חיישנים הם כמעט הכרחיים בייצור תעשייתי מודרני, במיוחד בתהליכי ייצור אוטומטיים. זהו החוליה המקשרת בין המערכת המכנית למערכת הבקרה של הציוד. המערכת המכנית מחזירה את פרמטרי התנועה ומצב הריצה למערכת הבקרה דרך החיישן, ומערכת הבקרה שולחת הוראות להניע את המערכת המכנית דרך המשוב של האות והנתונים מהחיישן. חשיבותו ברורה מאליה.
חיישנים הם הרחבה של תכונות אנושיות, המכונה גם תכונות חשמליות. מערכת בקרת הציוד צריכה לקבוע: מיקום הארגון, נוכחות או היעדר מוצרים, ודיוק המוצרים ופרמטרים חשובים נוספים לניטור ובקרה על השימוש בציוד ותהליך ייצור המוצר. ספציפית, יצרנים תעשייתיים צריכים להשתמש בחיישנים שונים כדי לנטר ולבקר פרמטרים שונים בתהליך הייצור, כדי שהציוד יהיה במצב תקין, ואם יש תקלה, ניתן למצוא אותה בזמן.
מאמר זה ממיין בעיקר חמישה סוגים נפוצים של חיישנים תעשייתיים בתחום האוטומציה התעשייתית.
1, חיישן פוטו-אלקטרי
חיישן פוטואלקטרי הוא מכשיר הממיר אותות אופטיים לאותות חשמליים. עקרון העבודה שלו מבוסס על האפקט הפוטואלקטרי. אפקט פוטו-אלקטרי מתייחס לתופעה שכאשר אור זורח על חלק מהחומרים, האלקטרונים של החומרים סופגים את האנרגיה של הפוטונים והאפקט החשמלי המתאים מתרחש. על פי התופעות השונות של אפקט פוטו-אלקטרי, ניתן לחלק את ההשפעה הפוטואלקטרית לשלוש קטגוריות: אפקט פוטו-אלקטרי חיצוני, אפקט פוטו-אלקטרי פנימי ואפקט פוטו-וולטאי. מכשירים פוטו-אלקטריים כוללים תא פוטו, צינור פוטו-מכפיל, פוטו-נגד, פוטו-דיודה, פוטו-טרנזיסטור, פוטו-סל וכן הלאה.
חיישנים פוטו-אלקטריים הם בעלי מאפיינים של רזולוציה גבוהה, זמן תגובה קצר, מרחק זיהוי ארוך ופחות הגבלות על זיהוי עצמים. במיוחד, זה מאפשר הבחנה בצבע. ההחזר והבליעה של האור הנוצר מזיהוי עצמים משתנים בהתאם לאורך הגל של האור המוטל ושילוב הצבעים של האובייקט שזוהה. באמצעות מאפיין זה, ניתן לזהות את הצבע של האובייקט שזוהה.
2, חיישן קרבה
חיישן קרבה יכול להיות זיהוי חישה ללא מגע, כך שלא יהיה בלאי ונזק לאובייקט הבדיקה, ללא ניצוץ, ללא רעש. בגלל מצב הפלט ללא מגע, אז חיי השירות ארוכים, כמעט ללא השפעה על חיי המגע. חיישן קרבה שונה משיטות זיהוי אחרות בכך שהוא מתאים ומשמש בסביבת מים ושמן, והוא כמעט ואינו מושפע מהכתמים והמים והשמן של חפץ הזיהוי.
ביניהם, חיישן הקרבה עצמו יכול לזהות רק חפצי מתכת במרחק קרוב וללא מגע. המאפיין ביותר של התקן מוט אלסטי מסוג שינוי טווח הוא שהוא יכול להעמיס יתר על המידה את טווח החישה של המגע. בוכנות קפיציות, בדיקות וכפתורים משמשים בדרך כלל כדי ליצור קשר עם המוצר ולאחר מכן לבדוק אם המוצר במקומו, המיקום מדויק ולאמת את המוצר הנבדק.
3. חיישן סיבים אופטיים
השימוש בסיבים אופטיים לפיתוח חיישן סיבים אופטיים החל בשנת 1977, הטכנולוגיה עוררה עניין רב, נכון לעכשיו, חיישן סיבים אופטיים פותח במהירות. מכיוון שהסיב האופטי עצמו הוא דיאלקטרי, והאלמנט הרגיש יכול להיות עשוי גם מחומרים דיאלקטריים, כך שלחיישן הסיבים האופטיים יש בידוד חשמלי טוב, משטח סיב אופטי יכול לעמוד במתח של 80kV / 20 ס"מ, מתאים במיוחד למערכת אספקת מתח גבוה ומתח גבוה. מבחן מנוע בעל קיבולת גדולה, יכול לשמש במתח גבוה, רעש חשמלי, טמפרטורה גבוהה, קורוזיה או סביבה קשה אחרת, ויש לו תאימות אינהרנטית לטכנולוגיית טלמטריית סיבים אופטיים.
ניתן להשתמש בסיבים אופטיים ליצירת מגוון רחב של חיישנים, ולכן יש אנשים שאומרים שחיישן סיבים אופטיים הוא חיישן אוניברסלי. הוא יכול למדוד כמויות פיזיות רבות, וטווח היישום שלו הוא בכל התחומים הצבאיים, המסחריים, האזרחיים, הרפואיים, התעשייתיים ועוד. יש להבהיר שחיישנים מסורתיים מבוססים על מדידות מכנו-חשמליות, בעוד שחיישני סיבים אופטיים מבוססים על מדידות אופטיות.
4, חיישן תזוזה
חיישן תזוזה הוא מכשיר הממיר את התנועה של אובייקט לכמות חשמלית ניתנת למדידה. הוא משמש בדרך כלל להמרת כמויות פיזיקליות כגון דפורמציה, רטט, תזוזה, מיקום וגודל שאינם נוחים לזיהוי ועיבוד כמותי לכמויות חשמליות שקלות לגילוי כמותי והעברת מידע ועיבוד מידע.
ישנם סוגים רבים של חיישני תזוזה. בשנים האחרונות תחום היישומים מתרחב, ויותר ויותר טכנולוגיות חדשניות יושמו בחיישנים. כך למשל, בהתבסס על טכנולוגיית סיבים אופטיים, טכנולוגיית שער זמן, טכנולוגיית OEM LVDT, טכנולוגיית אולטרסאונד, טכנולוגיה מגנטוסטריקטיבה ועוד, שופרו מאוד ביצועי החיישנים השונים והעלות הופחתה משמעותית עקב התקדמות הטכנולוגיה.
5. חיישן אפקט הול
חיישני אפקט הול מסתובבים בדרך כלל אינם משתמשים בחלקים נעים. חיישן מבוסס מוליכים למחצה זה משלב רכיבי חישה של אפקט Hall עם מעגלים כדי לספק אות פלט אנלוגי המתאים לשינויים בשדה המגנטי המסתובב. שתי אפשרויות פלט זמינות, כלומר אפנון רוחב דופק אנלוגי או פולס (PWM).
ביניהם, חיישן אפקט Hhall הליניארי מודד את התנועה הליניארית של השדה המגנטי, ולא את הסיבוב. ניתן לתכנת את החיישן למתח מוצא מוגדר שהוא פרופורציונלי למרחק נתון שעבר. עד כה, הטכנולוגיה הקשורה של חיישן הול עדיין בתהליך של התקדמות מתמשכת, חיישן הול הניתן לתכנות, רכיב הול אינטליגנטי וחיישן מיקרו הול יהיו בעלי סיכוי שוק טוב.
סיכום:
עם הגעת המהפכה הטכנולוגית החדשה, העולם החל להיכנס לעידן המידע. בתהליך השימוש במידע, הדבר הראשון שיש לפתור הוא קבלת מידע מדויק ואמין, והחיישן הוא הדרך והאמצעי העיקריים להשגת מידע בתחום הטבע והייצור. בייצור תעשייתי מודרני, במיוחד בתהליך הייצור האוטומציה, יש להשתמש בחיישנים שונים לניטור ובקרה על הפרמטרים השונים בתהליך הייצור, כך שהציוד יעבוד במצב רגיל או במצב הטוב ביותר, והמוצר יגיע לאיכות הטובה ביותר. . לכן, ניתן לומר שללא חיישנים מצוינים רבים, הייצור המודרני יאבד את הבסיס שלו.
המאפיינים של החיישן כוללים מזעור, דיגיטליזציה, מודיעין, ריבוי פונקציות, שיטתיות, רשת וכו'. הוא לא רק מקדם את השינוי והשדרוג של תעשיות מסורתיות, אלא גם עשוי להקים תעשיות חדשות, ובכך להפוך לנקודת צמיחה כלכלית חדשה ב-21. מֵאָה.
בשנים הקרובות, עם האצת הייצור החכם, הביקוש בשוק למערכות חישה, ניטור, ייצור וניטור חכמות, טכנולוגיות וציוד צפוי לעלות עוד יותר. ביניהם, יישאו חיישנים מסוגים שונים באלקטרוניקה נפוצה לרכב, אלקטרוניקה לתקשורת, מוצרי צריכה ומכשירים אלקטרוניים מיוחדים. על מנת לענות טוב יותר על צרכי הלקוחות, ארגונים יהיו מחויבים גם לפיתוח של מוצרים חדשים בחיישנים באיכות גבוהה יותר.