دانلود پژوهش مدل energy- efficient مبنی بر تراکم داده‌ها برای شبکه های سنسور بی سیم
توجه :
شما می توانید با خرید این محصول فایل " قلق های پایان نامه نویسی (از عنوان تا دفاع)" را به عنوان هدیه دریافت نمایید.
چکیده:
تراکم داده ها در شبکه های سنسور بی سیم افزونگی را حذف می کند تا مصرف پهنای باند و بازده انرژی گوه ها را توسعه دهد. این مقاله یک پروتکل تراکم داده های energy- efficient امن را که (Energy- Efficient Secure Pattern based Data Aggregation) ESPDA الگوی امن energy- efficient بر پایة تراکم داده ها) نامیده می شود ارائه می کند. برخلاف تکنیکهای تراکم داده های قراردادی، ESPDA از انتقال داده های اضافی از گره های سنسور به cluster- headها جلوگیری می کند. اگر گره های سنسور همان داده ها را تشخیص داده و دریافت کنند، ESPDA ابتدا تقریباً یکی از آنها را در وضعیت خواب (sleep mode) قرار می دهد و کدهای نمونه را برای نمایش مشخصات داده های دریافت و حس شده توسط گره های سنسور تولید می کند. Cluster- head ها تراکم داده ها را مبنی بر کدهای نمونه اجرا می کند و فقط داده های متمایز که به شکل متن رمز شده هستند از گره های سنسور به ایستگاه و مکان اصلی از طریق Cluster- headها انتقال یافته است. بعلت استفاده از کدهای نمونه، Cluster- headها نیازی به شناختن داده های سنسور برای اجرای تراکم داده‌ها ندارند. زیرا به گره های سنسور اجازه می دهد تا لینک های ارتباطی سرهم پیوسته (end-to-end) امن را برقرار کنند. بنابراین، نیازی برای مخفی سازی/ آشکار سازی توزیع کلید مابین Cluster- head ها و گره های سنسور نیست. بعلاوه، بکار بردن تکنیک NOVSF block- Hopping، امنیت را بصورت تصادفی با عوض کردن با نگاشت بلوک های داده ها به time slotهای NOVSF اصلاح کرده و آن را بهبود می بخشد. ارزیابی کارایی نشان می دهد که ESPDA روش های تراکم داده های قراردادی را به بیش از 50% در راندمان پهنای باند outperform می کند.
عناوین :
چکیده
1- مقدمه
2- تراکم داده ها در ESPDA (Data Aggregation in ESPDA)
1-2- هماهنگی وضعیت بیداری- خواب (Sleep- Active mode coordination)
2-2- بکاربردن کدهای نمونة تراکم داده‌ها: (Data aggregation using pattern codes)
1-2-2- مثالی برای Pattern generation
3-2- مقایسة نمونه با (pattern comparison by cluster-head)
3- پروتکل امنیتی در (Security protocol in ESPDA) ESPDA
1-3- الگوریتم های امنیتی (Security algorithms)
2-3- تکنیک NOVSF Block hopping
4- ارزیابی کارایی (Performance Evaluation)
1-4- پروتکل وضعیت خواب فعال (sleep- active mode protocol)
2-4- بازده انرژی نمونه مبنی بر تراکم داده ها
3-4- ارزیابی کارایی پروتکل امنیتی (Performance evaluation of ESPDA Security Protocol)
5- نتیجه‌گیری
بررسی و ساخت انواع سنسورها و سنسور پارک
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.
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
منابع
پروژه سنسور های حرارتی
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.
تعریف عبارت سنسور
تکنیک های تولید سنسور:
سنسورهادر تکنولوژی لایه نازک (Thin-film technology):
سنسورهای سیلیکانی
خواص سیلیکان و اثرات آنها بر سنسورها:
سنسورهای اکوستیکی ؛ سنسورهای صوتی و کاربردهای آن :
سنسورهای موج صوتی سطحی (SAW ) :
SURFACE acoustic wave
سنسورهای گازی SAW:
کاربردهایی از سنسورهای سرعت و شتاب :
دو تکنیک اصلی برای تولید باریکه اصلی :
سنسورهای مکانیکی :
سنسورهای نوری :
شکل (2) : اشکال طراحی مقاومت های نوری ساخته شده از a-Si: H (a ) مقاومت نوری جانبی (b) مقاومت نوری عمودی
سنسورهای نیمه هادی نوری برای آشکار سازی الکترومغناطیس وامواج هسته ای :
سنسورهای درجه حرارت:
سنسورهای دمای ولتاژ خروجی آنالوگ :
سنسورها با خروجی دیجیتالی :
مدارات کاربردی
نمایش دیجیتالی دمای ورودی و خروجی :
سنسورهای هال :
پیش بینی برای آینده:
در آینده نزدیک تکنولوژی سنسور از تکنولوژی میکرو الکترونیک استفاده هر چه بیشتری خواهد کرد . یعنی سنسورهای بیشتر و بیشتری بر پایه میکروالکترونیک وجود خواهند داشت . این پیشرفت شامل مدارات تحلیل کننده الکترونیکی مجتمع نیز خواهد بود . گام بعدی می تواند اضافه کردن یک میکرو کامپیوتر باشد که به دلیل هزینه زیاد احتمالا فقط برای موارد خاص به کار رود
1. Introduction to this Handbook .............................................................. 12. Temperature Sensing Techniques.......................................................... 1RTDs........................................................................................................... 1Thermistors ................................................................................................... 2Thermocouples................................................................................................ 3Silicon Temperature Sensors ................................................................................. 43 National’s Temperature Sensor ICs ........................................................53.1 Voltage-Output Analog Temperature Sensors ............................................................... 5LM135, LM235, LM335 Kelvin Sensors........................................................................ 5LM35, LM45 Celsius Sensors ................................................................................. 5LM34 Fahrenheit Sensor ...................................................................................... 6LM50 “Single Supply” Celsius Sensor........................................................................ 6LM60 2.7V Single Supply Celsius Sensor ..................................................................... 63.2 Current-Output Analog Sensors ............................................................................. 6LM134, LM234, and LM334 Current-Output Temperature Sensors ........................................... 63.3 Comparator-Output Temperature Sensors................................................................... 7LM56 Low-Power Thermostat................................................................................. 73.4 Digital Output Sensors ....................................................................................... 8LM75 Digital Temperature Sensor and Thermal Watchdog With Two-Wire Interface ........................ 8LM78 System Monitor ..
در این پروژه با استفاده از 4 سنسور مافوق صوت به شبیه سازی موانع عقب خودرو می پردازیم این سیستم در خودروهای سنگین که امکان دیدن فضای پشت اتومبیل در آیینه عقب ندارند کاربرد مناسبی خواهد داشت چگونگی کارکرد این پروژه به این صورت است که موج مافوق صوت به وسیله فرستنده ارسال می گردد همزمان یک تایر در میکرو راه اندازی می شود زمانی که موج ارسالی به مانع برخورد کرد و در گیرنده دریافت شد میکرو تایمر را متوقف می کند زمان اندازه گیری شده توسط تایمر عبارت است از زمان رفت و برگشت موج که نصب این زمان ، زمان رفت موج خواهد بود حاصل ضرب این زمان در سرعت موج مافوق صوت فاصله مانع تا سنسور را به ما می دهد که براساس آن به مدل کردن خودرو نسبت به موانع می پردازیم.
فهرست مطالب
فصل اول:
مقدمه................................. 1
1-1- ماهیت امواج صوتی و مافوق صوت ......................... 2
1-2- کاربردهای امواج مافوق صوت ......................... 4
فصل دوم : بلوک دیاگرام کلی پروژه
2-1- مدار فرستنده .................... 12
2-2- مدار گیرنده ..................... 12
2-3- بخش کنترل ....................... 13
2-4- سیستم نمایشگر ................... 13
فصل سوم : سنسورهای مافوق صوت
3-1- اثر پیزوالکتریک ................. 16
3-2- ترانسدیوسرهای مافوق صوت و مشخصات 400ST/R16017
فصل چهارم : فرستنده مافوق صوت
4-1- نوسان ساز ....................... 22
4-2- مدار بافر ....................... 31
4-3- مدار کلید زنی (سوئیچینگ ترانزیستوری ) 35
4-4- رله آنالوگ – دیجیتال ............ 40
4-5- طراحی مدار بهینه برای فرستنده ... 42
فصل پنجم : گیرنده مافوق صوت
5-1- تقویت کننده طبقه اول ............ 46
5-2- فیلتر(میانگذر) با فرکانس مرکزی 40KHZ 47
5-3- تقویت کننده طبقه دوم ............ 49
5-4- مدار تولید پالس منطقی (اشمیت تریگر ) 50
فصل ششم: بخش کنترل
6-1- خصوصیات میکروکنترلر ATMEGA32 .... 54
6-2- ورودی – خروجی ................... 57
6-3- منابع کلاک ....................... 58
6-4- بررسی پورتهای میکروکنترلر ATMEGA3261
6-5- برنامه نویسی میکروکنترلر ATMEGA32 68
فصل هفتم: سیستم نمایشگر
7-1- معرفی پین های LCD گرافیکی ....... 74
فصل هشتم : طراحی سیستم های نمایشگر فضای عقب خودرو
8-1- نمایشگر فضای عقب خودرو .......... 79
8-2- برنامه نهایی میکروکنترلر ........ 84
فصل نهم : نتیجه گیری و پیشنهادات
نتیجه گیری و پیشنهادات ............... 92
منابع و مآخذ .........................93
شرح مختصر:
در این پروژه با استفاده از 4 سنسور مافوق صوت به شبیه سازی موانع عقب خودرو می پردازیم این سیستم در خودروهای سنگین که امکان دیدن فضای پشت اتومبیل در آیینه عقب ندارند کاربرد مناسبی خواهد داشت چگونگی کارکرد این پروژه به این صورت است که موج مافوق صوت به وسیله فرستنده ارسال می گردد همزمان یک تایر در میکرو راه اندازی می شود زمانی که موج ارسالی به مانع برخورد کرد و در گیرنده دریافت شد میکرو تایمر را متوقف می کند زمان اندازه گیری شده توسط تایمر عبارت است از زمان رفت و برگشت موج که نصب این زمان ، زمان رفت موج خواهد بود حاصل ضرب این زمان در سرعت موج مافوق صوت فاصله مانع تا سنسور را به ما می دهد که براساس آن به مدل کردن خودرو نسبت به موانع می پردازیم.
فهرست مطالب
فصل اول:
مقدمه................................. 1
1-1- ماهیت امواج صوتی و مافوق صوت ......................... 2
1-2- کاربردهای امواج مافوق صوت ......................... 4
فصل دوم : بلوک دیاگرام کلی پروژه
2-1- مدار فرستنده .................... 12
2-2- مدار گیرنده ..................... 12
2-3- بخش کنترل ....................... 13
2-4- سیستم نمایشگر ................... 13
فصل سوم : سنسورهای مافوق صوت
3-1- اثر پیزوالکتریک ................. 16
3-2- ترانسدیوسرهای مافوق صوت و مشخصات 400ST/R16017
فصل چهارم : فرستنده مافوق صوت
4-1- نوسان ساز ....................... 22
4-2- مدار بافر ....................... 31
4-3- مدار کلید زنی (سوئیچینگ ترانزیستوری ) 35
4-4- رله آنالوگ – دیجیتال ............ 40
4-5- طراحی مدار بهینه برای فرستنده ... 42
فصل پنجم : گیرنده مافوق صوت
5-1- تقویت کننده طبقه اول ............ 46
5-2- فیلتر(میانگذر) با فرکانس مرکزی 40KHZ 47
5-3- تقویت کننده طبقه دوم ............ 49
5-4- مدار تولید پالس منطقی (اشمیت تریگر ) 50
فصل ششم: بخش کنترل
6-1- خصوصیات میکروکنترلر ATMEGA32 .... 54
6-2- ورودی – خروجی ................... 57
6-3- منابع کلاک ....................... 58
6-4- بررسی پورتهای میکروکنترلر ATMEGA3261
6-5- برنامه نویسی میکروکنترلر ATMEGA32 68
فصل هفتم: سیستم نمایشگر
7-1- معرفی پین های LCD گرافیکی ....... 74
فصل هشتم : طراحی سیستم های نمایشگر فضای عقب خودرو
8-1- نمایشگر فضای عقب خودرو .......... 79
8-2- برنامه نهایی میکروکنترلر ........ 84
فصل نهم : نتیجه گیری و پیشنهادات
نتیجه گیری و پیشنهادات ............... 92
منابع و مآخذ ......................... 93
سنسور فشار
مقدمه:
این دستگاه برای نمایش و کنترل فشار سیستمهای مختلف یا تجهیزات در اندازه های کوچک با استفاده از اجزا فشار غیر رسانا می باشد و به صورت گسترده ای در دستگاه ماشین آلات نیمه رسانا ، تجهیزات پزشکی و سیستمهای اتوماتیک و غیره استفاده می شود.
در ادامه درباری سنسورهای فشار وکاربردانها بیشتر آشنا خاهیم شد.
سنسورهای فشار دارای انواع واندازها وکاربردهای گوناگونی می باشندکه در این تحقیق درباری بعضی ازاین کاربردها کمی بحث خواهیم کرد.
این دستگاه برای نمایش و کنترل فشار سیستمهای مختلف یا تجهیزات در اندازه های کوچک با استفاده از اجزا فشار غیر رسانا می باشد و به صورت گسترده ای در دستگاه ماشین آلات نیمه رسانا ، تجهیزات پزشکی و سیستمهای اتوماتیک و غیره استفاده می شود.
Features
>> High accuracy semi conductor pressure sensor.
>> High brightness red LED( Digit: 9.5mm).
>> Convertible pressure unit.
Negative pressure: kPa, kgf/cm©÷ , bar, psi, mmHg, mmH2O, inHg Positive pressure: kPa, kgf/cm©÷ , bar, psi
>> Various output mode Hysteresis moe, Automatic sensitivity setting mode, Individual, 2 output mode, Window comparative output mode
>> Chattering prevention function( Selectable response time 2.5, 5, 100, 500ms)
>> Analog output (1~5VDC)
>> Current protection circuit, Reverse power polarity protecting circuit.
عیوب مکانیکی مقدم بر عیوب برقی
سیستم الکترونیک کنترل موتور شامل مجموعه‌ای از سنسورها و محرکها است که همگی به یک مغز الکترونیکی به اسم کامپیوتر موتور متصل هستند. سنسورها در یک سیستم استاندارد عبارتند از:
1. سنسور فشار مانیفولد یا مپ سنسور (توسط شلنگ لاستیکی یا مستقیما به مانیفولد هوا متصل است)
2. سنسور دور موتور که معمولا برروی فلایول وصل می‌شود (در موتورهای اروپایی)
3. سنسور میل بادامک که در انتهای میل بادامک وصل می‌شود (در موتورهای آسیای جنوب شرقی)
4. سنسور دریچه گاز (که متصل به محور دریچه گاز است و در سمت دیگر قرقره سیم گاز وصل می‌شود)
5. سنسور اکسیژن یا سنسور دود یا سنسور لامبدا (برروی مسیر مانیفولد اگزوز وصل می‌شود)
word: نوع فایل
سایز:222 KB
تعداد صفحه:25
سنسور SENSOR
اصولا کلمه سنسور یک واژه تخصصی است که از کلمه لاتین SENSORIUM به معنی توانایی حس بر گرفته شده است . اهمیت سنسور به خـاطر تشابه سنسورهای تکنیکی و اندام حسی انسـان می بـاشد . امروزه سـنسورهـا نقش بسیار مهمی را در بسیاری از جنبه های زندگی روز مره بر عهده دارند.
آنها در محـصولاتی نـظیر وسـایل خانـگی ، خودروها ، تـجهیزات پزشکی ، هواپیما و تسلیحات نظامی به کار گرفته می شود . با پـیدایش و تـکامل فن آوری میکرو الکترونیک در بـهار 1970 سـنسورهای جدید (سنسورهای نیمه هادی) مورد توجه بیشتر قرار گرفته اند ، بویژه از خـواص سـلیکون برای سـاخـت ایـن سنسورها استفاده شده است.
با استفاده از فن آوری میکرو الکترونیک سنسورهای ارزان قیمت و با حجم و وزن کم تولید گردیده است. مواد اولیه جدید برای ساخت سنسور کشف و شناخته شد که باعث پیدایش دوره زمانی جدید در زمینه سنسور در دهه 1980شد.
سنسور ها کاربردهای مختلفی همچون اندازه گیری ، سنجش مشخصه های (پارامتر)مکانیکی اجسام جامد ، مایعات و گازها ،پارامترهای حرارتی ، آکوستیکی ، مغناطیسی و الکتریکی دارند که هر کدام از این ابعاد کمیات بسیار زیادی همچون فاصله ، شتاب ،کش رسانی، چگالی، گشتاور، سرعت چرخش و دما و بسیاری از کمیتهای دیگر را در بر دارد.
1ـ1-2- سنسورهای حرارتی :
یکی از مباحثsensor در این قسمت مربوط به sensor های حرارتی می باشد که در دتکتورهای حرارتی (TEMPERATURE DETECTOR) مورد استفاده قرار می گیرند. اصولاً درجه حرارت یکی از مهمترین کمیات فیزیکی است که با استفاده از خواص ترمو الکتریکی مواد مختلف قابل اندازه گیری است . در گذشته بیشتر از خواص ترمو الکتریکی فلزات و مواد خاص دیگر استفاده می شد و وسایلی همچون ترموکوپل ها ، آشکارسازهای درجه حرارت مقاومتی (RTD) و مقاومتهای با ضریب حرارتی مثبت (PTC) و منفی (NTC) مورد استفادة زیادی داشتند ، هرچند که این قطعات هنوز هم در بعضی از سیستمها به کار گرفته می شوند ولی با پیدایش مواد نیمه هادی و پیشرفت فناوری ، این قطعات تحت الشعاع قطعات با فناوری جدید قرار گرفتند . زیرا قطعات جدید از مزایایی چون ضریب حرارتی بالا ، دقت ظرافت و کم حجم بودن ، خطی بودن (در بسیاری از موارد) و …برخوردارند.
هنگامی که بین قسمتهای مختلف یک سیستم نیمه هادی اختلاف درجه حرارت به وجود می آید ، اثرات ترموالکتریکی آشکار می شوند و می توانند با استفاده از یکسری تجهیزات آلارم دهند.
1-1-3- سنسورهای نوری :
sensor های نوری ساخته شده بر اساس نیمه هادیها ، دارای اهمیت زیادی در زمینة اندازه گیری کمیتهای فیزیکی مرتبط با آنها و تکنولوژی اتوماسیون هستند ، این سنسورها علاوه بر اندازه گیری خود نور، جهت اندازه گیری سایر کمیتها از قبیل موقعیت یا مسیر حرکت بکار برده می شود.
word: نوع فایل
سایز: 888 KB
تعداد صفحه:27
سنسور
قطعه استاندارد: یک قطعه مربعی شکل از فولاد ST37 است که از آن بمنظور تست فاصله سوئیچینگ استفاده می شود. (استاندارد IEC947-5-2). ضخامت قطعه 1mm و طول ضلع این مربع در اندازه های زیر می تواند انتخاب شود.
-به اندازه قطر سنسور
-سه برابر فاصله سوئیچینگ نامی سنسور 3*Sn
ضرایب تصحیح: فاصله سوئیچینگ با کوچکتر شدن ابعاد قطعه استاندارد و یا با بکارگیری 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
بعنوان مثال هرگاه یک سنسور در مقابل فولاد از فاصله 10mm عمل سوئیچینگ را انجام دهد، همان سنسور در مقابل مس از فاصله 4.5mm عمل خواهد کرد.
فرکانس سوئیچینگ: حداکثر تعداد قطع و وصل یک سنسور در یک ثانیه می باشد. (بر حسب Hz). این پارامتر طبق استاندارد DIN EN 50010 با شرایط زیر اندازه گرفته می شود.
فاصله سوئیچینگ (Switching Distance) S: فاصله بین قطعه استاندارد و سطح حساس سنسور به هنگام عمل سوئیچینگ می باشد. (استاندارد EN 50010)
فاصله سوئیچینگ نامی (Nominal Switching Distance) Sn: فاصله ای 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 (Effective Switching Distance) Sr: فاصله سوئیچینگ تحت شرایط ولتاژ نامی و حرارت 20 درجه سلسیوس می باشد. در این حالت تلرانسها و پارامترهای متغیر نیز در نظر گرفته شده اند. 0.9Sn<><>
فاصله سوئیچینگ مفید (Useful Switching Distance) Su: فاصله ای است که در محدوده حرارت و ولتاژ مجاز، عمل سوئیچینگ انجام می شود. 0.81Sn<><>
فاصله سوئیچینگ عملیاتی (Operating Switching Distance) Sa: فاصله ای است که تحت شرایط مجاز، عملکرد سنسور تضمین شده است. 0<><>
هیسترزیس H: فاصله بین نقطه وصل شدن (هنگام نزدیک شدن قطعه به سنسور) و نقطه قطع شدن (هنگام دورشدن قطعه از سنسور) می باشد. حداکثر این مقدار 10% مقدار نامی می باشد. (استاندارد EN 60947-5-2)
قابلیت تکرار (Repeatability) R: قابلیت تکرار فاصله سوئیچینگ مفید تحت ولتاژ تغذیه V و در شرایط زیر اندازه گیری می شود: 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 می باشد.)
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 محیط (Ambient Temperature) Ta:
محدوده حرارتی است که در آن محدوده، عملکرد سنسور تضمین شده است.
کلاس حفاظتی: IP67 (DIN 40050).
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. هرگاه دو یا چند عدد از این سنسورها همسطح روی بدنه فلزی دستگاه نصب شوند رعایت فواصل نصب مطابق شکل زیر الزامی می باشد.
ب) نحوه نصب سنسورهای القائی Non-Flush: در سنسورهای Non-Flush (UnShielded) قسمت حساس سنسور خارج از پوسته فلزی آن می باشد. فاصله سوئیچینگ این نوع سنسورها بیشتر از سنسورهای Flush می باشد. اما فرکانس سوئیچینگ آن در مقایسه کمتر است.
ج) نحوه نصب سنسورهای القائی در مقابل هم: هر گاه دو سنسور القائی در مقابل هم نصب شوند رعایت فاصله حداقل 6Sn الزامی می باشد.
word: نوع فایل
سایز:26.0 KB
تعداد صفحه:18
سنسور
SENSOR
سنسورها المان حس کننده یک سیستم می باشد که کمیت های فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، فلو و..... را به کمیت های الکتریکی پیوسته یا غیرپیوسته و یا حتی کمیت غیرالکتریکی( مانند تغییر مقاومت داخلی سنسور) تبدیل می کند. این سنسورها در انواع دستگاه هایی اندازه گیری و سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاه های مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدانشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاه ها می شوند.
در این بخش، ابتدا به توضیح روشهای اندازه گیری چهار کمیت مهم حرارت، جریان(Flow )، سطح ارتفاع (Level) و فشار می پردازیم و درپایان درباره سوئیچ های بدون تماس صحبت خواهیم کرد.
1) اندازه گیری درجه حرارت
برای اندازه گیری درجه حرارت از آشکارسازهای مختلفی استفاده می شود. که در دو گروه کلی زیر طبقه بندی می شوند:
- آشکارسازهایی که با سیال در تماس هستند.
- آشکارسازهایی که با سیال در تماس نیستند.
1-1) آشکارسازهایی که با سیال در تماس هستند
این آشکارسازها که در آنها از روش تماس سیال با المنت اخذکننده در جه حرارت استفاده می شود شامل انواع زیر می باشند:
1-1-1) ترموکوپل
یکی از عمومی ترین وسائل حساس در مقابل درجه حرارت ترموکوپل می باشد. داستان ترموکوپل به کشف See beck در سال 1821 در مورد وجود یک جریان الکتریکی در مدار بسته ای از دو فلز غیرهمجنس در حالیکه دو نقطه اتصال در درجه حرارت های مختلف باشد برمی گردد. چنین ترموکوپلی در شکل زیر نشان داده شده است.
در اینجا A و B دو فلز و T1 و T2 درجه حرارت های نقاط اتصال آنها می باشند. I نشان دهنده جریان ترموالکتریکی است که در مدار جاری است. معمولاً A نسبت به B در صورتی که T1 اتصال سردتر باشد، از لحاظ ترموکوپلی مثبت و خوانده می شود.
اثرات ترموالکتریک
آگاهی از وجود اثر کشف شده به وسیله See beck گشاینده راه برای کاربرد این دانش در اندازه گیری اختلاف درجه حرارت موجود بین اتصالات دو سیم بود. قبل از بحث مفصل در مورد پیشرفت های این وسیله به ذکر دو اثر ترموالکتریک ترکیب شده برای تولید جریان ترموالکتریک می پردازیم.
اثر peltier
این اثر بوسیله Peltier در سال 1834 کشف شده است. این اثر دفع یا جذب حرارت در یک اتصال دو فلز غیرهمجنس را هنگامی که جریانی در طول این اتصال جاری است بیان می نماید. در صورتی که جهت جریان معکوس گردد، علامت اثر حرارت نیز معکوس خواهد شد. بررسی بیشتر این اثر آشکار می سازد که مقدار حرارتی که جذب یا دفع می شود متناسب با جریان بوده وضریب تناسب بستگی به درجه حرارت و جنس ترموکوپل دارد. بنابراین مقدار حرارت انتقالی از اتصال یا به اتصال بوسیله PI نشان داده می شود که در اینجا P ضریب Peltier به وات و آمپر یا بصورت ساده تر نیروی الکترو موتوریPeltier (EMF) برحسب وات می باشد.
اثر تامسون
این اثر شامل جذب با دفع حرارت در هنگام جاری بودن جریان در فلزهای همجنس در صورت وجود تدریجی حرارت می باشد. اثر تامسون بطور معکوس نیز صدق می کند و اگر جهت جریان تغییر نماید، علامت اثر حرارت نیز معکوس خواهد شد. حرارت تامسون ظاهر شده در یک زمان معین و در یک ناحیه کوچک از هادی متناسب با جریان و اختلاف درجه حرارت در طول آن ناحیه می باشد. ضریب تناسب بستگی به درجه حرارت و جنس هادی دارد. بنابراین مقداری از حرارت که دریک ناحیه کوچک از هادی حامل جریان I و اختلاف درجه حرارت جذب یا دفع می گردد، معادل می باشد که در آن ضریب تامسون به وات بر آمپر بر درجه یا نیروی الکتروموتوری (EMF) تامسون به ولت بر درجه نامیده می شود.
پس از مباحث بالا نتیجه گیری می شود که برای دو فلز با جنس معین جریان I متناسب با اختلاف درجه حرارت در دو نقطه اتصال می باشد. حال در صورتی که یکی از نقاط اتصال را در صفر درجه نگهداریم جریان متناسب با درجه حرارت نقطه دیگر خواهد بود. در اینجا سری را که درجه حرارت آن ثابت نگهداشته می شود، اتصال سرد یا اتصال مقایسه و سر دیگر را اتصال گرم می گویند.
فاکتورهای مؤثر در انتخاب فلز ترموکوپل
برای دو فلز ترموکوپل از جنسهای مختلفی می توان استفاده نمودکه هرکدام از آنها دارای خصوصیات مربوط به خود می باشند. فاکتورهایی که در انتخاب جنس ترموکوپل مؤثرند عبارتند از:
الف) محدودیت های درجه حرارت
ب) روابط خطی بین درجه حرارت و EMF
ج) مقدار EMF نسبت به هر درجه تغییر حرارت
1) حد خطا و حساسیت
2) قابلیت پس گیری
3) دقت
د) مقاومت فیزیکی در درجه حرارت بالا
ه) تأثیرات اتمسفری
1) اکسیده شدن
2) تقلیل یافتن
ترموکوپل های استاندارد شده
الف) (Copper – Constantan)CC
- حدود درجه حرارت معمول از 150- تا 400+ درجه سانتیگراد
- اکسیده شدن در بالای 400 درجه سانتیگراد
- آسیب پذیر در مقابل بخارات اسید
word: نوع فایل
سایز:116 KB
تعداد صفحه:110
سنسور چیست؟
فصل اول
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).
وقتی ما از سنسوری مجتمع صحبت می‌کنیم منظور این است که تکیه پروسه آماده‌سازی شامل تقویت کردن سیگنال، فیلترسازی، تبدیل آنالوگ به دیجیتال و مدارات تصحیح می‌باشند، در غیر این صورت سنسوری که تنها سیگنال تولید می‌کند به نا سیستم موسوم هستند.
در نوع پیشرفته به نام سنسور هوشمند یک واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خورجی آن عاری از خطا باشد منطقی‌تر شود. واحد پردازش سنسور که به صورت یک مدار مجتمع عرضه می‌شود اسمارت (Smart) نامیده می‌شود. یک سنسور باید خواص عمومی زیر را داشته باشد تا بتوان در سیستم به کار برد که عبارتند از:
حساسیت کافی، درجه بالای دقت و قابلیت تولید دوباره خوب، درجه بالای خطی بودن، عدم حساسیت به تداخل و تاثیرات محیطی، درجه بالای پایداری و قابلیت اطمینان، عمر بالای محصول و جایگزینی بدون مشکل.
امروزه با پیشرفت صنعت الکترونیک سنسوری مینیاتوری ساخته می‌شود که از جمله مشخصه‌ی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
سیگنال خروجی بدون نویز، سیگنال خروجی سازگار با باس، احتیاج به توان پایین.
فصل 2
تکنیک های تولید سنسور
تکنیک‌هایی در تولید سنسور:
تکنولوژی سنسور امروزه براساس تعداد نسبتاً زیادی از سنسورهای غیرمینیاتوری استوار شده است. این امر با بررسی ابعاد هندسی سنسوریهایی برای اندازه‌گیری فاصله، توان، شتاب، سیال عبوری فشار و غیره مشاهده می‌شود. برای اکثر سنسورها این ابعاد از cm10 تجاوز می‌کند. اغلب ابعاد، سنسورها توسط خود سنسور تعیین نمی‌شود بلکه وسیله پوشش خارجی آن مشخص می‌گردد. با این وجود، حتی در چنین مواردی خود سنسورها از نظر اندازه در حد چند سانتی‌متر هستند. چنین سنسوریهایی که می‌تواند گاهی خیلی گرانبها باشند، برای مثال در زمینة اندازه‌گیری پروسة. تکنولوژی تولید و ربات‌ها، تکنولوژی‌های میکروالکترونیک زیر اکثراً به کار برده می‌شوند:
تکنولوژی سیلیکان، تکنولوژی لایه نازک، تکنولوژی لایه ضخیم/هیبرید، سایر تکنولوژی‌های نیمه هادیپرسوه‌های دیگری نیز در تولید سنسور بکار برده می‌شود، از قبیل تکنولوژی‌های فویل سینتر، تکنولوژی فیبرنوری، مکانیک دقیق، تکنولوژی لیزر نوری، تکنولوژی مایکروویو و تکنولوژی بیولوژی. بعلاوه، تکنولوژی‌هایی از قبیل پلیمرها، آلیاژهای فلزی یا مواد پیزوالکتریکی نیز نقش حساسی را در تولید سنسور بازی می‌کنند.از آنجایی که سیلیکان و نیمه هادی‌های دیگر بطور خیلی گسترده در میکروالکترونیک بکار برده می شوند. در ادامه به تشریح این پروسه تولید می‌پردازم.
فصل 3
سنسور سیلیکانی
word: نوع فایل
سایز:600 KB
تعداد صفحه:33