I. סוגי חיישני מיקום
ניתן לסווג חיישני מיקום לסוגים שונים על סמך עקרונות העבודה שלהם ותרחישי היישומים שלהם. להלן מספר סוגים נפוצים של חיישני מיקום:
חיישני צור קשר
מתג הגבלה: זהו חיישן עם מבנה פשוט ופעולה אמינה. כאשר אובייקט בא במגע עם מתג הגבול במהלך התנועה, אנשי הקשר הפנימיים שלו מפעילים, ובכך משלים את השליטה. לדוגמה, מתגי הגבלה מותקנים בשני קצוות צירי X, Y ו- Z במרכזי עיבוד כדי לשלוט על טווח התנועה.
חיישן מיקום מטריקס דו-ממדי: מותקן בדרך כלל בצד הפנימי של יד רובוטית, הוא משמש לאיתור מיקום המגע בין היד לאובייקט.
חיישני קרבה
חיישן אלקטרומגנטי: משתמש בעקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית כדי לאתר את מיקום האובייקט.
חיישן פוטו -אלקטרוני: משתמש באפקט הפוטואלקטרי כדי לאתר את מיקום האובייקט. לדוגמה, חיישן גל ארכובה פוטו -אלקטרוני וחיישן מיקום גל זיזים, המורכב מדיסק אות, מחולל איתות ומפיץ, משמש לייצור אותות לזווית ולמהירות גל ארכובה כמו גם האות המרכזי המוביל של הצילינדרים.
חיישן שנאי דיפרנציאלי (LVDT/RVDT): מגלה את המיקום של אובייקט על ידי מדידת שינויים במאפייני השדה המגנטי הנגרם בסליל החיישן. LVDT משמשת למעקב אחר תנועה לינארית, ואילו RVDT עוקב אחר מיקום הסיבוב של אובייקט.
חיישן זרם אדי: משתמש באפקט הזרם האדיני כדי לאתר את מיקום האובייקטים המוליכים. מרבית חיישני הזרם המעורפלים מתפקדים כחיישני קרבה, וקובעים מתי אובייקט ניגש למיקום החיישן.
חיישן קיבולי: מסתמך על איתור שינויים בקיבול כדי לקבוע את מיקום האובייקט שנמדד.
חיישן הול: בהתבסס על אפקט האולם, הוא קובע את מיקום האובייקט על ידי מדידת שינויים במתח ההיכל. ניתן להשתמש בשבבי חיישני הול למדידה מדויקת של מיקום מגנטים של רוטור במנועי DC ללא מברשות.
מתג קנה: סוג מיוחד של מתג קרבה המשנה את מצב המעגל דרך שדה מגנטי או כוח מכני כאשר אובייקט מתקרב.
סוגים אחרים
מקודד פוטו -אלקטרוני: ממיר את מיקום האובייקט לאות דיגיטלי באמצעות ממיר פוטו -אלקטרוני, המשמש בדרך כלל למדידת עמדות סיבוב, כמו במנועים ורוטורים בציוד מכני.
חיישן סיבוב (סוג פוטנציומטר): קובע את מיקום האובייקט על ידי מדידת זווית הסיבוב. הוא משתמש בנגד משתנה כדי לייצר שינויי התנגדות, ומגלה שינויים אלה לקביעת המיקום, המשמש לעתים קרובות למדידת המיקום של מכשירים מסתובבים.
מקודד מגנטי: משתמש בעקרון של אינדוקציה של שדה מגנטי כדי לקבוע את מיקום האובייקט על ידי מדידת שינויים בשדה המגנטי. מקודדים מגנטיים מציעים בדרך כלל יכולות דיוק גבוהות ואנטי-אינטרסיות, המתאימות לסביבות שונות.
חיישן טווח לייזר לייזר: מודד מרחק באמצעות קרן לייזר, וקובע את מיקום האובייקט על ידי מדידת זמן או עוצמת קרן הלייזר המשתקפת.
חיישן קולי: משתמש בגלים קולי כדי למדוד את המרחק בין אובייקט לחיישן, הנפוץ למדידת מיקום האובייקטים הרחק מהחיישן.
GPS: משתמש בטכנולוגיית מיקום לוויין כדי לקבוע את קואורדינטות הרוחב והאורך של חפץ על כדור הארץ על ידי קבלת אותות לוויין.
II. שימושים בחיישני מיקום
בשל הדיוק והאמינות הגבוהים שלהם, לחיישני המיקום יש מגוון רחב של יישומים בשדות שונים:
אוטומציה של מפעל: בקווי ייצור אוטומטיים, חיישני מיקום משמשים לגילוי מיקום המוצרים, המאפשרים מיון אוטומטי, בחירה, אריזה ופעולות אחרות לשיפור יעילות הייצור.
בתים חכמים: חיישני מיקום יכולים לגלות את מיקומם של אנשים, מכבים אוטומטית או על אורות, מיזוג אוויר ומכשירים אחרים בחדר, ולהשיג חיסכון באנרגיה והגנה על הסביבה.
תחום רפואי: במהלך הניתוח, חיישני מיקום יכולים לאתר במדויק את מיקום המכשירים הכירורגיים, ולסייע לרופאים לבצע ניתוחים כירורגיים מדויקים יותר.
לוגיסטיקה: חיישני מיקום משמשים לאיתור מיקום הפריטים לניהול מלאי מדויק יותר והפצת מוצרים.
אבטחה: במערכות מעקב, חיישני מיקום יכולים לאתר את מיקומם של אנשים ואובייקטים בטווח הניטור, ולשפר את יכולות האבטחה.
אלקטרוניקה לרכב: חיישני מיקום משמשים לפיקוח ובקרה על מצב ההפעלה של המנועים, תוך שיפור ביצועי הרכב והבטיחות.
תעופה וחלל: במערכות ניווט מטוסים, חיישני המיקום ממלאים תפקיד מכריע בהבטחת טיסה מדויקת ונחיתה בטוחה.
III. מַסְקָנָה
עם התקדמות טכנולוגית רציפה ויישום חומרים חדשים, חיישני המיקום הופכים לחכמים יותר ויותר, מיניאטוריים וביצועים גבוהים. הם לא רק עומדים בביקוש השוק ההולך וגדל למדידת דיוק ובקרה אינטליגנטית, אלא גם ממלאים תפקיד בלתי ניתן להחלפה בהנעת חדשנות ופיתוח בענפים שונים. בעתיד, עם פיתוח מתמשך של טכנולוגיות כמו אינטרנט של דברים, נתונים גדולים ובינה מלאכותית, סיכויי היישום לחיישני מיקום יהיו רחבים עוד יותר.