کاربرد پیزوالکتریک درسیستمهای اندازه گیری

Rate this post
کاربرد پیزوالکتریک درسیستمهای اندازه گیری

کاربرد-پیزوالکتریک-درسیستمهای-اندازه-گیری

این تحقیق در مورد کاربرد پیزوالکتریک درسیستمهای اندازه گیری در ۱۲۱ صفحه و در قالب ورد و شاملPIZO،تحقیق کاربرد پیزوالکتریک درسیستمهای اندازه گیری،اصول ساخت فشار سنج دیافراگم پیزوالکتریک،دیافراگم پیزوالکتریک،فشار سنج،فشارسنج پیزوالکتریک،انواع فشار سنج پیزوالکتریک،وسایل اندازه گیری فشار،سنسور فشار سنج پیزوالکتریک،پیزو و غیره می باشد.

فهرست

۱-۱- مقدمه. 1

1-2- اهداف… 6

2-1- تعریف… 7

2-2- تعریف فشار. 7

2-9- سنسور چیست؟. 19

2-10- انواع حسگرها 19

2-10-1- زوج حسگر مافوق صوت… 20

2-10-2- حسگر فاصله. 20

2-10-3- حسگر رنگ…. 20

2-10-4- حسگر نور.. 20

2-10-5- حسگر صدا 20

2-10-6- حسگر حرکت و لرزش… 20

2-10-7- حسگر دما 20

2-10-8- حسگر دود. 20

2-11- مزایای سیگنالهای الکتریکی.. 20

2-11-1- پردازش راحتتر و ارزانتر.. 20

2-11-2- انتقال آسان.. 20

2-11-3- دقت بالا.. 20

2-11-4- سرعت بالا.. 20

2-12- حسگرهای مورد استفاده در رباتیک.. 20

2-12-1- حسگرهای تماسی.. 20

2-12-1-1- آشکار سازی تماس دو جسم. 21

2-12-1-2- اندازه گیری نیروها و گشتاورهایی که حین حرکت ربات بین اجزای مختلف آن ایجاد میشود  21

2-12-2- حسگرهای هم جواری.. 21

2-12-2-1- القایی.. 21

2-12-2-2- اثرهال. 21

2-12-2-3- خازنی.. 21

2-12-2-4- اولتراسونیک.. 21

2-12-2-5- نوری.. 21

2-12-3- حسگرهای دوربرد. 21

2-12-3-1- فاصله سنج (لیزو و اولتراسونیک) 21

2-12-3-2- بینایی (دوربینCCD) 21

2-12-4- حسگر نوری (گیرنده-فرستنده). 21

2-3- تاریخچه اندازه گیری.. 8

2-4- تاریخچه  فشار سنج.. 9

2-5- وسایل اندازه گیری فشار. 10

2-5-1- فشار سنجهای هیدرواستاتیکی.. 10

2-5-2- فشار سنجهای پیستونی.. 10

2-5-3- فشار سنجهای ستون مایع. 10

2-5-4- فشار سنجهای آنرویدی (مکانیکی). 11

2-5-5- فشارسنجهای بوردون.. 12

2-5-6- فشارسنجهای دیافراگمی.. 13

2-5-7- فشار سنج الکترونیکی.. 13

2-5-8- فشار سنج خازنی.. 13

2-5-9- فشار سنج مغناطیسی.. 13

2-5-10- فشار سنج پیزو الکتریک.. 14

2-5-11- فشار سنج نوری.. 14

2-5-12- فشارسنج پتانسیومتری.. 14

2-5-13- فشار سنج تشدیدی.. 14

2-5-14- فشار سنج هدایت حرارتی.. 14

2-5-15- فشارسنج یونیزاسیون.. 15

2-6- انواع سیستمهای اندازهگیری.. 16

2-6-1- دستگاه گاوسی.. 16

2-6-2- دستگاه انگلیسی.. 16

2-6-3- دستگاه بین المللی SI 17

2-7- انواع فشار. 17

2-7-1- فشار نسبی.. 17

2-7-2- فشار مطلق.. 17

2-7-3- فشار خلاء. 17

2-8- واحدهای اندازه گیری فشار. 18

2-13- انواع سنسورها 22

2-13-1- با تماس مکانیکی.. 22

2-13-2- بدون تماس مکانیکی.. 22

2-14- انواع خروجیهای متداول سنسورها 22

2-14-1- نوعA.. 22

2-14-2- نوعB. 22

2-14-3- نوع c. 22

2-14-4- نوع d. 22

2-14-5- نوع  E. 22

2-15- سنسور فشار. 23

2-16- کاربردهای سنسور فشار. 23

2-16-1- اندازه گیری فشار.. 23

2-16-2- اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا 23

2-16-3- آزمایش نشتی.. 23

2-16-4- اندازهگیری عمق.. 24

2-16-5- اندازهگیری جریان.. 24

2-17- انواع سنسورهای اندازه گیری فشار. 24

2-17-1- سنسور فشار مطلق.. 24

2-17-2- سنسور فشار گیج.. 24

2-17-3- سنسور فشار خلاء. 25

2-17-4- سنسور فشار تفاضلی.. 25

2-17-5- سنسور فشار مهر شده. 25

2-18- انواع سیستمهای اندازهگیری فشار۱۳۸۸). 26

2-18-1- اندازهگیری فشار توسط مانومترها 26

2-18-2- مانومتر یک شاخه ای.. 26

2-18-3- مانومتر دو شاخه ای.. 26

2-18-4- مانومتر مورب 26

2-18-5- اندازهگیری فشار توسط فشار سنجهای لوله بوردن 26

2-18-6- لوله ی C شکل 26

2-18-7- لوله ی فانوسی.. 26

2-18-8- لوله ی حلقوی.. 26

2-18-9- لوله ی حلزونی.. 26

2-18-10- کپسول.. 26

2-18-11- دیافراگم. 26

2-18-12- اندازه گیرهای الکتریکی فشار.. 26

2-18-13- استرین گیجها 27

2-18-14- اندازه گیرهای ظرفیتی فشار.. 27

2-18-15- اندازه گیرهای پیزوالکتریکی فشار.. 27

2-18-16- اندازه گیری فشار با بیلوز.. 27

2-19- فشار سنجهای هیدرواستاتیکی.. 28

2-20- فشار سنجهای ستون مایع.. 28

2-21- فشارسنجهای آنرویدی(مکانیکی). 28

2-22- فشارسنجهای بوردون.. 28

2-23- انواع بوردن تیوب.. 29

2-23-1- سنسورنوع C. 29

2-23-2- سنسور نوع حلزونی.. 29

2-23-3- سنسور نوع حلقوی.. 29

2-24- اندازهگیری فشار با دیافراگم. 30

2-25- مزایای اندازهگیری فشار با دیافراگم. 30

2-26- کاربردهای ترانسدیوسرها 30

2-27- انواع ترانسدیوسر. 31

2-27-1- ترانسدیوسرهای خازنی.. 31

2-27-2- ترانسدیوسرهای سلفی.. 31

2-27-3- ترانسدیوسرهای مقاومتی.. 31

2-27-4- ترانسدیوسرهای پیزوالکتریک.. 31

2-28- دیافراگم کپسولی.. 31

2-29- دیافراگم خازنی.. 32

2-30- گیج‌های کشش پیزو رزیستور. 32

2-31- استرین گیج.. 32

2-32- انواع حساسههای اندازه گیر. 33

2-32-1- سنسور.. 33

2-32-2- ترانسدیوسرها 33

2-32-3- ترانسمیتر.. 33

2-33- کنترل کننده ابزار دقیق.. 33

2-34- مشخصات دستگاههای اندازهگیری ابزار دقیق.. 34

2-34-1- دامنه اندازهگیری.. 34

2-34-2- دقت… 34

اندازه گیری فشار. 34

2-34-3- تکرارپذیری.. 34

2-34-4- حساسیت… 34

2-34-5- پایداری.. 35

2-34-6- پاسخ دهی.. 35

2-35- محدودیت های اندازه گیری فشار. 35

2-35-1- رنج اندازهگیری.. 35

2-35-2- ابعاد سنسور.. 35

2-35-3- دمای کاری.. 36

2-35-4- نوع اندازه گیری.. 36

2-35-5- نوع خروجی تولید شده. 36

2-35-6- زمان پاسخ.. 36

2-35-7- ولتاژ آفست… 36

2-36- تعریف پیزوالکتریک…. 37

2-37- مواد پیزوالکتریک…. 38

2-38- اثر پیزوالکتریک…. 40

2-39- رفتار پیزوالکتریک…. 41

2-40- اثر مستقیم و معکوس پیزو الکتریک…. 42

2-41- کاربرد اثر مستقیم پیزو الکتریک…. 42

2-42- کاربرد امواج فراصوتی در مواد پیزو الکتریک…. 43

2-43- ارتباط اثر پیزو الکتریک با ساختار مولکولی مواد. 43

2-44- وابستگی مواد پیزوالکتریک به دما 43

2-45- وجود اثر پیزو الکتریک در تک بلور. 44

2-46- اثر پیزوالکتریک…. 44

2-47- استفاده‌های پیزوالکتریک…. 46

2-48- کاربرد پیزوالکتریک‌ها 46

2-49- مبدل های پیزوالکتریک…. 47

2-50- محرک های پیزوالکتریک…. 47

2-51- انواع سنسورهای پیزوالکتریک…. 49

2-51-1- حسگر ژیروسکوپ پیزوالکتریک…. 49

2-51-2- حسگر شتاب سنج پیزوالکتریک…. 49

2-51-3- حسگرهای صوتی پیزوالکتریک…. 49

2-52- ارتباط اثر پیزوالکتریک با ساختار مولکولی مواد. 50

2-53- کاربردهای اثر پیزوالکتریک…. 51

2-54- اثر فشاربرقی.. 52

2-55- سازندگان سنسور فشار. 52

2-56- مروری بر مطالعات گذشته. 52

3- طراحی و محاسبات.. 63

3-1- کلیات.. 63

3-2- فشار مکانیکی اعمالی.. 63

3-3- اندازه گیری نیرو، گشتاور و کرنش…. 64

3-3-1- خاصیت مکانیکی پیزوالکتریک…. 64

3-3-1-1- استفاده از خاصیت فنری اجسام ( در محدوده کشسان) 64

3-3-1-2- استفاده از توازن نیروها ( اهرمبندی، چرخدنده) 64

3-3-1-3- تبدیل نیرو به فشار ( فشار سنجها) 64

3-3-2- خاصیت الکتریکی پیزوالکتریک…. 64

3-3-2-1- استفاده از خاصیت پیزو الکتریک (نیرو سنج کریستال پیزوالکتریک) 64

3-3-2-2- کرنش سنج مقاومت حساس (استرینگیج) 64

3-3-2-3- تبدیل نیرو به جابجایی (مثل LVDT) 64

3-4- استفاده از خاصیت کشسانی اجسام. 64

3-5- فنر ساده    F=kx. 65

3-6- تیر یک سر درگیر. 65

3-7- حلقه کشسان.. 66

3-8- روشهای اندازه گیری خیز  ناشی از اعمال نیرو. 67

3-8-1- استفاده از روشهای مکانیکی مثل گیج.. 67

3-8-2- روشهای الکترومکانیکی.. 67

3-8-2-1- روش مبدل پیزوالکتریک.. 67

3-8-2-2- LVDT. 67

3-8-2-3- استرین گیج. 67

3-9- تعیین θ در آرایشها 70

3-9-1- آرایش مستطیلی.. 70

3-9-2- آرایش دلتا 71

3-10- اثر پیزوالکتریک مستقیم و معکوس…. 71

3-11- بررسی مداری سنسور پیزوالکتریک…. 74

3-12- انواع تکنولوژی حس کردن فشار. 76

3-13- ساختار‌های پیزوالکتریک…. 76

3-14- قطبش‌زدایی.. 79

3-14-1- قطبش‌زدایی حرارتی.. 79

3-14-2- قطبش‌زدایی الکتریکی.. 80

3-14-3- قطبش‌زدایی مکانیکی.. 80

3-15- معادلات ریاضی ساختاری.. 80

3-16- تئوری ورقهای دایرهای شکل. 80

3-17- بیان روابط ورق در سیستم محورهای قطبی.. 81

3-18- خمش های متقارن محوری.. 84

3-19- تئوری خطی مواد پیزوالکتریک…. 86

3-20- مواد و روشها 90

3-20-1- کلیات… 90

3-20-2- طراحی.. 90

3-20-3- مواد. 91

3-21- روش ساخت دستگاه. 91

3-22- پیزوالکتریکها و آرایش آنها بر روی صفحه. 94

3-23- مدار پل وتستون و آمپلی فایر. 96

3-24- اسیلوسکوپ.. 96

3-25- ولت متر. 97

3-26- مولتیمتر. 97

3-27- نرم افزار کامسول. 98

3-27-1- قابلیت‌های کلیدی نرم‌افزار.. 98

3-28- روش مونتاژ پیزوالکتریکها 98

3-29- طراحی و ساخت دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار. 99

دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار. 99

3-30- روش نجام آزمایش و نمونه برداری.. 100

فصل چهارم. 101

4- نتایج.. 103

4-1- ساخت دستگاه. 103

4-2- ثبت ولتاژ و داده برداری توسط ولتمتر. 105

4-3- چگالی آب در دماهای مختلف… 109

4-4- محاسبه فشار درون مایع.. 110

4-5- رابطه بین فشار و ولتاژ. 111

4-6- تحلیل نرم افزاری دیافراگم در فشارهای مختلف… 111

4-7- المان بندی صفحه دیافراگم توسط نرم افزار. 112

4-7-1- تحلیل تنش دیافراگم در عمق ۵/۰ متری آب… 113

4-8- ماکزیمم بردار جابجایی.. 114

4-9- نمایش فشار اصلی وارده بر کل دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 114

4-10- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 115

4-10-1- تحلیل تنش دیافراگم در عمق ۱ متری آب… 116

4-11- ماکزیمم بردار جابجایی در ارتفاع یک متری آب.. 116

4-12- نمایش فشار اصلی وارده بر کل دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 117

4-13- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 118

4-14- تحلیل تنش دیافراگم در عمق یک متری آب.. 118

4-15- ماکزیمم بردار جابجایی در ارتفاع ۳ متری آب.. 119

4-16- نمایش فشار کلی وارده بر دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 120

4-17- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 121

4-18- طراحی و ساخت دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار. 121

5- نتیجه گیری.. 124

5-1- پیشنهادها 126

6- منابع.. 128

پیزوالکتریسیته خاصیتی است در مواد بلوری که در روند آن فشار وارد شده بر بلور ایجاد الکتریسته می¬کند و به عکس اعمال الکتریسیته باعث ایجاد فشار می¬شود (دروما، ۲۰۰۸)، دلیل این امر در بلور کوارتز با فرمول SIO2 آن است که در حالت معمولی و در حالتی معین از بلور کوارتز شش گوشی تشکیل می¬شود که گوشه-های ان به صورت یک در میان با یون اکسیژن و سیلیس اشغال شده است؛ این شش گوش بدون اعمال فشار در حالت ایستایی الکتریکی است (وویگت،۱۹۱۰)؛ ولی فشار باعث می¬شود که این حالت بهم بخورد. سنسور فشار عموما فشار گاز یا مایع را اندازه می¬گیرد. سنسورهای فشار می¬توانند به طور غیر مستقیم برای اندازه¬گیری سایر متغیرها استفاده شوند (‌ه‍اپ‍ت‍م‍ن ،۱۳۷۱). برای مثال: دبی سیال، سرعت، سطح مایع و ارتفاع از این متغیرها هستند. به سنسورهای فشار، مبدل¬های فشار، ترنسمیتر فشار (عبدالکریم ماندگاری، ۱۳۹۳)، فرستنده فشار، نشان¬دهنده فشار، پیزومتر  و مانومتر  نیز گفته می¬شود (جودی و همکاران، ۱۳۹۴). سنسورهای فشار از نظر تکنولوژی، طراحی، عملکرد، کاربرد و قیمت باهم متفاوت هستند. با یک تخمین محافظه¬کارانه می¬توان گفت که بیش از۵۰ تکنولوژی و حداقل۳۰۰ شرکت در سراسر جهان سازنده سنسورهای فشار هستند (مرادی، ۱۳۹۴). همچنین طبقه¬ای از سنسورهای فشار وجود دارند که برای اندازه-گیری حالت پویای تغییرات سریع در فشار طراحی شده¬اند (‌هاپ‍ت‍م‍ن، ۱۳۷۱). مثالی از کاربرد این نوع سنسور را می¬توان در اندازه¬گیری فشار احتراق سیلندر موتور و یا گاز توربین مشاهده کرد. این سنسورها به طور عمده از مواد پیزوالکتریک مانند کوارتز ساخته شده¬اند. بعضی از سنسورهای فشار مانند آنچه در دوربین‌های کنترل ترافیک دیده می¬شود، به صورت باینری  (دودویی) و خاموش/ روشن کار می¬کنند (مرادی، ۱۳۹۴). برای مثال وقتی فشاری به سنسور فشار اعمال می¬شود، سنسور یک مدار الکتریکی را قطع یا وصل می¬کند؛ این سنسورها به سوئیچ فشار معروف هستند (ویلانی ،۱۳۹۳). علاقه انسان به تحت اختیار در آوردن و تسلط بر پدیده­ها باعث پیداش شاخه جدیدی از دانش به نام علم کنترل گردیده است، علمی که امروزه حوزه نفوذ خود را به شاخه­های دیگر علوم از صنعت و تکنولوژی گرفته تا اقتصاد و سیاست و علوم پزشکی گسترش داده است. از طرفی اولین قدم برای کنترل یک فرآیند شناخت و درک دینامیک و رفتارهای آن فرآیند می­باشد. اندازه­گیری و کسب اطلاعات از کمیت تحت کنترل توسط عنصر اندازه­گیر انجام می­گیرد و بنابراین اندازه­گیری یکی از قسمت­های مهم و حساس حلقه کنترل می­باشد (سبزپوشان، ۱۳۹۳).

بعد از شناخت پروسه می­باید کمیت تحت کنترل را اندازه­گیری نمود؛ به عبارت دیگر برای کنترل یک کمیت باید در هر لحظه اطلاعات دقیقی از آن داشته باشیم؛ یعنی باید کمیت تحت کنترل را همواره اندازه­گیری نماییم (سبزپوشان، ۱۳۹۳). امروزه ساخت و ابداع اندازه­گیر­های جدید یکی از زمینه­های پر تحرک و پر رقابت بین کمپانی­های سازنده می­باشد؛ در واقع بسیاری از پیشرفت­های چشمگیر در زمینه­های پیچیده نظامی، صنعتی، پزشکی، کشاورزی، جراحی و… مرهون اختراع اندازه­گیرهای جدید می­باشد (مجیدی، ۱۳۹۲).

سیستم­های میکروالکترومکانیکی یک تکنولوژی است که از ترکیب کامپیوتر با دستگاه­های کوچک مکانیکی مانند سنسور, سوپاپ, چرخ دنده و دیسک­های جاسازی شده در تراشه­های نیمه هادی می­باشد (جودی و همکاران، ۱۳۹۴). مناسب بودن تکنولوژی MEMS در سنسورها باعث به وجود آمدن سنسورهای با عملکرد بالا و تولید انبوه با هزینه کم و به وجود آمدن درخواست برای کاربرد­هایی همچون کنترل فرایند صنعتی و سیستم های هیدرولک، میکروفن، اندازه­گیری فشار خون وریدی و غیره گردیده است (بیبی[۱] و همکاران ،۲۰۰۴)؛ همچنین از اندازه­گیری فشار می­توان به طور غیر مستقیم برای اندازه­گیری جریان در یک لوله و حجم مایع داخل یک مخزن و همچنین ارتفاع مایع داخل یک مخزن و اندازه­گیری سرعت هوا استفاده نمود (جودی و همکاران، ۱۳۹۴).

فشار به اصطلاح نیروی لازم برای جلوگیری از پخش شدن مایع است و معمولاً به صورت نیرو بر سطح تعریف می­شود (مجیدی، ۱۳۹۲). سنسور فشار معمولاً به صورت مبدل کار می‌کند و سیگنالی تابع اثر فشار تولید می­کند؛ برای این منظور می­توان سیگنال الکتریکی در نظر گرفت. سنسورهای فشار روزانه برای کنترل و مانیتورینگ هزاران کاربرد استفاده می­شوند (جودی و همکاران، ۱۳۹۴).

و بلور از حالت پایداری الکتریکی خارج شود و الکترون اضافی را به صورت الکیریسیته آزاد کند و به عکس اعمال الکتریسیته باعث به هم خوردن سطح شش گوش می­شود و بنابراین فشاری در بلور ایجاد می­شود؛ از این ویژگی استفاده­های زیاد در تکنولوزی شده است که ساده­ترین آن ساعت دست شما، ترازوی مغازه­ها و از همه واضح­تر احساس فشاری است که شما از وارد آمدن یک جسم بر بدن خود دارید که الکتریسیته حاصل از فشار را به مغز شما می­رساند(ویکی­پدیا[۲]). آنچه امروز تکنولوزی به دنبال آن است پیدا کردن مواد ارزان سنتیک با همان ویژگی­های پیزوالکتریسیته بسیاری از پلیمرها و سرامیک­ها و ملکول­ها مانند آب بطور دائمی قطبی می­باشند و بخشی از این ملکول­ها دارای قطب مثبت و سمت دیگر آنها قطب منفی می­باشد؛ هنگامی­که به این مواد قطبی تحت تاثیر یک منبع الکتریکی واقع می­شوند عناصر قطبی انها خود را با جهت الکتریکی منبع مزبور هماهنگ می­کنند و با قطع ولتاژ تحریک کننده این خاصیت را از دست می­دهند؛ در این میان مواد پیزو­الکتریک مانند بلور کوارتز و یا تیتانیت باریم در پی تحریکی که باعث تغییر در مختصات ذرات قطبی شده شروع به ایجاد یک ولتاژ الکتریکی می­کنند؛ در نتیجه خاصیت پیزو­الکتریسیته هنگامی به ظهور می­رسد که بلور تحت تاثیر یک فشار مکانیکی قرار بگیرد و در این زمان قطب مثبت در یک وجه بلورهای نارسانا مانند کوارتز و قطب منفی نیز در وجه مخالف آن ایجاد می­گردد؛ از این خاصیت در ساخت وسائلی مانند میکروفون­ها و فونوگراف­ها و در فیلتر­سازی امواج در تلفن­ها و غیره مورد استفاده قرار می­گیرد (‌هاپ‍ت‍م‍ن، 1371).
در بازار اقتصادی سرامیک‌های نوین، سرامیک‌های الکتریکی یکی از جاافتاده‌ترین بازارهای موجود است. بررسی‌های به عمل آمده نشان داده است که از بازار ۲۰۰ میلیارد دلاری سرامیک‌ها در جهان، حدود یک سوم آن یعنی حدود ۶۳ میلیارد دلار، مربوط به سرامیک‌های پیش‌رفته است. در بازار اقتصادی سرامیک‌های نوین، سرامیک‌های الکتریکی (که شامل پیزو و پیروالکتریک‌ها هم می‌شود) یکی از جاافتاده‌ترین بازارهای موجود است. آمارهای موجود نشان می‌دهد که بازار مواد پیزو و پیروالکتریکی در جهان، تقریباً ۱۱ میلیارد دلار (در سال‌های ۲۰۰۱-۲۰۰۰) بوده است. علاوه بر گسترش زمینه‌های مصارف قبلی، مصارف جدید مربوط به کاربردهایی است که پیزوالکتریک‌ها و خصوصاً پیزوسرامیک‌ها اخیراً وارد آن حیطه‌ها شده‌اند. با توجه به مطالب ارائه شده و نقش تعیین‌کننده‌ی این نوع قطعات در صنایع مختلف و در راستای گام نهادن در مسیر خودباوری و خوداتکایی و دستیابی به دانش روز، چنین به نظر می‌رسد که اهمیت و ضرورت پایه‌گذاری صنایع الکتروسرامیک‌ها و از جمله پیزوالکتریک در کشور، امری روشن، واضح و قابل درک است. برآورد و تخمین نیازهای داخلی (نیازهای فعلی تا سال ۱۴۰۰ هجری شمسی) نشان داد که نیاز داخلی تا سال۱۴۰۰ حدود۴۰ میلیون قطعه پیزو و پیروالکتریک است و باید اقدام لازم در این خصوص صورت گیرد.

در جهان امروز وابستگی علوم کامپیوتر، مکانیک و الکترونیک نسبت به هم زیاد شده‌اند و هر مهندس و محقق نیاز به فراگیری آن‌ها دارد، و لذا چون فراگیری هر سه آنها شکل به نظر می‌رسد، حداقل باید یکی از آن‌ها را کاملاً آموخت و مابقی اطلاعات را در حد توان فرا گرفت.

کلمه سنسور خود ریشه بعضی کلمات هم خانواده نظیر المان سنسور، سیستم سنسور، سنسور باهوش و تکنولوژی سنسور شده است (مرادی، ۱۳۹۴). کلمه سنسور یک عبارت تخصصی است که از کلمه لاتین Sensorium، به معنی توانایی حس کردن یا Sensus به معنی حس برگرفته شده است (سبزپوشان، ۱۳۹۳). یک سنسور هر کمیت فیزیکی معین را که باید اندازه‌گیری شود به شکل یک کمیت الکتریکی تبدیل می‌کند، که می‌تواند پردازش شود یا به صورت الکترونیکی انتقال داده شود (دروما، ۲۰۰۸). مثلاً یک سنسور رنگ می‌تواند تغییر در شدت نور را به یک پروسه تبدیل نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل کند (‌ه‍اپ‍ت‍م‍ن ،۱۳۷۱). بنابراین سنسور را می‌توان به عنوان یک زیر گروه از تفکیک کننده‌ها که وظیفه‌ی آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محیط فیزیکی و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الکتریکی است تعریف کرد (مرادی، ۱۳۹۴). البته سنسورهای مبدلی نیز ساخته شده‌اند که خود به صورت IC می‌باشند؛ مانند سنسورهای پیزوالکترونیکی و سنسورهای نوری. وقتی ما از سنسوری مجتمع صحبت می‌کنیم منظور این است که تکیه پروسه آماده‌سازی شامل تقویت کردن سیگنال، فیلترسازی، تبدیل آنالوگ به دیجیتال و مدارات تصحیح‌ می‌باشند، در غیر این صورت سنسوری که تنها سیگنال تولید می‌کند به نا سیستم موسوم هستند (ویلانی، ۱۳۹۳).

در نوع پیشرفته به نام سنسور هوشمند یک واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خروجی آن عاری از خطا باشد و منطقی‌تر شود. واحد پردازش سنسور که به صورت یک مدار مجتمع عرضه می‌شود Smart نامیده می‌شود. یک سنسور باید خواص عمومی زیر را داشته باشد تا بتواند در سیستم به کار رود که عبارتند از (‌ه‍اپ‍ت‍م‍ن، 1371): حساسیت کافی، درجه بالای دقت و قابلیت تولید دوباره خوب، درجه بالای خطی بودن، عدم حساسیت به تداخل و تاثیرات محیطی، درجه بالای پایداری و قابلیت اطمینان، عمر بالای محصول و جایگزینی بدون مشکل.

امروزه با پیشرفت صنعت الکترونیک سنسور مینیاتوری ساخته می‌شود که از جمله مشخصه‌ی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: سیگنال خروجی بدون نویز، سیگنال خروجی سازگار با باس، احتیاج به توان پایین (مرادی، ۱۳۹۴).

امروزه از سنسور فشار برای کنترل و مانیتورینگ[۳] هزاران کاربرد صنعتی استفاده می­شود، با توجه به اینکه پارامتر فشار یک کمیت عمومی در صنایع مختلف می­باشد (‌ه‍اپ‍ت‍م‍ن، ۱۳۷۱). این سنسور تقریبا در تمامی صنایع کاربرد دارد، که این صنایع شامل کلیه خطوط تولید هیدرولیک و پنوماتیک، صنایع آب و فاضلاب، خطوط رباتیک، صنایع غذایی، دیگ­های بخار، صنایع نورد فلزات، معادن، چیلر، ارتفاع سنجی مخازن، موتورخانه­ها، ایستگاه­های پمپاژ، سد، جرثقیل، ماشین­آلات راه­سازی، مخازن مایعات و گازها، غلتک­ها، سیستم­های هیدرو متری، نفت وگاز، فشار خلاء[۴]،  فشار مطلق[۵]،  فشار نسبی[۶]،  نخ ریسی، سیستم­های آتش­نشانی و سیستم­های هواشناسی و… می­باشد (سبزپوشان، ۱۳۹۳)، با پیشرفت سریع تکنیک اتوم

 

[1] Beeby

[2] wikipedia

[3] Monitoring

[4] Sealing Pressure

[5] Absolute pressure

[6] Meter Pressure

دانلود فایل

Author: Admin

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.