https://fixture.ir/templates/jm_iliya/images/logo-loading.png

گیج الکترونیکی قطر خارجی

 

انواع حسگرهای الکترونیکی ابعادی

 حسگر الکترونیکی در واقع مبدلي[1] است که پارامتر فیزیکی مورد نظر را به سیگنالي الکترونیکی  (ولتاژ یا جریان) تبدیل می‌کند تا توسط تجهیزات الکترونیکی دقیق قابل‌سنجش شود. در سنجه‌های الکترونیکی کنترل ابعادی، از حسگرهایی استفاده می‌شود که پارامتر «طول یا جابجایی» را به سیگنال الکترونیکی تبدیل می‌کنند. در جدول 3-1، فهرستی از مهم‌ترین انواع سنجه‌های کنترل ابعادی که هر کدام مبتنی بر نوع خاصی از حسگرهای الکترونیکی هستند، ارائه شده است. در تمامی این سنجه‌ها، اطلاعات طول یا جابجایی مربوط به یکی از ابعاد قطعه، ابتدا به یک پارامتر فیزیکی دیگر تبدیل مي‌شود و سپس این پارامتر توسط یک مبدل (ترانسدیوسر-حسگر) به سیگنال الکتریکی دقیق تبدیل می‌شود و یک مدار اندازه‌گیری الکترونیکی، تغییرات این سیگنال را که معمولا خیلی ضعیف و حساس است، اندازه‌گیری کرده و سپس  آن را به یکی از دو صورت آنالوگ (پیوسته) یا دیجیتال (عددی) نمایش می‌دهد.

پراب‌های LVDT، اساس کار و انواع آنها

متداول‌ترین نوع حسگرهای الکترونیکی که در سنجه‌های کنترل ابعادی برای اندازه‌گیری و کنترل ابعاد قطعات دقیق صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، حسگرهای القایی یا مغناطیسی هستند.

حسگرهای القایی به‌طور کلی در دو نوع تماسی و غيرتماسي و در محدوده دقت‌های  تا  عرضه می‌شوند. حسگرهای القایی غیرتماسی[2] با دقت‌های  و  کاربرد کمتری در سنجه‌های کنترل ابعادي دارند اما در مواردی که استهلاک حسگر به‌دليل تماس با قطعه زیاد باشد و یا تماس حسگر با قطعه باعث تغییرات ابعادي قطعه شود، ناگزیر به استفاده از این حسگرها هستیم. نمونه‌هایی از این حسگرها توسط شرکت‌های Omron و Keyence ارائه شده است.

حسگرهای القایی تماسی که اساس بحث ما را در سنجه‌های کنترل ابعادی تشکیل می‌دهند به حسگرهای LVDT[3] مشهور هستند. دلیل نام‌گذاری این حسگرها چنان که خواهیم دید به ساختار داخلی و رفتار سیگنال خروجی آنها برمی‌گردد. حسگرهای LVDT به‌دلیل داشتن قابلیت‌های بسيار، دیر زمانی است که به‌عنوان المان اصلی در ساخت سنجه‌های کنترل ابعادی الکترونیکی به‌کار گرفته می‌شوند. برخی از مهم‌ترین این قابلیت‌ها عبارتند از:

عملکرد خطی خوب در محدوده اندازه‌گیری

قابلیت عرضه در شکل‌ها و سایزهای مختلف و سهولت نصب

عمر طولانی به‌دلیل استهلاک کم

دقت و تکرارپذیری بالا

قیمت مناسب

سادگی نسبی مدارات مربوطه

اساس کار حسگرهای LVDT و مدارهای الکترونیکی مربوط به آن در شکل 3-3 نشان داده شده است. هر حسگر دارای یک سیم‌پیچ اولیه، دو سیم‌پیچ ثانویه و یک هسته است که داخل سیم‌پیچ حرکت می‌کند. توسط مدار الکترونیکی موسوم به نوسان‌ساز[4]، یک سیگنال نوسانی (سینوسی) با دامنه و فرکانس ثابت به سیم‌پیچ اولیه اعمال می‌شود[5]. این سیگنال به‌دلیل خواص میدان مغناطیسی باعث القای دو سیگنال سینوسی VA و VB با همان فرکانس اما با فازهای مخالف در دو سیم‌پیچ ثانویه خواهد شد. سیم‌پیچ‌های ثانویه با یکدیگر سری هستند و لذا ولتاژ خروجی برابر با Vout=VA-VB خواهد بود. در حالتی که هسته دقیقا در وسط سیم‌پیچ باشد VA و VB با یکدیگر برابر اما غير هم‌‌فاز هستند و لذا  می‌شود. با كم‌ترين جابجایی در هسته (که در فضای بین سیم‌پیچ‌ها می‌تواند حرکت کند) مقادیر VA و VB تغییر می‌کنند و تفاضل آنها یعنی ولتاژ Vout دارای دامنه غیرصفر و متناسب با مقدار جابجایی خواهد شد و فاز آن نیز با توجه به موقعیت هسته، هم‌فاز یا غیر هم‌فاز با ورودی خواهد بود. سپس سیگنال خروجی Vout وارد مدار تقویت‌کننده می‌شود تا علاوه بر تقویت دامنه با ضریبی برابر با Gain، آفست (Offset) آن نیز نسبت به سطح صفر تنظیم شود. آنگاه خروجی تقویت‌کننده (V1) توسط یک مدار یکسوساز به سیگنال مستقیم (DC) تبدیل می‌شود در حالی‌که ولتاژ و علامت این سیگنال (Vdc) متناسب با موقعیت و مقدار جابجایی هسته است.

اینک اگر با استفاده از مدارات مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D)، سیگنال DC ياد شده به مقدار عددی تبدیل شود و این مقدار عددی در مانيتور کامپیوتر و یا یک دستگاه نمايشگر دیجیتالی به نمایش درآید، نتيجه نهایی حاصل شده است. در صورت نیاز، با اعمال ضرایبی به‌صورت نرم‌افزاری، نسبت تغییرات ولتاژ (با واحد ولت) را با تغییرات طول (با واحد میلی‌متر) ارتباط می‌دهند. لذا عدد ثبت شده روی نمایشگر را می‌توان با واحد میلی‌متر و با دقت مورد نظر اعلام كرد.

یکی از نکات مهم در استفاده از حسگرهای LVDT آن است که مدارات تقویت‌کننده و یکسوساز و نیز مبدل A/D، در رده تجهیزات ابزار دقیق قرار می‌گیرند زيرا تغییرات ولتاژ القا شده در سیم‌پیچ‌های ثانویه در اثر جابجایی هسته یا همان Vout، بسیار کوچک و ضعیف (در حد میلی‌ولت) بوده و این سیگنال باید بدون خطا و نویزهای مزاحم، تقویت شده و پس از تبدیل به عدد روی نمایشگر نشان داده شود. رعایت این نکات و همچنین نکاتی در طراحی سیم‌پیچ‌ها و هسته در حسگرهای LVDT، موجب دستيابي به دقت‌های میکرون و حتی زیر میکرون توسط اين حسگرها مي‌شود.

کلیات روش‌های محاسبه تلرانس‌های هندسی و ابعادی در سنجه‌های الکترونیک

در سنجه‌های الکترونیکی عمومااز روش مقایسه‌ای برای کنترل ابعاد قطعات استفاده می‌شود. ابتدا قطعه کالیبره شده‌ای به‌عنوان رفرنس (به نام مستر) در سنجه قرار می‌گیرد و مقادیر پراب‌ها به‌عنوان نقطه صفر در دستگاه ذخیره می‌شود. سپس قطعات دیگر روی سنجه قرار گرفته و مقدار پراب‌ها در این حالت نیز خوانده می‌شود و اختلاف آنها با مستر محاسبه مي‌شود. بنابراین چون اندازه‌های واقعی مستر از ابتدا مشخص است با دانستن اختلاف بین مستر و قطعه، اندازه‌های قطعه نیز محاسبه و اعلام می‌شود.

البته همان‌گونه که می‌دانید برای برخي تلرانس‌های هندسی مانند لنگی و یا گردی، نیازی به مقایسه با مستر نیست و این نوع اندازه‌ها مستقل از مستر از روی اطلاعات خود قطعه، محاسبه و اعلام می‌شوند.

استفاده از پراب‌های LVDT در سنجه‌های الکترونیکی و به‌کارگیری دستگاه‌های پردازشگر اطلاعات در این سنجه‌ها موجب افزايش قابليت‌هاي سنجه‌های الکترونیکی در محاسبه انواع تلرانس‌های هندسی و ابعادی شده و اغلب این محاسبات با استفاده از نرم‌افزار و برنامه‌نویسی انجام می‌شود. از مهم‌ترین مزایای استفاده از سنجه‌های الکترونیکی در مقایسه با سنجه‌های مکانیکی، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

امکان اعلام اندازه‌های عددی در کنار کنترل آنها

سادگی ساختار فیکسچرها در سنجه‌های الکترونیک به‌دلیل استفاده از نرم‌افزار برای محاسبه تلرانس‌های هندسی پیچیده نسبت به استفاده از فيكسچرهای مکانیکی ساده‌تر و بادقت‌تر است. همچنين انتقال حساسیت در دقت المان‌ها از بخش مکانیک به الکترونیک در سنجه‌های الکترونیک بخش زیادی از بار دقت سنجه، بر دوش پراب‌های LVDT است که حصول دقت بالا در آنها به مراتب ساده‌تر از ساخت المان‌های مکانیکی بسیار دقیق است.

ذخیره‌سازی اطلاعات در حافظه سیستم

- امکان انجام تحلیل‌های آماری در کنترل فرايند (SPC) و نیز سادگی محاسبه معیارهای پذیرش گیج (MSA) با استفاده از نرم‌افزارهای مربوطه

 

[1]- Transducer

[2]- Non-contact

[3]- Linear Variable Different Transformer

[4]- Oscillator

[5]- VEXC

سایتهای مرتبط

 

 

بالا

اشکال یابی جوملا

جلسه

اطلاعات مشخصات

حافظه استفاده شده

پرس و جو پایگاه داده