سنسور

 

 سنسور چيست؟

 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 می‌کند. 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 می‌شوند

 

 

انواع سنسور و کاربرد آن ها2-5

1.          سنسورهای بدون تماس

2.        کاربرد سنسور

3.        مزایای سنسورهای بدون تماس

4.        سنسورهای القایی

5.        اساس کار و ساختمان سنسورهای القایی

6.    نحوه ی نصب سنسورهای القایی

7.    سنسور تشخیص مانع (دیواره) سه مرحله ای با حساسیت فوق العاده، مادون قرمز

8.    بررسی یک نمونه سنسور موقعیت زاویه ای مطلق

9.    تولید سنسور اندازه گیری قند خون با فناوری نانو در کشور


 

 

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

 

مزایای سنسورهای بدون تماس

سرعت سوئیچینگ زیاد: سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، بطوریکه برخی از آنها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا 25 KHz  کار می‌کنند.

 

 

 

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 محیطهای 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 ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم ایجاد نمی شود.

 

سنسورهایالقائی:

سنسورهای القائی سنسورهای بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس‌العمل نشان می‌دهند و می‌توانند فرمان مستقیم به رله‌ها، شیرهای برقی، سیستمهای اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی مانند PLC ارسال نمایند.

 

اساس کار وساختمان سنسورهای القائی:                                                       

ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می‌شود :اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی. قسمت اساسی این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می‌تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد. این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور می‌شود. نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه

 

 

 

گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می‌شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می‌یابد. از آنجا که طبقه دمدلاتور، آشکارساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می‌شود. کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می‌شود.

قطعه استاندارد : یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن بمنظور تست فاصله سوئیچینگ استفاده می‌شود. استاندارد IEC947-5-2 ضخامت قطعه  mm 1 و طول ضلع این مربع در اندازه‌های زیر می‌تواند انتخاب شود:

- به اندازه قطر سنسور

- سه برابر فاصله سوئیچینگ نامی سنسور 3Sn

- ضرایب تصحیح : فاصله سوئیچینگ با کوچکتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و یا با به کارگیری فلز دیگری غیر از فولاد ST37 تغییر خواهد کرد. در جدول زیر ضرایب تصحیح برای فلزات مختلف نشان داده شده است.

ضریب تصحیح (KM) برای فولاد ST37 برابر 1.0

ضریب تصحیح (KM) برای نیکل برابر  0.9

ضریب تصحیح (KM) برای برنج برابر 0.5

ضریب تصحیح (KM) برای مس برابر  0.45

ضریب تصحیح (KM) برای آلومینیوم برابر 0.4

به عنوان مثال هرگاه یک سنسور در مقابل فولاد از فاصله 10 mm  عمل سوئیچینگ را انجام دهد، همان سنسور در مقابل مس از فاصله  mm 4.5 عمل خواهد کرد.

فرکانس سوئیچینگ : حداکثر تعداد قطع و وصل یک سنسور در یک ثانیه می‌باشد. برحسب Hz این

 

 

پارامتر طبق استاندارد DIN EN 50010 با شرایط زیر اندازه گرفته می‌شود:

فاصله سوئیچینگ S(Switching Distance): فاصله بین قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام عمل سوئیچینگ می‌باشد.

استاندارد EN 50010

فاصله سوئیچینگ نامی Sn(Nominal Switching Distance) : فاصله‌ای است که در حالت متعارف و بدون در نظر گرفتن پارامترهای متغیر از قبیل حرارت، ولتاژ تغذیه و غیره تعریف شده است.

فاصله سوئیچینگ موثر Sr (Effective Switching Distance): فاصله سوئیچینگ تحت شرایط ولتاژ نامی و حرارت 20 درجه سلسیوس می‌باشد. در این حالت تلرانسها و پارامترهای متغیر نیز در نظر گرفته شده‌اند. 0.9Sn

فاصله سوئیچینگ مفید Su (Useful Switching Distance) : فاصله‌ای است که در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، عمل سوئیچینگ انجام می‌شود. 0.81Sn

فاصله سوئیچینگ عملیاتی Sa (Operating Switching Distance): فاصله‌ای است که تحت شرایط مجاز، عملکرد سنسور تضمین شده است.

هیسترزیس H: فاصله بین نقطه وصل شدن (هنگام نزدیک شدن قطعه به سنسور) و نقطه قطع شدن (هنگام دورشدن قطعه از سنسور) می‌باشد. حداکثر این مقدار 10% مقدار نامی می‌باشد. **استاندارد EN 60947-5-2

قابلیت تکرار R (Repeatability): قابلیت تکرار فاصله سوئیچینگ مفید تحت ولتاژ تغذیه V  و در شرایط زیر اندازه گیری می‌شود: حرارت محیط: 23 درجه سلسیوس؛ رطوبت محیط: 50 الی 70 درصد؛ زمان تست: 8 ساعت. (مقدار تلرانس برای این پارامتر طبق استاندارد          EN 60947-5-2 حداکثر +-0.1Sr  می‌باشد.(

 

 

پایداری حرارتی (Temperature Drift): تغییرات فاصله موثر سوئیچینگ در اثر تغییرات دما طبق استاندارد EN 60947-5-2 و در محدوده دمای 20 درجه سلسیوس زیر صفر تا 60 درجه سلسیوس بالای صفر حداکثر 10% است.

حرارت محیطTa (Ambient Temperature): محدوده حرارتی است که در آن محدوده، عملکرد سنسور تضمین شده است.

 

سنسورهایالقائی:

سنسورهای القائی سنسورهای بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس‌العمل نشان می‌دهند و می‌توانند فرمان مستقیم به رله‌ها، شیرهای برقی، سیستمهای اندازه گیری و مدارات کنترل الکتریکی مانند PLC ارسال نمایند.

 

اساس کار وساختمان سنسورهای القائی:

ساختمان این سنسورها از چهار طبقه تشکیل می‌شود :اسیلاتور، دمدولاتور، اشمیت تریگر، تقویت خروجی. قسمت اساسی این سنسورها از یک اسیلاتور با فرکانس بالا تشکیل یافته که می‌تواند توسط قطعات فلزی تحت تاثیر قرار گیرد. این اسیلاتور باعث بوجود آمدن میدان الکترومغناطیسی در قسمت حساس سنسور می‌شود. نزدیک شدن یک قطعه فلزی باعث بوجود آمدن جریانهای گردابی در قطعه گردیده و این عمل سبب جذب انرژی میدان می‌شود و در نتیجه دامنه اسیلاتور کاهش می‌یابد. از آنجا که طبقه دمدلاتور، آشکارساز دامنه اسیلاتور است در نتیجه کاهش دامنه اسیلاتور توسط این قسمت به طبقه اشمیت تریگر منتقل می‌شود. کاهش دامنه اسیلاتور باعث فعال شدن خروجی اشمیت تریگر گردیده و این قسمت نیز به نوبه خود باعث تحریک طبقه خروجی می‌شود.

 

 

قطعه استاندارد: یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن بمنظور تست فاصله سوئیچینگ استفاده می‌شود. استاندارد IEC947-5-2 ضخامت قطعه  1 mm و طول ضلع این مربع در اندازه‌های زیر می‌تواند انتخاب شود:

- به اندازه قطر سنسور

- سه برابر فاصله سوئیچینگ نامی سنسور 3Sn

- ضرایب تصحیح : فاصله سوئیچینگ با کوچکتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و یا با به کارگیری فلز دیگری غیر از فولاد ST37 تغییر خواهد کرد. در جدول زیر ضرایب تصحیح برای فلزات مختلف نشان داده شده است.

ضریب تصحیح (KM) برای فولاد ST37 برابر 1.0

ضریب تصحیح (KM) برای نیکل برابر  0.9

ضریب تصحیح (KM) برای برنج برابر 0.5

ضریب تصحیح (KM) برای مس برابر  0.45

ضریب تصحیح (KM) برای آلومینیوم برابر 0.4

به عنوان مثال هرگاه یک سنسور در مقابل فولاد از فاصله 10 mm  عمل سوئیچینگ را انجام دهد، همان سنسور در مقابل مس از فاصله 4.5 mm  عمل خواهد کرد.

فرکانس سوئیچینگ: حداکثر تعداد قطع و وصل یک سنسور در یک ثانیه می‌باشد. برحسب Hz این پارامتر طبق استاندارد DIN EN 50010 با شرایط زیر اندازه گرفته می‌شود:

فاصله سوئیچینگ S(Switching Distance) : فاصله بین قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام عمل سوئیچینگ می‌باشد.

استاندارد EN 50010

 

 

فاصله سوئیچینگ نامی Sn(Nominal Switching Distance) : فاصله‌ای است که در حالت متعارف و بدون در نظر گرفتن پارامترهای متغیر از قبیل حرارت، ولتاژ تغذیه و غیره تعریف شده است.

فاصله سوئیچینگ موثر Sr (Effective Switching Distance) : فاصله سوئیچینگ تحت شرایط ولتاژ نامی و حرارت 20 درجه سلسیوس می‌باشد. در این حالت تلرانسها و پارامترهای متغیر نیز در نظر گرفته شده‌اند. 0.9Sn

فاصله سوئیچینگ مفید Su (Useful Switching Distance) : فاصله‌ای است که در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، عمل سوئیچینگ انجام می‌شود. 0.81Sn

فاصله سوئیچینگ عملیاتی Sa (Operating Switching Distance) : فاصله‌ای است که تحت شرایط مجاز، عملکرد سنسور تضمین شده است.

هیسترزیس H : فاصله بین نقطه وصل شدن (هنگام نزدیک شدن قطعه به سنسور) و نقطه قطع شدن (هنگام دورشدن قطعه از سنسور) می‌باشد. حداکثر این مقدار 10% مقدار نامی می‌باشد. استاندارد EN 60947-5-2

قابلیت تکرار R (Repeatability) : قابلیت تکرار فاصله سوئیچینگ مفید تحت ولتاژ تغذیه V  و در شرایط زیر اندازه گیری می‌شود: حرارت محیط: 23 درجه سلسیوس؛ رطوبت محیط: 50 الی 70 درصد؛ زمان تست: 8 ساعت. (مقدار تلرانس برای این پارامتر طبق استاندارد EN 60947-5-2 حداکثر +-0.1Sr  می‌باشد.(

پایداری حرارتی (Temperature Drift) : تغییرات فاصله موثر سوئیچینگ در اثر تغییرات دما طبق استاندارد EN 60947-5-2 و در محدوده دمای 20 درجه سلسیوس زیر صفر تا 60 درجه سلسیوس بالای صفر حداکثر 10% است.

حرارت محیطTa (Ambient Temperature) : محدوده حرارتی است که در آن محدوده، عملکرد سنسور تضمین شده است.

 

نحوه نصب سنسورهای القائی:

 هرگاه دو یا چند سنسور القائی در مجاورت هم و یا در مقابل هم نصب شوند، شرایط زیر باید رعایت شود: الف) نحوه نصب سنسورهای القائی Flush: سنسورهای Flush (Shielded)  سنسورهائی هستند که قسمت حساس سنسور توسط پوسته فلزی محصور شده است.

 

سنسور تشخیص مانع (دیواره) سه مرحله‌ای با حساسیت فوق‌العاده - مادون قرمز:



  شکل 2-5

این مدار به گونه ای طراحی شده است که می‌تواند در سه مرحله فاصله سنسور را از مانع مقابل آن نشان دهد. یعنی با نزدیک شدن سنسور به مانع، مدار در سه مرحله و در فواصل مختلف به شما آلارم خواهد داد. اساس کار مدار، ارسال امواج مادون قرمز و دریافت بازتاب آنها است.

 

 

 

 

 

در این مدار از یک دیود فرستنده مادون قرمز و یک سنسور گیرنده مادون قرمز استفاده است که در یک راستا و در کنار هم به گونه قرار می‌گیرند که با قرار گرفتن شی در مقابل این دو دیود، امواج مادون قرمز منتشر شده توسط فرستنده بر روی گیرنده بازتاب شود.

در این مدار تشعشعات مادون قرمز فرستاده شده توسط فرستنده، به وسیله سنسور گیرنده مادون قرمز دریافت شده و شدت آن اندازه‌گیری می‌شود. هر چقدر شی شما به سنسور ها نزدیکتر باشد، امواج بازتابی از آن بیشتر است و در نتیجه سنسور گیرنده بیشتر تحریک خواهد شد. البته میزان بازتاب به رنگ مانع نیز بستگی دارد، رنگهای تیره مانند سیاه نور کمتری بازتاب می‌کنند و در نتیجه تشخیص آنها دیرتر و با سختی بیشتری صورت می‌پذیرد. اگر مانع شما یک دیوار با رنگ روشن (تقریباً سفید)  باشد، در فاصله حدوداً 20 سانتی متری  LED D5 روشن خواهد شد. در صورتی که سنسور را به مانع نزدیکتر کنید، در فاصله 10 سانتی متری LED D6  هم روشن شده و بالاخره با روشن شدن LED D7 می‌توان نتیجه گرفت که سنسور شما با مانع فاصله‌ای کمتر از 6 سانتی متر دارد.

این مدار می‌تواند کاربردهای متفاوتی داشته باشد. اصلی ترین کاربرد آن در ساخت رباتهای هوشمند مثلاً ربات دریبل زن یا ربات لابیرنت است....

در اینگونه رباتها شما باید به نحوی دیواره را تشخیص دهید و از برخورد ربات با دیواره جلوگیری نماید و پس از آن مسیر خود را به گونه اصلاح کنید که از بین موانع به خوبی عبور کند. اصولاً در هر جا که شما نیازمند تشخیص مانعی در جلوی ربات خود هستید چنین مداری می‌تواند به شما کمک کند. برای استفاده از این مدار تنها کافی است که به پایه های تغذیه Led ها را به مدار تصمیم گیرنده خود مثلاً میکروکنترلر متصل نمایید. دقت کنید . در صورت تحریک مدار و روشن شدن ال ای دی ها خروجی های آی سی Low خواهد شد. و به سطح منطقی صفر می‌رود. یکی از اساسی‌ترین ویژگیهای این مدار، سه مرحله‌ای بودن آن است. با توجه به اینکه این مدار از فاصله زیاد مانع را تشخیص می‌دهد شما قابلیت پیاده سازی الگوریتم های پیچیده را بر روی ربات خود خواهید داشت.

 

شکل 2-6

شکل 2-6

دقت کنید که تغذیه این باید تا جای ممکن صاف و رگوله باشد. برای این کار از خازنهای مناسب به صورت موازی در مدار تغذیه استفاده کنید تا اثر اعوجاجات ناشی از موتورها را خنثی نمایند. برای اینکه مدار حساسیت بیشتری داشته باشد و شرایط محیطی کمترین اثرات را در کارکرد حسگر شما داشته باشند امواج مادون قرمز با فرکانس حدود 120 هرتز نوسان می‌کنند (این پالسها توسط آی سی 555 در مدار ایجاد می‌گردد.) در بخش گیرنده نیز امواج دریافتی تا حدی فیلتر می‌شوند و در واقع بخش گیرنده مدار تنها به امواج مادون قرمز فرستاده شده توسط  فرستنده همین مدار حساس است و امواج مادون قرمز موجود در محیط اثر زیادی برروی کار مدار شما ندارند. برای سنسورهای گیرنده و فرستنده می توانید از پکیج های موجد در بازار استفاده کنید. معمولاً در این قطعات یک سنسور فرستنده و یک

سنسور گیرنده در کنار یکدیگر و در یک بدنه پلاستیکی جاسازی شده‌اند. البته استفاده از فتودیودهای فرستنده و گیرنده معمولی نیز نتیجه قابل قبولی دربر خواهد داشت. دقت نمایید، در صورتی که به جای

 

 

 

دیود گیرنده از فتوترانزیستور گیرنده استفاده کنید، تغییرات مدار شما خطی نخواهد بود و فواصل ذکر شده در بالا تغییر می‌نماید. البته این فواصل به سایر تنظیمات مدار شما نیز بستگی خواهد داشت که با کمی تجربه و تلاش می‌توانید بهترین نتیجه را از مدار سنسور اخذ نمایید.

باید متذکر شویم که این مدار علاوه بر استفاده در ربات‌هایی از قبیل دریبل زن و ماز و لابیرنت و ... کاربردهای فروان دیگری هم دارد که با کمی ابتکار می‌توانید آن را در جاهای دیگر نیز به کار گیرید ، مثلاً از این مدار می‌توان به عنوان سنسور دنده عقب اتومبیل نیز استفاده نمود برای این کار باید مدار و سنسورهای آن را برروی سپر عقب نصب کنید و سه چراغ نشانگر مدار را دید راننده اتومبیل نصب کنید، با این کار راننده با سرعت و دقت بیشتری می‌تواند اتومبیل خود را پارک نماید.

 

بررسی یک نمونه سنسور موقعیت زاویه ای مطلق:

با توجه به شباهت موقعيت سنجي زاويه‌اي مطلق در تمام ايده‌ها سعي شد تا با ارائه يك نمونه صنعتي، روش كلي اين موقعيت سنجي توضيح داده شود اين سنسور برمبناي تکنولوژي CMOS عمل مي‌كند. کاربرد اصلي اين سنسور كنترل ميکروموتورها مي‌باشد. اين سنسور بر اساس اثر هال عمل مي‌کند.

 چهار سنسور هال بر يک قطعه سيکيلن قرار گرفته‌اند. هر عنصر بخشي از ميدان مغناطيسي در صفحه سنسور را احساس مي كند. عناصر هال در چهار گوشه يک ديسک فرو مغناطيسي قرار گرفته‌اند و خروجيهاي X- Y را توليد مي‌کنند. براي هر محور وجود يک عنصر هال کافي است ولي با قراردادن 2 عنصر هال در هر محور، دقت افزايش و آفست کاهش مي‌يابد. ( از طريق اندازه‌گيري ولتاژ‌هاي تفاضلي) خروجي عناصر هال   X1 - X2 - Y1-Y2  توسط يک مدار بهسازي شامل باياس، تقويت کننده و حذف کننده آفست و نيز پايدار سازي حرارتي پردازش مي‌شود.

 

شکل 2-7

خروجي خطي بين 2V تا2.5V در ميدان به شدت 20mt) 200G) مي‌تواند به دست آيد. در صد غير خطي بودن سنسور کمتر از 0.1% است و هستيرزيس 0.03% مي‌باشد. (تکرار پذيري خوب)

به دقت کمتر از 1 در رنج دمايي 60 تا 15 مي توانيم برسيم. در دماي پايدار دقت مي‌تواند بهتر 0.2 مي‌باشد.

کاربرد اين سنسور در تعيين موقعيت زاويه اي يک محور چرخنده است. در اين مورد، يک آهنرباي دائمي بر محور موتور در بالاي سنسور قرار مي‌دهيم. اين آهنربا يک ميدان مغناطيسي موازي با سطح سنسور توليد مي‌کند. اين ميدان به عنوان يک واسطه غير تماس بين جهت محور و سنسور عمل مي‌کند.

معمولا قطر آهنربا 1.5 mm  و ابعاد سنسور 2 بعدي  mm 1* 3 است.

يک آهنرباي حلقه‌اي که بر شفت قرار گرفته است و بر بالاي سنسور مي‌چرخد، نشان مي‌دهد.

 

 

 

 

 

شکل 2-8

وقتي شفت مي‌چرخد سنسور بردار مغناطيسي را احساس مي‌کند و سيگنال‌هايvy  و vx را توليد مي‌کند. اين دو سيگنال سينوسي هستند و باهم 90 اختلاف فاز دارند. زاويه چرخش، با محاسبه آرک تانژانت تقسيم vy  بر vx توسط يک ميکروکنترلر 8 بيتي بدست مي‌آيد.

اين روابط بر کار ما حاکم هستند :

 

 

با فرض اينکه ضريب حساسيت سنسورهاي اثر هال با هم برابر است يعني sx =sy = s خواهيم داشت:

 


تابع معکوس تانژانت تابعي متناوب است که هر 180 تکرار مي‌شود و به ازاي زواياي 180  و 90 و نيز به ازاي vx = 0 بي‌نهايت مي‌گردد. با اين پيش زمينه حالات زير اتفاق مي‌افتد:

يکي از کاربردهاي اين سنسور در موقعيت سنجي شير مي‌باشد. که آهنربا بر شفت داخلي قرار گرفته است و سنسور در بيرون بر يک بدنه غير فرو مغناطيسي قرار گرفته است.

شکل 2-9

    از ديگر کاربردها مي‌توان Single – Anis  joystick  نام برد

 

  

شکل 2-10

در يک 2 – Axis joystick، يک سنسور 2 بعدي را در مرکز کره‌اي که دسته در آن تغيير موقعيت مي‌دهد قرار مي‌دهند و آهنربا را نيز بر انتهاي دسته قرار مي‌دهند

 

شکل 2-11 

 در اين حالت سيگنال هاي خروجي vy و vx متناسب با بردار ميدان مغناطيسي مي‌باشد. همانطور که شکل زير نشان مي‌دهد در صد غير خطي سينوسي خروجي در يک باز 60 در اطراف نقطه صفر کمتر از 1% مي‌باشد.

 

 

شکل 2-12

براي افزايش رزولوشن موقعيت چرخشي از 2 IC و نيز 2 آهنربا استفاده ‌کنند.        

 

شکل 2-13

در اين حالت يک اندازه‌گيري غير دقيق توسط يک IC و آهنرباي دو قطبي انجام مي‌شود و اندازه‌گيري دقيق توسط يک آهنرباي حلقه اي N قطبي و IC دوم انجام مي‌پذيرد. اين آهنرباي چند قطبي باعث توليد N موج سينوسي و کسينوسي در هر دور مي‌شود.

 


 


با فرض اينکه هر سيگنال خروجي داراي رزولوشن 0.1 باشد، رزولوشن نهايي در هر دور برابر 0.1 /n = 0.1 /8 = 0.0125 مي‌شود. اطلاعات بدست آمده از اين آهنرباي چند قطبي جهت تعيين اينکه کدام قطاع از آهنرباي حلقه‌اي در برابر سنسور قرار گرفته است استفاده مي‌شود. در اين روش دقت نيز 1/n مي‌شود. سيگنال‌هاي بدست آمده دقيق و غير دقيق در نهايت توسط يک ميکروکنترولر براي توليد خروجي دقيقتر پردازش مي‌شوند.

شکل 2-14

کاربرد ديگري نيز در قطب نماي الکترونيکي وجود دارد.

 


 شکل 2-15

 

آهنربا به گونه‌اي در برابر IC قرار مي‌گيرد که به راحتي و آزادانه مي‌تواند حرکت کند. آهنربا با توجه به جهت ميدان مغناطيسي زمين مي‌چرخد، ميدان مغناطيسي توليد مي‌کند که بسيار شديدتر از ميدان مغناطيسي زمين (در حد 600 mt) مي‌باشد. بنابراين IC با تاثير ميدان مغناطيسي قويتر سيگنال‌هاي خروجي vx و vyرا توليد مي‌کند. در اين حالت نيز ميکرو کنترلر را توليد خواهد نمود.

 

تولید سنسور اندازه گیری قند خون با فناوری نانو در کشور:

پژوهشگران كشورمان با استفاده از نانو نقره موفق به ساخت نوعي سنسور براي اندازه گيري قند خون شدند. نتايج به دست آمده از آناليز قند خون توسط اين سنسور توليد شده توسط محققان كشورمان با استفاده از تلفن همراه قابل دسترسي است .
جواد خداويسي مجري طرح در گفتگو با خبرنگار مهر سنسورهاي اندازه گيري قند خون را در دو بخش نوري و الكتروشيميايي ذكر كرد و گفت: اكثر سنسورهاي موجود كه در ايران و ساير كشورهاي ديگر مورد استفاده قرار مي گيرد از نوع الكتروشيميايي است. اين سنسورها با واكنشي كه ميان گلوكز و آنزيم گلوكزاكسيد از ايجاد مي‌شود ميزان قند خون را اندازه گيري مي‌كند.

 

 

 

وي سنسور توليد شده در اين طرح را از نوع سنسورهاي نوري دانست و افزود: اين سنسورها با استفاده از نانو ذرات نقره به دليل ميزان جذب مولي بالا طراحي و ساخته شد. در اين طرح اندازه نانو ذرات استفاده

شده 80 تا 90 نانومتر است كه بعد از استفاده به دليل شدت تيك پلاسمايي) ميزان جذب (اندازه نانو ذرات به 50 تا 60 نانومتر مي‌رسد.

مجري طرح به عملكرد اين سنسور اشاره كرد و اظهار داشت: با استفاده از يك سوزن باريك سوراخي بر سطح پوست ايجاد مي‌شود و قطره‌اي از خون بر روي سنسور قرار مي‌گيرد.

وي رنگ اين سنسور را زرد تيره ذكر كرد و ادامه داد: با قرار گرفتن قطره خون بر اين سنسور رنگ آن به سمت بي رنگي پيش مي‌رود و پس از دو دقيقه با شستن خون موجود بر روي سنسور عكسي از سنسور توسط موبايل گرفته مي‌شود. اين عكس بر اساس نرم افزارهايي كه براي موبايل نوشته شده است آناليز مي‌شود و بلافاصله ميزان قند خون فرد مورد نظر بر روي مانيتور موبايل ظاهر مي‌شود.
اين محقق كاهش هزينه‌هاي تست گلوكز خون و دقت بالاي آن را از مزاياي اين

شيوه نام برد و خاطرنشان كرد: دستگاههاي گلوكومترهايي كه در حال حاضر در اختيار افراد ديابتي قرار دارد وابستگي شديد به دما دارد به طوري كه ميزان قند خون دو نفر با ميزان قند يكسان در بندرعباس و تبريز دو عدد متفاوت را اعلام مي كند. ولي اين سنسور به دليل به كاربردن فناوري نانو داراي حساسيت بالايي است.


مطالب مشابه :


سنسورهای رطوبت و نم

قرار داده میشود و در نتیجه سنسور به (مقاله ای از ساینس دایرکت در مورد سنسور رطوبت




سنسور رطوبت

این نوع از سنسور رطوبت در این مقاله سعی شده است حسگر مهم و بسیار كاربردی رطوبت را مورد




سنسور شارپ

سنسور رطوبت. و راهنمایی هایی در مورد این سنسور جهت یافتن این مقاله در داخل باکس




انواع سنسورها

o2a سنسور رطوبت و دما در یك پك خروجی دیجیتال » مقاله در مورد سنسورهای




سنسورها

برای اینکه در مورد سنسورهای در مورد سنسور رطوبت مقاومتی nist و با چاپ مقاله ای در




سنسور

سنسور - مقاله های 23 درجه سلسیوس؛ رطوبت در اين مورد، يک آهنرباي دائمي بر محور موتور در




برچسب :