تبلیغات اینترنتیclose
سنسور هاي خازني

سنسور هاي خازني وسايلي هستند كه براي اندازه گيري فاصله جسم به كار مي روند و واضح است كه چه نقش مهمي در صنعت ايفا مي كنند. امروزه اين سنسور ها به علت سازگار شدن با PLC ها در رقابت از تمامي انواع سنسور ها پيشي گرفته اند البته لازم به ذكر است كه جاي سنسور هاي القايي نيز در اين بين خالي نمي ماند. سنسور خازني بر اساس اندازه گيري ميدان الكتريكي كه توسط ولتاژ اعمالي به سر پروب به وجود مي آيد مي تواند فاصله و ... را اندازه گيري كند .

متمركز كردن ميدان الكتريكي

براي اندازه گيري صحيح ميدان الكتريكي ‌، پروب به فضايي بين سطح سنسور پروب و جسم باشد.

اگر ميدان الكتريكي ايجاد شده به سطوح ديگر جسم برخورد كند تغيير در محل آن سطوح را به عنوان تغيير در محل جسم اندازه گيري مي كند . براي جلوگيري از اين اشتباه از تكنيكي به نام Guard استفاده مي شود . براي ساختن يك پروب گارد شده ، اطراف و پشت سطح سنسور به وسيله ي يك هادي ديگر كه همان ولتاژ سطح حسگر را داراست احاطه مي شود . چون تفاوتي بين ولتاژ سطح سنسور و گارد وجود ندارد ميدان الكتريكي بين آنها ايجاد نمي شود . به علت اينكه هادي گارد به مانند عايق ميدان عمل مي كند هيچ ميداني در اطراف يا پشت پروب تشكيل نمي شود و فقط در جلوي سطح حسگر كه محافظ ندارد ميدان به سمت جسم ايجاد مي شود.

اندازه ي جسم

اندازه ي جسم نخستين عاملي است كه در انتخاب پروب مناسب براي كار ما موثر است . وقتي كه ميدان الكتريكي متمركز مي شود ، سنسور ميداني را توليد مي كند كه به شكل و اندازه ي آن وابسته است . كمترين قطر جسم براي كاليبراسيون استاندارد 30 درصد قطر حسگر است .

هرچه سطح حسگر بزرگتر باشد ، رنج اندازه گيري بزرگتر مي شود . درايو هاي الكترونيكي براي مقدار ظرفيت خاصي در سنسور طراحي شده اند ، از اين رو يك سنسور كوچكتر بايد بسيار به جسم نزديكتر باشد تا ظرفيت مطلوب به دست آيد . درايوها در طي كاليبراسيون قابل تنظيمند ولي براي تغييرات رنج محدوديت وجود دارد .

عموما حداكثر فاصله ي پروب با جسم تقريبا 40 درصد قطر سنسور است . كاليبراسيون استاندارد به ما توصيه مي كند كه فاصله ي كمتري را رعايت كنيم .

تاثير جنس جسم

ميدان الكتريكي پروب يك سطح هادي را مي طلبد . به همين دليل سنسور هاي خازني تحت تاثير جنس اجسام هادي قرار نمي گيرند به دليل اينكه هادي سدي براي ميدان است . ضخامت جسم نيز تاثيري در اندازه گيري ندارد . پروب هاي خازني متوسط فاصله ي سطح جسم را اندازه مي گيرند .

پروبهاي خازني اغلب براي اندازه گيري موقعيت يك جسم هادي به كار مي روند اما مي توانند به خوبي در اندازه گيري حضور ، چگالي ، ضخامت و محل عايق ها نيز به كار روند .

مواد عايق مانند پلاستيك ثابت دي الكتريك متفاوت با هوا دارند اين ثابت روي ظرفيت بين دو هادي تاثير مي گذارد . با قرار دادن ماده ي عايق به عنوان يك دي لكتريك در شكاف بين پروب و يك جسم هادي مرجع ساكن ظرفيت خازني تحت تاثير ضخامت ، چگالي و محل ماده ي عايق تغيير مي كند .

گاهي اوقات داشتن يك جسم هادي مرجع در جلوي پروب به عنوان جوشن دوم خازن ميسر نيست.اگر جسم عايق يك ثابت دي الكتريك بالا داشته باشد واز يك سنسور بزرگ استفاده شود مي توان اندازه گيري را با تكنيكي به نام Fringing انجام داد. اگر سطحي هادي مستقيما در جلوي پروب موجود نباشد ميدان الكتريكي سنسور قشر خود پروب را مي پوشاند اين ميدان يك ميدان Fringe ناميده مي شود. اگر ماده اي عايق در مجاورت پروب قرار گيرد،اين دي الكتريك ميدان را تغيير مي دهد و از اين عامل مي توان براي اندازه گيري در مورد اجسام عايق استفاده كرد.

بهينه سازي صحت و كم كردن خطا

صحت نيازمند اين است كه اندازه گيري ها تحت همان شرايطي كه سيستم كاليبره شده انجام شود خواه سيستم در كارخانه كاليبره شده باشد و يا كسي در طي استفاده آنرا كاليبره كرده باشد . نتايج قابل تكرار از شرايط قابل تكرار به دست مي آيد.

مثلا اگر بخواهيم كه صرفا تغيير فاصله شكاف بين جوشن هاي خازن مورد نظر خوانده شود بايد ساير متغيرها ثابت باشند.

ابعاد و اندازه ي جسم و صحت

كاليبراسيون در كارخانه توسط يك جسم هادي مسطح كه بسيار بزرگتر از سنسور است انجام مي شود . سيستمي كه با اين روش كاليبره شود فقط هنگام اندازه گيري يك جسم مسطح كه حداقل 30 درصد بزرگتر از سطح سنسور باشد نتايج صحيحي خواهد داد . اگر سطح هادي خيلي كوچك باشد ميدان الكتريكي كناره هاي جسم را مي پوشاند و تا جايي دورتر از محل قرار گيري جسم ادامه مي يابد و در نتيجه اندازه گيري به دست آمده كمي بيشتر خواهد بود . يك مشكل ديگر هم براي جسمي كه كوچك باشد اين است كه سيستم به محل x و y پروب و جسم حساس مي شود و اگر پروب جابجا شود (راست ، چپ ، بالا يا پايين) بدون تغيير فاصله ي هوايي خروجي به مقدار زيادي تغيير خواهد كرد چون مقدار كمي از ميدان به مركز جسم مي رسد و بيشتر آن به كناره هاي هدف خواهد رسيد .

شكل جسم و صحت

زماني كه پروب ها براي يك جسم مسطح كاليبره شده اند اندازه گيري جسمي با سطح منحني باعث ايجاد خطا ميشود چون پروب متوسط فاصله را اندازه مي گيرد . همچنين به خاطر تفاوت رفتار ميدان الكتريكي با يك سطح منحني خطا ايجاد مي شود .

وقتي سطح جسم كاملا صاف و هموار نباشد، تكان پروب روي سطح ميتواند مقدار اندازه گيري را تغيير دهد (چون پروب متوسط فاصله سطح را مي گيرد) بزرگي اين خطا بستگي به نوع و تقارن نامنظمي سطح دارد.

موازي بودن و كاليبراسيون

هنگام كاليبراسيون سطح سنسور با سطح جسم موازي است. اگر هنگام اندازه گيري پروب يا جسم مقداري كج شوندميدان بين پروب و جسم تغيير خواهد كرد (چون دو سطح موازي نيستند) به خاطر رفتار متفاوت ميدان در اين حالت ، خطاي اندازه گيري مطرح مي شود. موازي بودن بايد به عنوان يك ثابات در اندازه گيري مد نظر قرار گيرد.

علاوه بر موارد ذكر شده عوامل محيطي چون دما ورطوبت و.. . نيز در خطا بي تاثير نيستند مثلا دما باعث انبساط جسم ميشود و رطوبت در ثابت دي الكتريك موثر است.

صفحه لمسي ها و سنسورهاي خازني

نمايشگرهاي لمسي بر پايه ي نمايشگرهاي معمولي طراحي شده اند كه قابليت دريافت فرمانهاي ورودي را مستقيما از طريق صفحه ي نمايش دارند و با افزودن Touch screen به مانيتورها مي توان از مانيتور به عنوان يك دستگاه ورودي/خروجي استفاده كرد.يكي از انواع صفحه لمسي ها نوع خازني است كه از يك سنسور خازني در سطح آن استفاده ميشود.

صفحه لمسی خازنی تشکیل شده از یک پنل شیشه ای که سطح ان با یک ماده خازنی (که ذخیره کننده بار الکتریکی است ) پوشیده شده است. در اين فناوري شيء لمس كننده بايد هادي جريان الكتريكي باشد مانند سر انگشت بدون پوشش يا يك قلم هادي الكتريسيته.

زماني كه صفحه نمايش با يك شيء هادي لمس شود جريان الكتريكي از سوي گوشه هاي صفحه لمسي به سمت نقطه تماس، جاري مي شود و باعث مي شود تا فرکانس مدارهاي نواسانسازي كه در گوشه هاي صفحه لمسي قرارگرفته اند تغيير کند اين تغيير فركانس ، اندازه گيري شده و محل لمس تشخيص داده مي شود. سپس اطلاعات مربوط به نقطه لمس شده به کنترلر ارسال می شود.

صفحه قبل صفحه بعد
نظر شما
نام : *
پست الکترونیک :
وب سایت/بلاگ :
*
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O @};-
:B /:) =D> :S
کد امنیتی : *


برچسب ها: ,
موضوع : | لينك ثابت
نوشته شده در تاريخ دوشنبه 27 شهريور 1391 توسط حميد تلك آبادي