X
تبلیغات
Sensors

بنام خــــــــدا

یکی از رایجترین ترانسدیوسرهای ابزاردقیقی برای تبدیل حرکت خطی یک شیء به سیگنال الکتریکی، LVDT یا Linear Variable Differential Transformer است که از آنها برای موقعیت یابی شیء استفاده میشود.. 

سنسورهای موقعیت خطی LVDT قابلیت اندازه گیری چند میلیونیم اینچ جابجایی تا چند اینچ را دارند. شکل یک اجزای یک نمونه سنسور LVDT را نشان میدهد. ساختار ترانسفورمر داخلی شامل یک سیم پیچ اولیه است که بین  یک جفت سیم پیچ ثانویه کاملاً یکسان در مرکز آنها قرار گرفته است. سیم پیچها روی یک تکه شیشه تو خالی پلیمری مستحکم شده پیچیده و برای حفاظت از رطوبت درون محفظه جای داده شده اند. همچنین دور سیم پیچها شیلد مغناطیسی با قابلیت نفوذ بسیار بالا پیچیده شده و درون یک سیلندر استیل جای داده شده اند. این سیم پیچ در واقع بخش ثابت سنسور موقعیت است.

شکل یک: اجزای اصلی سنسور LVDT

بخش متحرک LVDT یک آرمیچر لوله ای با ماده مغناطیسی نفوذپذیر مجزاست که به آن هسته یا Core گفته میشود و براحتی درون فضای خالی سیم پیچها حرکت کرده و بصورت مکانیکی به شی ایی که موقعیتش قرار است اندازه گرفته شود متصل است. فضای خالی داخلی به اندازه کافی بزرگ است تا مانع تماس فیزیکی بین هسته و سیم پیچها شود.

هنگام کار، سیم پیچ اولیه LVDT بوسیله جریان متغیر ایجاد شده ناشی از حرکت هسته (تحریک اولیه) تحریک میشود. سیگنال الکتریکی خروجی LVDT تفاضل ولتاژ AC بین دو سیم پیچ ثانویه است که با وضعیت محوری (Axial Position) هسته دورن سیم پیچ LVDT تغییر میکند. این سیگنال الکتریکی معمولاً با یک مدار مناسب الکترونیکی به ولتاژ DC مناسب (1 تا 5 ولت یا 10- تا 10+ ولت) برای استفاده راحت تر تبدیل میشود.


در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر در مورد نحوه کار و پارامترهای این سنسور با آدرس sensors.blogfa@gmail.com تماس بگیرید.

+ نویسنده :سنسور ,Wed 30 Nov 2011 , 7:57 AM |

با تبریک سال نوی 7038 آریایی معادل با سال 2570 و عرض ادب به یکایک دوستان و دانشجویان محترمی که با سوالات و انتقادهای خویش بیشترین سهم را در رشد این وبلاگ داشته اند، به اطلاع میرسانم که با توجه به پاره ای مشکلات به محل جدیدی به آدرسsensorha.wordpress.com  نقل مکان نموده و در آنجا میزبان شما گرامیان خواهم بود.

آدرسهای ایمیل جهت تبادل اطلاعات:

1. sensors.blogfa@gmail.com

2. sensorha.wordpress@gmail.com

 

+ نویسنده :سنسور ,Thu 24 Mar 2011 , 4:13 AM |

بنـــــــــام خـــدا

سنسور فشار بسیار نازک دمای بالا

در اوائل سپتامبر 2010 شرکت "تک اسکن" سنسور فشار لمسی Tactile Pressure Sensor را به بازار ارائه کرده است که می تواند در دمای 200 درجه سانتیگراد (400 درجه فارنهایت) کار کند. این سنسور فشار فوق نازک (0.2 میلی متری) دمای بالا، قطعه بسیار مناسبی برای اندازه گیری فشار بین سطوح در تماس است بدون اینکه موجب تداخل در عملکرد سطوح شود. این سنسور بر روی زیر لایه "پُلیمیدی" و با تکنولوژی فیلم نازک ساخته شده است و دامنه حساسیت فشار آن میتواند توسط خریدار تعیین شود.

بعنوان مثال میتوان به کاربردهای این سنسور در اندازه گیری فشار موضعی بین دو قطعه مماس با هم، تعیین فشار بین غلتکها و دنده ها، عایقهای حرارتی و گاسکتها، ورقکاری، و قالبکاری به روش تزریق اشاره کرد.

 

نمونه ای از کاربرد Tactile Pressure Sensor در پزشکی

شرکت "تک اسکن" در بوستون ماساچوست واقع است و زمینه فعالیت آن سنسورهای فشار و نیرو برای مصارف گوناگون صنعتی، تحقیق و توسعه، پزشکی، و دندانپزشکی است. محصولات این شرکت رنج وسیعی از سنسورهای نیرو با قابلیت ادراک یک تا 100 هزار نقطه را شامل میشود.  

سنسورهای فشار لمسی یا Tactile Pressure Sensors اصطلاحاً به سنسورهایی اطلاق میشود که توزیع فشار بین یک جسم و سنسور را اندازه میگیرد. اغلب این سنسورها Resistive بوده و اثر تغییرات فشار را بصورت تغییرات مقاومت اهمی نشان میدهند. وقتی هیچ لودی به سنسور اعمال نشده است مقاومت آن بسیار بالاست. با اعمال فشار مقاومت سنسور کاهش میآبد. مشخصات این سنسورها شامل طول و عرض و ضخامت، دامنه فشار اعمال شده، هیسترزیس، زمان پاسخ، خطای خطی بودن، میزان رانش در پاسخ سنسور، قابلیت تکرار، و دمای کاری آنها میشود.

علاوه بر نوع مقاومتی، نوع خازنی این سنسورها نیز کاربرد گسترده ای دارد. سنسورهای Tactile Capacitive Pressure شامل صفحات موازی هستند که با اعمال فشار فاصله دو صفحه تغییر و این تغییرات بصورت تغییرات ظرفیت خازنی ( و یا در نمونه Capactive-MOS بصورت ولتاژ) قابل استفاده است.

برای مشاهده مشخصات این سنسور به وبسایت شرکت سازنده [اینجا] مراجعه کنید.  برای مطالعه بیشتر درباره سنسورهای Tactile خازنی فشار و کاربردهای آن، اینجا را مشاهده کنید.

هر گونه نقل قول یا اقتباس از مطالب این وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

+ نویسنده :سنسور ,Thu 16 Sep 2010 , 1:53 PM |

بنام خـــــــدا

یکی از موارد کاربرد سنسورهای فوتوالکترونیک تمام رنگ که توانایی جدیدی برای اطمینان از صحت انجام مراحل در خطوط تولید و بسته بندی را امکان پذیر می سازد ، "اثبات خطا" یا Error Proofing می باشد. این سنسورها نتنها قادر به تطبیق رنگها و بازتاب پذیری آنها هستند بلکه آنها قادر به شناسایی، تفکیک و قرار دادن نزدیکترین تطبیق رنگی غیر مشابه یا مشابه با رنگ سطوح هستند. همچنین توانایی تطبیق بازتاب رنگ به این سنسورها اجازه میدهد تا علائم نامرئی روی محصولات را تشخیص دهند.

اغلب سنسورهای رنگ یا Color Sensor شامل یک امیتر نور سفید و سه گیرنده مجزا هستند. نور منتشر شده پس از برخورد به سطح هدف منعکس شده و به سنسور باز میگردد. گیرنده های سنسور طوری تنظیم شده اند تا طول موج خاصی از نور (قرمز، سبز، و آبی) را دریافت و مولفه های رنگ دریافت شده بهمراه شدت آنرا ثبت کنند. بعداً سنسور این مقادیر را با مقادیری که کاربر تنظیم کرده مقایسه می کند و اقدام لازم را صورت میدهد.

برخلاف سنسورهای Vision که قادر به تشخیص طرح و قیافه یا موقعیت لبه جسم هستند، سنسورهای رنگ نقطه معینی روی جسم را هدف قرار تشخیص رنگ قرار میدهند. شکل زیر کاربرد این سنسورها را نشان میدهد.

 Sensing color with color sensors

تصویر یک: تشخیص خطا در خط بسته بندی محصول بکمک سنسورهای رنگ

Color sensors functions

تصویر دو: نمونه هایی از Error Proofing بکمک سنسور رنگ


نمونه بسیار پیشرفته سنسور رنگ RGB (قرمز، سبز، آبی) دیجیتال بهمراه فیلمی از نحوه عملکرد سنسور را میتوانید در اینجا مشاهده کنید.


هر گونه نقل قول یا اقتباس از مطالب این وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

+ نویسنده :سنسور ,Fri 13 Aug 2010 , 7:9 PM |

بنام خــــــــدا

 

ترمومتر پزشکی وسیله ای است که دمای بدن را در بازه دمایی کوچکی که حول نقطه 37 درجه سانتیگراد قرار دارد، اندازه میگیرد. طی 10 تا 15 سال گذشته، ترمومترهای جیوه ای بتدریج با ترمومترهای دیجیتالی که پاسخ اندازه گیری سریعتر و کاربری راحت تری را دارند، جایگزین شده اند. جیوه همچنین آلاینده خطرناکی برای محیط زیست محسوب میشود.

دو مدل پراب و گوشی از متداولترین ترمومترهای دیجیتالی موجود در بازار هستند (شکل یک). مدل پراب دقیقاً مانند ترمومترهای جیوه ای استفاده میشود. بدین ترتیب که برای اندازه گیری دمای بدن، نوک پراب زیر زبان، درون گوش، زیر بغل و یا حتی در مقعد قرار داده میشود. در نوع گوشی، که همچنین آنرا نوع غیر تماسی noncontact میخوانند، اندازه گیری دما براساس میزان انرژی مادن قرمز متشعشع از کانال گوش انجام میشود. نوع دیگر ترمومتر غیرتماسی موجود در بازار، فورهدForehead نامیده میشود که اساس اندازه گیری آن شبیه نوع گوشی است با این تفاوت که در نوع فورهد تعیین دمای بدن از روی انرژی مادون قرمز پیشانی صورت میگیرد.

شکل یک- مدلهای پراب، گوشی و فورهد

 

نحوه اندازه گیری:

در نوع پراب، ترمیستوری در نوک پراب برای تشخیص میزان دما بکاررفته است. مقدار مقاومت ترمیستور با توجه به میزان دمای بدن تغییر میکند. یک تقسیم کننده ولتاژ که توسط یک ولتاژ مرجع تغذیه میشود، ولتاژ دو سر یا حتی یکسر ترمیستور که با یک مقاومت بسیار دقیق سری شده است را اندازه میگیرد. مقاومتهای دقیق دیگری نیز برای حذف خطاهای رانش ولتاژ در مدت زمان اندازه گیری نیز در سیستم بکاررفته است. درصورتیکه مدار ترمیستور-تقسیم کننده و مبدل آنالوگ به دیجیتال از یک ولتاژ مرجع استفاده کنند، نیاز به این مقاومتهای دقیق مرتفع میشود و ولتاژ مرجع از محاسبات مربوط به دما حذف میشود.

شکل زیر بلوک دیاگرام سیستم اندازه گیری دمای بدن برای ترمومترهای دیجیتال پراب، گوشی، و فورهد را نشان میدهد که به تازگی توسط شرکت ماکسیم توسعه یافته است را نشان میدهد. 

شکل دو- سیستم توسعه داده شده توسط شرکت ماکسیم برای ترمومترهای پزشکی

هر گونه نقل قول یا اقتباس از مطالب این وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

+ نویسنده :سنسور ,Fri 16 Jul 2010 , 8:8 PM |

بنام خــــــــــــــدا

محققان دانشگاه کالیفرنیا لباس زیر هوشمندی را توسعه داده اند که درآن بایوسنسورهایی biosensors برای نظارت بر فشار خون و سایر علائم حیاتی قرار دارد.

این شورت، فارغ از مدروز شدن، برای پوشیدن در جبهه جنگ طراحی شده است.

بنابه گزارش تلویزیون CCTV و به نقل از خبرگزاری رویترز، توماس مک گیلی ری دانشجوی مهندسی که آخرین مدل این شورت مردانه را پوشیده است معتقد است که این شورت راحت ، بادوام و شیک است اما بر خلاف سایر شورتها ، این لباس می تواند یک روز نجات جان او را نجات دهد.

سنسورهای چاپ شده برروی کش شورت

مجموعه بایوسنسورهای الکترونیکی چاپ شده با تکنیک فیلم ضخیم بر روی کش دور کمر این شورت است در تماس مداوم با پوست است که می تواند فشار خون پوشنده لباس، ضربان قلب و سایر علائم حیاتی او را اندازه گیری کند.

فن آوری نانو مهندسی توسعه یافته توسط پروفسور جوزف وانگ و تیمش، پنجره جدیدی را برای ورود به تکنولوژی منسوجات هوشمند گشوده است. روش آنها کاملاً شبیه تکنیک چاپ فیلم ضخیم با جوهری حاوی کربن می باشد.

بودجه این پروژه توسط ارتش آمریکا تامین شده است. سربازان آمریکایی زیادی در عراق و افغانستان کشته و مجروح میشوند و این شورت میتواند به نجات جان بسیاری از آنها بیانجامد.

پروفسور وانگ از دپارتمان نانو مهندسی دانشگاه کالیفرنیا در سان دیگو معتقد است: این پروژه شامل نظارت بر آسیب سربازان در حین عمل جراحی در میدان جنگ است و هدف از آن این است که تعداد سنسورهای بکاررفته در این موارد را به حداقل برسانیم و نوع جراحت را سریعاً مشخص کنیم.

پروفسور جوزف وانگ

نهایتاً، بایوسنسورهایی که محل و نوع جراحت را مشخص میکنند قادر خواهند بود که داروی مورد نیاز را نیز برای تسکین و حتی درمان آن به عضو جراحت دیده ارسال کنند،  اما دامنه تکنولوژی بکارگرفته شده فراتر از کاربرد نظامی است.

 

پروفسور وانگ میگوید : ما به تمامی تمایلات به طب شخصی برای نظارت راه دور سالمندان در خانه ، نظارت بر طیف گسترده ی نشانگرهای زیست پزشکی ، مانند نشانگر قلبی ، اعلام پیش هنگام سکته مغزی بالقوه ، تغییرات دیابتی و تغییرات دیگری در رابطه با سایرسناریوهای زیست پزشکی می اندیشیم.

بایوسنسورهای پوشیدنی همچنین می توانند اطلاعات ارزشمندی را به ورزشکاران ارائه کنند، و یا حتی امکان اندازه گیری سطح الکل خون را فراهم کنند.

جاشوا ویندمیلر ، دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشگاه کالیفرنیا، سان دیگو، میگوید:  این ایده میتواند منسوجات را به مانیتور واقعی میزان الکل خون که متناسب با میزان تعرق است تبدیل کند و سپس به کاربر اطلاع دهد که سطح الکل خونش چقدر است. و بنابراین ما می توانیم شروع به ساخت سیستمی کنیم که می تواند مبتنی بر آن تصمیم گیری کند. به عنوان مثال اتومبیلی را تصور کنید که بواسطه بالا بودن سطح اتانول خون، بیشتر از استانداردی که قانون تعیین کرده، روشن نمی شود. "

مجموعه سنسورهای فیلم ضخیم تعبیه شده بر روی شورت

تکنولوژی هوش نساجی در مراحل ابتدایی است ، اما نوید بخش تغییرات قابل توجهی در مورد اینکه چه چیز را و به چه علتی می پوشیم در آینده خواهد بود.

برای دیدن گزارش تصویری اینجا را کلیک کنید. 

هر گونه نقل قول یا اقتباس از مطالب این وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

+ نویسنده :سنسور ,Fri 11 Jun 2010 , 2:50 PM |

بنام خـــــــــــدا

فلوسنسور یا سنسوردِبی یا سنسور جریان سیال وسیله ای است که میزان جریان مایع را حس میکند. اساس کار فلومترها و فلولاگرها برای ثبت جریان سیال بر پایه فلوسنسورها استوار است. بعضی از فلوسنسورها شامل پره­ای هستند که با عبور جریان سیال میچرخد و در انواع دیگر حرکت سیال باعث چرخش یک پتانسیومتر یا ابزاری مشابه آن میشود. در میکروسنسورهای جریان سیال یا فلومیکروسنسور، حرکت سیال باعث تغییر دما در بدنه سنسور شده و تشخیص میزان حرکت سیال در این میکروفلوسنسورها براساس انتقال حرارت صورت میگیرد. در حقیقت این سنسورها در زمره حسگرهایی بشمار میروند که سرعت سنج نامیده میشوند با این تفاوت که سرعت سیالی را که از درون آنها میگذرد را میسنجند. برای اندازه­گیری جابجایی یا فلوی گازها معمولاً از روشهای تداخل سنجی براساس اندازه­گیری طول موج استفاده میشود که نسبت به اندازه گیری فلوی مایعات بسیار پیچیده­تر است. روشهای دیگر اندازه­گیری فلوی مایعات شامل روش "داپلر" ، "اثرهال"، و " فلومترهای مغناطیسی" و ... میشوند.

واحد اندازه گیری فلو، واحد حجم  بر واحد زمان یا واحد جرم بر واحدزمان می باشد، مثلاً مترمکعب بر ثانیه یا کیلوگرم بر ثانیه. باید توجه داشت که دو نوع فلوی مایعات وجود دارد: فلوی حجمی یا Volumetric و فلوی جرمی یا  Mass Flow که اولی بر اساس واحدحجم بر زمان و دومی بر حسب واحدجرم بر زمان اندازه گیری میشود.

علاوه بر شرکتهای آب که بیشترین مورد استفاده از فلومترها را بخود اختصاص میدهند، فلومترها درسایر صنایع از جمله پزشکی کاربردهای زیادی دارند. ریه­های بیمارانی که مشکل تنگی نفس و آسم دارند توسط میکروفلومترها چک میشود. در این نوع فلوسنسور یک جسم شناور درون یک سیلندر کالیبره شده قرار دارد. اندازه­گیری فلوی ریه بیمار با جابجا شدن جسم شناور درون سیلندر که معمولاً با مایعی پر شده است صورت میپذیرد. فلومترها در صنایع غذایی و دارویی نیز استفاده میشوند.

در پست بعدی همه انواع فلومترهای رایج را بررسی خواهم کرد.

هر گونه نقل قول یا اقتباس از مطالب این وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

+ نویسنده :سنسور ,Fri 7 May 2010 , 2:30 PM |

بنام خـــــــــــدا

 تکنولوژی جدید بکارگرفته شده در سنسورهای تصویر این امکان را در آینده فراهم میکند که دوربین تلفنهای همراه عکسهایی 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 بجای سیلیکون ارتقاء داده است و مدعی شده که کیفیت تصاویر گرفته شده توسط دوربین با این سنسور تا چهاربرابر افزایش میآبد.

بیشتر دوربینهای امروزی یا از سنسور CCD (Charged-Coupled Device) و یا از سنسورهای برپایه تکنولوژیCMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) برای ثبت تصاویر بهره میگیرند. سیلیکون بکارگرفته شده در سنسورهای تصویر امروزی دارای راندمان جذب نور درحدود 50% میباشد. کاهش راندمان بواسطه لایه های هادی مس و آلومینیوم بکاررفته در مدارالکترونیکی روی سطح سیلیکون ایجاد میشود. فلز موجود در سطح باعث بلوکه شدن نور میشود، بطوریکه تنها کسری از یک سنسور سیلیکون در معرض تابش نور قرار میگیرد.

جایگزین کردن سیلیکون با کوانتوم داتها همه چیز را تغییر میدهد. یک کوانتوم دات عبارتست از نانوکریستالی که از کلاس ویژه ایی از نیمه هادیها ساخته شده است. کوانتوم داتها به سازندگان قطعات الکترونیکی این امکان را میدهد تا درجه ی بالایی از کنترل روی خواص رسانایی و تا حدود 90درصدِ راندمان جذب نور آن را داشته باشند.

 

تفاوت لایه گذاری در سنسورتصویر معمولی و کوانتوم داتی

علاوه بر بیشترکردن حساسیت، شرکت InVisage، بخش الکترونیکی قطعه را در لایه های زیرین فیلم کوانتوم قرار داده است، جاییکه باعث بلوکه کردن نور نشوند.

کوانتوم داتها را علاوه بر سیلیکون میتوان از ترکیبات باینری تلریوم یا سولفیدها ساخت. شرکت InVisage دقیقاً مشخص نکرده که از چه ماده ای برای ساخت سنسور کوانتوم داتی خود استفاده کرده است.

برخلاف باندفاصله (Band Gap) غیرمستقیم سیلیکون، کوانتوم داتها باندفاصله مستقیمی دارند که باعث میشود حساسیت بیشتری به نورمرئی، ماوراءبنفش و حتی امواج مادون قرمز داشته باشند.

در سالهای اخیر، سازندگان دوربینهای عکاسی با بالاتربردن مگاپیکسل دوربین بعنوان مهمترین قابلیت، مشتریها را جذب خود میکردند. اما واقعیت این است که میزان کیفیت یک تصویر بیشتر به اندازه سنسور بکاررفته در آن بستگی دارد تا به مگاپیکسل دوربین.

برای دریافت نور، سنسورهای تصویر به حداکثر فضای ممکن نیاز دارند. دوربینهای قدرتمند DSLR سنسور تصویری دارند که در حدود یک سوم یک کارت اعتباری است، در حالیکه اندازه این سنسور در دوربینهای تلفن همراه کمتر از یک چهارم اینچ است (تصویر زیر). سنسور کوچکتر بمفهوم حساسیت کمتر هر پیکسل سنسور به نور است که منجر به کیفیت پایینتر تصویر میشود.

 

تفاوت اندازه سنسور تصویر در دوربین تلفن همراه و دوربین قدرتمندDSLR

بنا به گفته مدیر فروش شرکت InVisage سنسورهای تصویر براساس کوانتوم دات خیلی از سنسورهای CMOSگرانتر نخواهند بود: "در حال حاضر چند نمونه در دست ساخت داریم که تا پایان امسال کار ساخت آنها به اتمام خواهد رسید تا در اختیار سازندگان تلفن همراه قرار گیرد و سنسورها تا اواسط سال دیگر درون تلفن همراه جاسازی خواهند شد."

خوانندگانی که قصد دارند در مورد کوانتوم داتها بیشتر مطالعه کنند اینجا را کلیک کنند.

منبع: سایت شرکت InVisageinc

هر گونه نقل قول یا اقتباس از مطالب این وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

+ نویسنده :سنسور ,Wed 7 Apr 2010 , 1:42 AM |

بنام خــــدا

سنسور گشتاور

سنسور یا ترنسدیوسر گشتاور وسیله­ای است برای تبدیل، اندازه­گیری و ثبت گشتاور سیستمهای گردنده مثل میل­لنگ موتور یا شفت­ژنراتور و ... دو مدل گشتاور بنام گشتاور استاتیکی و گشتاور دینامیکی وجود دارد. اندازه­گیری گشتاور استاتیکی بطور نسبی ساده است اما اندازگیری گشتاور دینامیکی بدلیل اینکه نیاز به انتقال اثراتی مثل مغناطیس و الکتریسیته از شفت تحت­اندازه­گیری به یک سیستم استاتیک دارد بمراتب مشکلتر است.

معمولاً سنسورهایی که بعنوان سنسور گشتاور بکار میروند از نوع استرین­گیج Strain Gage اند که روی شفت در حال چرخش سوار میشوند. به دلیل اینکه سنسور نیاز به تغذیه دارد و در ضمن سیگنال خروجی هم بایستی قرائت شود، اندازه­گیری گشتاور دینامیک کمی مشکلتر میشود. برای اینکار معمولاً در سیستمهای قدیمی­تر از رینگهای لغزنده حلقوی استفاده میشد که در سیستمهای نو از سنسورهای وایرلس بخصوص تکنولوژی پیزوالکتریک استفاده میشود. بعلاوه با کمک روشهای ارسال وایرلس، اکنون حتی ADCها و رکوردرها را هم میتوان روی شفت قرار داد و دقت اندازه­گیری را به میزان بالایی افزایش داد.

سنجش گشتاور با تکنیک پیزواکتریک بر اساس SAW و BAW قرار دارد (بعنوان مثال به کاتالوگ SAW Torque Sensor از شرکت هانی ول در اینجا مراجعه کنید). یکی از کاربردهای سنسور گشتاور در موتور اتومبیل منجر به کاهش مصرف سوخت میشود که میتوانید آنرا در این مقاله مشاهده کنید. برای اینکه در مورد سنسورهای بر اساس اثر SAW بیشتر بدانید نخست باید کمی در مورد تئوری امواج Rayleigh یا تئوری Surface Acoustic Wave مطالعه کنید. فرض کنید دو عدد شانه­ی سر را طوری در هم فرو کنید که دندانه­های آنها هیچ تماسی با هم نداشته باشند. در اینحالت شما ساختاری را درست کرده­اید که به آن اصطلاحاً مبدل اینتردیجیتال یا Interdigital Transducer یا IDT میگویند. اکنون اگر این ساختار را با ماده­ای مناسب روی یک زیرلایه از جنس پیزوالکتریک (مثلاً کوارتز) پیاده کنید و به دو سر آن یک ولتاژ ac با فرکانسی مشخص اعمال کنید، در سطح ماده­ی زیرلایه موجی سطحی منتشر خواهد شد که به آن SAW میگویند. اگر در طرف دیگر زیرلایه یک ساختار IDT دیگر داشته باشیم، پس از تولید موج سطحی توسط IDT اول (که به آن Input IDT) میگویند، دو سر IDT دوم ولتاژی ایجاد خواهد شد که فرکانس آن با فرکانس موج ورودی در شرایط نرمال که هیچ اثر مکانیکی از خارج بر زیرلایه وارد نشده است تقریباً یکی است. اما با اعمال کمیتی نظیر فشار یا استرس یا دما و .... بر زیر لایه، فرکانس موج سطحی دو سر IDT خروجی با فرکانس تولیدی در IDT اول متناسب با تغییر مکانیکی اعمال شده (که آنرا در قالب تغییرات جرم یا Mass Loading میشناسیم) تغییر خواهد کرد. فرکانس تولیدی در IDT اول بسته به فاصله دندانه­های شانه­ای شکل آن از یکدیگر، شکل و طول آنها در راستای عمود بر سطح دندانه­ها در سطح زیرلایه منتشر میشود (به علاقمندان سنسورهای برپایه SAW توصیه میکنم حتماً این فایل پی­دی­­اف از سلسله فایلهای آموزشی IEEE بخش UFFC را دانلود کنند).

اما برای انداز­ه­گیری گشتاور یک شفت با SAW، دو عدد رزوناتور SAW را بصورت نصف پل (Half-Bridge) بهم متصل و روی شفت با زاویه 45 درجه نسبت به محور شفت محکم میبندند (شکل یک).

شکل یک: ساختار سنسور برای اندازه­گیری گشتاور (با تشکر از پروفسورLeonhard M. Reindl و دانشگاه Clausthal University of Technology)

اکنون با اعمال یک موج RF (معمولاً 200 مگاهرتزی) بصورت وایرلس به SAW، در طرف دیگر آن بسته به میزان دوران و گشتاور اعمال شده از شفت به SAW بعنوان اثربار، فرکانس موج دریافتی تا یک مگاهرتز تغییر خواهد کرد. بر این مبنا، گشتاور اندازه­گیری شده میتواند تا دقتی معادل 1ppm داشته باشد. این تکنیک توسط کمپانی سنسورتکنولوژی بکارگرفته شده و حاصل آن در شکل دو خلاصه شده است. برای اطلاعات بیشتر درباره عملکرد این سیستم به وبسایت شرکت سنسور تکنولوژی در اینجا مراجعه کنید.

شکل دو: سیستم کامپکت شده اندازه­گیری گشتاور با کمک SAW از سنسورتکنولوژی (با تشکر از پروفسور Leonhard M. Reindl و دانشگاه Clausthal University of Technology)

هر گونه نقل قول یا اقتباس از مطالب این وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

+ نویسنده :سنسور ,Sun 14 Mar 2010 , 5:42 AM |

بنام خــــدا

سنسورهای نم و رطوبت

سنسورهای مقاومتی نقطه شبنمDewpoint  مانند سنسورهای رطوبت Humidity و نم Moisture در زمره سنسورهای شیمیایی محسوب شده واغلب بر اساس تکنولوژی فیلم ضخیم یا نازک ساخته میشوند. این سنسورها براساس میزان بخار آب جذب شده در لایه متخلخل غیررسانایی که بین دو لایه رسانا بصورت ساندویچ درآمده و برروی یک زیرلایه سرامیکی قرار دارد کار میکنند. در این حالت ظرفیت خازنی بین دو صفحه با توجه به میزان رطوبت محیط تغییر میکند. در حالتی که تغییرات مقاومتی سنسور مد نظر باشد لایه متخلخل روی ساختاری الکترود شکل (IDT) قرار داده میشود و در نتیجه سنسور به سرعت به تغییرات نم موجود در لایه متخلخل واکنش نشان داده و مقاومت بین دو لایه رسانا را تغییر میدهد (مقاله ای از ساینس دایرکت در مورد سنسور رطوبت مقاومتی با ماده متخلخل از جنس ZnCr2O4-LiZnVO4 را از اینجا دانلود کنید).

فایده اصلی تکنیک فیلم ضخیم سادگی، ارزانی، قابلیت ساخت سیستم الکترونیکی بهمراه سنسور، و امکان توسعه مواد با خواص الکتریکی متفاوت مانند پیزورزیستیو، پیزوالکتریک، مگنتورزیستیو، ترموالکتریک، و پیروالکتریک و ...  برروی سابستریت یا زیر لایه است.

بطور کلی سه گروه از مواد برای ساخت سنسورهای نم و رطوبت استفاده میشوند: الکترولیتها، پلیمرهای ارگانیکی، و سرامیکها. سنسورهای تجاری رطوبت اغلب از فیلمهای پلیمری و سرامیکهای متخلخل ساخته میشوند. از طرفی سنسورهای پلیمری رطوبت و نم از مشکلات هیسترزیس، زمان پاسخ آهسته، رانش و افت در پاسخ بویژه هنگام تماس طولانی مدت با بعضی از حلالها رنج میبرند.

با توجه به اینکه سنسورهای رطوبت و نم از خانواده سنسورهای شیمیایی می باشند، مکانیزم حسگری در این سنسورها نیز وابسته به خواص bulk و سطح ماده سرامیکی دارد. خواص الکتریکی و حساسیت سنسور در نهایت توسط میزان تخلخل، متوسط اندازه ذرات ماده حساس به رطوبت، فاصله دو لایه رسانه، ابعاد سنسور و ... تعیین میشود.

این مطلب در روزهای آینده کاملتر خواهد شد.

هر گونه نقل قول یا اقتباس از مطالب این وبلاگ تنها با ذکر منبع مجاز میباشد.

مراجع:

 Thick-film humidity sensors

Thick-film humidity sensor based on porous MnWO4 material

 

+ نویسنده :سنسور ,Sat 6 Feb 2010 , 4:28 PM |