پاورپوینت اصول و مبانی حسگرهای پایه

— پاورپوینت شامل تصاویر میباشد —-

اسلاید ۱ :

اندازه‌گیری جابجایی

مبدل یا ترانسدیوسر: تبدیل انرژی از نوعی به نوعی دیگر

حسگر: مبدل کمیات فیزیکی به الکتریکی

محرک (Actuator): مبدل سیگنال الکتریکی به خروجی فیزیکی

اندازه‌گیری جابجایی

-اندازه‌گیری اندازه، شکل، و موقعیت اندام‌های داخلی و بافت‌ها

-پارامترهای فوق تعیین کننده عملکرد نرمال و غیرنرمال اندام

-بکارگیری حسگرها در دو حالت مستقیم و غیرمستقیم

    – مستقیم: قطرسنجی رگهای خونی، تغییرات حجم و شکل حفره‌های قلبی

    – غیرمستقیم: حرکت‌سنجی مایعات در دریچه‌های قلب (میکروفون عبوری از دیافراگم برای آشکارسازی حرکت قلب و سوفل قلبی)

اسلاید ۲ :

-انواع حسگرهای جابجایی: مقاومتی، القایی، خازنی، و پیزوالکتریک

حسگرهای مقاومتی

۱- پتانسیومترها

سه نوع پرکاربردتر: 

نوع تحریک: DC یا AC

خروجی: تا ۰٫۰۱% خطی

اسلاید ۳ :

کرنش سنج‌ها (Strain Gages)

-کشیده‌شدن سیم: تغییر قطر، طول، و مقاومت‌ویژه (تغییر در ساختار پنجره‌ای ماده)

-اندازه‌گیری جابجایی‌های بی‌نهایت کوچک (در حد نانومتر) با کرنش سنج‌ها

برای یک سیم مقاومتی:

برقراری ارتباط بین تغییر طول و قطر با نسبت پواسن μ

– تغییر طول اثر بعد و تغییر مقاومت ویژه اثر پیزومقاومتی

اسلاید ۴ :

عامل Gage بصورت زیر تعریف می‌شود:

-G برای نیمه‌هادی‌ها بیشتر از فلزات، بعلت غالب بودن اثر پیزو مقاومتی

-طبقه‌بندی بدو گروه محدودشده و محدود نشده

-تبدیل فشارخون به سیگنال الکتریکی

-پل کرنش سنج دارای جبران حرارتی و سیگنال بزرگتر بخاطر SG های بیشتر

-در SG های مدارمجتمع، نیمه‌هادی بستر بعنوان دیافراگم

-SG های مدارمجتمع دارای حساسیت بالا و جبران حرارتی بسیارخوب

کاربرد کرنش سنج‌ها:

۱- فشارسنج  ۲- حجم سنج (سیستم گردش خون و تنفس)

اسلاید ۵ :

مدارهای پل:

پل وتستون، ایده‌آل برای اندازه‌گیری تغییرات کوچک مقاومتی، در حال تعادل اگر

بافرض برابری تمام مقاومتهای پل باندازه R0، و R0 << R1؛ با ازدیاد R1 و R3 باندازه ΔR و کاهش R2 و R3 بهمین اندازه، آنگاه

-مقاومت Ry و Rx جهت تغییر مقاومت اولیه بازوها؛ مقدار Rx 10 برابر بزرگتر از مقاومت پل جهت کاهش اثر بارگذاری

حسگرهای القایی

اندوکتانس جهت اندازه‌گیری جابجایی

– μ ضریب نفوذپذیری مغناطیسی، G ضریب هندسی شکل، n تعداد دور سیم‌پیچ