انواع سنسور و کاربرد آنها
گرما در طی روز با انواع سنسورها کار میکنیم و آشنایی با کارکرد حسگر و انواع آنها بسیار مهم است. […]
گرما در طی روز با انواع سنسورها کار میکنیم و آشنایی با کارکرد حسگر و انواع آنها بسیار مهم است. سنسورها در اکثر وسایل منزل مانند یخچال، موبایل، لپ تاپ و … به کار رفته است اما میخواهیم انواع سنسور در صنعت و کحاربرد آن را در صنایع بررسی کنیم. در این مقاله ابتدا به بررسی پاسخ این سوال سنسور چیست میپردازیم و سپس انواع سنسور صنعتی را بررسی میکنیم. در نهایت کاربردهای آنها را در صنایع مختلف شرح میدهیم. تا انتها این مقاله برای آشنایی با انواع سیگنال خروجی سنسور با ما همراه باشید.
سنسور چیست؟
سنسور تجهیزی است که پارامترهای مختلف فیزیکی مانند وزن، گرما، دما، فشار، نور و … را تشخیص میدهد و آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند. سنسور یا حسگر توسط یک سیستم الکتریکی یا الکترونیکی استفاده میشود که کار سنسور تشخیص یا اندازهگیری پارامترهای فیزیکی است. در واقع این سیگنال الکتریکی بهصورت پیوسته و آنالوگ است که با استفاده از یک مبدل به دیجیتال و انرژی الکتریکی تبدیل میشود. انواع سنسورها در سیستمهای کنترل کننده مانند PLC و دستگاههای اندازه گیری استفاده میشود. برای خرید سنسور میتوانید با کارشناسان فروش نیک صنعت تماس بگیرید.
انواع سنسور از لحاظ تشخیص
سنسورها در اتوماسیون صنعتی تغییرات شیمیایی یا فیزیکی را تشخیص میدهد و پاسخ خروجی سنسورها را به سیگنالهای دیچیتال یا آنالوگ تبدیل میکند تا کنترلرها و PLCها متوجه شوند. سنسورها از لحاظ تشخیص به دو دسته تقسیم میشوند:
- سنسورهای تشخیص تماسی (Contact Sensors)
- سنسورهای مچاورتی یا بدون تماس (Non-Contact Sensor/Proximity)
برخی از سنسورها فقط قابلیت (Detection) تشخیص تماسی را دارند. برخی از سنسورها هم بدون تماس فیزیکی و با مجاورت میتواند حضور یا عدم حضور جسم را تشخیص دهد.
سنسور تشخیص تماسی (Contact Sensors)
سنسورهای تماسی برای تشخیص موقعیت یا اندازه گیری متغیرها و پارامترهای فیزیکی باید با چسم مورد نظر بهصورت مستقیم تماس فیزیکی داشته باشد. انواع سنسورهای تماسی شامل میکروسوئیچها، سنسورهای فشار و وزن مانند لودسل، سنسورهای دما مانند ترموکوپل و RTD است.
سنسور تشخیص مجاورتی (Non-Contact /Proximity Sensor)
سنسورهای مجاورتی یا حسگرهای بدون تماس بدون هیچ تماس فیزیکی فقط با ایجاد میدان الکترومغناطیسی، نور یا انتشار امواج میتواند جسم را شناسایی کند. انواع سنسورهای مجاورتی یا بدون تماس شامل سنسورهای نوری، سنسور القایی، حسگر خازنی و سنسور التراسونیک است. در ادامه در جدول زیر تفاوت بین سنسور تماسی و حسگر غیر تماسی را با هم بررسی میکنیم و مزایا و معایب هر کدام را شرح میدهیم.
| نوع | توضیحات | مزایا | معایب |
| سنسور تماسی (Contact Sensors) | سنسور تماسی برای اندازه گیری سطح مواد، باید بهطور فیزیکی با آن تماس پیدا میکند. | مقرونبهصرفه و اقتصادی | نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارد و برای همه مواد مناسب نیست. |
| سنسور غیر تماسی (Non-Contact Sensor) | سنسورهای غیر تماسی سطح مواد را بدون تماس فیزیکی تشخیص میدهد. | نیاز به تعمیر و نگداری کمی دارد اما در محیطهای خشن و دشوار نیاز به دقت زیادی دارد و مناسب این محیط است. | به علت بخار ممکن است هزینه تعمیرات بالاتر برود و به یک مسی سیگنال بدون مانع دارد. |
انواع سنسور از نظر سیگنال خروجی و نوع آن
سنسورها از لحاظ سیگنال خروجی و نحوه مدارات خروجی به دستههای مختلفی تقسیم میشوند. حسگرها از لحاظ سیگنال خروجی به سه دسته تقسیم میشوند:
- خروجی دیجیتال یا گسسته
- خروجی آنالوگ یا پیوسته
- خروجی شبکه ای یا هوشمند
خروجی دیجیتال (گسسته)
خروجی سنسور دیجیتال به دو صورت صفر و یک یا روشن و خاموش است که حضور و عدم حضور جسم یا متغیرهای فیزیکی را نشان میدهد. سنسورهای مجاورتی با خروجی دیجیتال شامل سنسور القایی، سنسور نوری، ترموستاتها و میکروسوئیچها میشود. سنسور با خروجی رله ای (Relay Output) جزء حسگرهای خروجی دیجیتال به شمار میرود.
خروجی آنالوگ (پیوسته)
خروجی سنسور آنالوگ به جای صفر و یک یک محدوده پیوسته از اعداد را نشان میدهد که با توجه به تغییرات مجیط و شرایط پارامترها، کم و زیاد میشود. سنسورهای اندازه گیری آنالوگ شامل فشار، وزن (لودسل)، دما و فاصله میشود. سنسور با خروجی جریانی (Current Output) و خروجی ولتاژی (Voltage Output) جزء حسگرهای خروجی آنالوگ به شمار میرود.
خروجی شبکه ای
خروجی سنسورهای شبکه ای میتواند اطلاعات جدیدتر را بهصورت کدهای دیجیتال روی شبکههای صنعتی و پروتکلهای ارتباطی مانند Modbus، CANopen و … بفرستد. این حسگرها علاوهبر مقدار اندازه گیری، اطلاعاتی مانند وضعیت حسگر برای کاربر نیز میفرستد.
انواع سنسور از نظر ساختار وکاربرد آنها
سنسور القایی (Inductive)
حسگر القایی فقط برای تشخیص فلزات استفاده میشود و در محیطهای روغنی و کثیف بسیار با دوام مقاوم است. سنسور القایی بر اساس میدان الکترومغناطیسی کار میکند.
سنسور خازنی (Capacitive)
حسگر خازنی قابلیت تشخیص و شناسایی همه اجسام مانند کاغذ، پلاستیک، مایعاتف چوب و فلز را دارد. برای تشخیص میزان سطح مایعات و یا شمارش تعادا قطعات غیر فلزی کاربرد دارد.
سنسور نوری (Photoelectric)
با نور میتوان نسبت به تشخیص و شناسایی اجسام استفاده کرد که معمولا با نور لیزر یا نور مادون قرمز نسبت به شناسایی اقدام میشود. حسگر نوری برد بیشتری در مقایسه با سنسورهای القایی و خازنی دارد. حس نوری انواع مختلقی از جمله یک طرفه، دو طرفه و آینهای دارد.
سنسور التراسونیک (Ultrasonic)
سنسور اولتراسونیک از امواج صوتی با بالاترین فرکانس استفاده میکند. برای تشخیص و شناسایی اجسام شفاف مانند شیشه یا اندازه گیری سطح مایعات یا اندازه گیری فاصله کاربرد دارد.
سنسور مکانیکی و جابهجایی
حسگر مکانیکی و جابهجایی به دو دسته میکروسوئیچ و انکودر تقسیم میشوند.
- سنسور میکروسوئیچ یا لیمیت سوئیچ (Limit Switch): این سنسور از سادهترین سنسورها است که در هنگام برخورد اهرم سنسور با جسم عمل میکند.
- انکودر (Encoder): سنسوری است که حرکت خطی یا چرخشی موتور را به سیگنالس و پالس الکتریکی نبدیل میکند. انکودر برای اندازه گیری ذقیق موقعیت، سرعت و جهت چرخش مورد استفاده قرار میگیرد.
سنسور وزن یا لودسل (Load Cell)
سنسور لودسل برای اندازه گیری وزن و نیرو استفاده میشود که در نهایت مقدار اندازه گیری شده را به سیگنال الکتریکی تبدیل میکند. حسگر لودسل برای اندازه گیری دقیق وزن در دستگاههای بسته بندی، باسکولها و ترازوهای صنعتی استفاده میشود.
سنسور دما (Temperature Sensor)
سنسور دما یکی از پرکاربردترین حسگرها در اتوماسیون صنعتی است که برای کنترل دما محیط و سیالات کاربرد دارد. معروفترین سنسورهای دما شامل سنسور ترموکوپل (Thermocouples)، سنسور RTD مقاومتی و ترمیستورها است. سنسور ترموکوپل برای دماهای بسیار بالا استفاده میشود و سنسور RTD مانند سنسور PT100 برای دقت بالا در اندازه گیری مورد استفاده قرار میگیرد. ترمیستورها دارای دو نوع NTC و PTC است . NTC با افزایش دما، مقاومت کم میشود و PTC با کاهش دما، مقاومت زیاد میشود.
سنسور فشار یا ترنسمیتر (Pressure Sensor/Transmitter)
ستسور فشار یا ترنسمیتر برای اندازه گیری میزان فشار سیالات، مایعات و گازها در مخازن و لولهها استفاده میشود. بهطور مثال ترنسمیتر یا سنسور فشار در سیستمهای پنوماتیک و هیدورلیک و همچنین در کمپرسورها کاربرد دارد.
سنسور سطح (Level Sensor)
برای اندازه گیری ارتفاع مواد جامد یا مایعات را در لولهها و مخازن استفاده میشود. حسگر سطح میتواند انواع مختلفی مانند خازنی، اولتراسونیک و مکانیکی باشد.
سنسور جریان (Flow Sensor/Meter)
سنسور جریان میزان دبی مایعات یا گازها را از نظر جرم یا حجم عبوری در یک واحد زمانی اندازه گیری میکند.
نتیجه گیری در مورد انواع حسگر در اتوماسیون صنعتی
در این مقاله به بررسی انواع سنسورها در اتوماسیون صنعتی پرداختیم و سیگنال و خروجی حسگرها را بررسی کردیم. امروزه سنسورها با پیشرفت فناوری و تکنولوژی، ارتقا یافتهاند و با قرار گرفتن دوربینهای هوشمند از قطعات مختلف عکس میگیرند. در نهایت با پردازش تصویر میتوانند رنگ، شکل، ابعاد و … را کنترل کنند. آشنایی با انواع سنسور میتواند در کاربرد آنها بسیار مهم است.
نظرات کاربران