سنسور یا حسگر چیست؟
سنسور یا حسگر چیست؟
لازم به ذکر می باشد که سنسور یا حسگر المان حس کننده ای به حساب می آید که کمیت های فیزیکی را اندازه گیری می کند. این کمیت های فیزیکی به صورت زیر می باشد:
- فشار
- حرارت
- رطوبت
- دما و…
به صورت کلی وظیفه سنسور یا حسگر این است که کمیت های فیزیکی را به کمیت های الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیر پیوسته (دیجیتال) تبدیل خواهد کرد. انواع سنسورها در دستگاه های اندازه گیری مختلف مانند سیستم های کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند و وجود آن ها در بسیاری از مواقع یک نیاز اساسی یا بسیار مهم محسوب می شود.
نکته بسیار مهمی که باید بدانید، این است که کاربرد سنسورها و قابلیت اتصال آن ها به دستگاه های مختلف از جمله PLC سبب شده است که سنسورها بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک به حساب بیایند. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال کرده و سبب تغییر وضعیت عملکرد دستگاه ها خواهند شد.
باید بدانید که حسگرها و مبدل ها معمولا به صورت مترادف یک دیگر به کار می روند و بسیاری از افراد آن ها را یکی می دانند. می توان اذعان داشت که طبق تعریف جهانی، سنسور یا حسگر به وسیله ای گفته می شود که نسبت به یک کمیت خاص، خروجی قابل استفاده ای را فراهم خواهد کرد. در واقع خروجی به صورت یک کمیت الکتریکی، کمیت اندازه‌گیری شده به صورت یک کمیت فیزیکی و یا موارد دیگر تعریف می شود.
انواع سنسورها کدام اند؟
سنسورها انواع بسیار مختلفی دارند که هر کدام از آن ها برای کاربری خاص، مورد استفاده قرار می گیرد. سنسورها به عنوان یکی از مهم ترین اجزا در سیستم های مختلف به کار برده می شوند. انواع سنسورها معمولا در بازار موجود هستند و می توان از آن ها استفاده کرد. لازم به ذکر است که از جمله مهم ترین انواع سنسورها به شرح زیر می باشد:
- سنسور نور
- سنسور دما
- سنسور وزن، نیرو، فشار
- سنسور موقعیت
حال در زیر به بررسی هر کدام از آن ها می پردازیم:
سنسور نور:
سنسور نوری انواع مختلفی دارد که هر کدام از آن ها کارایی خاص خود را دارا می باشند. از انواع سنسور نوری می توان به موارد زیر اشاره داشت:
- سنسور مادون قرمز IR
- دیود نوری (دریافت کننده IR)
- مقاومت تابع نور LDR
سنسور دما:
سنسور دما شامل دو مورد بسیار مهم است که در زیر به آن ها اشاره می کنیم:
- ترمیستور
- ترموکوپل
سنسور وزن، نیرو، فشار:
از انواع سنسور وزن می توان به موارد زیر اشاره داشت:
- گیج فشار (سنسور فشار)
- سلول های بار (سنسور وزن)
سنسور موقعیت:
سنسور موقعیت شامل موارد زیر است:
- پتانسیومتر
- انکودر
سایر سنسور ها:
جدا از انواع سنسورها یا حسگرهای ذکر شده در بالا، موارد دیگری نیز وجود دارد که به آن ها اشاره خواهیم کرد:
- سنسور هال (تشخیص میدان مغناطیسی)
- سنسور فلکس
- سنسور صدا
- میکروفون
- سنسور آلتراسونیک (مافوق صوت)
- سنسور تماسی
- سنسور PIR
- سنسور Tilt
- سنسور شتاب سنج
- سنسور تشخیص گاز
نکته بسیار مهمی که باید بدانید، این است که شما باید سنسور مورد نظر خود را بر اساس پروژه یا کاربرد مورد نظر خود انتخاب نمایید. به علاوه لازم به ذکر است که به منظور کارکرد سنسورها در ولتاژ مناسب، باید آن ها را براساس ویژگی هایشان مورد استفاده قرار داد یا به کار برد.
انواع سنسور بر اساس شکل و حوزه کاربرد:
در بالا به انواع سنسورهایی که در تجهیزات و لوازم برقی مورد استفاده قرار می گیرند، اشاره کرده ایم. اما باید بیان شود که سنسورها از لحاظ شکل و حوزه کاربرد به دو نوع کلی تقسیم بندی می شوند که در زیر به آن ها اشاره می کنیم:
- سنسور های تماسی
- سنسور مجاورتی یا بدون تماس
سنسور های تماسی چیست؟
یکی از پر استفاده ترین سنسوها یا حسگرها، سنسورهای تماسی هستند. در واقع سنسور های تماسی سنسورهای با تماس مکانیکی مانند کلید قطع و وصل، تبدیل کننده های فشاری و … به کار می افتند و به طور قطع نمونه های مختلف آن را در مکان های مختلف مشاهده کرده اید.
سنسور های مجاورتی یا بدون تماس چیست؟
این سنسورها نیز کاربردهای بسیار فراوانی دارند. سنسور های بدون تماس مکانیکی یا مجاورتی مانند سنسورهای نوری و حرارتی و … هستند. باید اشاره شود که این سنسورها می توانند به عنوان چشم های کنترل کننده یک سیستم مورد استفاده قرار بگیرند و وظیفۀ مراقبت از پروسه و اعلام خرابی و یا نقص یک سیستم را به عهده داشته باشند.
در واقع سنسورهای مجاورتی یا بدون تماس سنسورهایی می باشند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می گردند. به علاوه این حسگرها می توانند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به ورودی یک سیستم بشوند. بنا به عبارت دیگر سنسور مجاورتی ﻧﻮﻋﻲ از حسگرها به شمار می آیند ﻛﻪ می تواند وﺟﻮد اﺟﺴﺎم ﻧﺰدﻳﻚ را ﺑﺪون ﻫﻴﭻ ﮔﻮﻧﻪ ﺗﻤﺎس ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ تشخیص دهد و آن ها را نمایان سازد.
کاربرد سنسورها یا حسگرها:
همان گونه که اشاره شد، یکی از مهم ترین تجهیزاتی که از آن ها در وسایل مختلف استفاده می شود، سنسورها هستند. این سنسورها یا حسگرها کاربرد بسیار فراوانی دارند و همیشه ردپایی از آن ها در وسایل و تجهیزات مختلف دیده می شود. از جمله کاربردهای بسیار مهم حسگرها می توان به موارد زیر اشاره داشت:
- شمارش تولید: برای رسیدن به این منظور از سنسورهای القائی، خازنی و نوری استفاده می شود.
- کنترل حرکت پارچه و…: معمولا برای حرکت اجسام و ... از سنسور نوری و خازنی بهره گرفته می شود.
- کنترل سطح مخازن: یکی دیگر از کاربردهای بسیار مهم حسگرها، کنترل سطح مخازن در صنعت است که برای رسیدن به منظور از انواع سنسورهای نوری و خازنی و کنترل سطح بهره گرفته می شود.
- تشخیص پارگی ورق و کنترل انحراف پارچه: برای تشخصی پارگی ورقو کنترل انحراف پارچه از سنسور نوری و خازنی کمک می گیریم.
- کنترل تردد و اندازه گیری سرعت: کنترل تردد به خصوص در مکان های بسیار خاص با استفاده از حسگر نوری امکان پذیر خواهد بود، به علاوه برای کنترل سرعت نیز از حسگر القائی و خازنی استفاده می شود.
- اندازه گیری فاصله قطعه: برای رسیدن به این منظور از سنسور القائی آنالوگ بهره می گیریم.
انواع سنسورها از نظر توابع خروجی:
حسگرها یا سنسورها از نظر توابع خروجی نیز به موارد بسیار مختلفی دسته بندی می شوند. از جمله مدل های سنسورها از نظر توابع خروجی به صورت زیر می باشد:
- سنسور دو سیمه DC
- سنسور دو سیمه AC
- حسگر دو سیمه NAMOR
- حسگر سه سیمه PNP
- سنسور سه سیمه PNP
- حسگر چهار سیمه PNP
- سنسور چهار سیمه NPN
چه پارامترهایی توسط حسگرها اندازه گیری می شود؟
لازم به ذکر می باشد که پارامترهایی که عموما توسط حسگرها اندازه‌گیری می شوند، شامل موارد زیر می باشند:
1_ اندازه گیری های فیزیکی:
در واقع اندازه‌گیری های فیزیکی، شامل موارد زیر خواهد بود:
- مگنومترهای دو محوره
- شدت نور مرئی و فرابنفش و امواج رادیویی
- میزان رطوبت، دما و فشار اتمسفر
- مقدار مه و گرد و غبار
- میزان صدا
- شتاب سنج دو محوره
- موج ضربه و لرزش
- فشار فیزیکی و حرکت
- ویدئو و تصویر
- موقعیت و جابجایی
2_ اندازه گیری های شیمیایی
می توان اذعان داشت که اندازه‌گیری های شیمیایی و زیستی، شامل حضور یا غلظت یک ماده در یک سطح غلظت خاص می باشد.
3_ اندازه گیری رخدادها
در کل اندازه‌گیری های رخداد، شامل تعیین رخدادهای انسانی و طبیعی، مانند رخدادهای سایبری، رهگیری رخدادهای داخلی و خارجی می باشد.
انتخاب سنسور مناسب:
برای آن که بتوانید یک سنسور مناسب با نیاز خود را تهیه فرمایید، لازم است که در انتخاب این تجهیز به موارد و مسائل زیر توجه کنید:
- دقت سنسور
- نسبي يا مطلق بودن فشار ( برای سنسورهای فشار )
- گستره يا محدوده ی اندازه‌گيری
- خروجي مورد نياز
- نوع اتصال و ...
استفاده از حسگرها در دنیای رباتيك :
از حسگرها یا سنسورها در دنیای ساخت ربات ها و ... نیز استفاده می شود می توان اشاره داشت که سنسورها در واقع ابزار ارتباط ربات با دنياي خارج و كسب اطلاعات محيطي و نيز داخلي به حساب می آیند. انتخاب درست حسگرها تأثير بسيار زيادي در ميزان كارايي ربات دارد. در واقع مهندسی که به طراحی و ساخت ربات می پردازد، بسته به نوع اطلاعاتي كه ربات نياز دارد از حسگرهاي مختلفي مي توان استفاده نمود.
سخن پایانی:
سنسورها تنوع بسیار بالایی دارند و در وسایل مختلفی از آن ها استفاده می شود.
