انواع حسگرهای مجاورتی مغناطیسی به شرح زیر است.
- Reed Switch
- Magnetostrictive Sensor
- Magneto-Resistive Sensor
- Inductive Magnetic Proximity Sensor
- Hall Effect Sensor
- Linear Variable Differential Transducer
Reed Switch
وجود یک آهنربای دائمی این سنسورها را فعال میکند و عملکرد آنها به استفاده از یک کنتاکت ریز بستگی دارد. کنتاکت ریز معمولاً ممکن است دارای دو سیم فرومغناطیسی رلوکتانسی باشد که در حبابهای شیشهای حاوی گاز بیاثر محصور شدهاند.
به دلیل القای مغناطیسی، کنتاکت ریز در حضور میدان مغناطیسی جذب میشوند و در نتیجه تماس الکتریکی ایجاد میشود. کنتاکتهای سوئیچ معمولاً باز هستند و در صورت وجود میدان مغناطیسی بسته میشوند.
تعداد و ماهیت آهنربای مورد نیاز با توجه به نوع سوئیچ و نحوه طراحی آن تعیین میشود. فاصله بین آهنربا و سوئیچ ضروری است؛ اگر فاصله زیاد باشد، یک آهنربای قدرتمند برای تعامل با سوئیچ لازم است.
هنگام نصب سوئیچ رید باید مطمئن شویم که هیچ میدان مغناطیسی مزاحمی در اطراف سنسور وجود ندارد . از این رو، در این صورت، باید بررسی کنیم که سنسور مجاورت مطابق با این موضوع محافظت شده باشد.
انواع رید سوئیچ
سوئیچهای رید به صورت زیر طبقهبندی میشوند:
سوئیچهای رید خشک: در یک ظرف شیشهای پر از گاز بیاثر، تیغههای تماس فرومغناطیسی آببندی شدهاند.
سوئیچهای رید جیوه: جیوه به جیوه، واسطه تماس برای یک مدار الکتریکی است.
مزایای سوئیچ نی به شرح زیر است.
به دلیل وجود حباب شیشهای و گاز وارد شده، کنتاکتها تحت تأثیر گرد و غبار، خوردگی یا اکسیداسیون قرار نمیگیرند.
این سنسور به نگهداری بسیار کمی نیاز دارد.
این سوئیچ چندین ویژگی الکتریکی و مکانیکی و همچنین انواع عملکردهای خروجی را تأمین میکند.
این سویچ واقعاً ساده و قابل اعتماد است.
این سوئیچ فاصله عملیاتی خوبی دارد.
Magnetostrictive Sensor
سه عنصر سیمپیچها، یک مغناطیس و یک میله اندازهگیری چنین حسگری را تشکیل میدهند. تغییر موقعیت محور تشخیص این حسگر باعث ایجاد تنش در هسته حساس میشود.
حرکت مقناطیس بر اندوکتانس سیمپیچ حلقهشده به دور هسته تأثیر میگذارد، که تابعی از موقعیت شفت است. با اندزه گیری اندوکتانس سیم پیچ و تغویت و تبدیل آن به سویچ این سنسور ساخته می شود.
سنسور مقاومتی مغناطیسی Magneto Resistive Sensor
وقتی مادهای دارای مقاومت مغناطیسی در نظر گرفته میشود، به این معنی است که میتواند مقاومت خود را هنگام قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی تغییر دهد . در نتیجه، این نوع حسگر موقعیت، اثر مقاومت مغناطیسی ماده را هنگام قرار گرفتن در معرض میدان مغناطیسی ارزیابی میکند.
برای تشخیص موقعیت، میتوانیم حسگر را به یک جسم متحرک زاویهای یا خطی متصل کنیم در حالی که حسگر یا آهنربای مکمل را بیحرکت نگه میداریم. ویژگی مقاومت مغناطیسی ممکن است در فولاد پرکربن وجود داشته باشد و میتوان از آن برای تولید یک عنصر مقاومتی به صورت یک نوار نازک استفاده کرد.
حسگر مجاورتی مغناطیسی القایی Inductive Magnetic Proximity Sensor
تفاوت اصلی بین این سنسور و یک سنسور مجاورت القایی این است که شامل یک نوسانساز داخلی است. سیمپیچ نوسانکننده از طراحی هسته نیمپوسته که یک میدان مغناطیسی رو به جلو تولید میکند، برخوردار نیست، بلکه یک سیمپیچ با ساختار پوسته بسته، مانند یک هسته فریت محافظ است. هنگامی که از یک آهنربای دائمی استفاده میشود، ماده هسته هسته نوسانساز اشباع میشود و باعث ایجاد ارتعاش در جریان نوسانساز سنسور مجاورت میشود.
یک حالت ماشه، تغییر را بررسی کرده و آن را به یک سیگنال خروجی از پیش تعیین شده تبدیل میکند. این نوع حسگر مجاورتی فقط میدانهای مغناطیسی را تشخیص میدهد و اشیاء فلزی را تشخیص نمیدهد.
سنسور اثر هال Hall Effect Sensor
آشکارساز اثر هال یک آشکارساز موقعیت غیر تماسی است که از یک آهنربای دائمی و یک آی سی حسگر اثر هال تشکیل شده است . اثر هال نتیجه برهمکنش بین یک حامل الکتریکی متحرک و یک میدان مغناطیسی خارجی است.
میدان مغناطیسی بر خروجی سنسور هال تأثیر میگذارد، که ممکن است برای سوئیچینگ مجاورتی، تشخیص موقعیت و سرعت به کار رود. هنگامی که یک آهنربای دائمی به آیسی سنسور هال نزدیک میشود، تغییر در میدان مغناطیسی را تشخیص داده و یک سیگنال الکتریکی ایجاد میکند. سپس این سیگنال تقویت و یکسو میشود تا سیگنال خروجی سوئیچ را کنترل کند.
مبدل دیفرانسیل متغیر خطی Linear Variable Differential Transducer
ما میتوانیم فواصل خطی را با دقت و قابلیت اطمینان با استفاده از LVDT اندازهگیری کنیم . برای به دست آوردن اطلاعات موقعیت، هسته آهنی به قسمت متحرک دستگاه متصل میشود.
در این حسگر دو سیم پیچ مانند ترانسفورماتور وجود دارد سیم پیچ اولیه به یک منبع واتاژ متناوب وصل شده و در سیم پیچ دوم ولتاژ صفر ولت القا میکند (جون سیم پیچ دوم دارای دو قسمت و عکس هم پیچیده شده اند. با حرکت هسته مقدار ولتاژ القایی در سیم پیچ ذوم تغییر کرده و همین مبنای سنجش موقعیت می شود.
حسگر الکتریکی که خروجی آن متناسب با مکان یک هسته مغناطیسی متحرک است و یک خروجی الکتریکی خطی معادل با موقعیت یک هسته آهنی متحرک میدهد.
مزایای حسگرهای مجاورتی مغناطیسی به شرح زیر است.
بدون نیاز به تعمیر و نگهداری
کارکرد آسان
اندازه کوچک است
طول عمر تماس طولانی است
کاربردهای حسگر مجاورتی مغناطیسی
کاربردهای حسگرهای مجاورتی مغناطیسی به شرح زیر است.
این سنسور در دزدگیرها به عنوان سنسور درب و پنجره استفاده میشود.
معمولاً در پروژههای ساخت پنل مورد استفاده قرار میگیرد.
در کاربردهای تشخیصی قابل اعتماد به کار میرود.
آنها در محیطهای جوشکاری سخت مورد استفاده قرار میگیرند.
این حسگرها برای شناسایی موقعیت نقاط و قفل مکانیکی دستگاه سوئیچ به منظور اطمینان از ایمنی قطار استفاده میشوند.
تلفنهای همراه
سنسورهای مغناطیسی برای PDU
رباتیک و اتوماسیون کارخانه
