا تعریف روشنی از این د و کلمه بیان شود. کرنش نتیجه تنش است و به صورت تغییر نسبی ابعاد ‎ES‏ شی بیان می شود بدین معنی که تغییر بعد تقسیم بر بعد اصلی می شود به گونه ای که به عنوان مثال» از نظر طولی کرنش تغییرات طول تقسیم بر طول اصلی است. در مقابل» تنش؛ عبارتست از تقسیم مقدار نیرو بر مقدار سطح. همانگونه که در مورد یک سیم و يكك میله در تنش کششی و با فشاری به عنوان مثال؛ تتش کششی عبارت از نیروی وارده تقسیم بر سطحی که نیرو به آن وارد می شود. که آن سطح؛ سطح مقطع سیم و یا میله است. در مورد موادی مانند مایعات و يا كازهاء که می توانند در تمام جهات به طور یکنواخت فشرده شوند» 

صفحه 35:
تتش کلی نیرو بر واحد سطح است. که همان فشار وارده است و کرنش تغییر حجم تقسیم بر حجم اصلی است. عمومی ترین ترانسدیوسرهای کرنش از نوع تتش مکانیکی ‎BS 6S ojluil axue Tensile mechanical stress) 2:5‏ اجازه می دهد که مقدار تتش با دانستن مدول ‎is Elastic Modulus) eXs-¥i‏ محاسبه باشد. تعریف هر نوع از ضریب کشسانی کرنش/ تتش است؛ ( که دارای واحد تنش استء چون کرنش واحد فیزیکی ندارد) و کاربردی ترین مدول الاستیک. مدول خطی يانكك» مدول برشی (پیچش) و مدول بولک (فشار) است. ‏برای مقادیر کوچک کرنش؛ مقدار کرنش متناسب با تتش است و مدول الاستیکك کمیتی است که نسبت کرنش/ تنش را در ناحیه الاستیکک, بیان می کند» (قسمتی از نمودار کرنش- تنش که خطی است). به عنوان مثال؛ مدول یانگ نسبت کرنش کششی/ تنش كششى؛ به طور نمونه برای هر ماده به شکل سیم اندازه گیری می شود. روش اندازه گیری کلاسیکد» هنوز هم در آزمایشگاه مدارس مورد استفاده قرار می گیرد و در آن از یک زوج سيم بلند استفاده میشود. که یکی از آنها بهبار وصل شده و به سیم دیگر یک ورنیه مدرج نصب می ‎=e‏ 

صفحه 36:
آشکارسازی و تبدیل تتش کششی در ب رگیرنده اندازه گیری تغیبرات خطی کوچک طول یک نمونه است. این به وسیله اثر تغیبرات دماء که ایجاد انبساط و یا انقباض می کند کامل می شود. برای تغیبرات حدود 690-0 که دمای محیط اطراف ماست. انبساط و انقبااض طول در همان حدود اندازه تغییراتی که توسط مقادیر زیادی فشار ایجاد می شود خواهد بود. بنابراین هر سیستمی برای آشکارسازی و اندازه گیری کرنش بایستی به نحوی طراحی شود که اثرات دما بتواند جبران سازی شود. 

صفحه 37:
اندازه گیری سرعت سیالات بوسیله لوله پیتوت و رنج دبی دبی می تواند عموما تا ۲ اینچ یا ۵۵ ‎MIM‏ باشد ضمنا تشابه عملکرد ان همچون کار کرد اریفیس می باشد . در سال ۱۷۳۲ هنری دی پیتوت با توجه به تحقیقیات گسترده ای که در رابطه با سرعت انواع سيال ها داشت توانست به وسیله ی لوله اندازه گیری که پیتوت نامیده شد جريان سرعت يكك سيال را اندازه گیری نماید ختراع شده توسط پیتوت قادر می باشد سرعت جریان سیال را در هر نقطه ی دلخواه به صورت لحظه ای و یا متوسط اندازه گیری نماید از مزایای ان نسبت به موارد مشابه قیمت ارزان ان و دقت بالای ان در رنج های بالا و همچنین يارامتر ها به وسیله ی سنسورهای تعبیه شده در سیال های بسیارداغ می باشد و همچنین از معایب ان می توان به دقت پایین در رنج های پایین و محدودیت برای مایعات تمیز و پاک اشاره کرد فشارها ی بالا و توانایی درج دا 

صفحه 38:
كازها يا سیالهایی که به صورت بخار می باشند دارای مقاومت پایینی هستند روند عملکرد یک پیتوت برای اندازه گیری جریان سیال به صورت تئوری زیر بیان می شود ‎Pt=p+pv‏ در فرمول فوق: : مجموع فشارهايوإستكه مئتولند ف رستاده شود به سملوله لندازه گیری ۳ : فشار لستاتیکیدر سیالل ۷ فشار دینامیکی سیال 

صفحه 39:
دوپلر سرعت‌سنجی دوپلری لیزری 10/0/1۲2۷ روشی دقیق برای اندازه گیری سرعت ذرات در جریان شاره‌هاست. اساس این روش ار دوپلر و پر کندگی ۷116 نور از ذرات است. محدوده سرعت‌های قابل اندازه گیری به اين روش از حدود چند میکرومتر بر ثانیه با چند برابر سرعت صوت است. به دلیل غیر تماسی بودن این روش و قابلیت آن در اندازه گیری روی جریان‌های اغتشاشی و برگشتی, امکان اندازه گیری به صورت ایستا و هم پویا و نیز پاسخ سریع آن» این روش بسیار مورد توجه قرار گرفته است. به علاوه 10۸ و ‎PDA‏ ‏روشی برای اندازه‌سنجی ذرات ارائه می‌دهند. پویانمایی برای توصیف اثر داپلر. با حرکت سمت چپ طول موج ج حاصل از صداى ماشين در سيت .چپ کاهش و در سمت راست افزایش می‌یابد 

صفحه 40:
او سنسورهای اولتراسونیکک یا حسگرهای مافوق صوت از جمله پرمصرف ترین سنسورها در رباتیک فى ياشتد. یکی از مسائل مطرح در رباتيكك ايجاد دركك نسبت به محيط خارجى براى جل وكيرى از برخورد نامطلوب به اشياء موجود در محيط حركت است. از سوى ديكر ممكن است نياز داشته باشيم كه ربات بتواند دركى از فاصله ها بدون تماس فيزيكى داشته باشد. براى اين منظور از سنسورهاى مافوق صوت با ۲35010 لا استفاده می کنند. با وجود اينکه رویکردهای زیادی در این زمینه وجود دارد ولی می توان آنها را در دو بخش تقسیم پندی کرد: دسته اول شامل ابزارهای انفعالی می باشند :نظیر سیستمهای فاصله سنجی 601-۴0115 5۷۷ و یا ‎stereoscopic‏ دسته بعد سیستم های فعال یا ‎ACTIVE‏ باشند نظير این سنسورها از دو قسمت شده است. 

صفحه 41:
قسمت اول مدار راه انداز آن را تشکیل می دهد و قسمت دیگر دو قطعه (مبدل) گیرنده و فرستنده آن, دقیقا مشابه آن قسمت از دزد گیرهایی که در خودروها (مقابل شیشه جلو) نصب می شود. دردسر اصلی کار با اینگونه سنسورها مدار راه انداز آن است البته پکیجهای آماده که کار را بسیار ساده می کنند نیز وجود دار مانند مدول مافوق صوت ساخت شرکت 685 ۱06۲۳۷۸۳66 این سنسورها در برخی دوربينها نیز برای تشخیص فاصله و ف و کوس مناسب استفاده می شود مکانیزم کلی کار این سنسورها ؛ فرستادن یک بیم و دریافت انعکاس آن و متعاقبا محاسبه زمان رفت و برگشت. بدین ترتیب می توان فواصل را نیز براحتی با در نظر گرفتن سرعت صوت در دما و فشار محيط ؛ محاسبه کرد. ن کار از دو راه ممکن است. راه اول جاروب كردن محيط با امواج بصورت مکانیکی می باشد. راه دوم استفاده ازچند مبدل » با توجه به پیچید گی محیط » است. قدم بعدى بدست آوردن ماتريسى از موانع موجود در محيط است. 1 

صفحه 42:
بعنوان مثال مى توان يكك مبدل متح رک با رنج زاویه ای بالا در سر ربات ؛ یکک مبدل ثابت در جلو و رو به پایین برای تشخیص گودی: و دو مبدل با زاویه های ۴۵ درجه در چپ و راست را بعنوان یک ترکیب مناسب استفاده کرد. یکی از مهمترین خطاهایی که در این سنسورها مشاهده می‌شود ؛ خطای بالقوه در فواصل زياد است. همانطور که می دانید امواج مافوق صوت را نمی توان همانند یک بیم لیزر تا باند و انعکاس آن را ثبت کرد. بعنوان مثال در فاصله حدودا ۴.۵ متری و با زاوبه تابش ۷۵ درجه حدود ۲۵۰ میلیمتر خطا ممکن است پیش آید. برخی از با استفاده از تيوبها » شیپوره ها و بزتابنده ها وبا فو کوس دادن بیم های صوتی سعی در كم كردن زاویه تابش داشته اند ولی تجهیزات مورد نیاز ابعاد سنسور را به ده ها برابر افزایش می دهد. دقت اين نوع سنسورها را با افزايش دقت گیرنده نیز می توان افزایش داد. لبه های کناری بیم عموما از شدت کمتری برخوردارند ُذا با کم کردن شدت حساسیت گیرنده می توان خطا را تا نصف کاهش داد. البته در مواردی از یک آرایه از داده ها استفاده می شود و پروسسوری وظیفه تشخیص زاویه مناسب را برعهده دارد. 

صفحه 43:
اولتراسو اين دبى سنج ها جهت تعيين دبى سيال از امواج صوتی استفاده می کنند . پالس های مبدل پیزوالکتریک از سیال متح رک با سرعت صوت عبور کرده و سپس سرعت سیال با روش هایی که در زیر شرح داده شده » اندازه گیری می شود . روش اول اندازه گیری » روش ترانزیت زمانی می باشد . در این روش دو مبدل مقابل هم قرار گرفته اند و امواج صوتی عبوری از میان آنها زاویه ۴۵ درجه با جهت سیال درون لوله می سازند ؛ سرعت صوت از مبدل بالا دست تا پایین دست برابر سرعت ذاتی صوت به اضافه سرعت سیال است. در یکک اندازه گیری همزمان در دو طرف لوله ‏ مقداری که (به طور الکتریکی) تعیین می شود پیانگر سرعت سیال است و به طور خطی متناسب با دبی جریان است.در حالیکه روش ترانزیت زمانی در اکثر سیالات به خوبی کار می کند ضروری است که از گاز یا جامدات به دور باشد تا از پراکند گی امواج صوتی بین مبدل ها جل وگیری 

صفحه 44:
روش دیگر اندازه گیری این دبی سنج استفاده از اثر دوپلر می باشد . وسایل اندازه گیری جریان در اين روش از دو نوع المنت مبدل استفاده می کنند که در یکك طرف لوله قرار گرفته اند. یک موج مافوق صوت با ف رکانس ثابت توسط یکی از المنت ها به سیال ارسال می شود و سپس جامدات و حباب های درون سیال؛ موج صوتی را به المنت مقصد منعکس می کنند. طبق قانون دوپلر در صورت وجود یک حرکت نسبی بین المنت ارسال کننده و دریافت کننده موج ‏ ف رکانس یا طول موج با یک تغیبر مکانی همراه است . در دبی سنج دوپلر ,حرکت نسبی اجسام معلق در سیالات » تمایل به فشردن موج صوتی به طول موج های کوتاهتر (ف رکانس بالاتر) دارند. فرکانس دریافتی در المنت مقصد با فر کانس ارسال شده مقایسه الکتریکی می شود تا اختلاف فرکانسی را که مستقیما متناسب با سرعت سیال در لوله است محاسبه شود. در مقایسه با روش ترانزیت زمانی؛ عملکرد صحیح این روش اندازه گیری مستلزم وجود گازها با جامدات معلق در جریان می باشد. با وجود آنکه اندازه گیری به روش 350106 الا مزایای زیادی اعم از عدم وجود موانع در لوله » کم بودن هزینه سنسور دارند : ولی عملکرد آنها به شدت وابسته به شرایط جریان است به عبارتی دقت آنها به نوع سیال بستگی دارد و همچنین رسوب در لوله باعث کاهش دقت اندازه گیری آنها عق شود 

صفحه 45:
9 ۱ مدار کامل ‎ae‏ ‏سنسون اولتراسويكة مناسب استفاده یه ‎ah‏ ‏ور ویات | 

صفحه 46:
انکودر حسگری است که به محور چرخ؛ چرخ دنده يا موتور وصل می شود و میتواند میزان چرخش را اندازه گیری کند با اندازه گیری میزان چرخش می توائید جا به جایی» سرعت» شتاب یا زاویه چرخشی را تعیین کنید. معمولا انکودرها از نوع نوری می باشند و یک فرستنده و یک گيرنده مادون قرمز در دو سمت یک جسم مکانیکی چرخنده (دیسک شیاردار) قرار می گیرند و پالسهای الکتریکی تولید کل به عبارت دیگر می توان گفت زمانی نور ارسالی توسط فرستنده از شیارهای چرخنده عبور می کند توسط گیرنده دریافت می گردد و مقدار ولتاژ خروجی یک مشود و زمانی که نور ارسالی ‎aaa ‘3 3‏ می کند توسط گیرنده دریافت نمی شود و مقدار ولتاژ خروجی از ‎ae‏ الا ده اناك 6 ولد ی هید [| 1 z f-—$=&< one Revolution ———+] 

صفحه 47:
رزولوشن کوچکترین مقدار چرخش محور است که انکودر قادر به تشخیص ‎OT‏ می‌باشد. اگر انکودر ۱۰۲۴ پالس در هر دور چرخش تولید کند. می تولند زاوبه چرخش رابا دقت ۳۵/۰ درجه تشخیص دهد. فرکانس پالس وابسته به سرعت چرخش و رزولوشن انکودر است و مطابق فرمول زیر محاسبه ‎ae ae‏ Speed(rpm) x Re solution PPR) PulseFrequency(Hz) = 60 

صفحه 48:
انواع انکودر انکودرها سه دسته اند: ۱. انکودر نسبی: یه این صورت که یک گيرنده و فرستنده مادون قرمز در دو طرف چرخ دار قرار ميكيرد. أين نوع ا الكزدزها عيرق ع قح سن حمر بج حل تسبح ب اقبت اوليه اندازه كيرى مى شود و نمى توان جهت جرخش را مشخص كرد. ". انكودر افزايث ايشى: در اين نوع انكودرها از دو فرستنده و كيرنده مادون قرمز در دو طرف جرخ شياردار با فاصله مشخص استفاده ميشود بنابراين با جرخش جرخ ما دو بالس خروجى داريم كه با يكديكر اختلاف فاز دارند و براساس آن ميتوان جهت جرخش را نيز مشخص نمود. ".انكودر مطلق: در انكودرهاى مطلق از يكك صفحه شفاف استفاده ميشود كه بخشهاى خاصى از آن سیاه شده اند واز چندین فرستند: » (به طور مثال ۸ جفت) استفاده می شود. در هر لحظه تعدادی از اين كيرنده ها صفر و برخى يكك را نشان ميدهد بدين ترتيب يكك عدد باينرى ميدهد كه زاويه بين صفر تا ‎78٠‏ درجه را ميتوان محاسبه كرد. 

صفحه 49:


صفحه 50:


به نام خالق هستی سنسور چیست؟ سنسور یک تبدیل کننده ی فنی است که یک مقدار فیزیکی را (مانند دما,فشار,فاصله) به مقدار متفاوت دیگر که برای ارزیابی آسان تر است تبدیل می کند.این معموال یک سیگنال الکتریکی از قبیل ولتاژ,جریان,مقاومت یا فرکانسی از نوسان است.تعریف های دیگری از سنسور نیز وجود دارد مانند تشخیص دهنده,رمزگذار و یا مبدل. سنسور ترموکوپل برای اندازه گیری درجه حرارت باال ترانسديوسر تغيير مكان بروش القائي ()Variable Inductance Transducer اصول كار سنسورهاو يا ترانسديوسرهاي القائي در شكل هاي زير بوضوح نشان داده شده است .اين نوع وسيله در دو نوع ساخته ميشود و داراي يك عدد سيم پيچ هستند سنسورهاي اثرهال ‏Hall Effect Sensors در حالت ويا مورد اول سيم پيچ به دور محور وسطي قاب Eشكل پيچيده شده است و حركت صفحه مقابل قاب فوق ميزان فلوي مغناطيسي حاصله در آنرا تغيير ميدهد و موجب تغيير جريان عبوري در سيم پيچ ميگردد .در حالت و يا مورد دوم سيم پيچ به دو قسمت مساوي تقسيم شده است و هسته آهني در بين اين سيم پيچ حركت ميكند؛ كه در حالت وسط خروجي صفر است در حقيقت دو قسمت تقسيم شده­ی سيم پيچ دو بازو و يا دو عضو از يك پل مغناطيسي را تشكيل ميدهند يك عنصر هال از اليه نازكي ماده هادي با اتصاالت خروجي عمTTود بTTر مسTTير شارش جريان ساخته شده است وقتي اين عنصر تحت يك ميدان مغناطيسTTي قرار مي گيرد ،ولتاژ خروجي متناسب با قدرت ميدان مغناطيسي توليد مي كند. اين ولتاژ بسTTيار كوچTTك و در حTTدود ميكرو ولت اسTTت .بنTTابراين اسTTتفاده از مTTTدارات بهسازي ضروري اسTTTت .اگر چTTTه سنسTTTور اثرهال ،سنسTTTور ميدان مغناطيسTTي اسTTت ولي مي توانTTد بTTه عنTTوان جTTزء اصTTلي در بسTTياري از انTTواع حسگرهاي جريان ،دما ،فشTTار و مTTوقعيت و … اسTTتفاده شTTود .در سنسTTورها، سنسور اثر هال ميداني را كه كميت فيزيكي توليد مي كند و يا تغيير مي دهTTد حس مي كند. تاریخچه اثرهال توسط دکتر ادوین هال در سال 1897در حالی در حالي كشف شد كه او دانشجوي دكتراي دانشگاه در بالتيمرانگليس بود.هال درحال تحقيق بر تئوري جريان الكترون كلوين بود كه دريافت زماني كه ميدان يك آهنربا عمود بر سطح مستطيل نازكي از جنس طال قرار گيرد كه جرياني از آن عبور مي كند ،اختالف پتانسيل الكتريكي در لبه هاي مخالف آن پديد مي آيد.او دريافت كه اين ولتاژ متناسب با جريان عبوري از مدار و چگالي شار مغناطيسي عمود بر مدار است .اگر چه آزمايش هال موفقيت آميز و صحيح بود ولي تا حدود 70سال پيش از كشف آن كاربردي خارج از قلمرو فيزيك تئوري براي آن بدست نيامد.با ورود مواد نيمه هادي در دهه 1950اثرهال اولين كاربرد عملي خود را بدست آورد .درسال 1965براي توليد يك سنسور حالت جامد كاربردي وكم هزينه از ميان ايده هاي متفاوت اثرهال را انتخاب نمودند .علت اين انتخاب جا دادن تمام اين سنسور بر روي يك تراشه سيليكن با هزينه كم و ابعاد كوچك بوده است اين كشف مهم ورود اثر هال به دنياي عملي و پروكاربرد خود درجهان بود. تئوری اثر هال : اگر يك ماده هادي يا نيمه هادي كه حامTTل جريان الكتريكي اسTTت در يك ميدان مغناطيسي به شدت Bكه عمود برجهت جريان عبTTوري بTTه مقTTدار Iمي باشد قرار گيرد ،ولتاژي به مقدار Vدر عرض هادي توليد مي شود ويژگيهای عمومی سنسورهای اثرهال: حالت جامد عمر طوالني 100KHZعمل با سرعت باال-پاسخ فركانسي باالي Zero Speed Sensorعمل با ورودي ثابت اجزاي غير متحرك Logic Compatible input and outputورودي و خروجي سازگار با سطح منطقي 40°C ~ +150°Cبازه دمايي گسترده Highly Repeatable Operationعملكرد تكرار پذيرعالي يك عيب بزرگ اين است كه در اين سيستمها پوشش مغناطيسي مناسب بايد در نظرگرفته شود ،چون وجود ميدان هاي مغناطيسي ديگر باعث مي شود تا خطاي زيادي در سيستم اتفاق افتد. اين خاصيت در مواد نيمه هادي داراي مقدار بيشتري نسبت به مواد ديگر است و از اين خاصيت در قطعات اثرهال تجارتي استفاده ميشود .ولتاژها به اين علت پديد مي آيد كه ميدان مغناطيسي باعث مي شود تا نيروي F=q(V´Bلرنتز برجريان عمل كند و توزيع آنرا برهم بزند نهايتا حاملهاي جريان مسير منحني را مطابق شكل بپيمايند حاملهاي جريان اضافي روي يك لبه قطعه ظاهر مي شوند ،ضمن اينكه در لبه مخالف كمبود حامل اتفاق مي افتد .اين عدم تعادل بار باعث ايجاد ولتاژ هال مي شود ،كه تا زماني كه ميدان مغناطيسي حضور داشته و جريان برقرار است باقي مي ماند. سنسورهای سرعت و شتاب سرعت ،یکی از کمیت های مکانیکی است که اندازه گیری آن در صنعت بسیار متداول است. شتاب نیز از کمیت هائی است که اندازه گیری مستقیم آن در برخی کاربردها مورد نیاز است. سنسورهای سرعت اینکودرهای خطی: توضیحات کلی: شهرت بیشتر سنسورهای سرعت خطی ( )lvtبه این نوع از سنسورها می‌باشد. این نوع از سنسورها شامل انواع هسته‌ثابت و سیم پیچ ثابت می باشد .در نوع سیم‌پیچ ثابت هسته در داخل سیم‌پیچ در حال حرکت می‌باشد و هسته با شیئی که می‌خواهیم سرعت آن را اندازه‌گیری کنیم در تماس است .هنگامی که هسته در داخل سیم‌پیچ حرکت می‌کند در داخل سیم‌پیچ خطوطی مغناطیسی ایجاد می‌شود .بنابراین نیرومحرکه القاء شده در سیم‌پیچ متناسب با سرعت هسته مغناطیسی می‌باشد .و سنسورهای هسته ثابت از یک سیم‌پیچ تشکیل شده که به جسم در حال حرکت متصل است و یک مغناطیس دائم توسط دو فنری که آن را احاطه کرده‌اند بین سیم‌پیچ نگه داشته شده است .در حالتی که سرعت فرکانس نوسانات شیء و به دنبال آن هسته آنقدر باشد که از فرکانس سیستم مکانیکی تجاوز کند هسته عمًال بدون حرکت باقی می‌ماند .بنابراین ولتاژ ایجاد شده در سیم‌پیچ در اثر حرکت آن در طول میدان مغناطیسی متناسب با سرعت شئء تغییر می‌کند .شکلهای ساده این دو نوع سنسور را در شکلهای زیر مشاهده می کنید‌. این سنسور از یک نوار تشکیل شده که بر روی آن در نقاط مختلف حساسه‌هایی نسبت به نور ،وجود دارد .این نوار به جسمی که می‌خواهیم سرعتش را اندازه‌گیری کنیم متصل می‌شود .در بیرون توسط یک شمارنده می‌توانیم پالسهایی را که در حساسه‌ها ایجاد می‌کنند دریافت کرده و با شمارش آنها موقعیت جسم متحرک را تعیین کنیم .در نظر گرفتن موقعیت سیستم در زمان نیز سرعت جسم را به ما می‌دهد .از این نوع از سنسورها در اندازه‌گیری سرعت‌های خطی کمتر استفاده می‌شود .هم به خاطر رنج کم و هم به خاطر مدار بهسازی سنگین‌تر از انواع دیگر کاربرد صنعتی کمتری داشته و بیشتر در حد یک ایده باقی مانده است. نوع سیم پیچ ثابت ،نوع هسته ثابت. Rotational Sensorsسنسور سرعت چرخشی انواع سنسورهای سرعت: ‏تاکومتر (تاکو ژنراتور)DC ‏ـ تاکومتر دو فاز ‏ـ تاکومتر AC ‏ـ تاکومتر با روتور دندانه ای ‏ـ اینکودر نوری ( ) Shaft Encoderیا تاکومتر فتوسلی ‏ـ Resolver این دسته از سنسورها به سنجش سرعت زاویه‌ای می‌پردازند .این نوع به نظر در صنعت کاربرد بیشتری در مقایسه با سنسورهای سرعت خطی دارد و در صنعت به وضوح قابل مشاهده می‌باشد .این نوع از سنسورها عمومًا به اسم تاکومتر شناخته می‌شوند هر چند در عالم واقع منظور از تاکومتر نوع خاصی از سنسورهای سرعت می باشد‌ سنسورهای سرعت تاکومتر : DC ـ تاکتومتر ( DCیا تاخو) یک ژنراتور DCآهنربای دائم ساده و کوچکی است که رابطه خطی بین ولتاژ ترمینال آن و سرعت دوران محور آن برقرار است که در آن به ضریب تاکومتر گوئیم. ـ استاتور تاکتومترهای DCمعموًال آهنربای دائم است .پالریته ولتاژ خروجی با تغییر جهت سرعت عوض می شود. ویژگی ها :سادگی ،ارزانی ،خطی بودن ،محدوده سرعتی پائین ،دقت تا حد 0 .1در صد ، اتصال به محور با کوپلینگ فالکسیبل اندازه گیری CT100،دستگاه تاکومتر تماسی و غیر تماسی مدل دقیق سرعت چرخش و تعیین دور موتور سنسور سرعت تاکومتر دو فاز سنسورهای سرعت تاکومتر دو فاز: معایب اصلی این تاکومتر: )1خطای اندازه گیری در اثر لرزش شافت و تنشهای مکانیکی )2نویزهای محیط گذار بر دامنه )3خاصیت اشباع شوندگی و غیر خطی مدار مغناطیسی به این تاکومتر ،تاکومتر دامنه نیز گویند. ـ دارای دو سیم پیچی تحریک و خروجی و یک روتور استوانه ای تو خالی است. ـ سیم پیچی تحریک توسط ولتاژ 50هرتز ACتغذیه می شود .این سیم پیچی یک جریان eddyدر روتور ایجاد می کند. ـ جریان eddyیا گردایی بوجود آمده میدان ثانویه ای بوجود می آورد که سبب القای ولتاژ در سیم پیچی خروجی می شود که دامنه آن متناسب با سرعت چرخش روتور است .فاز ولتاژ نیز بسته به جهت چرخش 90درجه پیشفاز یا پسفاز است. ـ فرکانس ولتاژ القانی در سیم پیچ خروجی برابر با فرکانس تغذیه سیم پیچی تحریک است. سنسورهای سرعت تاکومتر :AC این تاکتور در واقع یک ژنراتور است و فرکانس ولتاژ از رابطه زیر بدست می آید سنسورهای سرعت تاکومتر با روتور دندانه ای: روتور این تاکومتر بصورت دندان اره ای و از فلز فرومغناطیس ساخته می شود . ـ استاتور نیز از یک آهنربای دائم و یک سیم پیچی تشکیل شده است. ـ هنگامیکه یک دندانه به نزدیکی آهنربا می رسد رلوکتانس مدار مغناطیسی کاهش یافته و شار افزایش می یابد .افزایش و کاهش شار میدان موجب القاء ولتاژ در سیم پیچ می گردد .با گذشت هر دندانه از مقابل آهنربا یک پالس ولتاژ در سیم بوجود می آید. ـ برای یک روتوری با شکل شش دندانه ،فرکانس پالس ایجاد شده بصورت زیر است: سنسورهای سرعت ‏shaftاینکودر نوری ( تاکومتر فتوسلی ) یا ‏Encoder روتور این تاکتور یک دیسک چرخان است که بین منبع نور(فرستنده) و سلول حساس (گیرنده) قرار گرفته است. ـ دیسک از قسمت های متوالی تاریک و روشن قرار گرفته است که مانع عبور نور و رسیدن به گیرنده نور می شود. ـ عبور مناطق تاریک و روشن دیسک از مقابل گیرتده موجب ایجاد پالس هائی در مدارات مربوط می گردد. ـ فرکانس این پالس ها مبین سرعت چرخش دیسک می باشد. هر چه قدر تعداد قسمتهای تاریک و روشن بیشتر باشد ،تعداد پالس ها در یک دور چرخش بیشتر می شود. ـ مزایا :رفتار کامًال خطی ،بدون تاثیر از نویزها و نداشتن عیوب تاکوهای دامنه ـ معایب :هزینه بیشتر ،نیازمند مدارات جانبی بیشتر ‏تاكوهاي آنالوگ بطور مستقيم بعنوان فيدبك در حلقه كنترل مي توانند استفاده شوند ولي اينكودرها نيازمند مدارات جانبي بيشتري اند. اينكودر نوري چند دوري با خروجي كد پیزوالکتریک در کارهای تشخیصی همیشه پرتوهای باریکی از امواج فراصوتی نیاز می باشند .چنین پرتوهایی به وسیله یک صفحه پیزوالکتریک ،که با دو الکترود صفحه ای موازی برانگیخته می شوند ،تولیدمی گردند. یک بلور را می توان با به کارگیری یک ولتاژ با بسامد بسیار باال انگیخته نموده و مجبور به نوسان کرد .در بلور ،بسامدی که بیشترین شدت را تولید می کند بسامد تشدید گفته می شود .تشدید یک ویژگی موج است که در آن شدت موج در حقیقت به علت هم آمیزی موجهای همانند افزایش می یابد .می توان ثابت کرد که تشدید هنگامی رخ میدهد که ضخامت بلور برابر نیمی از طول موج و یا مضرب فردی از طول باشداگر دو رویه بلور ترانسدیوسر را بگونه دو رویه نوسان کننده در نظر بگیریم ،چنانچه فاصله این دو رویه باندازه موج ایجاد شده باشد ،موج ایجاد شده به وسیله رویه پشتی ،موج ایجاد شده بوسیله رویه جلوئی را تقویت می کند ..این تقویت که بیشترین شدت موج را در بلور بوجود می آورد همان رزونانس طبیعی یا تشدید است. بلور در ترانسدیوسرها می تواند هم به گونه فرستنده امواج فراصوت و هم گیرنده اموا ج کار کند .در حالت گیرنده تپ های ایجاد شده بوسیله بازتابش را دریافت می نماید .این بازتابش است که در ساختن نگاره سونوگرافی بکار می رود .حالت دلخواه هنگامی است که وقتی یک تپ کوتاه مدت موج فراصوت از بلور گسیل شد ،بلور در زمانی بسیار بزرگتر پس از آن اماده دریافت بازتابش باشد ،در اینجاست که بهترین نگاره برای کارهای بالینی ساخته می شود . اگر بخواهیم الکتریسیته را به بلور وارد کنیم و یا الکتریسیته تولید شده را از آن بیرون ببریم ،باید بوسیله یک رسانا این کار انجام شود .دو طرف بلور دارای پوشش فلزی است که بسیار نازک بوده و برای بردن ولتاژ از آن انجام می شود .الکترودها بوسیله یک پیوند دهنده کابلی به ترانسدیوسر وصل است. توانایی تبدیل دوجانبه فشار مکانیکی و الکتریسیته را به یکدیگر "خاصیت پیزوالکتریک بخش نوسانی ترانسدیوسر بلور است .بلور انرژی فراصوتی را برای انتقال به محیط تولید می کند .بزرگی این بلورها می تواند به رویه دلخواه به هر اندازه ای اختیار شود ،ولی هر چه نازکتر باشد با بسامد بیشتری نوسان می کند. بخش پشتی بلور با یک ماده میراکننده یا خفه کننده و برای جلوگیری از تابش انرژی بلور در رویه پشتی پر شده است . كرنش مكانيكي عبارتهاي تنش وكرنش غالبًا د رموقع استفاده با يكديگر اشتباه مي شوند و بنابراين الزم است در اينجا تعريف روشني از اين دوكلمه بيان شود. كرنش نتيجه تنش است و به صورت تغيير نسبي ابعاد يك شي بيان مي شود ،بدين معني كه تغيير بعد تقسيم بر بعد اصلي مي شود ،به گونه اي كه به عنوان مثال ،از نظر طولي كرنش تغييرات طول تقسيم بر طول اصلي است. در مقابل ،تنش ،عبارتست از تقسيم مقدار نيرو بر مقدار سطح .همانگونه كه در مورد يك سيم و يك ميله در تنش كششي و يا فشاري ،به عنوان مثال ،تنش كششي عبارت از نيروي وارده تقسيم بر سطحي كه نيرو به آن وارد مي شود ،كه آن سطح ،سطح مقطع سيم و يا ميله است .در مورد موادي مانند مايعات و يا گازها ،كه مي توانند در تمام جهات به طور يكنواخت فشرده شوند، تنش كلي نيرو بر واحد سطح است ،كه همان فشار وارده است و كرنش تغيير حجم تقسيم بر حجم اصلي است .عمومي ترين ترانسديوسرهاي كرنش از نوع تنش مكانيكي كششي( )Tensile mechanical stressهستند .اندازه گيري كرنش ،اجازه مي دهد كه مقدار تنش با دانستن مدول االستيك ( )Elastic modulusقابل محاسبه باشد .تعريف هر نوع از ضريب كشساني كرنش /تنش است ( ،كه داراي واحد تنش است، چون كرنش واحد فيزيكي ندارد) و كاربردي ترين مدول االستيك ،مدول خطي يانگ، (فشار) است. مدول برشي (پيچش) و مدول بولك براي مقادير كوچك كرنش ،مقدار كرنش متناسب با تنش است و مدول االستيك كميتي است كه نسبت كرنش /تنش را در ناحيه االستيك ،بيان مي كند( ،قسمتي از نمودار كرنش- تنش كه خطي است) .به عنوان مثال ،مدول يانگ نسبت كرنش كششي /تنش كششي ،به طور نمونه براي هر ماده به شكل سيم اندازه گيري مي شود .روش اندازه گيري كالسيك، هنوز هم در آزمايشگاه مدارس مورد استفاده قرار مي گيرد و در آن از يك زوج سيم بلند استفاده ميشود ،كه يكي از آنها به بار وصل شده و به سيم ديگر يك ورنيه مدرج نصب مي شود. آشكارسازي و تبديل تنش كششي در برگيرنده اندازه گيري تغييرات خطي كوچك طول يك نمونه است .اين به وسيله اثر تغييرات دما ،كه ايجاد انبساط و يا انقباض مي كند كامل مي شود .براي تغييرات حدود c90-0كه دماي محيط اطراف ماست ،انبساط و انقباض طول در همان حدود اندازه تغييراتي كه توسط مقادير زيادي فشار ايجاد مي شود خواهد بود .بنابراين هر سيستمي براي آشكارسازي و اندازه گيري كرنش بايستي به نحوي طراحي شود كه اثرات دما بتواند جبران سازي شود. اندازه گيري سرعت سياالت بوسيله لوله پيتوت و آشنايي با آن رنج دبي :رنج دبي مي تواند عموما تا 2اينچ يا mm 55باشد ضمنا تشابه عملكرد ان همچون كاركرد اريفيس مي باشد . در سال 1732هنري دي پيتوت با توجه به تحقيقيات گسترده اي كه در رابطه با سرعت انواع سيال ها داشت توانست به وسيله ي لوله اندازه گيري كه پيتوت ناميده شد جريان سرعت يك سيال را اندازه گيري نمايد دستگاه اختراع شده توسط پيتوت قادر مي باشد سرعت جريان سيال را در هر نقطه ي دلخواه به صورت لحظه اي و يا متوسط اندازه گيري نمايد از مزاياي ان نسبت به موارد مشابه قيمت ارزان ان و دقت باالي ان در رنج هاي باال و همچنين فشارها ي باال و توانايي درج دقيق پارامتر ها به وسيله ي سنسورهاي تعبيه شده در سيال هاي بسيارداغ مي باشد و همچنين از معايب ان مي توان به دقت پايين در رنج هاي پايين و محدوديت براي مايعات تميز و پاك اشاره كرد گازها يا سيالهايي كه به صورت بخار مي باشند داراي مقاومت پاييني هستند روند عملكرد يك پيتوت براي اندازه گيري جريان سيال به صورت تئوري زير بيان مي شود ‏Pt=p+pv در فرمول فوق: : Ptمجموع فشارهايي است كه مي تواند فرستاده شود به سمت لوله اندازه گيري : Pفشار استاتيكي در سيال : Pvفشار ديناميكي سيال دوپلر سرعت‌سنجي دوپلري ليزري LDA/LDVروشي دقيق براي اندازه‌گيري سرعت ذرات در جريان شاره‌هاست .اساس اين روش اثر دوپلر و پراکندگي Mieنور از ذرات است. محدوده سرعت‌هاي قابل اندازه‌گيري به اين روش از حدود چند ميکرومتر بر ثانيه با چند برابر سرعت صوت است .به دليل غير تماسي بودن اين روش و قابليت آن در اندازه‌گيري روي جريان‌هاي اغتشاشي و برگشتي ،امکان اندازه‌‌گيري به صورت ايستا و هم پويا و نيز پاسخ سريع آن ،اين روش بسيار مورد توجه قرار گرفته است .به عالوه LDAو PDA روشي براي اندازه‌سنجي ذرات ارائه مي‌دهند. پویانمایی برای توصیف اثر داپلر .با حرکت ماشین به سمت چپ ،طول موج حاصل از صدای ماشین در سمت .چپ کاهش و در سمت راست افزایش می‌یابد سنسورهای اولتراسونیک سنسورهای اولتراسونیک یا حسگرهای مافوق صوت از جمله پرمصرف ترین سنسورها در رباتیک می باشند. یكی از مسائل مطرح در رباتیك ایجاد درك نسبت به محیط خارجی برای جلوگیری از برخورد نامطلوب به اشیاء موجود در محیط حركت است .از سوی دیگر ممكن است نیاز داشته باشیم كه ربات بتواند دركی از فاصله ها بدون تماس فیزیكی داشته باشد .برای این منظور از سنسورهای مافوق صوت یا Ultrasonicاستفاده می كنند. با وجود اینكه رویكردهای زیادی در این زمینه وجود دارد ولی می توان آنها را در دو بخش تقسیم بندی كرد: دسته اول شامل ابزارهای انفعالی می باشند ،نظیر سیستمهای فاصله سنجی swept-focusو یا ‏stereoscopic دسته بعد سیستم های فعال یا Activeمی باشند نظیر سیستمهای ماكروویو ،لیزر و مافوق صوت. این سنسورها از دو قسمت تشكیل شده است. قسمت اول مدار راه انداز آن را تشكیل می دهد و قسمت دیگر دو قطعه (مبدل) گیرنده و فرستنده آن ،دقیقا مشابه آن قسمت از دزدگیرهایی كه در خودروها (مقابل شیشه جلو) نصب می شود. دردسر اصلی كار با اینگونه سنسورها مدار راه انداز آن است البته پكیجهای آماده كه كار را بسیار ساده می كنند نیز وجود دارد ،مانند مدول مافوق صوت ساخت شركت Texas . Instruments این سنسورها در برخی دوربینها نیز برای تشخیص فاصله و فوكوس مناسب استفاده می شود مكانیزم كلی كار این سنسورها ،فرستادن یك بیم و دریافت انعكاس آن و متعاقبا محاسبه زمان رفت و برگشت .بدین ترتیب می توان فواصل را نیز براحتی با در نظر گرفتن سرعت صوت در دما و فشار محیط ،محاسبه كرد. قدم بعدی بدست آوردن ماتریسی از موانع موجود در محیط است .این كار از دو راه ممكن است. راه اول جاروب كردن محیط با امواج بصورت مكانیكی می باشد .راه دوم استفاده ازچند مبدل ،با توجه به پیچیدگی محیط ،است. بعنوان مثال می توان یك مبدل متحرك با رنج زاویه ای باال در سر ربات ،یك مبدل ثابت در جلو و رو به پایین برای تشخیص گودی ،و دو مبدل با زاویه های 45درجه در چپ و راست را بعنوان یك تركیب مناسب استفاده كرد. یكی از مهمترین خطاهایی كه در این سنسورها مشاهده می‌شود ،خطای بالقوه در فواصل زیاد است. همانطور كه می دانید امواج مافوق صوت را نمی توان همانند یك بیم لیزر تا باند و انعكاس آن را ثبت كرد .بعنوان مثال در فاصله حدودا 4.5متری و با زاویه تابش 75درجه حدود 250میلیمتر خطا ممكن است پیش آید. برخی از محققین با استفاده از تیوپها ،شیپوره ها و بازتابنده ها و با فوكوس دادن بیم های صوتی سعی در كم كردن زاویه تابش داشته اند ولی تجهیزات مورد نیاز ابعاد سنسور را به ده ها برابر افزایش می دهد .دقت این نوع سنسورها را با افزایش دقت گیرنده نیز می توان افزایش داد .لبه های كناری بیم عموما از شدت كمتری برخوردارند لذا با كم كردن شدت حساسیت گیرنده می توان خطا را تا نصف كاهش داد .البته در مواردی از یك آرایه از داده ها استفاده می شود و پروسسوری وظیفه تشخیص زاویه مناسب را برعهده دارد. اولتراسونيك سنج اين دبي سنج ها جهت تعيين دبي سيال از امواج صوتي استفاده مي كنند .پالس هاي مبدل پيزوالكتريك از سيال متحرك با سرعت صوت عبور كرده و سپس سرعت سيال با روش هايي كه در زير شرح داده شده ،اندازه گيري مي شود .روش اول اندازه گيري ،روش ترانزيت زماني مي باشد .در اين روش دو مبدل مقابل هم قرار گرفته اند و امواج صوتي عبوري از ميان آنها زاويه 45 درجه با جهت سيال درون لوله مي سازند ؛ سرعت صوت از مبدل باال دست تا پايين دست برابر سرعت ذاتي صوت به اضافه سرعت سيال است .در يك اندازه گيري همزمان در دو طرف لوله ، مقداري كه (به طور الكتريكي) تعيين مي شود بيانگر سرعت سيال است و به طور خطي متناسب با دبي جريان است.در حاليكه روش ترانزيت زماني در اكثر سياالت به خوبي كار مي كند ضروري است كه از گاز يا جامدات به دور باشد تا از پراكندگي امواج صوتي بين مبدل ها جلوگيري شود. روش ديگر اندازه گيري اين دبي سنج استفاده از اثر دوپلر مي باشد .وسايل اندازه گيري جريان در اين روش از دو نوع المنت مبدل استفاده مي كنند كه در يك طرف لوله قرار گرفته اند .يك موج مافوق صوت با فركانس ثابت توسط يكي از المنت ها به سيال ارسال مي شود و سپس جامدات و حباب هاي درون سيال ،موج صوتي را به المنت مقصد منعكس مي كنند .طبق قانون دوپلر در صورت وجود يك حركت نسبي بين المنت ارسال كننده و دريافت كننده موج ،فركانس يا طول موج با يك تغيير مكاني همراه است .در دبي سنج دوپلر ،حركت نسبي اجسام معلق در سياالت ، تمايل به فشردن موج صوتي به طول موج هاي كوتاهتر (فركانس باالتر) دارند .فركانس دريافتي در المنت مقصد با فركانس ارسال شده مقايسه الكتريكي مي شود تا اختالف فركانسي را كه مستقيما متناسب با سرعت سيال در لوله است محاسبه شود .در مقايسه با روش ترانزيت زماني ،عملكرد صحيح اين روش اندازه گيري مستلزم وجود گازها يا جامدات معلق در جريان مي باشد. با وجود آنكه اندازه گيري به روش Ultrasonicمزاياي زيادي اعم از عدم وجود موانع در لوله ،كم بودن هزينه سنسور دارند ،ولي عملكرد آنها به شدت وابسته به شرايط جريان است به عبارتي دقت آنها به نوع سيال بستگي دارد و همچنين رسوب در لوله باعث كاهش دقت اندازه گيري آنها مي شود. مدار کامل سنسور اولتراسونیک مناسب استفاده در ربات Encoderانکودر انکودر حسگری است که به محور چرخ ،چرخ دنده یا موتور وصل می شود و میتواند میزان چرخش را اندازه گیری کند با اندازه گیری میزان چرخش می توانید جا به جایی ،سرعت ،شتاب یا زاویه چرخشی را تعیین کنید. معموال انکودرها از نوع نوری می باشند و یک فرستنده و یک گیرنده مادون قرمز در دو سمت یک جسم مکانیکی چرخنده (دیسک شیاردار) قرار می گیرند و پالسهای الکتریکی تولید میکنند. به عبارت دیگر می توان گفت زمانی نور ارسالی توسط فرستنده از شیارهای چرخنده عبور می کند توسط گیرنده دریافت می گردد و مقدار ولتاژ خروجی یک میشود و زمانی که نور ارسالی به پره ها برخورد می کند توسط گیرنده دریافت نمی شود و مقدار ولتاژ خروجی از گیرنده صفر می گردد به این ترتیب پالسهای الکتریکی تولید می شود. رزولوشن يک انکودر توسط تعداد پالس ها در هر گردش محور انکودر تعيين مي شود. رزولوشن کوچکترين مقدار چرخش محور است که انکودر قادر به تشخيص آن مي‌باشد. اگر انکودر 1024پالس در هر دور چرخش توليد کند ،مي تواند زاویه چرخش را با دقت 35/0 درجه تشخیص دهد. فرکانس پالس وابسته به سرعت چرخش و رزولوشن انکودر است و مطابق فرمTTول زير محاسبه مي شود. انواع انکودر انکودرها سه دسته اند: .1انکودر نسبی :یه این صورت که یک گیرنده و فرستنده مادون قرمز در دو طرف چرخ شیار دار قرار میگیرد .در این نوع از انکودرها صرفا موقعیت نسبی جسم چرخنده نسبت به موقعیت اولیه اندازه گیری می شود و نمی توان جهت چرخش را مشخص کرد. .2انکودر افزایشی :در این نوع انکودرها از دو فرستنده و گیرنده مادون قرمز در دو طرف چرخ شیاردار با فاصله مشخص استفاده میشود بنابراین با چرخش چرخ ما دو پالس خروجی داریم که با یکدیگر اختالف فاز دارند و براساس آن میتوان جهت چرخش را نیز مشخص نمود. .3انکودر مطلق :در انکودرهای مطلق از یک صفحه شفاف استفاده میشود که بخشهای خاصی از آن سیاه شده اند واز چندین فرستنده گیرنده (به طور مثال 8جفت) استفاده می شود .در هر لحظه تعدادی از این گیرنده ها صفر و برخی یک را نشان میدهد بدین ترتیب یک عدد باینری میدهد که زاویه بین صفر تا 360درجه را میتوان محاسبه کرد. استاد : جناب مهندس عزیزان گرد آورندگان : شهــــرام محمــودی نســـب خادمــی ابوالفضــل باغبــانی سیـــد غالم علیرضــــــا شجــــــاعی محمـــــــد نوری قاســمعلی فصـــاحت محســن آیتـــــــی ﭘاییز 91