سنسور جابجایی تالار چگونه کار می کند؟

سنسور جابجایی تالار چگونه کار می کند؟

به عنوان تأمین کننده پیشرو سنسورهای جابجایی ، اغلب در مورد اصول کار سنسورهای مختلف در محدوده محصول خود سؤال می شود. در میان آنها ، سنسور جابجایی تالار از ویژگی های منحصر به فرد و برنامه های گسترده آن متمایز است. در این پست وبلاگ ، من به جزئیات نحوه عملکرد یک سنسور جابجایی سالن ، مزایای آن و از کجا می توان از آن استفاده کرد.

درک اثر سالن

برای درک چگونگی عملکرد یک سنسور جابجایی تالار ، ابتدا باید خود اثر سالن را درک کنیم. اثر سالن توسط تالار ادوین در سال 1879 کشف شد. هنگامی که یک هادی حامل جریان در یک میدان مغناطیسی عمود بر جهت جریان قرار می گیرد ، اختلاف ولتاژ (ولتاژ هال) در یک جهت عمود بر جریان و میدان مغناطیسی در سراسر هادی ایجاد می شود.

از نظر ریاضی ، ولتاژ سالن ($ v_h $) می تواند به صورت زیر بیان شود:

$ v_h = \ frac {ib} {ned} $

جایی که $ i $ جریان فعلی از طریق هادی است ، $ b $ قدرت میدان مغناطیسی است ، $ n $ چگالی حامل شارژ ، $ e $ شارژ ابتدایی است و $ d $ ضخامت هادی است.

اجزای یک سالن - سنسور جابجایی اثر

یک سنسور جابجایی تالار معمولی از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده است: یک عنصر سنسور تالار ، یک آهنربا و یک مدار پردازش سیگنال.

عنصر سنسور تالار معمولاً یک ماده نیمه هادی است ، مانند گالیم آرسنید (GAAS) یا آنتی مونید ایندیوم (INSB). این مواد دارای تحرک الکترونی بالایی هستند که برای تولید ولتاژ تالار قابل اندازه گیری مفید است.

از آهنربا برای ایجاد یک میدان مغناطیسی استفاده می شود. میدان مغناطیسی بسته به نیازهای خاص کاربردی می تواند یک آهنربای دائمی یا یک الکترومغناطیس باشد.

مدار پردازش سیگنال مسئول تقویت ، فیلتر و تبدیل ولتاژ سالن به یک سیگنال خروجی قابل استفاده مانند ولتاژ یا جریان است.

اصل کار یک سالن - سنسور جابجایی اثر

اصل کار اصلی یک سنسور جابجایی تالار - بر اساس تغییر در قدرت میدان مغناطیسی یا شیب میدان مغناطیسی که توسط عنصر سنسور تالار تجربه می شود به عنوان موقعیت سنسور یا هدف هدف تغییر می کند.

دو نوع اصلی از سنسور جابجایی اثر وجود دارد: سنسور جابجایی خطی و سنسور جابجایی زاویه ای.

سنسور جابجایی خطی

در یک سنسور جابجایی خطی ، آهنربا معمولاً ثابت است و عنصر سنسور اثر سالن به شیء وصل می شود که جابجایی آن نیاز به اندازه گیری دارد. همانطور که شی به صورت خطی حرکت می کند ، فاصله بین عنصر سنسور تالار و آهنربا تغییر می کند. این تغییر در فاصله منجر به تغییر در قدرت میدان مغناطیسی در محل عنصر سنسور اثر می شود.

با توجه به اثر سالن ، تغییر در قدرت میدان مغناطیسی باعث تغییر مربوط به ولتاژ سالن خواهد شد. سپس مدار پردازش سیگنال این تغییر را در ولتاژ هال به یک سیگنال خروجی خطی که متناسب با جابجایی جسم است تبدیل می کند.

به عنوان مثال ، در یک برنامه کاربردی ماشین آلات ، می توان از یک سنسور جابجایی خطی تالار برای اندازه گیری موقعیت ابزار برش استفاده کرد. با حرکت ابزار برش در امتداد قطعه کار ، سنسور می تواند جابجایی آن را به طور دقیق تشخیص دهد و امکان کنترل دقیق فرآیند ماشینکاری را فراهم می کند.

سنسور جابجایی زاویه ای

یک سنسور جابجایی زاویه ای بر روی یک اصل مشابه کار می کند ، اما به جای اندازه گیری جابجایی خطی ، چرخش زاویه ای یک شی را اندازه گیری می کند. در این حالت ، آهنربا اغلب به جسم چرخان وصل می شود و عنصر سنسور اثر تالار ثابت است.

با چرخش جسم ، جهت میدان مغناطیسی و استحکام در محل سالن - عنصر سنسور اثر تغییر می کند. تغییر در خصوصیات میدان مغناطیسی توسط عنصر سنسور اثر سالن به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود و توسط مدار پردازش سیگنال پردازش می شود. سیگنال خروجی سنسور جابجایی زاویه ای متناسب با زاویه چرخش جسم است.

به عنوان مثال ، در یک سیستم فرمان خودرو ، می توان از یک سنسور جابجایی زاویه ای تالار برای اندازه گیری زاویه فرمان استفاده کرد. این اطلاعات برای اطمینان از رانندگی ایمن و پایدار برای سیستم کنترل پایداری الکترونیکی وسیله نقلیه بسیار مهم است.

مزایای هال - سنسورهای جابجایی اثر

سالن - سنسورهای جابجایی اثر نسبت به انواع دیگر سنسورهای جابجایی مزایای مختلفی را ارائه می دهند:

• اندازه گیری بدون تماس: از آنجا که سنسورهای اثر بر اساس میدان مغناطیسی کار می کنند ، آنها نیازی به تماس فیزیکی با هدف هدف ندارند. این روش اندازه گیری غیر تماس باعث کاهش سایش و پارگی می شود ، طول عمر سنسور را افزایش می دهد و برای برنامه هایی که در آن تماس ممکن است به جسم آسیب برساند یا بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد ، مناسب است.
• حساسیت بالا: سالن - سنسورهای اثر می توانند تغییرات بسیار کمی در میدان مغناطیسی را تشخیص دهند و امکان اندازه گیری جابجایی با دقت بالا را فراهم می کنند. آنها می توانند به وضوح اندازه گیری در میکرومتر یا حتی محدوده نانومتر دست یابند.
• دامنه دمای گسترده: سالن - سنسورهای اثر می توانند در یک محدوده دمای گسترده ، به طور معمول از 40 درجه سانتیگراد تا 150 درجه سانتیگراد یا حتی بالاتر عمل کنند. این امر باعث می شود آنها برای استفاده در محیط های سخت مانند موتورهای خودرو و کوره های صنعتی مناسب باشند.
• زمان پاسخ سریع: سالن - سنسورهای اثر زمان پاسخ سریع دارند ، به این معنی که آنها می توانند به سرعت تغییرات در جابجایی شیء هدف را تشخیص دهند. این برای برنامه هایی که نیاز به نظارت و کنترل زمان واقعی دارند ضروری است.

برنامه های هال - سنسورهای جابجایی اثر

با توجه به مزایای منحصر به فرد آنها ، سنسورهای جابجایی تالار به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شوند:

• صنعت خودرو: علاوه بر اندازه گیری زاویه فرمان که قبلاً ذکر شد ، سنسورهای جابجایی هال نیز در سنسورهای موقعیت دریچه گاز ، سنسورهای موقعیت پدال ترمز و سنسورهای ارتفاع تعلیق استفاده می شوند. این سنسورها نقش مهمی در اطمینان از ایمنی و عملکرد وسایل نقلیه مدرن دارند.
• اتوماسیون صنعتی: هال - سنسورهای جابجایی اثر در روبات های صنعتی ، ابزار ماشین و سیستم های نقاله برای اندازه گیری موقعیت و جابجایی قطعات متحرک استفاده می شود. آنها به بهبود صحت و کارآیی فرآیندهای تولید صنعتی کمک می کنند.
• تجهیزات پزشکی: در دستگاه های پزشکی ، مانند پمپ های تزریق و روبات های جراحی ، از سنسورهای جابجایی هال استفاده می شود تا جابجایی قطعات با دقت بالایی اندازه گیری شود. این امر ایمنی و اثربخشی درمان های پزشکی را تضمین می کند.

علاوه بر سنسورهای جابجایی هال - اثر ، شرکت ما طیف گسترده ای از سنسورهای دیگر را نیز ارائه می دهد ، مانندسنسور فشار نقطه ای مینیاتوروسنسور نیروی حلقهبشر این سنسورها برای تأمین نیازهای متنوع مشتریان در صنایع مختلف طراحی شده اند. علاوه بر این ، برای برنامه های کاربردی در زمینه وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین ، ماپهپاد بال ثابت VT25E، که مجهز به فناوری سنسور پیشرفته برای اطمینان از پرواز پایدار و جمع آوری دقیق داده ها است.

برای تهیه با ما تماس بگیرید

اگر به سنسورهای جابجایی یا سایر محصولات ما علاقه مند هستید ، ما از شما استقبال می کنیم تا برای بحث در مورد تهیه ما با ما تماس بگیریم. تیم متخصصان ما آماده هستند تا اطلاعات دقیق محصول ، پشتیبانی فنی و راه حل های سفارشی را برای پاسخگویی به نیازهای خاص خود در اختیار شما قرار دهند. چه در زمینه خودرو ، صنعتی یا پزشکی باشید ، ما محصولات سنسور مناسبی برای شما داریم.

منابع

• سالن ، EH (1879). در یک عمل جدید آهنربا روی جریان های الکتریکی. مجله ریاضیات آمریکایی ، 2 (3) ، 287 - 292.
• Tietze ، U. ، & Schenk ، C. (2008). مدارهای الکترونیکی: کتابچه راهنمای طراحی و کاربرد. اسپرینگر
• Fraden ، J. (2010). کتاب سنسورهای مدرن: فیزیک ، طرح ها و برنامه ها. اسپرینگر