هنگام انتخاب سنسور اولتراسونیک ، توجه داشته باشید

انتخاب سنسور اولتراسونیک مناسب می تواند یک کار دلهره آور باشد ، به خصوص با تعداد زیادی از گزینه های موجود در بازار. سنسورهای اولتراسونیک دستگاههایی هستند که از امواج صوتی برای تشخیص و اندازه گیری فاصله استفاده می کنند و آنها را برای کاربردهای مختلف مانند روباتیک ، سیستم های خودرو و اتوماسیون صنعتی ایده آل می کند. این مقاله با هدف راهنمایی شما از طریق نکات اساسی که هنگام انتخاب یک سنسور اولتراسونیک برای پروژه شما در نظر گرفته شده است.

انواع سنسورهای اولتراسونیک

سنسورهای اولتراسونیک را می توان به طور گسترده ای به دو دسته طبقه بندی کرد:

• سنسورهای تشخیص نزدیکی:

  این سنسورها بدون اندازه گیری فاصله دقیق ، حضور یک شی را در یک محدوده مشخص تشخیص می دهند.

• سنسورهای اندازه گیری فاصله:

  این سنسورها به طور دقیق فاصله از یک شی را اندازه می گیرند و خروجی را به شکل داده های فاصله ارائه می دهند.

  
  

معیارهای انتخاب سنسورهای اولتراسونیک

انتخاب سنسور اولتراسونیک مناسب به نیازهای خاص پروژه شما بستگی دارد. درک عوامل مختلفی که بر عملکرد یک سنسور تأثیر می گذارد ، به شما در تصمیم گیری آگاهانه کمک می کند.

عواملی که باید در نظر بگیرند

برای انتخاب سنسور سونوگرافی مناسب ، عوامل زیر را در نظر بگیرید:

1. دامنه سنجش: دامنه سنجش به حداقل و حداکثر مسافت هایی که در آن سنسور می تواند به طور دقیق اشیاء را تشخیص دهد ، اشاره دارد. یک سنسور را با دامنه سنجش انتخاب کنید که مطابق با نیازهای برنامه شما باشد.

2. دقت و وضوح: دقت نشان می دهد که اندازه گیری سنسور با فاصله واقعی چقدر نزدیک است ، در حالی که وضوح به کوچکترین تغییر قابل تشخیص در فاصله اشاره دارد. یک سنسور با دقت و وضوح بالا را برای برنامه هایی که نیاز به اندازه گیری دقیق دارند در نظر بگیرید.

3. زاویه پرتو: زاویه پرتو عرض مخروط صدا است که توسط سنسور ساطع می شود. یک زاویه پرتو باریک ، تبعیض شیء بهتر و دامنه سنجش طولانی تر را فراهم می کند ، در حالی که زاویه پرتو گسترده تر میدان دید سنسور را افزایش می دهد. زاویه پرتویی را انتخاب کنید که مناسب برنامه شما باشد.

4. عوامل محیطی: دما ، رطوبت و فشار هوا می تواند بر عملکرد سنسورهای اولتراسونیک تأثیر بگذارد. یک سنسور را انتخاب کنید که بتواند در شرایط محیطی برنامه شما قابل اعتماد باشد.

5. فرکانس: فرکانس یک سنسور اولتراسونیک سرعت انتشار صدا و وضوح اندازه گیری را تعیین می کند. فرکانس های بالاتر وضوح بهتری را ارائه می دهند اما دامنه سنجش کوتاه تری دارند ، در حالی که فرکانس های پایین تر با وضوح کمتری دامنه طولانی تری دارند. یک سنسور را با فرکانس مناسب برای برنامه خود انتخاب کنید.

6. زمان پاسخ: زمان پاسخ مدت زمان لازم برای به روزرسانی خروجی آن پس از تشخیص تغییر در فاصله است. زمان پاسخ سریعتر برای برنامه هایی که نیاز به اندازه گیری در زمان واقعی دارند ، مانند جلوگیری از مانع در روباتیک ضروری است.

7. نوع خروجی: سنسورهای اولتراسونیک می توانند خروجی آنالوگ ، دیجیتال یا سریال داشته باشند. یک سنسور را با یک نوع خروجی انتخاب کنید که با نیازهای سیستم شما سازگار باشد.

8. گزینه های نصب: گزینه های نصب موجود را در نظر بگیرید و اطمینان حاصل کنید که سنسور را می توان به راحتی در مکان مورد نظر خود نصب کرد.

9. مصرف برق: مصرف برق یک عامل اساسی برای برنامه های باتری است. برای افزایش عمر باتری و به حداقل رساندن مصرف انرژی ، یک سنسور با مصرف کم مصرف را انتخاب کنید.

   
   

برنامه های مشترک

سنسورهای مختلف اولتراسونیک به طور گسترده در صنایع و برنامه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند ، از جمله:

1. روباتیک: تشخیص مانع و جلوگیری ، اندازه گیری فاصله و ناوبری.

2. سیستم های خودرو: کمک به پارکینگ ، تشخیص نقطه کور و جلوگیری از برخورد.

3. اتوماسیون صنعتی: کنترل سطح ، تشخیص شی و کار با مواد.

4. سیستم های امنیتی: تشخیص نفوذ ، کنترل دسترسی و نظارت بر محیط.

5. دستگاه های پزشکی: نظارت بر سطح سیال و اندازه گیری سرعت جریان.

پایان

انتخاب سنسور اولتراسونیک مناسب برای موفقیت پروژه شما بسیار مهم است. با در نظر گرفتن عواملی مانند دامنه سنجش ، دقت ، وضوح ، زاویه پرتو ، فاکتورهای محیطی ، فرکانس ، زمان پاسخ ، نوع خروجی ، گزینه های نصب و مصرف برق ، می توانید تصمیم آگاهانه بگیرید و بهترین سنسور را برای برنامه خود انتخاب کنید.

متداول

1. آیا سنسورهای اولتراسونیک می توانند انواع مواد را تشخیص دهند؟ سنسورهای اولتراسونیک می توانند بیشتر مواد را تشخیص دهند ، اما عملکرد آنها بسته به ترکیب مواد ، بافت سطح و هندسه ممکن است متفاوت باشد. به طور کلی ، سطوح سخت و مسطح بازتاب بهتری برای امواج اولتراسونیک فراهم می کند.

   
   

2. دما چگونه بر عملکرد سنسورهای اولتراسونیک تأثیر می گذارد؟ دما بر سرعت صدا در هوا تأثیر می گذارد ، که می تواند بر صحت اندازه گیری فاصله تأثیر بگذارد. برخی از سنسورهای اولتراسونیک با جبران دما داخلی برای حفظ دقت در دمای مختلف همراه هستند.

   
   

3. تفاوت بین سنسورهای اولتراسونیک و سنسورهای مادون قرمز برای اندازه گیری فاصله چیست؟ سنسورهای اولتراسونیک برای اندازه گیری فاصله از امواج صوتی استفاده می کنند ، در حالی که سنسورهای مادون قرمز به امواج نور متکی هستند. سنسورهای اولتراسونیک به طور کلی دقیق تر و کمتر تحت تأثیر عوامل محیطی مانند نور محیط یا رنگ قرار می گیرند ، در حالی که سنسورهای مادون قرمز ممکن است زمان پاسخ سریع تری داشته باشند.

   
   

4. آیا سنسورهای اولتراسونیک برای برنامه های کاربردی در فضای باز مناسب هستند؟ از سنسورهای اولتراسونیک می توان در خارج از منزل استفاده کرد ، اما عملکرد آنها ممکن است تحت تأثیر عوامل محیطی مانند دما ، رطوبت و فشار هوا باشد. اطمینان حاصل کنید که سنسوری که انتخاب می کنید برای استفاده در فضای باز رتبه بندی شده و می تواند در برابر شرایط خاص محیطی برنامه شما مقاومت کند.

   
   

5. آیا سنسورهای اولتراسونیک برای تشخیص اشیاء به یک خط دید نیاز دارند؟ بله ، سنسورهای اولتراسونیک برای تشخیص اشیاء به یک خط دید روشن نیاز دارند ، زیرا امواج صوتی باید مستقیماً به جسم سفر کنند و به سنسور برگردند. انسداد بین سنسور و جسم می تواند باعث قرائت نادرست یا تشخیص کاذب شود.

اصل و ساختار سنسورهای مختلف اولتراسونیک مدرن بسیار متفاوت است. نحوه انتخاب یک سنسور به طور منطقی با توجه به هدف خاص اندازه گیری ، هدف اندازه گیری و محیط اندازه گیری اولین مشکلی است که هنگام انجام مقدار مشخصی از اندازه گیری حل می شود. پس از تعیین سنسور اولتراسونیک ، می توان روش اندازه گیری تطبیق و تجهیزات اندازه گیری را تعیین کرد. موفقیت یا عدم موفقیت نتایج اندازه گیری تا حد زیادی بستگی به این دارد که آیا انتخاب سنسورهای مختلف اولتراسونیک معقول است یا خیر. این مقاله عمدتاً پارامترهای مختلفی را معرفی می کند که به طور کلی هنگام انتخاب یک سنسور اعم از اولتراسونیک ، فقط برای مرجع مورد توجه قرار می گیرند.

1) نوع سنسور اولتراسونیک (از این پس سنسور جایگزین سنسور اولتراسونیک) با توجه به شیء اندازه گیری و محیط اندازه گیری شود.

   برای انجام یک کار اندازه گیری خاص ، ابتدا باید در نظر بگیریم که از چه اصولی برای حل این مشکل استفاده می شود ، که باید پس از تجزیه و تحلیل بسیاری از عوامل تعیین شود. از آنجا که ، حتی در هنگام اندازه گیری مقدار فیزیکی یکسان ، چندین اصل سنسورها برای انتخاب وجود دارد ، کدام اصل سنسور مناسب تر است ، باید موارد خاص زیر را با توجه به ویژگی های اندازه گیری شده و شرایط استفاده سنسور در نظر بگیرید: اندازه دامنه ؛ الزامات موقعیت اندازه گیری شده در حجم سنسور. این که آیا روش اندازه گیری تماس است یا عدم تماس. روش استخراج سیگنال ، اندازه گیری سیمی یا غیر تماس. منبع سنسور ، چه داخلی و چه وارداتی ، خواه قیمت بتواند تحمل کند ، یا به خودی خود توسعه یابد. پس از در نظر گرفتن مشکلات فوق ، می توانید تعیین کنید که کدام نوع سنسور را انتخاب کنید و سپس شاخص های عملکرد خاص سنسور را در نظر بگیرید.

2) انتخاب حساسیت سنسور اعم از اولتراسونیک

   به طور کلی ، در محدوده خطی سنسور ، هرچه حساسیت سنسور بالاتر باشد ، بهتر می شود. از آنجا که تنها در شرایطی که حساسیت زیاد باشد ، مقدار سیگنال خروجی مربوط به تغییر اندازه گیری شده نسبتاً بزرگ است ، که این امر منجر به سیگنال برای پردازش می شود. با این حال ، باید توجه داشت که حساسیت سنسور زیاد است و سر و صدای خارجی که مربوط به اندازه گیری نیست نیز به راحتی در آن مخلوط می شود و همچنین توسط سیستم تقویت ، که بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد ، تقویت می شود. بنابراین ، لازم است که خود سنسور نسبت سیگنال به نویز بالایی داشته باشد تا سیگنال های تداخل معرفی شده از خارج را به حداقل برساند. حساسیت سنسور جهت دار است. هنگامی که مقدار اندازه گیری یک بردار واحد است و جهت گیری زیاد است ، باید یک سنسور با حساسیت کم در جهات دیگر انتخاب کنید. اگر مقدار اندازه گیری شده یک بردار چند بعدی باشد ، هرچه حساسیت متقاطع سنسور کوچکتر باشد ، بهتر می شود.

3) خصوصیات پاسخ فرکانس سنسورهای مختلف اولتراسونیک

   مشخصه پاسخ فرکانس سنسور تعیین می کند دامنه فرکانس اندازه گیری شود. این باید شرایط اندازه گیری نامشخص را در محدوده فرکانس مجاز حفظ کند. در حقیقت ، پاسخ سنسور همیشه تأخیر خاصی دارد. هرچه زمان تأخیر کوتاه تر باشد ، بهتر می شود. پاسخ فرکانس سنسور زیاد است و دامنه فرکانس سیگنال قابل اندازه گیری گسترده است. با این حال ، به دلیل تأثیر خصوصیات ساختاری ، بی تحرکی سیستم مکانیکی زیاد است. فرکانس سیگنال قابل اندازه گیری سنسور با فرکانس پایین کم است. در اندازه گیری پویا ، ویژگی های پاسخ باید بر اساس ویژگی های سیگنال (حالت پایدار ، گذرا ، تصادفی و غیره) باشد ، تا از خطاهای بیش از حد آتش سوزی جلوگیری شود

4) دامنه خطی سنسور اولتراسونیک

   دامنه خطی سنسور به دامنه ای اشاره دارد که در آن خروجی متناسب با ورودی است. در تئوری ، در این محدوده ، حساسیت ثابت است. هرچه دامنه خطی سنسور گسترده تر باشد ، دامنه آن بزرگتر است و می تواند دقت اندازه گیری خاصی را تضمین کند. هنگام انتخاب سنسور ، هنگامی که نوع سنسور تعیین می شود ، ابتدا لازم است که ببینیم دامنه آن شرایط را برآورده می کند یا خیر. اما در حقیقت ، هیچ سنسوری نمی تواند خطی مطلق را تضمین کند ، و خطی بودن آن نیز نسبی است. هنگامی که دقت اندازه گیری مورد نیاز نسبتاً کم است ، در یک محدوده خاص ، سنسور با خطای کوچک غیرخطی می تواند به عنوان خطی در نظر گرفته شود ، که راحتی زیادی را برای اندازه گیری به ارمغان می آورد.

5) پایداری سنسور مختلف اولتراسونیک

   پس از استفاده از سنسور برای مدت زمانی ، توانایی آن در حفظ عملکرد بدون تغییر ، پایداری نامیده می شود. علاوه بر ساختار سنسور ، عواملی که بر پایداری طولانی مدت سنسور تأثیر می گذارد ، عمدتاً از محیط استفاده از سنسور استفاده می شود (محیط استفاده یک پیوند بسیار مهم است. برای انتخاب دقیق سنسور اولتراسونیک ، لطفاً با کارمندان شرکت ما تماس بگیرید). بنابراین ، برای اینکه سنسور از ثبات خوبی برخوردار باشد ، سنسور باید از توانایی قوی برای سازگاری با محیط برخوردار باشد. قبل از انتخاب سنسور ، محیطی که در آن استفاده می شود باید مورد بررسی قرار گیرد و سنسور مناسب باید با توجه به محیط استفاده خاص انتخاب شود ، یا برای کاهش اثرات زیست محیطی باید اقدامات مناسب انجام شود. شاخص های کمی برای پایداری سنسور وجود دارد. پس از بیش از دوره استفاده ، کالیبراسیون باید قبل از استفاده مجدداً کالیبراسیون شود تا مشخص شود عملکرد سنسور تغییر کرده است یا خیر. در بعضی مواقع که می توان از سنسور برای مدت طولانی استفاده کرد و به راحتی قابل تعویض یا کالیبراسیون نیست ، پایداری سنسور انتخاب شده دقیق تر است و باید بتواند برای مدت طولانی در برابر تست مقاومت کند.

مشخصات

6) صحت سنسور اولتراسونیک

   دقت یک شاخص مهم عملکرد سنسور است ، این یک پیوند مهم مربوط به دقت اندازه گیری کل سیستم اندازه گیری است. هرچه دقت سنسور بالاتر باشد ، گران تر است. بنابراین ، تا زمانی که صحت سنسور نیازهای صحت کل سیستم اندازه گیری را برآورده کند ، لازم نیست خیلی زیاد انتخاب شود. به این ترتیب ، می توان یک سنسور ارزان تر و ساده تر را در بین بسیاری از سنسورها که با همان هدف اندازه گیری مطابقت دارند انتخاب کنید. اگر هدف اندازه گیری تجزیه و تحلیل کیفی است ، از یک سنسور با دقت تکرار بالا استفاده کنید. استفاده از سنسور با دقت مقدار مطلق مناسب نیست. اگر برای تجزیه و تحلیل کمی باشد ، باید مقادیر اندازه گیری دقیق بدست آید و یک سنسور با سطح دقت که نیازهای خود را برآورده می کند ، باید انتخاب شود.