سنسورهای فاصله‌سنج چگونه عمل می‌کنند؟
ارسال سیگنال: سیگنالی مانند صوت، نور یا امواج مادون قرمز به سمت جسم ارسال می‌شود.
دریافت بازتاب: سیگنال پس از برخورد به جسم بازتاب می‌شود و توسط سنسور دریافت می‌گردد.
محاسبه زمان یا شدت بازتاب: فاصله بر اساس زمان رفت و برگشت سیگنال یا شدت آن محاسبه می‌شود.
خروجی خطی: خروجی سنسور متناسب با تغییر فاصله به‌صورت خطی تغییر می‌کند.
بدون تماس: اندازه‌گیری فاصله بدون تماس فیزیکی با جسم انجام می‌شود.
سنسورهای فاصله سنج، یکی از دستگاه‌های پرکاربرد است که برخی آن را به عنوان سنسور فاصله نیز می‌شناسند. این دستگاه‌ها برای اندازه‌گیری فواصل مورد استفاده قرار می‌گیرند و در حوزه‌های مختلفی از جمله اتوماسیون صنعتی و رباتیک به کار می‌روند. این سنسورها قادرند فواصل بین اجسام را بدون نیاز به تماس مستقیم اندازه‌گیری کنند. با وجود انواع مختلف سنسورهای فاصله‌سنج، انتخاب مناسب برای هر پروژه ممکن است چالش‌برانگیز باشد، زیرا هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.
در دنیایی که پیشرفت تکنولوژی به چشم‌گیری ادامه دارد، استفاده از تجهیزات پیشرفته در هر پروژه‌ای اهمیت بسیاری دارد. سنسورهای فاصله سنج نیز یکی از این تجهیزات پیشرفته است که کاربردهای متعددی در زندگی روزمره دارد و صنعت تولید آن همچنان در حال پیشرفت است. اطلاعاتی درباره این دستگاه برای تمامی افراد جامعه مفید و ضروری است. در این مقاله، ما به معرفی تمامی ویژگی‌ها و کاربردهای سنسورهای فاصله سنج پرداخته‌ایم.
سنسورهای فاصله سنج چگونه کار می کند؟
سنسورهای فاصله سنج برای تشخیص فاصله با جسم مورد نظر، بدون نیاز به تماس نزدیکی با آن عمل می‌کند. این سنسور با ارسال یک سیگنال و اندازه‌گیری تغییر آن در زمان بازگشت، می‌تواند فاصله خود را با اجسام مختلف شناسایی کند. این تغییر در سیگنال را می‌توان با دو روش اندازه‌گیری کرد: روش اول استفاده از زمان، به طوری که با توجه به زمانی که سیگنال به منبع خود یعنی سنسور بازمی‌گردد، فاصله جسم قابل‌اندازه‌گیری می‌شود. در روش دوم، شدت این سیگنال مورد توجه است. امروزه هر دو روش در سنسورهای فاصله سنج استفاده می‌شود.
این محصول دارای دقت بالایی است که سبب پرطرف‌داری آن در صنایع مختلف می‌شود. با توجه به دقت بالای آن، معمولاً برای مکان‌یابی یا جای‌گذاری دقیق نیز استفاده می‌شود. این سنسورها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که رفتار خطی داشته باشند، به این معنی که خروجی سنسور باید به طور خطی با تغییرات فاصله متناسب باشد.
برای مشاهده نمونه کار های جدید نورپردازی سه بعدی در سال ۱۴۰۳ کلیک کنید .
کاربردهای سنسورهای فاصله سنج
سنسورهای فاصله سنج در بسیاری از فرآیندها و کاربردهای صنعتی به کار می‌روند. اغلب از این سنسورها برای کنترل کیفیت، مکان‌یابی و جای‌گذاری دقیق محصولات استفاده می‌شود. برای دستیابی به نتایج دقیق و مطلوب، اغلب به ترکیبی از یک یا چندین سنسور با دقت بالا، محاسبات پیچیده و اندازه‌گیری‌های دقیق نیاز است. برای انجام این نوع کارها، نیاز به مهندسین با توانمندی و تجربه وجود دارد. کاربردهای سنسورهای فاصله سنج شامل اموری چون:
– اندازه‌گیری شکاف درهای خودرو
– اندازه‌گیری ضخامت ویفرها
– موقعیت دقیق بازوی ربات
– جابه‌جایی دقیق شیشه و اجسام شکستنی
– اندازه‌گیری قطر یک شکاف شفت
– تعیین قطر پیستون
– تشخیص مدارات چاپی (PCB) در یک برد
– اندازه‌گیری سطح یک شیشه
– تعیین جابه‌جایی
– اندازه‌گیری سطح مقطع تجهیزات SEMI کوچک
– اندازه‌گیری سطح مخزن
– سنسورهای خط تولید
– دوربین‌های کنترل سرعت خودرو
– اندازه‌گیری ابعاد کویل
– و غیره.
تفاوت سنسورهای فاصله سنج و سنسور مجاورت
این دو نوع سنسور، سنسورهای فاصله سنج و سنسور مجاورت، از نظر برخی ویژگی‌ها ممکن است مشابه به نظر بیایند و در برخی موارد عملکرد آن‌ها را از یکدیگر تمییز دادن دشوار باشد. به همین دلیل، ما به بررسی برخی از تفاوت‌های این دو سنسور می‌پردازیم تا شما هم درک بهتری از تفاوت‌های آن‌ها داشته باشید.
سنسور مجاورت تنها قادر به حس کردن اجسام است، به این معنی که اگر یک جسم در محدوده مشخصی از آن قرار بگیرد، تنها توانایی احساس وجود آن را دارد و قادر به اندازه‌گیری فاصله نمی‌باشد که سنسور فاصله‌سنج به راحتی می‌تواند این کار را انجام دهد. این یک تفاوت اساسی بین این دو نوع سنسور است. باید توجه داشت که زمینه کاربرد سنسور مجاورت با سنسور فاصله در برخی موارد بسیار متفاوت است. در سنسور فاصله، تشخیص دقیق فاصله از اهمیت بالایی برخوردار است، در حالی که معمولاً سنسورهای مجاورت برای تشخیص اجسام و مواد مختلف در بخش‌های مختلف صنعتی استفاده می‌شوند. به طور خلاصه، این دو سنسور از نظر کارایی کاملاً متفاوت بوده و هر یک کاربردهای خاصی دارند.
مقاله پیشنهاد شده : تصاویر سه بعدی : ورود به دنیایی جدید از هنر و زیبایی
انواع سنسورهای فاصله سنج
انواع سنسورهای فاصله سنج بسیاری در صنعت به کار می‌روند. در ادامه، قصد داریم چهار نوع از این سنسورهای مهم را معرفی کنیم.
سنسور التراسونیک (Ultrasonic)
یکی از پرکاربردترین انواع سنسورها در صنعت است. روش عملکرد این سنسورها به این صورت است که امواج صوتی با فرکانس بالا به سمت جسم مورد نظر ارسال می‌شوند و سپس زمانی که این امواج به سمت جسم می‌رسند و برمی‌گردند، اندازه‌گیری می‌شود. سپس با توجه به سرعت صوت، فاصله تا جسم محاسبه می‌شود.
سنسورهای مادون قرمز (Infrared)
یکی دیگر از انواع کاربردی و پرکاربرد سنسورهای فاصله‌سنج در صنعت می‌باشند. این سنسورها بر اساس زاویه بازتاب شده از نور مادون قرمزی که ارسال می‌شود، فاصله را تشخیص می‌دهند. عملکرد این سنسورها به این صورت است که یک LED مادون قرمز به عنوان فرستنده نور عمل می‌کند و یک آشکارساز نوری (photodetector) نور بازتاب شده را دریافت می‌کند. این نوع سنسورها از تکنولوژی ساخت سه‌گانه یا مثلثی بهره می‌برند.
سنسور لیزری یا LIDAR
مخفف عبارت Light Detection and Ranging، جزو سنسورهای خانواده تکنولوژی لیزری است. این نوع حسگرها از امواج نوری به جای امواج صوتی یا رادیویی برای اندازه‌گیری فواصل استفاده می‌کنند.
روش محاسبه فاصله در این سنسورها مشابه با روش مدل التراسونیک است؛ به این صورت که زمانی که نور فرستاده می‌شود و تا زمان بازگشت آن نور اندازه‌گیری می‌شود، و سپس با توجه به سرعت نور در هوا، فاصله محاسبه می‌شود.
سنسور فاصله مدت پرواز ال ای دی
(LED Time-Of-Flight) جزو طیف سنسورهای لیدار است و برای محاسبه مسافت از روش مدت پرواز نور استفاده می‌کند.
این سنسورها عملکردی مشابه با سیستم‌های لیزری دارند، با این تفاوت که در اینجا از نور ال ای دی استفاده می‌شود. با تشخیص دقیق مدت زمانی که نور از فرستنده تا گیرنده طی می‌کند، این سنسورها قادرند همزمان در سه راستای یک جسم سه بعدی فاصله را تشخیص دهند. به دلیل استفاده از این تکنولوژی، این سنسورها پاسخ‌های سریع‌تر، با دقت بیشتر و در محدوده بازتری را فراهم می‌کنند.
