مقالات یو پی اس

سنسور Sensor چیست؟

Rate this post

سنسور ( Sensor ) یا حسگر، المان حس کننده ای است که کمیت های فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیت های الکتریکی پیوسته ( آنالوگ ) یا غیرپیوسته ( دیجیتال ) تبدیل می‌کند. در واقع آن یک وسیله الکتریکی است که تغییرات فیزیکی یا شیمیایی را اندازه گیری می‌کند و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌نماید.

حسگر ها در انواع دستگاه های اندازه گیری، سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می‌گیرند. Sensor اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاه ها می‌شوند. سنسور های بدون تماس سنسور هایی هستند که با فاصله از جسم و بدون اتصال به آن عمل می‌کند مثلا نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می‌شوند. این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم می‌گردد.

معرفی سنسور القایی

سنسور ( Sensor ) یعنی حس کننده و از کلمه Sens به معنی حس کردن گرفته شده و می تواند کمیت هایی مانند فشار،حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیت های الکتریکی پیوسته ( آنالوگ ) یا غیرپیوسته ( دیجیتال ) تبدیل کند. سنسور ها در انواع دستگاه های اندازه گیری، سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکرد سنسور ها و قابلیت اتصال آن ها به دستگاه های مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسور ها براساس نوع و وظیفه ای که برای آن ها تعریف شده اطلاعات را به سیستم کنترل کننده می‌فرستند و سیستم طبق برنامه تعریف شده عمل می‌کند.

سنسورهای القایی سنسورهای بدون تماس هستند که اساسا بر مبنای مدارهای مغناطیسی بنانهاده شده اند، از این رو به آنها سنسورهای الکترومغناطیسی نیز می گویند. این سنسور ها  تنها در مقابل فلزات عکس العمل نشان می دهند و می توانند فرمان مستقیم به رله ها، شیرهای برقی، سیستمهای اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی ارسال نمایند.

ساختمان این سنسورها از سه طبقه تشکیل می شود:

  • اسیلاتور
  • اشمیت تریگر
  • تقویت خروجی

قسمت اساسی این سنسورها از اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می تواند توسط قطعات فلزی تحت تاُثیر قرار گیرد. این اسیلاتور باعث به وجود آمدن میدان الکترومغناطیسی درقسمت حساس سنسورمی شود. نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می یابد. از آنجا که طبقه دمدولاتور آشکارساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه، کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می شود. کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می شود.

انواع سنسور القائی

سنسور های القائی سنسور های بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس العمل نشان می‌دهند و می‌توانند فرمان مستقیم به رله ها، شیرهای برقی، سیستم های اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی PLC ارسال نمایند.

سنسور نوری:

این نمونه سنسور ها به دو صورت کار می‌کنند. یا دو سنسور که به صورت ارسال و دریافت در مقابل هم هستند یا یک سنسور که قابلیت ارسال و دریافت امواج فروسرخ را دارد و در مقابل آن یک آینه قرار گرفته است. در صورتی که جسم امواج ارسالی را قطع کند نور به فتو ترانزیستور گیرنده نمی‌رسد و خاموش می‌شود و در نتیجه یک پالس به کنترلر ارسال می‌شود ( سطح صفر ).

نکته: دستگاه هایی که با این سنسور ها کار می کنند در صورت بروز خطا پاک بودن اینه ها وصحت ارسال و دریافت سنسور ها را چک کنید.

سنسور خازنی:

این سنسور ها همانند خازن ها کار می‌کند و در صورت حضور جسم در میدان آن ظرفیتش تعغیر می‌کند و یک سیگنال به کنترلر ارسال می کند ( سطح صفر ).

نکته: سنسور های خازنی قابلیت اشکار سازی حضور هرنوع جسمی را دارند ( پلاستیک.چوب.فلز و.. )

سنسور القایی:

این سنسور ها همانند یک سلف کار می‌کنند واز خاصیت القایی آن جهت اشکار سازی حضور جسم استفاده می‌شود. میدان دارای یک دامنه وفرکانس معین است در صورت حضور جسم نوسانات و دامنه صفر می‌شود و یک سیگنال ( سطح صفر ) به کنترلر ارسال می‌شود.

نکته: سنسور القایی فقط اجسام رسانی مغناطیسی را حس می‌کنند و قدرت اشکار سازی جسم آن ها به اندازه دامنه میدان تولیدی ( ولتاژ تغذیه ) بستگی دارد.

سنسور التراسونیک:

این سنسور ها از امواج ما فوق صوت که در محدوده ۲۰ تا ۵۰ کیلو هرتز است استفاه می‌کند. کاربرد مهم آن استفاده در سرعت سنج ها و اشکارسازی سطح مخازن و اندازه گیری فلو و… است.

نحوه کار آن به این صورت است که با محاسبات سرعت موج و اختلاف زمان بین ارسال و دریافت فاصله را اندازه گیری می‌کنند. این سنسور ها به صورت پالسی کار می‌کنند مثلا در هر ۲ ثانیه یک بار یک پالس ارسال و فاصله را اندازه کیری می‌کند.

سنسور تشخیص کد رنگ:

تشخیص نوار رنگی کاغذ های بسته بندی

برای مشاهده انواع سنسور ( حسگر، Sensor ) شرکت سلدوک Celduc فرانسه کلیک نمایید.

سنسور بدون تماس

سنسور بدون تماس سنسور هایی هستند که با فاصله از جسم و بدون اتصال به آن عمل می کند مثلا نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حسکرده و فعال می‌شوند. این عمل می‌تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.

حتما بخوانید:  کموتاتور چیست؟ فرق کلکتور و کموتاتور چیست؟

کاربرد سنسور بدون تماس در صنعت:

  • شمارش تولید: سنسور القائی، سنسور خازنی و سنسور نوری
  • کنترل حرکت پارچه و …: سنسور نوری و سنسور خازنی
  • تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری
  • کنترل سطح مخازن: سنسور نوری و سنسور خازنی و سنسور خازنی کنترل سطح
  • کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و سنسور خازنی
  • اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و سنسور خازنی
  • کنترل تردد: سنسور نوری
  • اندازه گیری فاصله قطعه: سنسور القائی آنالوگ

مزایای سنسور بدون تماس

سرعت سوئیچینگ ( قطع و وصل ) زیاد:

سنسور ها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، به طوری که برخی از آنها ( سنسور القائی سرعت ) با سرعت سوئیچینگ تا  KHZ 25 کار می‌کنند.

طول عمر زیاد:

بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار  وجرقه های حین کار و … دارای طول عمر زیادی هستند.

قابل استفاده در محیط های مختلف با شرایط سخت کاری:

سنسور ها در محیط های با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و … قابل استفاده هستند.

عدم نیاز به نیرو و فشار:

با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو وفشار نیازی نیست. عدم ایجاد نویز در هنگام قطع وصل به دلیل استفاده از نیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم ( Bouncing Noise ) ایجاد نمی‌شود.

سنسور بیوالکتریکی Biosensors

بیوسنسور ها طی سال های اخیر مورد توجه بسیاری از مراکز تحقیقاتی قرار گرفته است. بیوسنسور ها یا سنسور های بر پایه مواد بیولوژیکی اکنون گستره‌ی وسیعی از کاربردها نظیر صنایع دارویی، صنایع خوراکی، علوم محیطی، صنایع نظامی به خصوص شاخه Biowar و … را شامل می‌شود.

توسعه بیوسنسور ها از 1950 با ساخت الکترود اکسیژن توسط لی لند کلارک در سین سیناتی آمریکا برای اندازه گیری غلظت اکسیژن حل شده در خون آغاز شد. این سنسور همچنین بنام سازنده ی آن گاهی الکترود کلارک نیز خوانده می‌شود. بعداً با پوشاندن سطح الکترود با آنزیمی که به اکسیده شدن گلوکز کمک می‌کرد از این سنسور برای اندازه گیری قند خون استفاده شد. به طور مشابه با پوشاندن الکترود توسط آنزیمی که قابلیت تبدیل اوره به کربنات آمونیوم را داراست درکنار الکترودی از جنس یون NH4++ بیو سنسوری ساخته شده که می‌توانست میزان اوره در خون یا ادرار را اندازه گیری کند. هر کدام از این دو بیوسنسور اولیه از ترنسدیوسر متفاوتی در بخش تبدیل سیگنال خویش استفاده می‌کردند. در نوع اول میزان قند خون با اندازه گیری جریان الکتریکی تولید شده اندازه گیری می‌شد ( آمپرومتریک ) در حالی که درسنسور اوره اندازه گیری غلظت اوره بر اساس میزان بار الکتریکی ایجاد شده درالکترود های سنسور صورت می‌پذیرد Potentiometric.

ممکن است روزی فرا رسد که بیمار بدون نیاز به مراجعه به پزشک و تنها بر مبنای اطلاعاتی که توسط یک COBD یا Chip-on-Board-Doctor فراهم می‌شود نوع بیماری تشخیص داده شده و سپس داروهای مورد نیاز مستقیماً درون خون تزریق شود. این مسئله باعث خواهد شد که دوز مصرفی دارو بسیار پایین آمده و ضمناً از میزان اثرات جانبی دارو Side-Effect به طرز فاحشی کاسته شود، چرا که دارو مستقیماً به محل مورد نیاز در بدن ارسال می‌شود.

کاری که یک بیوسنسور انجام میدهد تبدیل پاسخ بیولوژیکی به یک سیگنال الکتریکی است و شامل دو جزء اصلی:

پذیرنده Receptor و آشکارکننده Detector است. قابلیت انتخابگری یک بیوسنسور توسط بخش پذیرنده تعیین می‌شود. آنزیم ها، آنتی بادی ها، و لایه های لیپید ( چربی ) مثال های خوبی برای Receptor هستند.

وظیفه دتکتور Detector تبدیل تغییرات فیزیکی یا شیمیایی با تشخیص ماده مورد تجزیه ( Analyte ) به یکسیگنال الکتریکی است. کاملاً واضح است که دتکتورها قابلیت انتخاب در نوع واکنش صورتگرفته را ندارند.

انواع دتکتورهای ( ترانسدیوسر، مبدل یا آشکارساز ) مورد استفاده در بیوسنسور شامل:

الکتروشیمیایی، نوری، پیزوالکتریک و حرارتی می‌باشند. در نوع الکتروشیمیای عمل تبدیل به یکی از صورت های: آمپرومتریک، پتانشیومتریک، و امپدانسی صورت می‌پذیرد. متداول‌ترین الکترودهای مورد استفاده در نوع پتانشیومتریک شامل: الکترود شیشه ای Glass Electrode، الکترود انتخابگر یونی Ion-Selective، وترانزیستور اثرمیدان حساس یونی Ion-sensitive FET یا ISFET هستند.

بطورکلی یک بیوسنسور شامل یک سیستم بیولوژیکی ایستا Immobilized نظیر یک دسته سلول، یک آنزیم، و یا یک آنتی بادی و یک وسیله اندازه گیری است. در حضور مولکول معینی سیستم بیولوژیکی باعث تغییر خواص محیط اطراف می‌شود. وسیله اندازه گیری که به این تغییراحساس است، سیگنالی متناسب با میزان و یا نوع تغییرات تولید می‌کند. این سیگنال راسپس میتوان به سیگنالی قابل فهم برای دستگاه های الکترونیکی تبدیل کرد.

مجموعه فنی مهندسی راد الکتریک با اتکا به دانش و تجربه فنی کارشناسان خود قادر است در زمینه مشاوره، طراحی، ارائه اطلاعات فنی، تأمین قطعات، نحوه انتخاب و راه اندازی محصولات الکتریکال، نیاز صنایع مختلف کشور را برطرف سازد.

سنسور اثر هال چیست؟

يك عنصر هال از لايه نازكی ماده هادی با اتصالات خروجی عمود بر مسير شارش جريان ساخته شده است وقتي اين عنصر تحت يك ميدان مغناطيسی قرار مي گيرد، ولتاژ خروجي متناسب با قدرت ميدان مغناطيسی توليد مي كند. اين ولتاژ بسيار كوچك و در حدود ميكرو ولت است. بنابراين استفاده از مدارات بهسازی ضروری است. اگر چه سنسور اثرهال، سنسور ميدان مغناطيسی است ولی می تواند به عنوان جزء اصلی در بسياری از انواع حسگرهای جريان، دما، فشار و موقعيت و … استفاده شود. در سنسورها، سنسور اثر هال ميدانی را كه كميت فيزيكی توليد می كند و يا تغيير می دهد حس می كند.

کاربرد سنسور با خروجی دیجیتال:

  • سنسور تعیین مکان شفت
  • اندازه گیری فلو
  • اندازه گیری سرعت چرخش
  • حسگرتعیین مکان ساقه شیر
  • شمارنده پالس
  • قفل شدن درب

کاربرد سنسور با خروجی انالوگ:

  • مشاهده جریان
  • تنظیم کننده ولتاژ
  • دیافراگم فشار
  • ردیاب فلزات آهن

سنسور خازنی چیست؟

سنسور خازنی نظیر دیگر سنسورهای غیر تماسی با نزدیک شدن به اشیاء خصوصاً غیر فلزات خروجی سوئیچ ترانزیستور PNP و یا NPN می دهد. با نزدیک شدن اجسام به سنسور خازنی دی الکتریک خازن تعبیه شده در سنسور تغییر پیدا کرده و مدار داخلی با مقایسه به مقدار مرجع یک خروجی باز یا بسته می دهد. از سنسور خازنی مي توان به عنوان مولد پالس به منظور كنترل وضعيت برنامه ماشين آلات برای شمارنده ها و آشكارسازي تقريبا تمام مواد فلزي و غير فلزي استفاده كرد.

حتما بخوانید:  کوپلینگ چیست؟

سنسورهای خازنی در مدلهای مکعبی و استوانه ای تولید می گردد و بسته به مکانیزم تولید و ابعاد می تواند در فواصل مختلف وجود اجسام را حس کند.

سنسورهای خازنی

  • سنسورهای بدون تماس و بدون کنتاکت الکتریکی
  • در مقابل فلزات و اغلب غیر فلزات عمل می نمایند.
  • ایده اصلی ساخت، بسیار شبیه به سنسورهای القایی.
  • نسبت به سنسورهای القایی این مزیت را دارند که علاوه بر اجسام هادی، اشیاء عایق را نیز حس می کنند.

ساختار سنسورهای خازنی

سنسورهای خازنی از قسمت های زیر تشکیل شده اند :

  • اسیلاتور
  • دمدولاتور
  • اشمیت تریگر
  • تقویت خروجی

اساس کار سنسورهای خازنی

  • اسیلاتور از دو قطعه فلزی تشکیل شده
  • ایجاد یک ظرفیت خازنی
  • نزدیک شدن قطعه با ضریب دی‌الکتریک E به صفحه حساس
  • تغییر ظرفیت خازنی بین صفحات
  • دمودلاتور تحریک خروجی سنسور

سنسور مغناطیسی چیست؟

سنسورهای مغناطیسی از آهنربای دائمی و یا آهنربای الکتریکی تولید شده از جریان ac و dc استفاده می‌کند. به طور کلی سنسورهای مغناطیسی، بر میدان مغناطیسی عمل می‌کنند و ویژگی‌های آن‌ها تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر می‌کند.

از ویژگی‌های این سنسورها غیر تماسی بودن ( Non contact ) آن‌ها است. در این سنسورهای مغناطیسی هیچ اتصال مکانیکی میان قسمت های متحرک و قسمت های ثابت وجود ندارد. این خاصیت منجر به افزایش طول عمر آن ها شده است.

سنسورهای مغناطیسی به سبب ساختار مناسبی كه دارند در محيط هاي آلوده، چرب و روغنی به خوبی عمل می‌كنند و به همين علت در اتومبيل و كاربرد های اين چنینی بسيار مفيد هستند.

سنسور القایی نوع AC:

در اين سنسورها بار با سنسور به طور سری قرار می گيرد و اين سنسور در دو نوع نرمال باز ( N.O ) و نرمال بسته ( N.C ) ساخته می شوند.

سنسور القایی نوع DC:

اين سنسور در دو نوع نرمال باز ( N.O ) و نرمال بسته ( N.C ) ساخته می‌شوند كه اگر خروجی مثبت باشد سنسور از نوع PNP و اگر خروجی از نوع منفی باشد از نوع NPN است.

سنسور نوری چیست؟

سنسور نوری ردیاب الکترونیکی است که نور و یا تغییر در نور را به سیگنال های الکترونیکی تبدیل می کند. سنسور نوری در بسیاری از مصارف صنعتی کاربرد دارند، برای مثال: لامپی که به طور خودکار در پاسخ به تاریکی روشن است. سنسورهای موقعیت زمانی که یک شی پرتو نور را قطع می کند فعال می شوند.

سنسور نوری در زمره ی حس کننده های راه دور به شمار می روند. یعنی تماس فیزیکی با کمیت مورد اندازه گیری ندارند. این سنسورها بر پراساس ارسال امواج مادون قرمز مدوله شده و دریافت بازتابش این امواج از سطوح مختلف عمل می کنند.

انواع سنسور نوری:

  1. سنسور نوری یک طرفه
  2. سنسور نوری دو طرفه یا مقابل هم
  3. سنسور نوری رفلکتوری آینه دار

سنسور نوری اشعه های نور را به سیگنال های الکترونیکی تبدیل می کند. این وسیله کمیت فیزیکی نور را اندازه گیری کرده و سپس آن را به شکلی که برای وسیله قابل خواندن باشد برمی گرداند

سنسور نوری را می توان در زمینه انرژی برای نظارت بر سازه ها یافت که تولید انرژی، تولید، توزیع، و تبدیل انرژی الکتریکی را بر عهده دارد. طبیعت توزیع فیبر نوری و non-conductive سنسورهای نوری مناسب برای برنامه های کاربردی نفت و گاز، از جمله نظارت خط لوله می باشد.

سنسور فیبر نوری چیست؟

فیبر نوری به طور عمده در صنعت ارتباطات و مخابرات استفاده می شود و به طور قابل توجهی این صنعت را دستخوش تغییر قرار داده است. با این حال، از کاربردهای در حال رشد فیبرهای نوری، بکارگیری آنها در سنسور و حسگرهاست که برای سنجش و اندازه گیری استفاده می شوند. بسیاری از اجزای مرتبط با سنسور فیبر نوری، جهت کاربرد حسگر و سنسور ارتقا یافته است. فیبر نوری یکی از مهم ترین اجزای سنسورها می باشد، به صورتی که سنسور فیبر نوری در حال حاضر به طور گسترده ای در صنعت ابزار دقیق استفاده می شود.

سنسور فیبر نوری، دستگاه مبتنی بر فیبر می باشد که برای تشخیص برخی از مقادیر مانند دما، فشار، ارتعاشات، جابجایی، چرخش و یا غلظت گونه های شیمیایی به کار برده می شود. از ابزارهای دقیق و دستگاه های مخصوص مورد نیاز برای سنسور می توان به منبع نوری ( اغلب لیزر تک فرکانس فیبر )، عنصر اصلی حسگر، آشکارساز نوری و دستگاه های پردازش پایانی ( تجزیه و تحلیل طیف نوری، اسیلوسکوپ ) اشاره کرد.

سنسور رطوبت چیست؟

سنسور رطوبت DHT22، یک سنسور عالی جهت سنجش دما و رطوبت هواست، این سنسور از دو سنسور تشکیل شده است، یک سنسور رطوبت خازنی و یک مقاومت گرمایی. یک تراشه بسیار ساده نیز درون آن وجود دارد که تبدیل آنالوگ به دیجیتال را انجام می دهد و خروجی دیجیتال را تولید می کند.

اگر مشخصات سنسور DHT11 را مشاهده نمایید، خواهید دید که  از نظر ظاهری تقریبا شبیه به DHT11  می باشد اما DHT22 کمی دقیق تر از DHT11 می باشد و در محدوده بیشتری قابل استفاده است. هر دوی آنها از یک پین دیجیتال تکی استفاده می کنند و کمی کند می باشند.

سنسور دمای آب چیست؟

این سنسور که عموما به نام فشنگی آب نیز شناخته می شود یک مقاومت از نوع ( NTC Negative Termal Coefficient ) می باشد. این نوع مقاومت ارتباط و تاثیر پذیری مستقیم با دما دارد به نحوی که اگر دمای پیرامون آن افزایش یابد، مقاومت آن کاهش می کند. روش کار این سنسور به این شکل است که ECU ولتاژ ورودی به سنسور می دهد ( 5 ولت ) و سنسور بر اساس مقاومتی که در آن لحظه دارد که وابسته به دما است ، ولتاژ خاصی را به ECU بر می گرداند که هر ولتاژ تعریف خاصی دارد و بیانگر دمای خاصی است. از آنجایی که سنسور دمای آب از نوع NTC می باشد، اگر دمای آب بالا برود مقاومت آن کم می شود، درنتیجه هرچه ولتاژ برگشتی به ECU  بالا تر و نزدیک 5 ولت باشد یعنی دمای آب موتور بالا تر است و درصورت سرد بودن دمای آب موتور چون مقاومت سنسور بالا می رود ولتاژ برگشتی به ECU کمتر می شود و ECU براساس آن ولتاژ برگشتی، از دمای آب موتور اطلاع پیدا می کند.

حتما بخوانید:  کاربرد اینورتر( مبدل ولتاژ، مبدل جریان ) چیست؟

سنسور دما چیست؟

در پروژه های صنعتی همواره شرایط محیطی از عوامل مهم و تاثیر گذار است که می بایست در نظر گرفته شود. یکی از مهم ترین عوامل در این زمینه بی شک، دما می باشد.

برای اندازه گیری دما از سنسورهای ویژه ای استفاده می گردد که در اصطلاح به سنسورهای دما معروف هستند. به طور کلی روش های اندازه گیری دما را می توان به دو دسته تماسی ( contact ) و غیر تماسی ( non-contact ) تقسیم بندی نمود

روش غیر تماسی:

برای اندازه گیری دما در روش غیر تماسی از نور مادون قرمز استفاده می گردد و بدون آنکه سنسور، برخوردی با ماده مورد نظر داشته باشد، می تواند دمای آن را اندازه گیری نماید. به عنوان نمونه فرض کنید که شما می خواهید دمای مایعات درون یک مخزن را اندازه گیری نمایید و به دلیل بزرگی مخزن امکان ایجاد تماس با سیال درون مخزن را ندارید. برای اندازه گیری دما در این شرایط، به راحتی می توان از سنسورهای غیر تماسی و لیزری در بالای سطح مخزن استفاده نمود.

روش تماسی:

روش های تماسی برای اندازه گیری دما را می توان به دو دسته کلی تقسیم بندی نمود.

  • ترموکوبل (TH)
  • آر تی دی (RTD)

سنسور دما LM35 چیست؟ 

معروفترین سنسور ( Temperature Sensor LM35 ) تشخیص دما موجود در بازار lm 35 می‌باشد، این سنسور تغییرات دما را به ولتاژ انالوگ تبدیل می‌کند.

این سنسور دارای 3 پایه میباشد، در صورتی که سنسور روربروی شما باشد اولین پایه سمت چپ vcc سنسور ( متصل به 5 ولت می‌شود )، پایه وسط ولتاژ خروجی ( Vout ) است که به میکروکنترلر متصل می‌‏شود و پایه سوم گراند ( زمین GND ) سنسور است.

محدوده دمایی که این سنسور قادر به اندازه گیری آن می‌باشد بین -55 تا 150 درجه است و این سنسور به ازای هر درجه سانتی گراند 10 میلی ولت ولتاژ خروجی را تغییر می‌دهد.

سنسور دما، همانند  لودسل ها، ترانسمیترها و فلومتر ها از کاربردی تربن ابزار ها در صنعت و اتوماسیون صنعتی به شمار می‌رود. اطلاعات این سنسور ها به کنترلر های ابزار دقیق چون plc وارد می‌شود و از این طریق پارامترهای یک محیط صنعتی کنترل می‌شود.

معروفترین سنسور Sensor تشخیص دما موجود در بازار سنسور LM35 می‏‌باشد، این سنسور تغییرات دمای مورد نظر را به ولتاژ آنالوگ تبدیل می‏‌کند.

محدوده دمایی که این سنسور قادر به انداه گیری آن می‏‌باشد بین ۵۵- تا ۱۵۰+ درجه سانتیگراد است و این سنسور به ازای هر درجه سانتیگراد ۱۰ میلی ولت ولتاژ خروجی را تغییر می‌دهد. یعنی به ازای دمای ۱ درجه، ولتاژ خروجی سنسور ۱۰ میلی ولت و به ازای ۱۰۰ درجه خروجی سنسور ۱۰۰۰ میلی ولت می‌‏باشد. همچنین به ازای دمای ۲۰- درجه خروجی سنسور ۲۰۰- میلی ولت می‌‏باشد.

» نکته مهم:

از آنجا که در سنسور پایه ولتاژ منفی به چشم نمی‏‌خورد، برای اندازه گیری دمای منفی باید پایه vo سنسور را توسط یک مقاومت ۱ کیلو به ولتاژ منفی متصل کرد. ( ۵ – ولت )

ولتاژ تغذیه این سنسور ۵ ولت می‌‏باشد، همچنین بدنه آن قابلیت تحمل دما تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد را دارد. از آنجا که مبدل آنالوگ به دیجیتال داخل میکروکنترلر مانند میکرو AVR ده بیتی است و ولتاژ مرجع آن بین صفر تا ۵ ولت است در نتیجه ولتاژ اندازه گیری شده را به ۱۰۲۴ قسمت تقسیم می‏‌کند پس می‌تواند سنسور دمای مورد نظر ما را به راحتی با دقت ۰٫۵ درجه سانتیگراد بخواند.

دیگر مشخصات فنی سنسور LM35:

  • این سنسور از نوع آنالوگ می‏‌باشد.
  • خروجی ۱۰ mv به ازای هر درجه سانتیگراد دارد.
  • دارای اندازه گیری دقیق به درجه سیلسیوس ( سانتیگراد ) است.
  • عامل مقیاس خطی mV/°C+ 10.0 را دارا می‏‌باشد.
  • دارای دقت تضمینی تا  0.5 درجه سانتیگراد می‌‏باشد.
  • مجاز برای درجه حرارت 55− تا ۱۵۰+ درجه سانتیگراد است.
  • مناسب برای کاربردهای متحرک است.
  • هزینه پایین به دلیل استفاده از لوازم wafer-level دارد.
  • ولتاژ کاری آن از ۴ تا ۳۰ ولت می‌‏باشد.
  • جریان مصرفی کمتر از ۶۰ میلی آمپر دارد.
  • دارای خود گرمایی پایین، 0.08 درجه سانتیگراد  در هوای ساکن است.
  • شاخص غیر خطی در ۱٫۴ ± درجه سانتیگراد است.

یک نمونه کاربرد این سنسور به این صورت است که تغییرات ولتاژ در این المان توسط آی سی LM131 به تغییرات فرکانس تبدیل می‌‏شود.

کاربرد سنسور LM35 چیست؟

در بعضی از پروژه‏ ها مانند سیستم ‏های تهویه مطبوع به دلیل مهم بودن دمای هوای در حال جریان، در کانال عبوری هوا از سنسور دمای متعددی استفاده می‏‌شود.

می‏توان با سنسور دما lm35 اندازه‏ گیری و رسم منحنی دقیق میزان رطوبت را داشته باشیم. با توجه به رابطه ای که بین میزان رطوبت و دما می‌‏باشد می‏توان برای رسم صحیح منحنی رطوبت، از سنسور دما lm35 استفاده نمود که در واقع برای رسم منحنی و مانیتورینگ از نرم افزار لب ویو استفاده کرد.

کنترل دمای تماسی بعضی تجهیزات مانند ترموالکتریک یا بدنه موتور و یا هیت سینک و … را می‌‏توان داشت.

ترموکوپل چیست؟

ترموکوپل یکی از پر مصرف ترین سنسورهای اندازه گیری دما محسوب می گردد. این سنسور ساده با استفاده از اتصال یک فلز و آلیاژ آن و با توجه به اثر سیبک تولید میشوند و با همین مکانیزم ساده قادر به اندازه گیری دما به راحتی در رنج وسیعی از زیر صفر تا حدود 1700 درجه می باشند.

ترموکوپل متداول ترین تجهیز جهت اندازه گیرهای الکتریکی دما در صنعت هستند. مکانیزم ترموکوپل ها براساس پدیده سی بک ( Seebeck ) که اختلاف دما بین دو نقطه را به ولتاژ تبدیل می کنند. ساختمان ترموکوپل با استفاده از اتصال یک فلز و آلیاژ تولید می شوند و با همین مکانیزم ساده قادر به اندازه گیری دما به راحتی در رنج وسیعی از 270- تا حدود 1800 درجه می باشند.

کار ترموکوپل چیست؟

از ترموكوپل همواره به عنوان عنصر حس كننده در سنسور حرارتی ويا سويئچ حرارتی استفاده مي شود. اصول كاری ترموكوپل براساس دو فلز غيرمشابه است كه بين آنها نقطه اتصال كوچكی ايجاد شده و با تغيير دمای محيط اختلاف پتانسيل نقطه اتصال تغيير می كند. اختلاف پتانسيل نقطه اتصال برای يك نقطه اتصال قابل اندازه گيری نيست اما زمانی كه دو نقطه اتصال در يك مدار قرار گيرند به طوری كه هر يك از دو نقطه اتصال در دماي متفاوت با ديگری قرار داشته باشد آنگاه ولتاژی در حد چند ميلی ولت بين آن دو نقطه ايجاد می شود.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *