سنسورهای بدون تماس سنسورهایی هستند که با فاصله از جسم و بدون اتصال به آن عمل می‌کند. مثلاً نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می‌شوند. این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می‌تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم می‌گردد. سنسورها وسایلی هستند که کمیت‌های فیزیکی مثل دما فشار نور را به سیگنال‌های الکتریکی از نوع پیوسته یا گسسته تبدیل می‌کنند.
ویژگی‌ها و مزیت‌های سنسورهای بدون تماس
سرعت سوئیچینگ زیاد، طول عمر زیاد، عدم نیاز به نیرو و فشار و عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ است. این پژوهش به بررسی ویژگی‌های سنسورهای بدون تماس پرداخته است. سنسورها دارای منبع تغذیه 24v dc یا 220VAC هستند و به صورت دو سیمه یا سه یا چهار سیمه می‌باشند که در حالت دو سیمه بار یا مصرف‌کننده به صورت سری با سنسور قرار می‌گیرد و در حالت سه سیمه با توجه به نوع ترانزیستور npn اگر باشد بار بین خروجی و سیم تغذیه مثبت قرار می‌گیرد و اگر از نوع pnp باشد بار بین خروجی و تغذیه منفی قرار می‌گیرد و در چهار سیمه نیز به همین ترتیب است رنگ سیم‌های آن به این ترتیب که رنگ آبی برای منفی قهوه‌ای مثبت و مشکی برای رله‌ی خروجی و رنگ سفید در سنسورهای چهار سیمه به عنوان خروجی دوم می‌باشد.
انواع سنسورهای بدون تماس
- سنسور القایی- حساس در برابر فلزات
- سنسور خازنی – حساس در برابر همه چیز
- سنسور نوری – حساس در برابر همه چیز
- سنسور مغناطیسی – حساس در برابر آهنربا
- سنسور کد رنگ – تشخیص نوار رنگی کاغذهای بسته‌بندی
کاربرد سنسورها
- شمارش تولید: سنسورهای القایی- خازنی- نوری
- کنترل حرکت پارچه: سنسور های نوری و خازنی
- کنترل سطح مخازن: سنسورهای نوری، خازنی و خازنی کنترل سطح
- تشخیص پارگی ورق: سنسور نوری
- کنترل انحراف پارچه: نوری و خازنی
- کنترل تردد: نوری
- اندازه‌گیری سرعت: سنسورهای القایی و نوری
- اندازه‌گیری فاصله‌ی قطعه: سنسور القایی آنالوگ
مزایای سنسورهای بدون تماس
- سرعت سوئیچینگ (قطع و وصل)زیاد: سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالائی برخوردارند، بطوریکه برخی از آن‌ها (سنسور القائی سرعت) با سرعت سوئیچینگ تا (KHZ25) کار می‌کنند.
- طول عمر زیاد: به دلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و جرقه‌های حین کار و … دارای طول عمر زیادی هستند.
- قابل استفاده در محیط های مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیط‌های با فشار زیاد، دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و … قابل استفاده هستند.
- عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشار نیازی نیست.
- عدم ایجاد نویز در هنگام قطع وصل: به دلیل استفاده از نیمه هادی‌ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی‌شود.
انواع سنسورهای القائی
سنسورهای القایی سنسورهای بدون تماس هستند که تنها در مقابل فلزات عکس‌العمل نشان می‌دهند و می‌توانند فرمان مستقیم به رله‌ها، شیرهای برقی، سیستم‌های اندازه‌گیری و مدارات کنترل الکتریکی PLC ارسال نمایند.
نوری:
این نمونه سنسورها به دو صورت کار می‌کنند یا دو سنسور که به صورت ارسال و دریافت در مقابل هم هستند یا یک سنسور که قابلیت ارسال و دریافت امواج فروسرخ را دارد و در مقابل آن یک آینه قرار گرفته است. در صورتیکه جسم امواج ارسالی را قطع کند نور به فتو ترانزیستور گیرنده نمی‌رسد وخاموش می‌شود و در نتیجه یک پالس به کنترلر ارسال می‌شود (سطح صفر).
نکته: دستگاه‌هایی که با این سنسورها کار می‌کنند در صورت بروز خطا پاک بودن آینه‌ها و صحت ارسال و دریافت سنسورها را چک کنید.
خازنی:
این سنسورها همانند خازن‌ها کار می‌کند و در صورت حضور جسم در میدان آن ظرفیتش تغییر می‌کند و یک سیگنال به کنترلر ارسال می‌کند (سطح صفر).
نکته:سنسورهای خازنی قابلیت اشکارسازی حضور هر نوع جسمی را دارند (پلاستیک،چوب، فلز و..)
القایی:
این سنسورها همانند یک سلف کار می‌کنند واز خاصیت القایی آن جهت اشکارسازی حضور جسم استفاده می‌شود. میدان دارای یک دامنه وفرکانس معین است در صورت حضور جسم نوسانات و دامنه صفر می‌شود و یک سیگنال (سطح صفر) به کنترلر ارسال می‌شود.
نکته: سنسورهای القایی فقط اجسام رسانی مغناطیسی را حس می‌کنند و قدرت آشکارسازی جسم آن‌ها به اندازه دامنه میدان تولیدی (ولتاز تغذیه) بستگی دارد.
التراسونیک:
این سنسورها از امواج مافوق صوت که در محدوده ۲۰تا ۵۰کیلو هرتز است اسفاه می‌کند.
کاربرد مهم آن استفاده در سرعت سنج ها و آشکارسازی سطح مخازن و اندازه‌گیری فلو و… است.
نحوه کار آن به این صورت است که با محاسبات سرعت موج و اختلاف زمان بین ارسال و دریافت فاصله را اندازه‌گیری می‌کنند. این سنسورها به صورت پالسی کار می‌کنند. مثلاً در هر ۲ثانیه یک بار یک پالس ارسال و فاصله را اندازه‌گیری می‌کند.
سنسور تشخیص کد رنگ:
تشخیص نوار رنگی کاغذهای بسته‌بندی
سنسور (sensor) یعنی حس‌کننده و از کلمه sens به معنی حس کردن گرفته شده و می‌تواند کمیت‌هایی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما و … را به کمیت‌های الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیر پیوسته (دیجیتال) تبدیل کند. سنسورها در انواع دستگاه‌های اندازه‌گیری، سیستم‌های کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند PLC مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آن‌ها به دستگاه‌های مختلف از جمله PLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد.
سنسورها بر اساس نوع و وظیفه‌ای که برای آن‌ها تعریف شده اطلاعات را به سیستم کنترل‌کننده می‌فرستند و سیستم طبق برنامه تعریف شده عمل می‌کند. سنسورهای بدون تماس سنسورهایی هستند که با فاصله از جسم و بدون اتصال به آن عمل می‌کند. مثلاً نزدیک شدن یک قطعه وجود آن را حس کرده و فعال می‌شوند. این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می‌تواند باعث جذب یک رله، کنتاکتور و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم می‌گردد.
