تحقیق کاربرد پیزوالکتریک در سیستمهای اندازه گیری

این تحقیق در مورد کاربرد پیزوالکتریک درسیستمهای اندازه گیری در 121 صفحه و در قالب ورد و شاملPIZO،تحقیق کاربرد پیزوالکتریک درسیستمهای اندازه گیری،اصول ساخت فشار سنج دیافراگم پیزوالکتریک،دیافراگم پیزوالکتریک،فشار سنج،فشارسنج پیزوالکتریک،انواع فشار سنج پیزوالکتریک،وسايل اندازه گيري فشار،سنسور فشار سنج پیزوالکتریک،پیزو و غیره می باشد.

فهرست

1-1- مقدمه. 1

1-2- اهداف... 6

2-1- تعریف... 7

2-2- تعریف فشار. 7

2-9- سنسور چیست؟. 19

2-10- انواع حسگرها 19

2-10-1- زوج حسگر مافوق صوت... 20

2-10-2- حسگر فاصله. 20

2-10-3- حسگر رنگ.... 20

2-10-4- حسگر نور.. 20

2-10-5- حسگر صدا 20

2-10-6- حسگر حركت و لرزش... 20

2-10-7- حسگر دما 20

2-10-8- حسگر دود. 20

2-11- مزاياي سيگنالهاي الكتريكي.. 20

2-11-1- پردازش راحتتر و ارزانتر.. 20

2-11-2- انتقال آسان.. 20

2-11-3- دقت بالا.. 20

2-11-4- سرعت بالا.. 20

2-12- حسگرهاي مورد استفاده در رباتيك.. 20

2-12-1- حسگرهاي تماسي.. 20

2-12-1-1- آشكار سازي تماس دو جسم. 21

2-12-1-2- اندازه گيري نيروها و گشتاورهايي كه حين حركت ربات بين اجزاي مختلف آن ايجاد ميشود 21

2-12-2- حسگرهاي هم جواري.. 21

2-12-2-1- القايي.. 21

2-12-2-2- اثرهال. 21

2-12-2-3- خازني.. 21

2-12-2-4- اولتراسونيك.. 21

2-12-2-5- نوري.. 21

2-12-3- حسگرهاي دوربرد. 21

2-12-3-1- فاصله سنج (ليزو و اولتراسونيك) 21

2-12-3-2- بينايي (دوربينCCD) 21

2-12-4- حسگر نوري (گيرنده-فرستنده). 21

2-3- تاريخچه اندازه گيري.. 8

2-4- تاریخچه فشار سنج.. 9

2-5- وسايل اندازه گيري فشار. 10

2-5-1- فشار سنجهاي هيدرواستاتيکي.. 10

2-5-2- فشار سنجهاي پيستوني.. 10

2-5-3- فشار سنجهاي ستون مايع. 10

2-5-4- فشار سنجهاي آنرويدي (مكانيكي). 11

2-5-5- فشارسنجهاي بوردون.. 12

2-5-6- فشارسنجهاي ديافراگمي.. 13

2-5-7- فشار سنج الكترونيكي.. 13

2-5-8- فشار سنج خازني.. 13

2-5-9- فشار سنج مغناطيسي.. 13

2-5-10- فشار سنج پيزو الكتريك.. 14

2-5-11- فشار سنج نوري.. 14

2-5-12- فشارسنج پتانسيومتري.. 14

2-5-13- فشار سنج تشديدي.. 14

2-5-14- فشار سنج هدايت حرارتي.. 14

2-5-15- فشارسنج يونيزاسيون.. 15

2-6- انواع سیستمهای اندازهگیری.. 16

2-6-1- دستگاه گاوسی.. 16

2-6-2- دستگاه انگلیسی.. 16

2-6-3- دستگاه بین المللی SI 17

2-7- انواع فشار. 17

2-7-1- فشار نسبی.. 17

2-7-2- فشار مطلق.. 17

2-7-3- فشار خلاء. 17

2-8- واحدهای اندازه گیری فشار. 18

2-13- انواع سنسورها 22

2-13-1- با تماس مکانیکی.. 22

2-13-2- بدون تماس مکانیکی.. 22

2-14- انواع خروجیهای متداول سنسورها 22

2-14-1- نوعA.. 22

2-14-2- نوعB. 22

2-14-3- نوع c. 22

2-14-4- نوع d. 22

2-14-5- نوع E. 22

2-15- سنسور فشار. 23

2-16- کاربردهای سنسور فشار. 23

2-16-1- اندازه گیری فشار.. 23

2-16-2- اندازه گیری ارتفاع از سطح دریا 23

2-16-3- آزمایش نشتی.. 23

2-16-4- اندازهگیری عمق.. 24

2-16-5- اندازهگیری جریان.. 24

2-17- انواع سنسورهای اندازه گیری فشار. 24

2-17-1- سنسور فشار مطلق.. 24

2-17-2- سنسور فشار گیج.. 24

2-17-3- سنسور فشار خلاء. 25

2-17-4- سنسور فشار تفاضلی.. 25

2-17-5- سنسور فشار مهر شده. 25

2-18- انواع سیستمهای اندازهگیری فشار1388). 26

2-18-1- اندازهگیری فشار توسط مانومترها 26

2-18-2- مانومتر یک شاخه ای.. 26

2-18-3- مانومتر دو شاخه ای.. 26

2-18-4- مانومتر مورب 26

2-18-5- اندازهگیری فشار توسط فشار سنجهای لوله بوردن 26

2-18-6- لوله ی C شکل 26

2-18-7- لوله ی فانوسی.. 26

2-18-8- لوله ی حلقوی.. 26

2-18-9- لوله ی حلزونی.. 26

2-18-10- کپسول.. 26

2-18-11- دیافراگم. 26

2-18-12- اندازه گیرهای الکتریکی فشار.. 26

2-18-13- استرین گیجها 27

2-18-14- اندازه گیرهای ظرفیتی فشار.. 27

2-18-15- اندازه گیرهای پیزوالکتریکی فشار.. 27

2-18-16- اندازه گیری فشار با بیلوز.. 27

2-19- فشار سنجهاي هيدرواستاتيکي.. 28

2-20- فشار سنجهاي ستون مايع.. 28

2-21- فشارسنجهاي آنرويدي(مكانيكي). 28

2-22- فشارسنجهاي بوردون.. 28

2-23- انواع بوردن تیوب.. 29

2-23-1- سنسورنوع C. 29

2-23-2- سنسور نوع حلزونی.. 29

2-23-3- سنسور نوع حلقوی.. 29

2-24- اندازهگیری فشار با دیافراگم. 30

2-25- مزایای اندازهگیری فشار با دیافراگم. 30

2-26- کاربردهای ترانسديوسرها 30

2-27- انواع ترانسديوسر. 31

2-27-1- ترانسديوسرهای خازني.. 31

2-27-2- ترانسديوسرهای سلفي.. 31

2-27-3- ترانسديوسرهای مقاومتي.. 31

2-27-4- ترانسديوسرهای پيزوالكتريك.. 31

2-28- دیافراگم کپسولی.. 31

2-29- دیافراگم خازنی.. 32

2-30- گیج‌های کشش پیزو رزیستور. 32

2-31- استرین گیج.. 32

2-32- انواع حساسههای اندازه گیر. 33

2-32-1- سنسور.. 33

2-32-2- ترانسدیوسرها 33

2-32-3- ترانسمیتر.. 33

2-33- کنترل کننده ابزار دقیق.. 33

2-34- مشخصات دستگاههاي اندازهگیري ابزار دقیق.. 34

2-34-1- دامنه اندازهگیری.. 34

2-34-2- دقت... 34

اندازه گیری فشار. 34

2-34-3- تکرارپذیری.. 34

2-34-4- حساسیت... 34

2-34-5- پایداری.. 35

2-34-6- پاسخ دهی.. 35

2-35- محدودیت های اندازه گیری فشار. 35

2-35-1- رنج اندازهگیری.. 35

2-35-2- ابعاد سنسور.. 35

2-35-3- دمای کاری.. 36

2-35-4- نوع اندازه گیری.. 36

2-35-5- نوع خروجی تولید شده. 36

2-35-6- زمان پاسخ.. 36

2-35-7- ولتاژ آفست... 36

2-36- تعریف پیزوالکتریک.... 37

2-37- مواد پیزوالکتریک.... 38

2-38- اثر پیزوالکتریک.... 40

2-39- رفتار پيزوالکتريک.... 41

2-40- اثر مستقیم و معکوس پیزو الکتریک.... 42

2-41- کاربرد اثر مستقیم پیزو الکتریک.... 42

2-42- کاربرد امواج فراصوتی در مواد پیزو الکتریک.... 43

2-43- ارتباط اثر پیزو الکتریک با ساختار مولکولی مواد. 43

2-44- وابستگی مواد پیزوالکتریک به دما 43

2-45- وجود اثر پیزو الکتریک در تک بلور. 44

2-46- اثر پیزوالکتریک.... 44

2-47- استفاده‌های پیزوالکتریک.... 46

2-48- کاربرد پیزوالکتریک‌ها 46

2-49- مبدل های پیزوالکتریک.... 47

2-50- محرک های پیزوالکتریک.... 47

2-51- انواع سنسورهای پیزوالکتریک.... 49

2-51-1- حسگر ژیروسکوپ پیزوالکتریک.... 49

2-51-2- حسگر شتاب سنج پیزوالکتریک.... 49

2-51-3- حسگرهای صوتی پیزوالکتریک.... 49

2-52- ارتباط اثر پیزوالکتریک با ساختار مولکولی مواد. 50

2-53- کاربردهای اثر پیزوالکتریک.... 51

2-54- اثر فشاربرقی.. 52

2-55- سازندگان سنسور فشار. 52

2-56- مروری بر مطالعات گذشته. 52

3- طراحی و محاسبات.. 63

3-1- کلیات.. 63

3-2- فشار مکانیکی اعمالی.. 63

3-3- اندازه گيری نيرو، گشتاور و کرنش.... 64

3-3-1- خاصیت مکانيکی پیزوالکتریک.... 64

3-3-1-1- استفاده از خاصيت فنری اجسام ( در محدوده کشسان) 64

3-3-1-2- استفاده از توازن نيروها ( اهرمبندی، چرخدنده) 64

3-3-1-3- تبديل نيرو به فشار ( فشار سنجها) 64

3-3-2- خاصیت الکتريکی پیزوالکتریک.... 64

3-3-2-1- استفاده از خاصيت پیزو الکتريک (نيرو سنج کريستال پيزوالکتريک) 64

3-3-2-2- کرنش سنج مقاومت حساس (استرينگيج) 64

3-3-2-3- تبديل نيرو به جابجايي (مثل LVDT) 64

3-4- استفاده از خاصيت کشسانی اجسام. 64

3-5- فنر ساده F=kx. 65

3-6- تير يک سر درگير. 65

3-7- حلقه کشسان.. 66

3-8- روشهای اندازه گيری خيز ناشی از اعمال نيرو. 67

3-8-1- استفاده از روشهای مکانيکی مثل گیج.. 67

3-8-2- روشهای الکترومکانيکی.. 67

3-8-2-1- روش مبدل پيزوالکتريک.. 67

3-8-2-2- LVDT. 67

3-8-2-3- استرين گيج. 67

3-9- تعیین θ در آرایشها 70

3-9-1- آرایش مستطیلی.. 70

3-9-2- آرایش دلتا 71

3-10- اثر پیزوالکتریک مستقیم و معکوس.... 71

3-11- بررسی مداری سنسور پیزوالکتریک.... 74

3-12- انواع تکنولوژی حس کردن فشار. 76

3-13- ساختار‌های پیزوالکتریک.... 76

3-14- قطبش‌زدایی.. 79

3-14-1- قطبش‌زدایی حرارتی.. 79

3-14-2- قطبش‌زدایی الکتریکی.. 80

3-14-3- قطبش‌زدایی مکانیکی.. 80

3-15- معادلات ریاضی ساختاری.. 80

3-16- تئوری ورقهای دایرهای شکل. 80

3-17- بیان روابط ورق در سیستم محورهای قطبی.. 81

3-18- خمش های متقارن محوری.. 84

3-19- تئوری خطی مواد پیزوالکتریک.... 86

3-20- مواد و روشها 90

3-20-1- کلیات... 90

3-20-2- طراحي.. 90

3-20-3- مواد. 91

3-21- روش ساخت دستگاه. 91

3-22- پیزوالکتریکها و آرایش آنها بر روی صفحه. 94

3-23- مدار پل وتستون و آمپلی فایر. 96

3-24- اسیلوسکوپ.. 96

3-25- ولت متر. 97

3-26- مولتیمتر. 97

3-27- نرم افزار کامسول. 98

3-27-1- قابلیت‌های کلیدی نرم‌افزار.. 98

3-28- روش مونتاژ پیزوالکتریکها 98

3-29- طراحی و ساخت دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار. 99

دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار. 99

3-30- روش نجام آزمایش و نمونه برداری.. 100

فصل چهارم. 101

4- نتایج.. 103

4-1- ساخت دستگاه. 103

4-2- ثبت ولتاژ و داده برداری توسط ولتمتر. 105

4-3- چگالی آب در دماهای مختلف... 109

4-4- محاسبه فشار درون مايع.. 110

4-5- رابطه بین فشار و ولتاژ. 111

4-6- تحلیل نرم افزاری دیافراگم در فشارهای مختلف... 111

4-7- المان بندی صفحه دیافراگم توسط نرم افزار. 112

4-7-1- تحلیل تنش دیافراگم در عمق 5/0 متری آب... 113

4-8- ماکزیمم بردار جابجایی.. 114

4-9- نمایش فشار اصلی وارده بر کل دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 114

4-10- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 115

4-10-1- تحلیل تنش دیافراگم در عمق 1 متری آب... 116

4-11- ماکزیمم بردار جابجایی در ارتفاع یک متری آب.. 116

4-12- نمایش فشار اصلی وارده بر کل دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 117

4-13- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 118

4-14- تحلیل تنش دیافراگم در عمق یک متری آب.. 118

4-15- ماکزیمم بردار جابجایی در ارتفاع 3 متری آب.. 119

4-16- نمایش فشار کلی وارده بر دیافراگم و نمایش المان محدود آن.. 120

4-17- نمایش و محاسبه مقدار خطای المان بندی.. 121

4-18- طراحی و ساخت دستگاه نمایشگر دیجیتال فشار. 121

5- نتیجه گیری.. 124

5-1- پیشنهادها 126

6- منابع.. 128

پيزوالكتريسيته خاصيتي است در مواد بلوري كه در روند آن فشار وارد شده بر بلور ايجاد الكتريسته مي¬كند و به عكس اعمال الكتريسيته باعث ايجاد فشار مي¬شود (دروما، 2008)، دليل اين امر در بلور كوارتز با فرمول SIO2 آن است كه در حالت معمولي و در حالتي معين از بلور كوارتز شش گوشي تشكيل مي¬شود كه گوشه-هاي ان به صورت يك در ميان با يون اكسيژن و سيليس اشغال شده است؛ اين شش گوش بدون اعمال فشار در حالت ايستايي الكتريكي است (وویگت،1910)؛ ولي فشار باعث مي¬شود كه اين حالت بهم بخورد. سنسور فشار عموما فشار گاز یا مایع را اندازه می¬گیرد. سنسورهای فشار می¬توانند به طور غیر مستقیم برای اندازه¬گیری سایر متغیرها استفاده شوند (‌ه‍اپ‍ت‍م‍ن ،1371). برای مثال: دبی سیال، سرعت، سطح مایع و ارتفاع از این متغیرها هستند. به سنسورهای فشار، مبدل¬های فشار، ترنسمیتر فشار (عبدالکریم ماندگاری، 1393)، فرستنده فشار، نشان¬دهنده فشار، پیزومتر و مانومتر نیز گفته می¬شود (جودی و همکاران، ۱۳۹۴). سنسورهای فشار از نظر تکنولوژی، طراحی، عملکرد، کاربرد و قیمت باهم متفاوت هستند. با یک تخمین محافظه¬کارانه می¬توان گفت که بیش از۵۰ تکنولوژی و حداقل۳۰۰ شرکت در سراسر جهان سازنده سنسورهای فشار هستند (مرادی، 1394). همچنین طبقه¬ای از سنسورهای فشار وجود دارند که برای اندازه-گیری حالت پویای تغییرات سریع در فشار طراحی شده¬اند (‌هاپ‍ت‍م‍ن، 1371). مثالی از کاربرد این نوع سنسور را می¬توان در اندازه¬گیری فشار احتراق سیلندر موتور و یا گاز توربین مشاهده کرد. این سنسورها به طور عمده از مواد پیزوالکتریک مانند کوارتز ساخته شده¬اند. بعضی از سنسورهای فشار مانند آنچه در دوربین‌های کنترل ترافیک دیده می¬شود، به صورت باینری (دودویی) و خاموش/ روشن کار می¬کنند (مرادی، 1394). برای مثال وقتی فشاری به سنسور فشار اعمال می¬شود، سنسور یک مدار الکتریکی را قطع یا وصل می¬کند؛ این سنسورها به سوئیچ فشار معروف هستند (ویلانی ،1393). علاقه انسان به تحت اختیار در آوردن و تسلط بر پدیده­ها باعث پیداش شاخه جدیدی از دانش به نام علم کنترل گردیده است، علمی که امروزه حوزه نفوذ خود را به شاخه­های دیگر علوم از صنعت و تکنولوژی گرفته تا اقتصاد و سیاست و علوم پزشکی گسترش داده است. از طرفی اولین قدم برای کنترل یک فرآیند شناخت و درک دینامیک و رفتارهای آن فرآیند می­باشد. اندازه­گیری و کسب اطلاعات از کمیت تحت کنترل توسط عنصر اندازه­گیر انجام می­گیرد و بنابراین اندازه­گیری یکی از قسمت­های مهم و حساس حلقه کنترل می­باشد (سبزپوشان، 1393).

بعد از شناخت پروسه می­باید کمیت تحت کنترل را اندازه­گیری نمود؛ به عبارت دیگر برای کنترل یک کمیت باید در هر لحظه اطلاعات دقیقی از آن داشته باشیم؛ یعنی باید کمیت تحت کنترل را همواره اندازه­گیری نماییم (سبزپوشان، 1393). امروزه ساخت و ابداع اندازه­گیر­های جدید یکی از زمینه­های پر تحرک و پر رقابت بین کمپانی­های سازنده می­باشد؛ در واقع بسیاری از پیشرفت­های چشمگیر در زمینه­های پیچیده نظامی، صنعتی، پزشکی، کشاورزی، جراحی و... مرهون اختراع اندازه­گیرهای جدید می­باشد (مجیدی، ۱۳۹۲).

سیستم­های میكروالكترومكانیكی یک تکنولوژی است که از ترکیب کامپیوتر با دستگاه­های کوچک مکانیکی مانند سنسور, سوپاپ, چرخ دنده و دیسک­های جاسازی شده در تراشه­های نیمه هادی می­باشد (جودی و همکاران، ۱۳۹۴). مناسب بودن تکنولوژی MEMS در سنسورها باعث به وجود آمدن سنسورهای با عملکرد بالا و تولید انبوه با هزینه کم و به وجود آمدن درخواست برای کاربرد­هایی همچون کنترل فرایند صنعتی و سیستم های هیدرولک، میکروفن، اندازه­گیری فشار خون وریدی و غیره گردیده است (بیبی[1] و همکاران ،2004)؛ همچنین از اندازه­گیری فشار می­توان به طور غیر مستقیم برای اندازه­گیری جریان در یک لوله و حجم مایع داخل یک مخزن و همچنین ارتفاع مایع داخل یک مخزن و اندازه­گیری سرعت هوا استفاده نمود (جودی و همکاران، ۱۳۹۴).

فشار به اصطلاح نیروی لازم برای جلوگیری از پخش شدن مایع است و معمولاً به صورت نیرو بر سطح تعریف می­شود (مجیدی، ۱۳۹۲). سنسور فشار معمولاً به صورت مبدل کار می‌کند و سیگنالی تابع اثر فشار تولید می­کند؛ برای این منظور می­توان سیگنال الکتریکی در نظر گرفت. سنسورهای فشار روزانه برای کنترل و مانیتورینگ هزاران کاربرد استفاده می­شوند (جودی و همکاران، ۱۳۹۴).

و بلور از حالت پايداري الكتريكي خارج شود و الكترون اضافي را به صورت الكيريسيته آزاد كند و به عكس اعمال الكتريسيته باعث به هم خوردن سطح شش گوش مي­شود و بنابراين فشاري در بلور ايجاد مي­شود؛ از اين ویژگي استفاده­هاي زياد در تكنولوزي شده است كه ساده­ترين آن ساعت دست شما، ترازوي مغازه­ها و از همه واضح­تر احساس فشاري است كه شما از وارد آمدن يك جسم بر بدن خود داريد كه الكتريسيته حاصل از فشار را به مغز شما مي­رساند(ویکی­پدیا[2]). آنچه امروز تكنولوزي به دنبال آن است پيدا كردن مواد ارزان سنتيك با همان ويژگي­هاي پيزوالكتريسيته بسياري از پليمرها و سراميک­ها و ملکول­ها مانند آب بطور دائمي قطبي مي­باشند و بخشي از اين ملکول­ها داراي قطب مثبت و سمت ديگر آنها قطب منفي مي­باشد؛ هنگامي­که به اين مواد قطبي تحت تاثير يک منبع الکتريکي واقع مي­شوند عناصر قطبي انها خود را با جهت الکتريکي منبع مزبور هماهنگ مي­کنند و با قطع ولتاژ تحريک کننده اين خاصيت را از دست مي­دهند؛ در اين ميان مواد پيزو­الکتريک مانند بلور کوارتز و يا تيتانيت باريم در پي تحريکي که باعث تغيير در مختصات ذرات قطبي شده شروع به ايجاد يک ولتاژ الکتريکي مي­کنند؛ در نتيجه خاصيت پيزو­الکتريسيته هنگامي به ظهور مي­رسد که بلور تحت تاثير يک فشار مکانيکي قرار بگيرد و در اين زمان قطب مثبت در يک وجه بلورهاي نارسانا مانند کوارتز و قطب منفي نيز در وجه مخالف آن ايجاد مي­گردد؛ از اين خاصيت در ساخت وسائلي مانند ميکروفون­ها و فونوگراف­ها و در فيلتر­سازي امواج در تلفن­ها و غيره مورد استفاده قرار مي­گيرد (‌هاپ‍ت‍م‍ن، 1371).
در بازار اقتصادی سرامیک‌های نوین، سرامیک‌های الکتریکی یکی از جاافتاده‌ترین بازارهای موجود است. بررسی‌های به عمل آمده نشان داده است که از بازار 200 میلیارد دلاری سرامیک‌ها در جهان، حدود یک سوم آن یعنی حدود 63 میلیارد دلار، مربوط به سرامیک‌های پیش‌رفته است. در بازار اقتصادی سرامیک‌های نوین، سرامیک‌های الکتریکی (که شامل پیزو و پیروالکتریک‌ها هم می‌شود) یکی از جاافتاده‌ترین بازارهای موجود است. آمارهای موجود نشان می‌دهد که بازار مواد پیزو و پیروالکتریکی در جهان، تقریباً 11 میلیارد دلار (در سال‌های 2001-2000) بوده است. علاوه بر گسترش زمینه‌های مصارف قبلی، مصارف جدید مربوط به کاربردهایی است که پیزوالکتریک‌ها و خصوصاً پیزوسرامیک‌ها اخیراً وارد آن حیطه‌ها شده‌اند. با توجه به مطالب ارائه شده و نقش تعیین‌کننده‌ی این نوع قطعات در صنایع مختلف و در راستای گام نهادن در مسیر خودباوری و خوداتکایی و دستیابی به دانش روز، چنین به نظر می‌رسد که اهمیت و ضرورت پایه‌گذاری صنایع الکتروسرامیک‌ها و از جمله پیزوالکتریک در کشور، امری روشن، واضح و قابل درک است. برآورد و تخمین نیازهای داخلی (نیازهای فعلی تا سال 1400 هجری شمسی) نشان داد که نیاز داخلی تا سال1400 حدود40 میلیون قطعه پیزو و پیروالکتریک است و باید اقدام لازم در این خصوص صورت گیرد.

در جهان امروز وابستگي علوم كامپيوتر، مكانيك و الكترونيك نسبت به هم زياد شده‌اند و هر مهندس و محقق نياز به فراگيري آن‌ها دارد، و لذا چون فراگيري هر سه آنها شكل به نظر مي‌رسد، حداقل بايد يكي از آن‌ها را كاملاً آموخت و مابقي اطلاعات را در حد توان فرا گرفت.

كلمه سنسور خود ريشه بعضي كلمات هم خانواده نظير المان سنسور، سيستم سنسور، سنسور باهوش و تكنولوژي سنسور شده است (مرادی، 1394). كلمه سنسور يك عبارت تخصصي است كه از كلمه لاتين Sensorium، به معني توانايي حس كردن يا Sensus به معني حس برگرفته شده است (سبزپوشان، 1393). يك سنسور هر كميت فيزيكي معين را كه بايد اندازه‌گيري شود به شكل يك كميت الكتريكي تبديل مي‌كند، كه مي‌تواند پردازش شود يا به صورت الكترونيكي انتقال داده شود (دروما، 2008). مثلاً يك سنسور رنگ مي‌تواند تغيير در شدت نور را به يك پروسه تبديل نوري الكتروني به صورت يك سيگنال الكتريكي تبديل كند (‌ه‍اپ‍ت‍م‍ن ،1371). بنابراين سنسور را مي‌توان به عنوان يك زير گروه از تفكيك كننده‌ها كه وظيفه‌ي آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محيط فيزيكي و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الكتريكي است تعريف كرد (مرادی، 1394). البته سنسورهای مبدلي نيز ساخته شده‌اند كه خود به صورت IC مي‌باشند؛ مانند سنسورهاي پيزوالكترونيكي و سنسورهاي نوري. وقتي ما از سنسوري مجتمع صحبت مي‌كنيم منظور اين است كه تكيه پروسه آماده‌سازي شامل تقويت كردن سيگنال، فيلترسازي، تبديل آنالوگ به ديجيتال و مدارات تصحيح‌ مي‌باشند، در غير اين صورت سنسوري كه تنها سيگنال توليد مي‌كند به نا سيستم موسوم هستند (ویلانی، 1393).

در نوع پيشرفته به نام سنسور هوشمند يك واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خروجي آن عاري از خطا باشد و منطقي‌تر شود. واحد پردازش سنسور كه به صورت يك مدار مجتمع عرضه مي‌شود Smart ناميده مي‌شود. يك سنسور بايد خواص عمومي زير را داشته باشد تا بتواند در سيستم به كار رود كه عبارتند از (‌ه‍اپ‍ت‍م‍ن، 1371): حساسيت كافي، درجه بالاي دقت و قابليت توليد دوباره خوب، درجه بالاي خطي بودن، عدم حساسيت به تداخل و تاثيرات محيطي، درجه بالاي پايداري و قابليت اطمينان، عمر بالاي محصول و جايگزيني بدون مشكل.

امروزه با پيشرفت صنعت الكترونيك سنسور مينياتوري ساخته مي‌شود كه از جمله مشخصه‌ي آن مي‌توان به موارد زير اشاره كرد: سيگنال خروجي بدون نويز، سيگنال خروجي سازگار با باس، احتياج به توان پايين (مرادی، 1394).

امروزه از سنسور فشار برای کنترل و مانیتورینگ[3] هزاران کاربرد صنعتی استفاده می­شود، با توجه به اینکه پارامتر فشار یک کمیت عمومی در صنایع مختلف می­باشد (‌ه‍اپ‍ت‍م‍ن، 1371). این سنسور تقریبا در تمامی صنایع کاربرد دارد، که این صنایع شامل کلیه خطوط تولید هیدرولیک و پنوماتیک، صنایع آب و فاضلاب، خطوط رباتیک، صنایع غذایی، دیگ­های بخار، صنایع نورد فلزات، معادن، چیلر، ارتفاع سنجی مخازن، موتورخانه­ها، ایستگاه­های پمپاژ، سد، جرثقیل، ماشین­آلات راه­سازی، مخازن مایعات و گازها، غلتک­ها، سیستم­های هیدرو متری، نفت وگاز، فشار خلاء[4]، فشار مطلق[5]، فشار نسبی[6]، نخ ریسی، سیستم­های آتش­نشانی و سیستم­های هواشناسی و... می­باشد (سبزپوشان، 1393)، با پیشرفت سریع تکنیک اتوم


[1] Beeby

[2] wikipedia

[3] Monitoring

[4] Sealing Pressure

[5] Absolute pressure

[6] Meter Pressure