위치 센서 또는 변위 센서 또는 레벨 센서

위치, 변위 또는 레벨의 측정은 프로세스 피드백 제어, 운송 교통 제어, 로봇 공학, 보안 시스템 등과 같은 많은 생생한 애플리케이션에 매우 중요합니다. 여기서 위치라는 용어는 선택한 참조에 대한 객체 좌표(선형 또는 각도)의 결정을 나타냅니다. 변위라는 용어는 특정 거리 또는 각도에 대해 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 것을 말합니다. 임계 거리는 근접 센서에 의해 측정됩니다.

근접 센서는 위치 감지기의 임계값 버전입니다. 위치 센서는 출력 신호가 특정 기준점에서 물체까지의 거리를 나타내는 선형 장치입니다. 근접 센서는 물체와의 특정 거리가 표시에 필수적일 때 출력 신호를 생성하는 간단한 장치입니다. 변위 센서는 종종 움직임 감지가 신호 변환의 여러 단계 중 하나인 보다 복잡한 센서의 일부입니다. 예를 들어 압력이 다이어프램의 변위로 변환되는 압력 센서가 있습니다. 나중에 다이어프램 변위는 압력을 나타내는 전기 신호로 변환됩니다. 따라서 위치 센서는 다른 많은 센서의 설계에 필수적입니다.

위치 및 변위 센서는 일반적으로 속도 응답이 성능에 중요하지 않은 정적 장치입니다. 변위 또는 위치 센서를 선택하거나 설계할 때 다음 사양을 고려해야 합니다.

• 변위는 얼마나 크며 어떤 유형(선형, 원형)입니까?
• 필요한 해상도 및 정확도
• 측정 대상을 구성하는 데 사용되는 재료(예: 금속, 플라스틱, 유체, 강자성 등)
• 감지기를 장착할 수 있는 공간
• 움직이는 어셈블리에서 사용 가능한 유격 및 필요한 감지 범위
• 습도, 온도, 간섭원, 진동, 부식성 물질 등과 같은 사용 가능한 환경 조건.
• 센서에 사용할 수 있는 전력은 얼마입니까?
• 기계의 전체 수명 동안 예상되는 총 기계적 마모
• 센싱어셈블리의 생산수량(한정수량,중수량,대량생산)은?
• 감지 어셈블리의 목표 비용은 얼마입니까?


위치 센서로서의 전위차계

그림-1은 전위차계를 변위 센서로 나타냅니다. 위치 센서는 선형 또는 회전식 전위차계 또는 줄여서 포트로 구축할 수 있습니다.

R = δ(L/A)
여기서 R은 도체의 저항, A는 단면적, L은 도체의 길이입니다.

위의 방정식에서 언급했듯이 저항은 와이어 길이에 선형적으로 비례합니다. 따라서 전위차계에서 수행되는 것처럼 와이어의 길이를 제어하는 ​​대상을 만들어 변위 측정을 수행할 수 있습니다.

그림 1에서 볼 수 있듯이 자극은 포트 와이어에 연결되며, 그 움직임으로 인해 저항이 그에 따라 변경됩니다. 대부분의 전자 회로는 저항 측정을 전압 강하의 함수로 사용합니다.

선형 전위차계의 와이퍼에 걸친 전압 강하는 V = E(d/D),
여기서 D는 전체 스케일 변위, E는 포트 양단의 전압, d는 변위입니다. 여기서 출력 신호는 센서에 적용된 여기 전압에 비례합니다.


수위 센서




Figure-2는 플로트를 이용한 중력 유체 레벨 센서를 보여줍니다. 플로트 위치가 변경되는 것보다 액체 레벨이 위쪽 또는 아래쪽 방향으로 변경됩니다. 그 결과 저항에 걸쳐 와이퍼 암이 변하게 됩니다. 이것은 레벨 위치의 측정으로 이어집니다.