مقالةآشنایی با انواع سنسورها وکاربردهای سنسورهای حسگر هوشمند در شبکه های data
فهرست:
سنسور چیست؟
سنسورهای بدون تماس
کاربرد سنسورها
مزایای سنسورهای بدون تماس
سنسورهای القائی
اساس کار و ساختمان سنسورهای القائی
سنسورهای التراسونیک و کاربرد این سنسورها
سنسورهای صنعتی
سنسور دمای هوا (ATS)
سنسور دمای آب (CTS )
سنسور فشار هوای منیفولد ( MAP)
ادوات ورودی سنسورها ، ترانسدیوسرها و ترانسمیترها
شبکه های سنسور
آشنایی با دو نوع سنسور
استراتژی شناسایی ( Exploration )
هزینه جواب دادن به Query
انتخاب Data Storage
======================
سنسور چیست؟
سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند. این سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.
سنسورهای بدون تماس
سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال می شوند. 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 گردد.
کاربرد سنسورها
1-شمارش تولید: سنسورهای القائی، خازنی و نوری
2-کنترل حرکت پارچه و ...: سنسور نوری و خازنی
3-کنترل سطح مخازن: سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح
4-تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری
5-کنترل انحراف پارچه: سنسور نوری و خازنی
6-کنترل تردد: سنسور نوری
7-اندازه گیری سرعت: سنسور القائی و خازنی
8-اندازه گیری فاصله قطعه: سنسور القائی آنالوگ
...
شبکه های سنسور
شبکه های سنسور بی سیم شامل نودهای کوچکی با توانایی حس کردن، محاسبه و ارتباط به زودی در همه جا خود را می گسترانند. چنین شبکه هایی محدودیت منابع روی ارتباطات، محاسبه و مصرف انرژی دارند. اول اینکه پهنای باند لینکهایی که گرههای سنسور را به هم متصل می کنند محدود می باشد و شبکه های بیسیم ای که سنسورها را به هم متصل می کنند کیفیت سرویس محدودی دارند و میزان بسته های گم شده در این شبکه ها بسیار متغیر می باشد. دوم اینکه گره های سنسور قدرت محاسبه محدودی دارند و اندازه حافظه کم نوع الگوریتمهای پردازش داده ای که می تواند استفاده شود را محدود می کند. سوم اینکه سنسورهای بی سیم باطری کمی دارند و تبدیل انرژی یکی از مسائل عمده در طراحی سیستم می باشد.
...
مقاله معرفی سنسورها
چکیده
در این مقاله سعی شده است تنوع های موجود در سنسور¬ها و کارکرد آنها در بعضی سیستمهایی گوناگون و ساختار های بعضی از آن¬ها صورت گرفته شده است رابررسی می کنیم.مطالعه¬هایی دراین زمینه شده که در این مقاله گردآوری شده ومشاهده خواهید کرد.در برخی ازسیستم¬هایی که از راه مونیتورینگ (دیده¬بانی) ¬و اندازه گیری را با استفاده از انواع مختلف سنسورها مورد استفاده قرار می¬دهند که بررسی آن¬ها بسیار جالب وبسیار در پیشرفت تکنولوژی در کشور در حوزه¬های گوناگون تاثیر¬گذارمی¬باشد .¬فناوری سنسوری در دامنه وسیعی از حوزه¬ها از آب و هوا گرفته تا پزشکی،-بازرگانی و صنایع کاربرد دارد. سنسورها در واقع ابزار ارتباط ربات با دنیای خارج و¬کسب اطلاعات محیطی و نیز داخلی می¬باشند. انتخاب درست حسگرها تأثیر بسیار زیادی در میزان کارایی ربات دارد حسگر یا سنسور المان حس-کننده¬ای است.
کلمات کلیدی
سنسور،حسگر،تصویر،کنترل،سیستم و...
مقدمه
در طول دو دهه گذشته،رشد بی¬سابقه¬ای در شمار محصولات وخدمات رخ داده است.¬بسیاری از حکومت¬ها و سیاست گذاران جهان به خاطر منافع بالقوه فناوری سنسوری به تشویق و توسعه آن اهمیت زیادی می¬دهند. به این خاطر که از طرفی تشویق رشد فناوری¬های سنسوری به صورت گرایش¬های تکنولوژیکی جدید و به دنبال آن محصولات جدید در صنایع بومی نتیجه می دهد و به صورت کیفیت بهتر محصولات و بازدهی بهتر آن¬ها(از راه گسترش سطح کنترل بر فرایندهای¬شان)¬خود را نشان می¬دهد.¬از طرفی هم توسعه تکنولوژی های سنسوری به اجرای قوانین حکومتی در زمینه ایمنی و آب و هوا کمک می¬کند. فواید تشویق فناوری¬های سنسوری در برنامه¬های برخی از کشورها، (به عنوان مثال در برنامه ملی پیش بینی تکنولوژی بریتانیا درباره فرصت¬های بالقوه¬ای که فناوری¬های سنسوری در ایجاد ثروت و کیفیت فراهم می¬کنند) مورد تأکید قرار گرفته. 15 تکنولوژی مستقل که دامنه وسیعی از بخش های مختلف صنایع را پوشش می-دهند،¬نیاز جهانی به فناوری¬های سنسوری را انکارناپذیر کرده¬اند. در 13 تا از این 15 تکنولوژی،¬تکنولوژی سنسوری به صورت یک عنصر کامل در توسعه محصولات و خدمات شناخته می¬شود.¬در حقیقت فناوری سنسوری به صورت یک فناوری کلیدی با کاربردهایی با تنوع گسترده صنعتی و تحقیقاتی ظاهر شده است.(4)
سنسورهای بدون تماس
سنسورهای بدون تماس سنسورهایی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می¬شوند.¬این عمل به نحوی است که می¬تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.(2)
مزایای سنسورهای بدون تماس یا همجواری
سرعت سوئیچینگ زیاد:
سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، به طوری¬که برخی از آنها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا 25KHz کار می¬کنند. طول عمر زیاد: به¬ ¬دلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و ... دارای طول عمر زیادی هستند. عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازی نیست.¬قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری:
سنسورها در محیط¬های با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و ... قابل استفاده می¬باشند.¬¬عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ:¬به¬دلیل استفاده از نیمه¬هادی¬ در طبقه خروجی،¬نویزهای مزاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی¬شود.
سنسورهای تصویر
تکنولوژی جدید به¬کارگرفته شده در سنسورهای تصویر این امکان را در آینده فراهم می¬کند که دوربین تلفنهای همراه عکس¬هایی با کیفیت بسیار بالا نظیر مراسم عروسی بگیرند.¬برای این منظور شرکت¬InVisage Technology در کالیفرنیا سنسور تصویری را با نیمه هادی "کوانتوم دات" Quantum Dots به¬جای سیلیکون ارتقاء داده است و مدعی شده که کیفیت تصاویر گرفته¬شده توسط دوربین با این سنسور تا چهاربرابر افزایش پیدا می کند. بیشتر دوربین¬های امروزی یا از سنسور CCD¬(Charged-Coupled Device)¬و یا از سنسورهای برپایه تکنولوژیCMOS-(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) برای ثبت تصاویر بهره می¬گیرند. سیلیکون به¬کارگرفته¬شده در سنسورهای تصویر امروزی دارای راندمان جذب نور درحدود 50% میباشد. کاهش راندمان بواسطه لایه¬های هادی مس و آلومینیوم به کاررفته در مدارالکترونیکی روی سطح سیلیکون ایجاد میشود. فلز موجود در سطح باعث بلوکه شدن نور میشود، بطوری که تنها کسری از یک سنسور سیلیکون در معرض تابش نور قرار می¬گیرد. جایگزین کردن سیلیکون با کوانتوم داتها همه چیز را تغییر می دهد. یک کوانتوم دات عبارتست از نانوکریستالی که از کلاس ویژه¬ایی از نیمه هادی¬ها ساخته¬شده¬است.
مقاله درباره سنسورها
قسمتی از متن:
مقدمه:
بطور کلی موقعیت سنجی از روش های مختلف زیر قابل حصول است :
|
سنسور های مغناطیسی برای بیش از 2000سال است که در حال استفاده می باشند. کاربرد اخیر سنسورهای مغناطیسی در رهیابی یاناوبری(Navigation) می باشد. |
سنسورهای مغناطیسی از آهنربای دائمی و یا آهنربای الکتریکیِ تولید شده از جریان ac و dc استفاده می کند. سنسورهای مغناطیسی ، بطور کلی ، بر میدان مغناطیسی عمل می کنند و ویژگیهای آنها تحت تاثیر میدان مغناطیسی تغییر می کند. از ویژگیهای این سنسورها غیر تماسی بودن (Non contact) آنهاست. در آنها هیچ اتصال مکانیکی میان قسمت های متحرک و قسمت های ثابت وجود ندارد. این خاصیت منجر به افزایش طول عمر آنها شده است. علاوه بر این لغزش قسمت های متحرک بر هم، در دیگر سنسورها مثل پتانسیومتر باعث ایجاد نویز می شود، که این مشکل در سنسورهای مغناطیسی رفع شده است.
سنسورهای مغناطیسی به سبب ساختار مناسبی که دارند در محیط های آلوده، چرب و روغنی بخوبی عمل می کنند و به همین علت در اتومبیل و کاربرد های این چنینی بسیار مفید هستند.
سنسورهای مغناطیسی بر مبنای رنج میدان اعمالی بصورت زیر تقسیم بندی می شوند:
|
جابجایی ( Displacement ) به معنی تغییر موقعیت است. سنسورهای جابحایی به دو نوع افزایشی ( Incremental ) و مطلق ( Absolute ) تقسیم می شوند. سنسور های افزایشی میزان تغییر بین موقعیت فعلی و قبلی را مشخص می کنند. چنانچه اطلاعات مربوط به موقعیت فعلی از دست برود، مثلا منبع تغذیه دستگاه قطع بشود، سیستم باید به مبدا خود منتقل شود.( reset شود.) در نوع مطلق موقعیت فعلی بدون نیاز به اطلاعات مربوط به موقعیت قبلی بدست می آید. نوع مطلق نیازی به انتقال به مرجع خود را ندارد. معمولا سنسورهای جابجایی مطلق را سنسورهای موقعیت ( Position sensor ) می نامند.
گزارش کارآموزی واگن پارس سنسورها در 60 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
آشنایی بامکان کارآموزی
مقدمه 1
فصل اول 3
تعریف عبارت سنسور 4
تکنیک های تولد سنسور 6
سنسورها در تکنولوژی لایه نازک 8
سنسورهای سیلیکانی 9
خواص سیلیکان واثرات آنهابرسنسورها 10
فصل دوم 12
سنسورها اکوستیکی ، سنسورها ی صوتی وکاربردهای 14
سنسورهای موج صوتی سطحی 16
فصل سوم 19
سنسورهای گازیSAW 20
کاربردهایی ازسنسورهای سرعت وشتاب 21
توضیحات مکمل 22
فصل چهارم 25
سنسورهای مکانیکی 26
شتاب سنج ها 27
سنسورهای FLOW 28
فصل پنجم 31
سنسورهای نوری 32
مقاومت های نوری 33
فهرست مطالب
عنوان صفحه
سنسورهای نیمه هادی نوری برای آشکارسازی الکترومغناطیس و
امواج هسته ای 35
دیودهای نوری 37
ترانزیستورهای نوری 38
مثالی ازکاربرد سنسورهای نوری 41
سایر مواد نیمه هادی برای سنسورهای نوری 46
مقدمه :
سنسورها رابط بین سیستم کنترل الکترونیکی از یک طرف و محیط، رشته کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند. در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 تکامل سنسور در سطح بین المللی بین سه و پنچ سال عقب تر از تکامل علم میکروالکترونیک در نظر گرفته می شد. این حقیقت که ساخت عناصر میکروالکترونیک غالباً بسیار ارزانتر از عناصر اندازه گیری کننده ای
( سنسور هایی ) بود که آنها احتیاج داشتند ، یک مانع جدی در ازدیاد و متنوع نمودن کاربرد میکرو الکترونیک پردازشگر اطلاعات در گستره وسیعی از عملیات و رشته کارها بود. چنین اختلافی بین علم میکروالکترو نیک مدرن و تکنولوژی اندازه گیری کننده کلاسیکی تنها توانست به واسطه ظهور تکنولوژی سنسورهای مدرن بر طرف شود.
اگر چه سنسورها به همراه علم میکروالکترونیک پردازشگر اطلاعات ، یک گام مهم را به جلو عرضه دارد لیکن این ، تنها اولین قدم است . در این مرحله سنسورها از تعدادی از عناصر میکروالکترونیک موجود ، برای مثال به شکل پردازشگرها ، حافظه ها ، مبدل های آنالوگ به دیجیتال یا تقویت کننده ها ، برای آماده نمودن سیگنال خروجی استفاده می کنند.در عین حال سنسورباید یک خروجی الکترونیکی تولیدکند که به آسانی پردازش شود . دومین گام عبارت از اتصال سنسور سیستم میکروالکترونیک –بخش مکانیکی می باشد . این زنجیره تنها در صورتی کار می کند که همه خطوط رابط باشند این امر منجر به توصیف یک معیار مهم تر به ویژه تا جائیکه سنسور مر بوط است می شود.
تعریف عبارت سنسور :
امروز کلمه سنسور به هیچوجه از مفاهیمی از قبیل میکرو پروسسور ، ترانسپیونز (یک میکرو چیپ کامپیوتری بسیار قدرتمند که می توان مقادیر فوق العاده زیاد اطلاعات را به طور خیلی سریع پردازش نماید) انواع مختلف حافظه و سایر عناصر الکترونیکی به عنوان یکی از لغات وا بسته به دنیای نو آوری های تکنولوژیکی اهمیت کمتری را ندارد . با وجود این سنسور هنوز هم فاقد یک تعریف دقیق است همچنانکه عباراتی از قبیل پروب، بعد سنج (gauge ) ، پیک –آپ یا ترنسدیوسر، مدتها چنین بوده اند . کوششهای زیادی به عمل آمده است تا کثرت تعاریف را محدود نماید . کلمه سنسور یک عبارت تخصصی است که از کلمه لاتین Sensorium به معنای توانایی حس کردن یا Sensus به معنای حس برگرفته شده است . پس از آشنایی با منشا مفهوم سنسور ، تاکید کردن بر تشابه بین سنسورهای تکنیکی و اندام های حس انسانی واضح به نظر می رسد. شکل زیر این تشابه را نشان می دهد:
گزارش کاراموزی ابزار دقیق و کنترل سیستمهای الکترونیک و سنسورها در 85 صفحه ورد قابل ویرایش
عنوان پروژه : ابزار دقیق و کنترل الکترونیکی
مشخصات و محل کارآموزی :
شرکت الیاف سهامی عام، جاده قدیم کرج، سه راه شهریار، روبروی دپوی ارتش این شرکت در سال 1346 تأسیس گردیده و محصولات این شرکت نخ نایلون 6 و مواد اولیه پلمیری جهت استفاده در شرکت های تولید مواد پلاستیکی می باشد. در این شرکت قسمت های مختلفی وجود دارند که طبقه بندی شده اند که عبارتند از :
1 ) امور اداری؛ 2 ) قسمت تولید؛ 3 ) قسمت مهندسی؛ 4 ) ایمنی و آتش نشانی؛ 5 ) درمانگاه؛ 6 ) نیروگاه.
قسمت مهندسی شامل زیر شاخه های تعمیرات نیروگاه، تعمیرات تولید، تعمیرات ریسندگی، تعمیرات پلیمر، تراشکاری، قسمت برق فشار قوی، برق فشار ضعیف، ابزار دقیق و الکترونیک و قسمت های PM و ... می باشد.
اینجانب در قسمت ابزار دقیق مشغول به انجام دوذه کارآموزی شدن و کار این قسمت در زمینه سیستم های کنترل از جمله سیستم های کنترل دما، فشار، سطح، رطوبت، چگالی، Ph، دور موتورها و ... می باشد.
در این دوره سعی شد که با تمامی این موضوعات که جزء درس کنترل صنعتی می باشد، آشنا شده و به صورت عملی بر روی این سیستم ها کار شد.
گزارش ارائه شده در مورد سیستم های ابزار دقیق، پروتکلهای ارتباطی، سیستم های کنترل، سنسورها و موارد مرتبط به آنها می باشد، که طی 440 ساعت کارآموزی در این شرکت تهیه و ارائه شده است.
این دوره از تاریخ مهر 88 تا تاریخ بهمن 88 تهیه و تنظیم گردیده است.
میان سیستم مدیریت و سیستم کنترل کارخانه، معمول می گردد که سیستم خای کنترل قدیمی تر
(نیوماتیکی یا 4 – 20 mA) و حتی سیستم های DCS نسلهای قبل که برای انتقال اطلاعات آنها به سیستم های بالاتر که اکنون همگی بر مبنای تکنولوژی های Interanet/ Internet و WEB قرار گرفته اند، دیگر از حیث کارایی و قیمت، نیازهای مشتریان را برآورده نمی کنند و لازم است با توجه به تحولات ذکر شده، متحول گردند و شکل جدید پذیرند، شکلی که با نیازهای روز منطبق باشد.
در این پایان نامه سعی ما برای است که بر سیستم های اتوماسیون و ابزار دقیق که رکن اساسی صنعت امروز می باشد و تکنولوژی پیچیده امروز جز با وجود آنها میسر نمی گردد، مرور مختصری داشته باشیم.
بدنی منظور به توضیح جزء به جزء لایه های مختلف یک سیستم اتوماسیون می پردازیم.
مقدمه :
شاید منظور قرآن از آیات فوق این باشد که انسان یک پدیده مافوق است اما بالفعل یم پدیده مادی، پدیده مافوق بودن انسان او را از خاک به افلاک می رساند و در این مسیر تکامل است که رسالت انسان مشخص می گردد و با خودسازی جهت خویش را پیدا می کند.
لذا از آنجاییکه هدف از خلقت بشر تعالی او به سوی کمالات معنوی و رسیدن به ذات اقدس خداوندی است و این کمالات جز با فکر و اندیشه و پا گذاشتن در عرصه علم حاصل نمی گردد لذا برماست که فراگیری علوم را بر خود واجب شماریم و لحظه ای از تحصیل علم غافل نباشیم.
کاروان علم بشریت با سرعتی غیر قابل مهار به پیش می رود و دستاوردهای علمی و تکنولوژیک مبین این پیشرفت می باشد. ما نیز که جزیی از کل هستی هستیم باید سهمی هر چند کوچک در این راه ایفا کنیم و گامی در جهت خودکفایی کشور برداریم و در کنار فراگیری علوم تجربی، علوم معنوی خویش را توسعه دهیم و این دو بال را هماهنگ به پرواز درآوریم. در غیر اینصورت تصاد حاصل باعث بی هدف بودن فعالیتها و تلاشها می شود.
امروزه وقتی از سیستم کنترل گسترده سخن می گوییم معنایی بس وسیعتر از آنچه در دهه گذشته مدنظر بود، توصیف می شود. اگر نظری آینده نگرانه به آن داشته باشیم، سیستم ها را در گسترده ای می یابیم که از یکسو سنسورها و محرکها و از سوی دیگر سیستمهای فروش، مالی و مدیریتی را برمی گیرند. منطق و نیاز بسیار ساده ای چنین سیستمی را توصیه می کند : جریان وسیع و بدون مانع اطلاعات در سرتاسر یک مجتمع صنعتی یا کارخانه و یا حتی یک مجموعه گسترده از واحدها، با توجه به شرایط رقابت روزافزون حاکم بر بازار، عامل مهمی در موفقیت ارائه محصولات با کیفیت و بها مناسب می باشد.
از طرفی بهینه سازی و ارتقاء کیفیت تولید با تکیه بر روشهای پیشرفته کنترل، کاهش هزینه نگهداری در دراز مدت، امکان توسعه و گسترش ساده و سریه وجود فیدبک های مدیریتی قوی و دقیق در قالب گزارش های گوناگون و در زمان و بسیاری مزایای دیگر به وضوح نیاز به چنین سیستم های در قالب کنترل تولید، بالا می برد.
با روشن شدن اهمیت استفاده از سیستم های کنترل پیشرفته در تولید و مهمتر از آن ارتباط.
سنسور چیست؟
امروزه بحث سنسور به اهمیت مفاهیمی از قبیل میکروپرسسور (پردارزش گر)، انواع مختلف حافظه وسایر عناصر الکترونیکی رسیده است، با این وجود سنسور هنوز هم فاقد یک تعریف دقیق است همچنانکه کلمات الکترونیکی از قبیل پروب، بعدسنج، پیک آپ یا ترنسدیوسر هنوز هم معانی لغوی ندارند. جدا از اینها کلمه سنسور خود ریشه بعضی کلمات هم خانواده نظیر المان سنسور، سیستم سنسور، سنسور باهوش و تکنولوژی سنسور شده است کلمه سنسور یک عبارت تخصصی است که از کلمه لاتین Sensorium، به معنی توانایی حس کرد، یا Sensus به معنی حس برگرفته شده است. پیش از آن که بحث را ادامه دهیم لازم است عبارت سنسور را در صنعت الکترونیک تعریف کنیم:
یک سنسور هم 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. مثلاً یک سنسور رنگ میتواند تغییر در شدت نور را به یک پروسه تبدیل نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل کند. 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. البته سنسوری مبدلی نیز ساخته شدهاند که خود به صورت IC میباشند و به عنوان مثال (سنسورهای پیزوالکترونیکی، سنسورهای نوری).