طراحی و ساخت سنسور

طراحی و ساخت سنسور

شرکت آریا فرتاک نویان با استفاده از اساتید دانشگاهی تجربه ساخت سنسورهای ارتعاشی را در پروژه های مختلف  با استفاده از خاصیت Eddy Current ، Piezo  در خصوص سنسورهای مجاورتی و شتاب سنج دارا می باشد.

در ساخت سنسورهای القایی Eddy Current از دو سیم پیچ استفاده می گردد. سیم پیچ موثر در نزدیکی قطعه هادی و سیم پیچ تاثیر پذیر در کنار آن، هر دو در یک پروب قرار دارند. یک منبع فرکانس بالا به عنوان مدار پل  وتسون عمل نموده و از طریق دو خازن دو سیم پیچ را تغذیه می نماید. هر چه قطعه هادی به سیم پیچ فعال نزدیک تر گردد، جریان Eddy Current بیشتر می گردد و باعث تغییر امپدانس سیم پیچ موثر می گردد در نتیجه تعادل مدار پل را بهم می زند. بسته به فاصله هادی با پروب یک خروجی تولید و این خروجی به یک فیلتر پایین گذر متصل می گردد و مقدار DC آن محاسبه می شود. برای حفظ خطی بودن سیگنال  تولید شده با فاصله هادی مورد نظر لازم است ابعاد هادی از پروب بزرگتر باشد.

با استفاده از این روش میتوان برای ارتعاشات محوری و شعاعی، سنسور سرعت و سنسورهای موقعیت یاب از سنسورهای Eddy Current استفاده نمود. از چالشهای طراحی حادث شدن مقادیری سیگنال غیر خطی بود که با استفاده از کالیبراسیون در فواصل مشخص با صرف زمان زیاد متخصصان آریا فرتاک نویان توانستند این مشکل را مرتفع نمایند و همچنین از چالشهای دیگر طراحی حساسیت زیاد اینگونه مدارات به دما است که با قرار دادن یک کویل بالانس تا حد قابل قبولی از طرف کارفرما مورد تایید قرار گرفت.

در حالت کلی شرکت آریا فرتاک نویان از بلوک دیاگرام کلی بالا در طراحی کاندیشنر استفاده نمود.  مداری بسیار ساده در خصوص این طراحی بدون در نظر گرفتن جبران سازی دما می تواند مدار زیر باشد.

در این مدار j1 سیم پیچ اصلی است که در داخل پروب قرار می گیرد. باکس 1 یک مدار برش برای حذف خاصیت غیر خطی سنسور Eddy Current است. باکس 2 اسیلاتور شامل C2-C3-L1 می باشد که یک اسیلاتور 1 مگا هرتز برای تحریک پروب می باشد. باکس 3 یک مدار بایاس است که به عنوان یک لوپ فیدبک عمل می نماید و تولید پیوسته فرکانس LC را تضمین می نماید. باکس 4 یک مدار یکسوساز و DC کننده سیگنال Eddy Current می باشد. باکس 5 سیگنال حاصل از باکس 4 را تقویت و فیلتر می نماید. باکس 6 و 7 برای تنظیم و کالیبره سیگنال می باشد و باکس 8 مدار حفاظت و فیلتر است.

در طراحی مدارهای پیزو، سنسور پیزو در مجاورت با ارتعاش قرار می گیرد و متناسب با ارتعاش صورت گرفته ظرفیت خازنی معادل پیکو کلن بر روی خازن این سنسور دخیره می شود. رنج صنعتی این سنسورها 100 پیکو کولن به ازای هر g (شتاب گرانش) می باشد. سپس یک مدار تقویت کننده ولتاژ متناسب با کالیبراسیون صورت گرفته (برای مثال 100 میلی ولت به ازای هر g )مقدار مشخصی میلی ولت تولید می نماید.