مقاله سنسورها وکاربرد آنها

اختصاصی از یارا فایل مقاله سنسورها وکاربرد آنها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:87

فهرست مطالب:

تعریف سنسور                                                                    1      

فصل 1   سنسورهای اثر هال
1-1    مقدمه                                                                    8
1-2    ویژگی های عمومی                                                    8
1-3    تاریخچه                                                                 9
1-4    تئوری اثر هال                                                         10
1-5    اساس سنسورهای اثرهال                                            12
1-6    سیستم های مغناطیسی                                              15
1-7    کاربردهای اثر هال                                                                  21                                                                                                                                      

فصل2 سنسورهای دما
2-1    مقدمه                                                                   27
2-2    ترانسدیوسرهای دمای مقاومتی                                     30
2-3    ترموکوپل                                                               39
2-4    سنسورهای دما از نوعی بی متال                                   44
2-5    سنسورهای اتصال                                        p-n45
2-6    سنسورهای دما از نوع کریستال مایع                              47           
2-7    انتشار مادون قرمز و گرماسنجی                                   50
2-8    گیجهای فلوی حرارتی                                               52  

فصل3  سنسورهای فشار
3-1    مقدمه                                                                  55
3-2    سنسورهای فشار ارتجاعی                                          59
3-3    سنسورهای فشار خازنی                                            71
3-4    سوییچ های فشار                                                    77
3-5    ملاحظات جانبی در خصوص سنسورهای فشار                 79

منابع ومآخذ                                                                 87

چکیده:

سنسورها از نظر کیفی مرحله ی جدیدی را در استفاده ی هرچه بیشتر ازهمه امکاناتی که توسط علم میکرو الکترونیک به وجود آمده است، به ویژه در زمینه پردازش اطلاعات عرضه می کنند. سنسورها رابط بین کنترل الکترونیکی از یک طرف ومحیط ،عملیات،رشته ی کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند..همچنین از آنجاییکه سنسورها وسیله ی اساسی برای بدست آوردن همه اطلاعات لازم در رابطه با وضعیت های مختلف عملیات ومحیط هستند ، بنابراین آنها در امکانات کاملا جدیدی را به روی اتوماسیون ، طیفی از عملیات در صنعت،منزل ،کارخانه، کاربردهای طبی وسایر بخش ها می گشایند . برای مثال کارخانه های تماما اتوماتیک و مجتمع آینده تنها می تواند به کمک سنسورها تحقق یابد.
درابتدای مقاله سعی شده است که تعریفی ازسنسور رابیان کنیم وهمچنین با بحث انواع کمیتهایی که با سنسور میتوان آنها را شناسایی یا اندازه گرفت ومکانیزم کار سنسورها موضوع را پی میگیریم.
سپس به بررسی سنسورهای اثرهال، دما وفشار درسه فصل مختلف می پردازیم.دراین فصول با مکانیزم وسیستم درون این سنسورها آشنایی کامل پیدا می کنیم.

تعریف عبارت سنسور

امروزه کلمه سنسور به هیچ وجه از مفاهیمی از قبیل میکروپرسسور ، ترانسپیوتر، انواع مختلف حافظه و سایر عناصر الکترونیکی به عنوان یکی از لغات وابسته به دنیای نوآوری های تکنولوژیکی اهمیت کمتری را ندارد . با وجود این سنسور هنوز هم فاقد یک تعریف دقیق است همچنانکه عبارتی از قبیل پروب ، بعدسنج، پیک آپ یا ترنسدیوسر ، مدتها چنین بوده اند. کوشش های زیادی به عمل آمده است تا این اکثریت تعاریف را محدود نماید.

کلمه سنسور یک عبارت تخصصی است که از کلمه لاتین sensorium، به معنی توانائی حس کردن یا sensus ، به معنی حس برگرفته شده است . پس از آشنائی با منشاء مفهوم سنسور ، تشابه بین سنسورهای تکنیکی و اندام های حس انسانی بیشتر قابل درک می باشد. شکل 1-2 این تشابه را نشان می دهد . با وجود این ایده سنسور فراتر از این تشابه حرکت نموده و یک کلمه مترادف همه جانبه برای احساس کردن ، تبدیل و ثبت مقادیر اندازه گیری شده به حساب می آید .

شکل1 مقایسه واضحی بین اندام های حسی که اجازه می دهد انسان ها محیط اطراف خودشان را استنباط کنند و سنسورهائی که توسط تکنولوژی تولید شده است وجود دارد . هر چند اختلاف های زیادی دیده می شود ، اغلب شباهت های قابل ملاحظه ای نیز وجود دارد . آنچه که برای هر دو مورد مشترک است عبارت از اینستکه سنسور یا اندام حسی اغلب چیز زیادی برای ارائه به ما ندارد . این سیستم هوشیار است که اطلاعات را می آفریند .

پیش از اینکه ما بحث خودمان راجع به سنسورها را پی بگیریم احتیاج داریم این عبارت را تعریف علمی ترکنیم . یک سنسور هر کمیت فیزیکی معین را که باید اندازه گیری شود به شکل یک کمیت الکتریکی تبدیل می کند ( تغییر می دهد ) که می تواند پردازش شود یا بصورت الکترونیکی انتقال داده شود .

بعدهای فیزیکی را می توان براساس دیافراگم شکل 2 طبقه بندی کرد . جدول 1 مثال هائی از بعدهای فیزیکی را که سنسورها می توانند اندازه گیری کنند نشان می دهد .

شکل 2 کمیت های فیزیکی که توسط یک سنسور به سیگنال های الکتریکی تبدیل می شوند .

می توان سنسور را به یک زیر بخش عنصر حس کننده تفکیک کرد که ، به عنوان نمونه ، فشار را به صورت انحراف یک غشاء نیمه هادی ، یا تغییری در شاخص انکسار را به صورت کاهشی در شدت نور در یک فیبر نوری ثبت میکند ؛ بعلاوه یک عنصر تغییر دهنده یا مبدل داریم که انحراف غشاء نیمه هادی، که در آن مقاومت ها به شکل پل ساخته شده اند ، را به صورت یک ولتاژ الکتریکی تبدیل می نماید یا تغییری در شدت نور را با استفاده از یک پروسه تبدیل نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. یک سنسور می تواند به تنهائی از یک عنصر مبدل نیز تشکیل شود ( برای مثال ، سنسورهای پیزو الکترونیکی ، سنسورهای نوری ).

جدول 1 کمیت های قابل اندازه گیری با سنسور

ابعاد مکانیکی اجسام جامد

فاصله   شتاب       کشسانی     چگالی     ضخامت       گشتاور     سرعت چرخش     فشار       قطر     شکل     پرشدگی     سطح       سرعت     وزن توان طول      ارتفاع       سختی     جرم جهت     عبور

ابعاد مکانیکی مایعات و گازها

چگالی     فشار       ویسکوزیته     حجم     سرعت عبور سیال     عبور سیال     و غیره

ابعاد حرارتی

درجه حرارت     جریان گرما     تشعشع حرارتی

تشعشع نوری

شدت نور     طول موج   پلاریزاسیون     انعکاس     رنگ       و غیره

ابعاد اکوستیکی

صدا   فشار       سرعت انتشار     جذب     شدت       فرکانس صوت   وغیره

تشعشع هسته ای

انرژی تابنده   درجه بونیزاسیون   شارتابنده   و غیره

سیگنال های شیمیایی

مقدار PH   غلظت   نوع مولکول یا یون   اندازه و شکل ذره   سرعت عکس العمل     رطوبت     و غیره

سیگنال های مغناطیسی و الکتریکی

اندوکتانس     ظرفیت       مقاومت     فرکانس     فاز       جریان     ولتاژ     پرمیتویته         شدت میدان مغناطیسی

ابعاد مهم دیگر

تعداد     عرض پالس       زمان     و غیره

مرحله آماده سازی سیگنال به عنوان مثال شامل تقویت کردن ، فیلتر سازی ، تبدیل آنالوگ به دیجیتال یا مدارات تصحیح ساده می باشد . مدارات الکترونیکی اجرا کننده مراحل آماده سازی سیگنال می تواند یا با سنسور بطور یکجا ساخته شوند یا از نظر مکانی از آن جدا باشند .

یک سنسور خوب باید مشخصات زیر را داشته باشد :

• حساسیت کافی
• درجه بالای دقت و قابلیت تولید دوباره خوب
• درجه بالای خطی بودن
• گستره دینامیکی خوب
• عدم حساسیت به تداخل و تاثیرات محیطی
• درجه بالای پایداری و قابلیت اطمینان
• امید به زندگی طولانی و جایگزینی بدون مشکل

ترکیب سنسور و الکترونیک سنسور نیز منجر به ویژگی های خاصی می شود ، از جمله عبارتند از :

• سیگنال خروجی بدون نویز
• سیگنال خروجی سازگار با باس
• احتیاج به توان پائین

دراین مقاله سعی شده است که سنسورهای زیر مورد بررسی قرار گرفته می شود:

1-سنسورهای اثرهال

2-سنسورهای دما

3-سنسورهای فشار

گزارش کارآموزی گروه الکترونیک سنسورها

اختصاصی از یارا فایل گزارش کارآموزی گروه الکترونیک سنسورها دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود گزارش کارآموزی گروه الکترونیک سنسورها بافرمت ورد وقابل ویرایش تعدادصفحات 56

گزارش کارآموزی آماده,دانلود کارآموزی,گزارش کارآموزی,گزارش کارورزی

این پروژه کارآموزی بسیار دقیق و کامل و جهت ارائه واحد درسی کارآموزی است

 مقدمه : 

سنسورها رابط بین سیستم کنترل الکترونیکی از یک طرف و محیط، رشته کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند. در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 تکامل سنسور در سطح بین المللی بین سه و پنچ سال عقب تر از تکامل علم میکروالکترونیک در نظر گرفته می شد. این حقیقت که ساخت عناصر میکروالکترونیک غالباً بسیار ارزانتر از عناصر اندازه گیری کننده ای  ( سنسور هایی ) بود که آنها احتیاج داشتند ، یک مانع جدی در ازدیاد و متنوع نمودن کاربرد میکرو الکترونیک پردازشگر اطلاعات در گستره وسیعی از عملیات و رشته کارها بود. چنین اختلافی بین علم میکروالکترو نیک مدرن و تکنولوژی اندازه گیری کننده کلاسیکی تنها توانست به واسطه ظهور تکنولوژی سنسورهای مدرن بر طرف شود. اگر چه سنسورها به همراه علم میکروالکترونیک پردازشگر اطلاعات ، یک گام مهم را به جلو عرضه دارد لیکن این ، تنها اولین قدم است . در این مرحله سنسورها از تعدادی از عناصر میکروالکترونیک موجود ، برای مثال به شکل پردازشگرها ، حافظه ها ، مبدل های آنالوگ به دیجیتال یا تقویت کننده ها ، برای آماده نمودن سیگنال خروجی استفاده می کنند.در عین حال سنسورباید یک خروجی الکترونیکی تولیدکند که به آسانی پردازش شود . دومین گام عبارت از اتصال سنسور سیستم میکروالکترونیک –بخش مکانیکی می باشد . این زنجیره تنها در صورتی کار می کند که همه خطوط رابط باشند این امر منجر به توصیف یک معیار مهم تر به ویژه تا جائیکه سنسور مر بوط است می شود.             فصل اول        تعریف عبارت سنسور : امروز کلمه سنسور به هیچوجه از مفاهیمی از قبیل میکرو پروسسور ، ترانسپیونز (یک میکرو چیپ کامپیوتری بسیار قدرتمند که می توان مقادیر فوق العاده زیاد اطلاعات را به طور خیلی سریع پردازش نماید) انواع مختلف حافظه و سایر عناصر الکترونیکی به عنوان یکی از لغات وا بسته به دنیای نو آوری های تکنولوژیکی اهمیت کمتری را ندارد . با وجود این سنسور هنوز هم فاقد یک تعریف دقیق است همچنانکه عباراتی از قبیل پروب، بعد سنج (gauge ) ، پیک –آپ یا ترنسدیوسر، مدتها چنین بوده اند . کوششهای زیادی به عمل آمده است تا کثرت تعاریف را محدود نماید . کلمه سنسور یک عبارت تخصصی است که از کلمه لاتین Sensorium به معنای توانایی حس کردن یا Sensus به معنای حس برگرفته شده است . پس از آشنایی با منشا مفهوم سنسور ، تاکید کردن بر تشابه بین سنسورهای تکنیکی و اندام های حس انسانی واضح به نظر می رسد. شکل زیر این تشابه را نشان می دهد:       ماشین                           انسان             تکنیک های تولید سنسور: تکنولوژی سنسور امروزی هنوز هم بر اساس تعداد نسبتاً زیادی از سنسورهای غیر مینیاتوری استوار شده است . این امر با بررسی ابعاد هندسی سنسور هایی برای اندازه گیری فاصله ، توان ، شتاب ، سرعت، سیال عبوری ، فشار و غیره مشاهده می شود. برای اکثر سنسورها این ابعاد از cm 10 تجاوز می کند . زیرا اغلب ابعادسنسور تعیین نمی شود بلکه بوسیله پوشش خارجی آن مشخص می گردد. با این وجود ، حتی در چنین مواردی خود سنسور ها از نظر اندازه در حد چند سانتی متر هستند . چنین سنسورهائی ، که می توانند گاهی خیلی گرانبها باشند، در آینده مهم باقی خواهند ماند. برای مثال در زمینه اندازه گیری پروسه ، تکنولوژی تولید و نیز ربات ها کاربرد دارند. با این وجود  به طور موازی با این مسئله می توان تکامل دیگری را مشاهده کرد که بوسیله پیشرفت هائی در میکرو الکترونیک شروع شده است. تکنولوژی میکروالکترونیک ظهور و تکامل سنسورهائی را برانگیخته است که قابل مینیاتور سازی هستند و برای امکان تولید انبوه مناسب می باشد. این امر یقیناً به معنی آن نیست که تکنولوژی سنسور با همان آهنگ میکرو الکترونیک تکامل خواهد یافت. هدف از میناتور سازی ارائه یک سری مزایا می باشد.برای مثال ، اثر سنسور مینیاتوری برروی پارامترهای اندازه گیری شده ضعیف است . این به معنی آنستکه چنین سنسوری درجه کمتری از تداخل را ایجاد  می کند و بنابراین درجه بالاتری از دقت اندازه گیری حاصل می شود . اینرسی سنسور کاهش می یابد و سنسور توان کمتری را نسبت به سنسورهای کلاسیکی مصرف می کند. تکنولوژی های میکروالکترونیک زیر برای تولید سنسور ها به کار برده می شوند: ـ تکنولوژی سیلیکان  ـ تکنولوژی لایه نازک  ـ تکنولوژی لایه ضخیم / هیبرید ـ سایر تکنولوژیهای نیمه هادی ( نیمه هادی های  II-VI,III-V ) پروسه های دیگری نیز در تولیدسنسور به کار برده می شوند ، ازقبیل تکنولوژی های فویل ( با چکش کاری یا غلطاندن فلزی را به شکل یک صفحه در آوردن ) و سینتر ( با گرم کردن یک ماده پودر مانند را به شکل یک جسم سفت در آوردن) تکنولوژی فیبر نوری ، مکانیک دقیق ، تکنولوژی لیزر نوری ، تکنولوژی میکروویو تکنولوژیهای بیو لوژی . به علاوه تکنولوژی هائی از قبیل پلیمرها ، آلیاژهای فلزی یا مواد پیزو الکتریکی را در تولید سنسور بازی می کنند.  سنسورهادر تکنولوژی لایه نازک (Thin-film technology):           بسیاری از تاثیرات خارجی که باید ثبت شوند ، بر یک لایه سطحی نازک سنسور اثر می کنند . نور مثالی از این نوع است . از طرف دیگر به منظور دستیابی به یک زمان پاسخ سریع ، در مورد حرارت، آنها احتیاج به یک احتیاج به یک حجم کوچک دارند. جنبه های عملیاتی معینی از قبیل نفوذ پذیری لایه های فلزی نازک نسبت به رطوبت ، می توا نند لایه های نازک را جالب توجه سازد.

دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی سنسورها و ترانسدیوسرهاو کنترل صنعتی

اختصاصی از یارا فایل دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی سنسورها و ترانسدیوسرهاو کنترل صنعتی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق  بررسی سنسورها و ترانسدیوسرهاو کنترل صنعتی  با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 360

1-1    کرنش مکانیکی
عبارتهای تنش و کرنش غالباً در موقع استفاده با یکدیگر اشتباه می شوند و بنابراین لازم است در اینجا تعریف روشنی از این در کلمه بیان شود.
کرنش نتیجه تنش است و به صورت تغییر نسبی ابعاد یک شی بیان می شود، بدین معنی که تغیر بعد تقسیم بر بعد اصلی می شود، به گونه ای که به عنوان مثال، از نظر طولی کرنش تغییرات طول تقسیم بر طول اصلی است. این کمیتی است که یک عدد خالص بوده و حاصل تقسیم یک طول بر طول دیگر است و بنابراین دیمانسیون فیزیکی ندارد.
کرنش به روشی مشابه تغییر کمیت تقسیم بر کمیت اصلی را می توان برای اندازه گیری های سطح و یا حجم تعریف کرد به عنوان مثال، کرنش سطح، عبارتست از تغییر سطح تقسیم بر سطح اصلی و کرنش حجم، تغییرات حجم تقسیم بر حجم اصلی است.
در مقابل، تنش، عبارتست از تقسیم مقدار نیرو بر مقدار سطح. همانگونه که درمورد یک سیم و یک میله در تنش کششس و یا فشای ، بهعنوان مثال، تنش کششی عبارت از نیروی وارده تقسیم بر سطحی که نیرو به آن وارد می شود که آن سطح،سطح  مقطع سیم و یا میله است. درمورد موادی مانند مایعات و یا گازها، که می توانند در تمام جهات به طور یکنواخت فشرده شوند، تنش کلی نیرو بر واحد سطح است که همان فشار وارده است و کرنش تغییر حجم تقسیم بر حجم اصلی است. عمومی ترین ترانسدیوسرهای کرنش از نوع تنش مکانیکی کششی (Tensile mechanical stress) هستند. اندازه گیری کرنش، اجازه می دهد که مقدار تنش با دانستن مدول الاستیک (Elastic modulus) قابل محاسبه باشد. تعریف هر نوع از ضریب کشسانی کرنش/ تنش است (که دارای واحد تنش است،چون کرنش واحد فیزیکی ندارد) و کاربردی ترین مدول الاستیک ، مدول خطی یانگ ، مدول برشی (پیچش)و مدول بولک (فشار) است.
برای مقادیر کوچک کرنش مقدار کرنش متناسب با تنش است و مدول الاستیک کمیتی است که نسبت کرنش/ تنش را در ناحیه الاستیک، بیان می کند، (قسمتی از نمودار کرنش- تنش که خطی است) به عنوان مثال مدول یانگ نسبت کرنش کششی/ تنش کششی، به طور نمونه برای هر ماده به شکل سیم اندازه گیری می شود (شکل 1-1) روش اندازه گیری کلاسیک، هنوز هم در آزمایشگاه مدارس مورد استفاده قرار می گیرد و درآن از یک زوج سیم بلند استفاده می شود، که یکی از آنها به بار وصل شده و به سیم دیگر یک ورنیه مدرج نصب می شود.
آشکارسازی و تبدیل تنش کششی در برگیرنده اندازه گیری تغییرات خصی کوچک طول یک نمونه است. این به وسیله اثر تغییرات دما، که ایجاد انبساط و یا انقباض می‌کند کامل می شود. برای تغییرات حدود صفر تا 90 درجه سانتیگراد که دمای محیط اطراف ماست، انبساط و انقباض طول در همان حدود اندازه تغییراتی که توسط مقادیر زیادی فشار ایجاد می شود خواهد بود. بنابراین هر سیستمی برای آشکار سازی و اندازه گیری کرنش بایستی به نحوی طراحی شود که اثرات دما بتواند جبران سازی شود.
قوانینی که برای آشکار سازی کرنش خطی و یا سطحی استفاده می شود پیزورزیستیو و پیزو الکتریک نامیده می شوند.



فهرستمطالب
عنوان                                                                                 صفحه
فصل 1: کرنش و فشار -----------------------------------------------1
•    کرنش مکانیکی-------------------------------------------2
•    تداخل سنجی---------------------------------------------9
•    روشهای فیبر نوری--------------------------------------13
•    گیجهای فشار--------------------------------------------14
•    فشار گازی کم-------------------------------------------21
•    گیجهای یونیزاسیون--------------------------------------23
•    استفاده از ترانسدیوسر-----------------------------------26
فصل 2: موقعیت ، جهت ، فاصله و حرکت---------------------------28
•    موقعیت ------------------------------------------------29
•    جهت---------------------------------------------------30
•    اندازه گیری فاصله – مقیاس وسیع-----------------------39
•    فاصله پیموده شده---------------------------------------41
•    سیستمهای شتاب سنج----------------------------------50
•    دوران------------------------------------------------56
فصل 3: سنسورهای دما و ترانسدیوسرهای حرارتی----------------68
•    گرما و دما-------------------------------------------69
•    نوار بی متال-----------------------------------------70
•    انبساط مایع و گاز ------------------------------------74
•    ترموکوپلها-------------------------------------------76    
•    سنسورهای مقاومت فلزی----------------------------85
•    ترمیستورها-----------------------------------------92
•    تشخیص انرژی گرمایی تابشی-----------------------99
•    آشکارسازهای پایروالکتریک------------------------100
•    ترانسدیوسرهای حرارتی----------------------------103
•    ترانسدیوسرهای حرارتی به الکتریکی---------------105
فصل 4: جامدات ، مایعات و گازها------------------------------108    
•    جرم و حجم----------------------------------------109
•    سنسورهای الکترونیک---------------------------110
•    آشکارسازهای مجاورتی--------------------------115
•    سطح مایعات-------------------------------------130
•    سنسورهای جریان مایع---------------------------133
•    زمان سنجی--------------------------------------137
•    گازها--------------------------------------------141
•    ویسکوزیته (گران روی)--------------------------145
فصل 5: فرآیندها---------------------------------------------174
•    فرآیندهای صنعتی--------------------------------175
•    بررسی رفتارهای کلی فرآیندهای صنعتی----------194
•    روشهای عملی تعیین تابع تبدیل فرآیندها-----------206
فصل 6: کنترل کننده ها--------------------------------------220
•    کنترل کننده ها-----------------------------------221
•    کنترل کننده ها از نظر انرژی محرکه-------------221
•    کنترل کننده ها از نظر قانون کنترل---------------222
•    اصل کلی ایجاد عملیات در کنترل کننده ها-------236
•    کنترل کننده های الکتریکی---------------------237
•    کنترل کننده های بادی--------------------------242
•    کنترل کننده های هیدرولیکی--------------------261
•    انتخاب کنترل کننده ها--------------------------290
•    تنظیم کنترل کننده ها---------------------------294
•    جبرانسازی در سیستمهای کنترل صنعتی--------307
فصل 7: عناصر نهایی و محرک ها-------------------------319
•    شیرها-----------------------------------------321
•    محرک ها-------------------------------------329
•    تثبیت کننده شیر-------------------------------343
•    شیرهای مخصوص----------------------------348
•    تقویت کننده ها---------------------------------353
•    مراجع                            358

پایان نامه رشته الکترونیک بررسی سنسورها و ترانسدیوسر و کنترل صنعتی

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه رشته الکترونیک بررسی سنسورها و ترانسدیوسر و کنترل صنعتی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه رشته الکترونیک بررسی سنسورها و   ترانسدیوسر و کنترل صنعتی با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 359

1-1    کرنش مکانیکی

عبارتهای تنش و کرنش غالباً در موقع استفاده با یکدیگر اشتباه می شوند و بنابراین لازم است در اینجا تعریف روشنی از این در کلمه بیان شود.
کرنش نتیجه تنش است و به صورت تغییر نسبی ابعاد یک شی بیان می شود، بدین معنی که تغیر بعد تقسیم بر بعد اصلی می شود، به گونه ای که به عنوان مثال، از نظر طولی کرنش تغییرات طول تقسیم بر طول اصلی است. این کمیتی است که یک عدد خالص بوده و حاصل تقسیم یک طول بر طول دیگر است و بنابراین دیمانسیون فیزیکی ندارد.
کرنش به روشی مشابه تغییر کمیت تقسیم بر کمیت اصلی را می توان برای اندازه گیری های سطح و یا حجم تعریف کرد به عنوان مثال، کرنش سطح، عبارتست از تغییر سطح تقسیم بر سطح اصلی و کرنش حجم، تغییرات حجم تقسیم بر حجم اصلی است.
در مقابل، تنش، عبارتست از تقسیم مقدار نیرو بر مقدار سطح. همانگونه که درمورد یک سیم و یک میله در تنش کششس و یا فشای ، بهعنوان مثال، تنش کششی عبارت از نیروی وارده تقسیم بر سطحی که نیرو به آن وارد می شود که آن سطح،سطح  مقطع سیم و یا میله است. درمورد موادی مانند مایعات و یا گازها، که می توانند در تمام جهات به طور یکنواخت فشرده شوند، تنش کلی نیرو بر واحد سطح است که همان فشار وارده است و کرنش تغییر حجم تقسیم بر حجم اصلی است. عمومی ترین ترانسدیوسرهای کرنش از نوع تنش مکانیکی کششی (Tensile mechanical stress) هستند. اندازه گیری کرنش، اجازه می دهد که مقدار تنش با دانستن مدول الاستیک (Elastic modulus) قابل محاسبه باشد. تعریف هر نوع از ضریب کشسانی کرنش/ تنش است (که دارای واحد تنش است،چون کرنش واحد فیزیکی ندارد) و کاربردی ترین مدول الاستیک ، مدول خطی یانگ ، مدول برشی (پیچش)و مدول بولک (فشار) است.
برای مقادیر کوچک کرنش مقدار کرنش متناسب با تنش است و مدول الاستیک کمیتی است که نسبت کرنش/ تنش را در ناحیه الاستیک، بیان می کند، (قسمتی از نمودار کرنش- تنش که خطی است) به عنوان مثال مدول یانگ نسبت کرنش کششی/ تنش کششی، به طور نمونه برای هر ماده به شکل سیم اندازه گیری می شود (شکل 1-1) روش اندازه گیری کلاسیک، هنوز هم در آزمایشگاه مدارس مورد استفاده قرار می گیرد و درآن از یک زوج سیم بلند استفاده می شود، که یکی از آنها به بار وصل شده و به سیم دیگر یک ورنیه مدرج نصب می شود.
آشکارسازی و تبدیل تنش کششی در برگیرنده اندازه گیری تغییرات خصی کوچک طول یک نمونه است. این به وسیله اثر تغییرات دما، که ایجاد انبساط و یا انقباض می‌کند کامل می شود. برای تغییرات حدود صفر تا 90 درجه سانتیگراد که دمای محیط اطراف ماست، انبساط و انقباض طول در همان حدود اندازه تغییراتی که توسط مقادیر زیادی فشار ایجاد می شود خواهد بود. بنابراین هر سیستمی برای آشکار سازی و اندازه گیری کرنش بایستی به نحوی طراحی شود که اثرات دما بتواند جبران سازی شود.
قوانینی که برای آشکار سازی کرنش خطی و یا سطحی استفاده می شود پیزورزیستیو و پیزو الکتریک نامیده می شوند.
معمول ترین روش اندازه گیری کرنش با استفاده از استرین گیجهای مقاومتی محقق می شود. یکاستریم گیج مقاومتی شامل یک ماده هادی به شکل یک سیم و یا نوار نازک است که به صورتی محکم به مادهای که کرنش      آن بایستی آشکار شود متصل شده است. این ماده ممکن است دیوار یک ساختمان، تیغه یک توربین، قسمتی از یک پل، هر چیزی باشد که درآن تنش اضافی بتواند اغتشاش تهدید کننده ای آشکار کند. محکم کردن ماده مقاومتی معمولاً توسط رزینهای اپوکسی (مانند آرالدیت) انجام میگیرد، چون این مواد بسیار محکم هستند و عایقهای الکتریکی نیز به شمار می روند. سپس نوار استرین گیج به عنوان ییک از بازوهای مدار پلی مقاومتی به مدار وصل می شود (شکل 1-2) این یک مثال در مورد قانون پیزورزیستیو است، چون برای آشکار سازی از تغییر مقاومتی که به دلیل تغییر شکل ساختمان کریستالی ماده حاصل شده است استفاده می شود.
می توان با استفاده از یک استرین گیچ در ثل مقاومتی به طوری که تحت کرنش قرار نگرفته باشد به گونه ای مقایسه ای اثر تغییرات دما را به حداقل رسانید. این اقدام نه تنها به خاطر اینکه ابعاد ماده مورد بررسی در نتیجه تغییرات دما تغیر خواهد کرد بلکه به این دلیل است که خود مقاومت عنصر استرین گیچ نیز تغییر خواهد کرد. با استفاده از دو استرین گیچ یکسان، که یکی از آنها تحت کرنش نباشد، در مدارپل، این تغییرات در مقابل یکدیگر می توانند متعادل شوند و باعث شود تنها تغییرات مربوط به کرنش آشکار شوند. حساسیت این نوع سنجه، که غالباً سنجه پیزورزیستیو نامیده شده، تحت عنوان فاکتور گیج اندازه گیری می شود. این مفهوم به عنوان نسبت تغییرات مقاومت به تغییرات کرنش معرفی می شود و به طور معمول برای سنجه از نوع سیم فلزی در حدود 2 و برای نوع نیمه هادی آن حدود 100 است.

  شکل 1-2 استفاده از استرین گیج- (a) شکل فیزیکی یک استرین گیج (b) یک مدار پل اندازه گیری برای استفاده استرین گیج. با استفاده از یک سنجه فعال (تحت کرنش) و یک سنجه غیر فعال (بدون قرار گرفتن تحت کرنش) در یک بازوی پل، چنانچه هر دو گیج به طور یکسان تحت تاثیر دما قرار گیرند، اثرات دما جبران سازی می شود. دو سنجه معمولاً به صورت پهلو به پهلو قرار می گیرند اما تنها یک سنجه به طور محکم به سطح تحت کرنش وصل می شود.
   
همان گونه که اعداد فاکتور در بالا نشان می دهند تغییر مقاومت یک گیج که با استفاده از المنتهای سیم مرسوم ساخته می شوند (که عمدتاً از جنس سین نیکرن نازک هستند) خیلی کوچک است.
به دلیل اینکه مقاومت یک سیم متناسب به طول آن است، تغییرات نسبی مقاومت با تغییرات نسبی طول خواهد بود، بهطوری که تغییرات کمتر از 1/0% قابل آشکارسازی است. چون مقاومت در مقایسه با مقاومت اتصالات در مدار خیلی کوچک باشد و این امر در موقع اندازه گرفتن مقدار کرنشهای کوچک، اندازه گیری را غیر مطمئن سازد. استفاده از نوار نیمه هادی به جای سیم فلزی  اندازه گیری را بسیار آسانتر می کند، چون مقاومت چنین نواری به مقدار قابل توجهی بزرگتر خواهد بود و به دنبال آن، تغییرات مقاومت نیز به میزان قابل توجهی می تواند بزرگتر باشد و باستثنای کاربردهایی که درآنها دمای المنت بالا است (به عنوان مثال، تیغه های توربین گازی)، استرین گیج از  نوع نیمه هادی ترجیح داده می شود.بستن و ثابت کردن آن همانند نوع فلزی است و ماده نیمه هادی توسط یک لایه غیر فعال محافظ از آلودگی فضای اطراف به وسیله اکسیداسیون روی است و ماده نیمه هادی توسط یک لایه غیر فعال محافظ از آلودگی فضای اطراف به وسیله اکسیداسیون روی سطح محافظت می شود این نکته بسیا ربا اهمیت است، چون اگر اتمسفر اطراف المنت گیج، لایه اکسید را از بین ببرد. آنگاه قرائتهای گیج تحت تاثیر عوامل شیمیایی قرار خواهند گرفت، درست همانگونه که تحت تاثیر کرنش قرار می گیرند و در نتیجه اندازه گیریها قابل اعتماد نخواهند بود.

فهرستمطالب
عنوان                                                                                 صفحه
فصل 1: کرنش و فشار                                     1
•    کرنش مکانیکی                                2
•    تداخل سنجی                                    9
•    روشهای فیبر نوری                                13
•    گیجهای فشار                                    14
•    فشار گازی کم                                    21
•    گیجهای یونیزاسیون                                23
•    استفاده از ترانسدیوسر                                26
فصل 2: موقعیت ، جهت ، فاصله و حرکت                            28
•    موقعیت                                     29
•    جهت                                        30
•    اندازه گیری فاصله – مقیاس وسیع                        39
•    فاصله پیموده شده                                41
•    سیستمهای شتاب سنج                            50
•    دوران                                        56
فصل 3: سنسورهای دما و ترانسدیوسرهای حرارتی                        68
•    گرما و دما-                                    69
فهرستمطالب
عنوان                                                                                 صفحه
•    نوار بی متال                                    70
•    انبساط مایع و گاز                                 74
•    ترموکوپلها                                    76    
•    سنسورهای مقاومت فلزی                            85
•    ترمیستورها                                    92
•    تشخیص انرژی گرمایی تابشی                            99
•    آشکارسازهای پایروالکتریک                            100
•    ترانسدیوسرهای حرارتی                            103
•    ترانسدیوسرهای حرارتی به الکتریکی                        105
فصل 4: جامدات ، مایعات و گازها                                108    
•    جرم و حجم                                    109
•    سنسورهای الکترونیک                                110
•    آشکارسازهای مجاورتی                            115
•    سطح مایعات                                    130
•    سنسورهای جریان مایع                            133
•    زمان سنجی                                    137
•    گازها                                        141
فهرستمطالب
عنوان                                                                                 صفحه
•    ویسکوزیته (گران روی)                            145
فصل 5: فرآیندها                                        174
•    فرآیندهای صنعتی                                175
•    بررسی رفتارهای کلی فرآیندهای صنعتی                    194
•    روشهای عملی تعیین تابع تبدیل فرآیندها                    206
فصل 6: کنترل کننده ها                                    220
•    کنترل کننده ها                                221
•    کنترل کننده ها از نظر انرژی محرکه                        221
•    کنترل کننده ها از نظر قانون کنترل                        222
•    اصل کلی ایجاد عملیات در کنترل کننده ها                    236
•    کنترل کننده های الکتریکی                            237
•    کنترل کننده های بادی                            242
•    کنترل کننده های هیدرولیکی                        261
•    انتخاب کنترل کننده ها                            290
•    تنظیم کنترل کننده ها                            294
•    جبرانسازی در سیستمهای کنترل صنعتی                    307
فصل 7: عناصر نهایی و محرک ها                                319
فهرستمطالب
عنوان                                                                                 صفحه
    شیرها                                        321
•    محرک ها                                    329
•    تثبیت کننده شیر                                343
•    شیرهای مخصوص                                348
•    تقویت کننده ها                                353
•    مراجع                                        358

پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی و ساخت انواع سنسورها و سنسور پارک

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی و ساخت انواع سنسورها و سنسور پارک دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

دانلود پایان نامه آماده

دانلود پایان نامه رشته مهندسی برق بررسی و ساخت انواع سنسورها و سنسور پارک با فرمت ورد و قابل ویرایش تعدادصفحات 110

مقدمه:

امروز وابستگی علوم کامپیوتر، مکانیک و الکترونیک نسبت به هم زیاد شده‌اند و هر مهندس و با محقق نیاز به فراگیری آن‌ها دارد، و لذا چون فراگیری هر سه آنها شکل به نظر می‌رسد حداقل باید یکی از آن‌ها را کاملاً آموخت و از مابقی اطلاعاتی در حد توان فرا گرفت. اینجانب که در رشته مهندسی مکانیک سیالات تحصیل می‌کنم، اهمیت فراگیری علوم مختلف را هر روز بیشتر حس می‌کنم و تصمیم گرفتم به غیر از رشته تحصیلی خود سایر علوم مرتبط با خودرو را محک بزنم. می‌دانیم که سال‌هاست علوم کامپیوتر و الکترونیک با ظهور میکروچیپ‌ها پیشرفت قابل ملاحظه‌ای کرده‌اند و این پیشرفت دامنگیر صنعت خودرو نیز شده است، زیرا امروزه مردم نیاز به آسایش، ایمنی، عملکرد بالا از خودرو خود توقع دارند. از نشانه‌های ظهور الکترونیک و کامپیوتر در خودرو پیدایش سنسورها در انواع مختلف، و سیستم‌های اداره موتور و سایرتجهیزات متعلقه می باشد. این تجهیزات روز و به روز تعدادشان بیشتر و وابستگی علم مکانیک به آن ها بشتر می‌شود. در ادامه سعی دارم نگاهی به تولید وسنسورهای موجود در بازار بیاندازیم و زمینه را برای ساخت یک سنسور پارک  مهیا کنم، تا از ابزارهای موجود حداکثر بهره‌ را برده وعملکرد مطلوب ارائه داد.    

سنسور چیست؟  

امروزه بحث سنسور به اهمیت مفاهیمی از قبیل میکروپرسسور (پردارزش گر)، انواع مختلف حافظه وسایر عناصر الکترونیکی رسیده است، با این وجود سنسور هنوز هم فاقد یک تعریف دقیق است همچنانکه کلمات الکترونیکی از قبیل پروب، بعدسنج، پیک آپ یا ترنسدیوسر هنوز هم معانی لغوی ندارند. جدا از این‌ها کلمه سنسور خود ریشه بعضی کلمات هم خانواده نظیر المان سنسور، سیستم سنسور، سنسور باهوش و تکنولوژی سنسور شده است کلمه سنسور یک عبارت تخصصی است که از کلمه لاتین Sensorium، به معنی توانایی حس کرد، یا Sensus به معنی حس برگرفته شده است. پیش از آن که بحث را ادامه دهیم لازم است عبارت سنسور را در صنعت الکترونیک تعریف کنیم: یک سنسور هم کمیت فیزیکی معین را که باید اندازه‌گیری شود به شکل یک کمیت الکتریکی تبدیل می‌کند، که می‌تواند پردازش شود یا به صورت الکترونیکی انتقال داده شود. مثلاً یک سنسور رنگ می‌تواند تغییر در شدت نور را به یک پروسه تبدیل نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل کند. بنابراین سنسور را می‌توان به عنوان یک زیر گروه از تفکیک کننده‌ها که وظیفه‌ی آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محیط فیزیکی و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الکتریکی است تعریف کرد. البته سنسوری مبدلی نیز ساخته شده‌اند که خود به صورت IC  می‌باشند و به عنوان مثال (سنسورهای پیزوالکترونیکی، سنسورهای نوری).

فهرست
مقدمه ....................................................................................................................................7
فصل 1 :  سنسور چیست ؟................................................................................................... 8
فصل 2 : تکنیک های تولید سنسور.......................................................................................11
فصل 3 : سنسور سیلیکانی ...................................................................................................13
3_1 : خواص سیلیکان ..................................................................................................15-13
3_2 : مراحل تولید در تکنولوژی سیلیکان.....................................................................16-15
3_3 : سنسور درجه حرارت ................................................................................................17
3_4 : سنسور درجه حرارت مقاومتی ....................................................................................17
3_5 : سنسور حرارت اینترفیس ............................................................................................19
3_6 : سنسورهای حرارتی دیگر و کاربرد آنها.......................................................................20
3_7 : سنسورهای فشار..........................................................................................................21
3-8 : اثر پیزو مقاومتی ..........................................................................................................22
3-9 : سنسورهای فشار پیزو مقاومتی ...................................................................................23
3_10 : اصول سنسورهای فشار جدید...................................................................................25
3_11 : سنسورهای نوری ......................................................................................................26
3_12 : مقاومت های نوری ..................................................................................................27
3_13 : دیودهای نوری و ترانزیستورهای نوری....................................................................28
3-14 : سنسورهای میدان مغناطیسی .....................................................................................30
فصل 4 : مولدهای هال و مقاومتهای مغناطیسی......................................................................31
4_1 : کاربردهای ممکن سنسورهای میدان مغناطیسی............................................................32
فصل 5 : سنسورهای میکرومکانیکی ......................................................................................34
5-1 : سنسورهای شتاب / ارتعاش ........................................................................................35
5_2 : سنسورهای میکروپل ...................................................................................................37
فصل 6 : سنسورهای فیبر نوری ............................................................................................39
6_1 : ساختمان فیبر ها .........................................................................................................40
6_2 : سنسورهای چند حالته ................................................................................................41
6_3 : سنسورهای تک حالته .................................................................................................44
6_4 : سنسورهای فیبر نوری توزیع شده ..............................................................................46
فصل 7 : سنسورهای شیمیایی ..............................................................................................52
7_1 : بیو سنسورها ................................................................................................................56
7_2 : سنسورهای رطوبت .....................................................................................................58
فصل 8 : سنسورهای رایج و کاربرد آن .................................................................................60
8_1 : سنسورهای خازنی .......................................................................................................60
فصل 9 : سنسور ویگاند..........................................................................................................62
فصل 10 : سنسورهای تشدیدی..............................................................................................66
10_1 : سنسورهای تشدیدی کوارتز.......................................................................................67
10_2 : سنسورهای موج صوتی سطحی ................................................................................69
فصل 11 : سنسورهای مافوق صوت ......................................................................................71
فصل 12 : سنسور پارک .........................................................................................................79
12-1: پتاسیومترها .................................................................................................................79
12-2 : خطی بودن پتاسیومترها .............................................................................................80
12-3 : ریزولوشن پتاسیومترها .............................................................................................82.
12-4 : مسائل نویزالکتریکی در پتاسیومترها..........................................................................84
12-5 : ترانسدیوسرهای جابه جایی القایی ...........................................................................85
12-6 : ترانسدیوسرهای رلوکتانس متغیر................................................................................85
12-7 : ترانسفورمورهای تزویج متغیر: LDTوLVDT ......................................................89
12-8 : ترانسدیوسرهای تغییرمکان جریان ادی..................................................................... 94
 12-9 : ترانسدیوسرهای تغییرمکان خازنی .......................................................................... 96
12-10 : رفتارخطی ترانسدیوسرهای تغییرمکان خازنی ....................................................... 99
12-11: سنسورهای حرکت ازنوع نوری .............................................................................100
12-12 : ترانسدیوسرهای تغییرمکان اولتراسوند ..................................................................101
12-13 : سنسورهای پرآب هال سرعت چرخش وسیتم های بازدارنده
 (کمک های پارکینگ ) .......................................................................................................104
12-14 : سیستم های اندازه گیری تغییرمکان اثرهال ...........................................................105
12-15 : سنسوردوبل پارک ................................................................................................106
12-16 : آی سی 555 درمواد ترانسمیتر..............................................................................107