אביזרים עיקריים ועקרונות הפעולה של חיישנים ליניאריים, משקל, LVDT ומומנט

חיישנים ממירים גדלים פיזיים לאותות מדידים. פעולתם האמינה תלויה לא רק באיבר החישה אלא גם באביזרים מרכזיים כגון גופי שימור, מעבדי אותות, חיבורים וציוד התקנה. להלן מתוארות חמשה סוגי חיישנים חשובים, כולל עקרונות הפעולה שלהם והאביזרים החיוניים להם.

1. חיישנים ליניאריים (פוטנציאומטרי או מגנטו-אוסטריקטיבי)

עקרון הפעולה: חיישנים ליניאריים פוטנציאומטריים משתמשים במסלול התנגדותי ובלחיצה נעה. כאשר הלחיצה זזה באופן ליניארי, ההתנגדות משתנה באופן פרופורציונלי, ויוצרת פלט של מחלק מתח. חיישנים מגנטו-אוסטריקטיביים מכילים מסלול גלים ומגנט קבע; פולס חשמלי יוצר פולס מתח שמשתקף מהמיקום של המגנט, וההשהיה בזמן מציינת את ההעתק.
אביזרים עיקריים: מעטפות مقاומות מזג אוויר (IP67), ראשי מוט או כריות כדוריות לקישור מכני, ציריות כבלים עם שילדה, וממיריס אותות המпреמים התנגדות או השהיית זמן לפלטים של 4–20 מיליאמפר או 0–10 וולט.

2. חיישני משקל ( תאי משקל – מסוג מד התנגדות)

עקרון הפעולה: רוב תאי המטען משתמשים באלמנט קפיץ מתכתי (למשל, קורה, סוג S או דיסק) עם ארבעה מדדי מתח מחוברים במתח שיווי משקל ויטסטון. כאשר כוח מופעל, האלמנט מתקפל, מה שיוצר מתח בשני מדדי המתח (הגדלת התנגדות) ודחיסה בשני האחרים (הפחתת התנגדות). המתח השיווי משקל פולט אות מיליוולט היחסית לעומס.
אביזרים עיקריים: גופי סגירה מפלדת אל חלד או מפלדת סגסוגת ליצירת הגנה מפני קורוזיה, כפתורי טעינה ולוחות הרכבה, קופסאות חיבור לסיכום של מספר תאים, ומגברים מדויקים (עם פיקוד מתח אקטיבציה ותאמה לטמפרטורה).

3. LVDT (מתמר דיפרנציאלי משתנה ליניארי)

עקרון הפעולה: LVDT מורכב מסליל ראשי ושני סלילים משניים שנלופפים על צינור חלול. ליבה פרומגנטית זזה באופן ליניארי בתוך הצינור. הסליל הראשי מופעל על ידי אות AC (בדרך כלל בתדר של 1–10 קילוהרץ). שני הסלילים המשניים מחוברים בטור עם פאזה הפוכה; כאשר הליבה ממוקמת במרכז, המתחים המושרות בהם מבטלים זה את זה (פלט אפס). הזזת הליבה יוצרת אי-איזון במתחים, ויוצרת פלט AC שאמפליטודתו פרופורציונלית להעתק והפאזה שלו מציינת את הכיוון.
אביזרים עיקריים: גופי שימור מעשויים מפלדת אל חלד או מאפוקסי לסביבות קשות, מוטות ליבה עם ר threaded, مجשים עם קפיצים, ממירים אותות שממירים את פלט הזרם החילופיני למתח ישר או לזרם של 4–20 מיליאמפר, וכבלים חיבורים עם קיבול נמוך.

4. חושים של עוצמה (סוג תגובה או סיבובי)

עקרון הפעולה: רוב חיישני המומנט משתמשים במדדי מתח המודבקים על ציר או שפה. בחיישני מומנט ריאקציה, הגוף מקובע ומדדי המתח מודדים את מומנט הסיבוב. בחיישני מומנט סיבוביים, ציר מסתובב מצויד במדדי מתח או באלמנט מגנטואלסטי; האות מועבר דרך טבעות חיכוך (slip rings), צימוד אינדוקטיבי או טלקומטריה רדיו. השינוי בהתנגדות של מדדי המתח (גשר ויטסטון) הוא פרופורציונלי ישירות למומנט.
אביזרים עיקריים: צירים בעלי שיניים או מפתחות להנעה חיובית, מערכות טבעות חיכוך (לסוגים הסיבוביים), מודולי טלקומטריה אלחוטית, מעטפות הגנה עם גלגלות אטומות, ויחידות הגברה/הכנה שמספקות יציאות מתח או זרם מסוננות ומקולibrated.

אביזרים כלליים המשותפים לכל הסוגים

מתאמני אותות (מגברים, מסננים, מעגלי ליניאריזציה), חיבורים חשמליים (M12, DIN), תומכות הרכבה ומכשור קליברציה נפוצים ברוב החיישנים. בחירת התוספות המתאימה מבטיחה דיוק, טווח חיים ארוך ותאימות אלקטרומגנטית.

הבנת עיקרון החישה והחומרה המלווה היא חיונית מהנדסים כדי לפרוץ את החיישנים הללו באופן אמין באוטומציה תעשייתית, בדיקות רכב, רובוטיקה ובקרת תהליכים.