سنسور موقعیت مجاورتی القایی

سنسور موقعیت مجاورتی القایی:
سنسور موقعیت مجاورتی القایی (Inductive Proximity Sensors)، نوع دیگری از سنسور موقعیت القایی است که کاربرد زیادی دارد. این سنسور را سنسور جریان گردابی (Eddy Current Sensor) نیز می گویند.

سنسورهای موقعیت مجاورتی القایی در واقع برای اندازه گیری جابه جایی یا چرخش زاویه ای مورد استفاده قرار نمی گیرند، بلکه به منظور تشخیص حضور اشیا در مقابل یا در مجاورت آن ها به کار برده می شوند. 

سنسور موقعیت مجاورتی القایی را می توان یک سنسور موقعیت غیر تماسی (Non-contact) دانست که از میدان مغناطیسی برای تشخیص اشیا استفاده کرده و نهایتا یک کلید را فعال می کند.

در هر سنسور القایی، یک سیم پیچ حول یک هسته آهنی با میدان مغناطیسی پیچانیده می شود تا یک حلقه القایی تشکیل شود.

زمانی که یک ماده فرومغناطیسی، مانند یک صفحه آهنی فرومغناطیسی یا پیچ آهنی، در معرض میدان جریان گردابی قرار گیرد که در اطراف سنسور موقعیت القایی تشکیل می شود، آن گاه اندوکتانس سیم پیچ به صورت چشمگیری تغییر می یابد.

مدار آشکارساز سنسورهای مجاورتی، این تغییرات را تشخیص می دهند و یک ولتاژ خروجی را تولید می کنند.

بنابراین می توان گفت سنسور موقعیت مجاورتی القایی بر اساس قانون القای فاردادی (Faraday’s Law of Inductance) عمل می کند. در تصویر زیر نمایی از ساختار یک سنسور مجاورتی القایی را می توان مشاهده کرد.

یک سنسور موقعیت مجاورتی القایی چهار قسمت اصلی دارد. قسمت اول، اسیلاتور یا نوسان گر است که یک میدان الکترومغناطیسی تولید می کند. سایر اجزا این مدار سیم پیچ، مدار آشکارساز و مدار خروجی هستند.

سیم پیچ در این سنسور برای تولید میدان مغناطیسی، مدار آشکارساز به منظور شناسایی تغییرات میدان به وجود آمده در هنگام حضور اشیا در برد سنسور و مدار خروجی با هدف تولید سیگنال نهایی خروجی با اتصال Normally Closed یا Normally Open به کار برده می شوند.

اتصال Normally Closed را به اختصار با NC و اتصال Normally Open را با NO نمایش می دهند.

سنسورهای مجاورتی القایی قادر هستند که حضور اشیا آهنی در مقابل سر سنسور را بدون وجود ارتباط فیزیکی با شی مورد اندازه گیری، تشخیص دهند.

این ویژگی، سنسورهای مجاورتی القایی را برای کار در محیط های آلوده و مرطوب ایده آل می سازد. بازه اندازه گیری سنسورهای مجاورتی القایی معمولا کوچک بوده و به صورت تقریبی از 0٫1 میلی متر تا 12 میلی متر در نظر گرفته می شود.

علاوه بر کاربردهای صنعتی، سنسورهای مجاورتی القایی در کاربردهایی نظیر کنترل جریان ترافیک نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

در این کاربرد، با استفاده از سنسورهای مجاورتی القایی، چراغ های راهنمایی در تقاطع ها و بزرگراه ها تغییر وضعیت می دهند.

زمانی که خودروها و سایر وسایل حمل و نقل از مقابل سنسورهای مجاورتی القایی عبور می کنند، بدنه فلزی خودرو باعث ایجاد تغییر در اندوکتانس سنسور القایی می شود و خروجی را در سنسور فعال می کند. بنابراین کنترل کننده چراغ راهنمایی از حضور خودروها آگاه می شود.

یکی از بزرگ ترین معایب این نوع از سنسورهای موقعیت، همه جهته (Omni-directional) بودن آن ها است. به عبارت دیگر، این سنسورها می توانند حضور یک شی فلزی را در بالا، پایین و یا طرفین خود تشخیص دهند.

یکی دیگر از معایب سنسورهای مجاورتی القایی این است که نمی توانند حضور اشیا غیرفلزی را در برابر خود آشکار کنند.

البته سنسورهای مجاورتی خازنی (Capacitive Proximity Sensors) و سنسورهای مجاورتی مافوق صوت (Ultrasonic Proximity Sensors) نیز وجود دارند که می توانند تا حدی بر برخی از این مشکلات غلبه کنند.

از سایر انواع سنسورهای موقعیت مغناطیسی متداول می توان به کلید های Reed، سنسورهای اثر هال و سنسورهای رلوکتانس متغیر اشاره کرد.