پاورپوینت آشنایی با سنسورهای بدون تماس

اختصاصی از فی بوو پاورپوینت آشنایی با سنسورهای بدون تماس دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت تحقیق : power point / تعداد اسلاید : 21 اسلاید

/روشها/تعاریف/انواع/اصطلاحات/نتیجه گیری

تحقیق درموردآشکار ساز حرکت توسط سنسور PIR

اختصاصی از فی بوو تحقیق درموردآشکار ساز حرکت توسط سنسور PIR دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه15

فهرست مطالب

قطعات مورد نیاز

آشکار ساز حرکت توسط سنسور PIR

نقشه مدار

بلوک دیاگرام مدار

آیسی LM324

آیسی CD 4538

جدول عملکرد آیسی 4538

درایو کردن یک سوییچ

مطالب مرتبط

در این پروژه با نحوه کار با سنسورهای PIR آشنا می شو ید.این سنسور در بهینه سازی انرژی در ساختمان ، دزد گیرها و موارد دیگر کاربرد دارد.

سنسور PIR به هر جسم متحرکی که داری حرارت باشد.واکنش نشان می دهد.این جسم متحرک می تواند انسان یا حیوان باشد.حتی شما می توانید برای تست این مدار یک لیوان آب جوش را در بالای این سنسور حرکت داده و شاهد روشن و خاموش شدن LED به کار رفته در این مدار باشید.به جای LED می توانید <u>بیزر</u>(Buzzer) استفاده کنید .در صورت استفاده از بیزر به جای LED به جای روشن و خاموش شدن LED در صورت حرکت جسم متحرک صدای بوق را خواهید شنید.

مقاله سنسور دبی جرمی هوا

اختصاصی از فی بوو مقاله سنسور دبی جرمی هوا دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل:word (قابل ویرایش)

تعداد صفحات :11

فهرست مطالب :

سنسور دبی جرمی هوا (MAF)
ولتاژ خروجی سنسور دبی جرمی هوا :
کدهای خطای دستگاه عیب یاب سنسور MAF :
عیب یابی سنسور دبی جرمی هوا ( MAF ):

توضیحات

این سنسور که در سیستم های انژکتوری چند نقطه ای مختلف مورد استفاده قرار گرفته است ، دارای دو قسمت اصلی می باشد : سیم داغ و فیلم داغ . اگرچه از نظر طراحی اندکی با هم متفاوت اند ، اما هر دو حجم و چگالی هوای ورودی به موتور را اندازه می گیرند . بنابراین واحد کنترل الکترونیکی قادر است میزان سوخت مورد نیاز برای تشکیل مخلوط سوخت و هوای مناسب را اندازه گیری کند .

دانلود مقاله سنسور در موتور های انژکتوری

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله سنسور در موتور های انژکتوری دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 سنسورها :
آیا تا کنون درباره سنسورهای موجود در خودروهای انژکتوری چیزی شنیده اید. آیا می دانید سنسور دما چیست؟ آیا می دانید وظیفه استپ موتور چیست؟
1- سنسور دمای هوا (ATS(
این سنسور در مسیر دستگاه هوای هواکش قرار گرفته است و اطلاعات مربوت به دمای هوا و مقدار هوای ورودی را به موتور را به واحد کنترل الکترونیکی ارسال میدارد .
واحد کنترل این اطلاعات را به جهت تنظیم مقدار پاشش سوخت در مانیفولد ورودی به کار میبرد . این سنسور در واقع یک سنسور حرارتی میباشد که نوعی مقاومت است که آن با دمای هوای ورودی تغییر میکند بر اساس ولتاژ خروجی ، کامپیوتر موتور دمای هوای ورودی را تعین کرده و مطابق با آن میزان سوخت تزریقی را تنظیم میکند .
2- سنسور دمای آب (CTS (
این سنسور بر روی سر سیلندر و بر روی منیفولد هوا قرار گرفته است . این سنسور اطلاعات مربوط به درجه حرارت آب خنک کننده را توسط یک مقاومت حساس در برابر حرارت به واحد کنترل موتور بر اساس ولتاژ خروجی سنسور مربوطه ، گرم شدن موتور را تشخیص داده و در نتیجه مخلوط مناسبی از هوا و بنزین را در هنگامی که موتور سرد است فراهم میکند .
3- سنسور فشار هوای منیفولد ( MAP(
ای سنسور توسط یک شیلنگ میزان خلأداخل منیفولد را حس کرده و اختلاف ولتاژ را به واحد ECU ارسال میدارد این سنسور بر روی بدنه خودرو در کنار ECU و شیر برقی EGR و کنیستر قرار دارد . ECU توسط این اطلاعات نیازمندیهای سوخت دستگاه را تعین کرده و به انژکتورها دستور پاشش سوخت را ارسال میدارد این سنسور دارای ولتاژ 5 ولت میباشد فشار مطلق برابر است با فشار بارمتریک منهای خلایی که توسط پیستونها ایجاد میشود . به طور مثال اگر فشار بارومتریک در سطح دریا برابرHg 30 و خلا مانیفولد برابر Hg20 در این صورت فشار مطلق برابر Hg 10 میباشد . تمامی سنسورهای MAP به این طریق عمل میکنند .
4- سنسور اکسیژن
این سنسور مقدار اکسیژن گازهای خروجی را که در منیفولد دود میباشند اندازه گرفته و ولتاژی مناسب با اکسیژن موجود در سیستم که نشانه رقیق یا غنی بودن مخلوط میباشد به واحد ECU ارسال میکند ولتاز کم نشانه زیاد بودن اکسیژن و ولتاژ زیاد نشانه مک بودن اکسیژن است .کنترل سوخت در این سیستم به روش حلقه بسته انجام میگیرد بنا بر این سنسور اکسیژنزمانی فعال می گردد که دمای موتور به حد نرمال رسیده باشد . (300درجه سانتیگراد (
این سنسور به سنسور تک سیم ( Unheated ) معروف است و تمامی اطلاعات از این طریق به ECU منتقل میگردد و این واحد نیز تزریق سوخت را بر حسب نیاز تغییر می دهد .
این سنسور در مسیر جریان گازهای خروجی نصب میشود . با دانستن مقدار اکسیژن در گازهای خروجی ECU مقدار مخلوط سوخت و هوا را محاسبه خواهد کرد واحد ECU از سیگنالهای ارسال شده از سنسور O2 استفاده میکند ( به عنوان یکی از پارامترهایی که زمان پاشش را محاسبه میکند .
روش استفاده از حلقه بسته به این جهت به کار می رود تا موتور را تا حد امکان در یک نسبت استوکیومتریک (سوخت / هوا 1 :7/14 ( نگه دارد .( در موقعیتهایی که بار کمتری به موتور وارد میشود ( . 5- سنسور وضعیت دریچه گاز (TPS ( این سنسور از یک مقاومت متغیر دورانی تشکیل شده است و با گردش محور دریچه گاز مقدار مقاومت تغییر کرده و باعث تغییر در ولتاژ خروجی سنسور موقعیت دریچه گاز میگردد . این تغییر ولتاژ بهECU ارسال شده ، تا از میزان باز و بسته بوده دریچه گاز مطلع سازد .
واحد ECU متناسب با درجه باز شدن دریچه گاز و یا به عبارتی ولتاژ خروجی این سنسور میزان شتاب را تعین میکند و مطابق با آن بهترین تزریق سوخت را انجام میدهد . اتصال لغزنده این سنسور با محور دریچه گاز هم محور بوده و با کوچکترین حرکت درچه گاز میزان بازبودن آن را حس کرده و در اثر بار و بسته شدن دریچه گاز ولتاژ خروجی از سنسور تغییر میکند و بر اثر این تغییر ولتاژ اطلاعات ECU ارسال شده و واحد کنترل موتور نیز مخلوط سوخت مورد نیاز را محاسبه مینماید . این سنسور بر روی دریچه گاز نصب میگردد .
سنسور دور موتور و موقعیت زاویه میلنگ :
این سنسور با داشتن دو پایه ارتباطی به ECU میتواند بصورت امواج سینوسی، اطلاعات مربوطه به دور لحظه ای موتور را به ECU ارسال کند. این سنسور که وظیفه بسیار مهمی را بازی می کند. انتهای این سنسور که دارای یک آهنربای دائم و یک سیم پیچ است با چرخ دنده های فلایویل دور موتور که کمی جلوتر از فلایویل اصلی موتور است چند میلیمتر فاصله دارد. این فلایویل میتوانست شامل 60 دنده منظم باشد که دو دندانه آن را برداشته اند. حین چرخش فلایویل هنگامی که محل دو دندانه پاک شده به سر انتهایی سنسور رسید ، دو پیستون هم کورس دقیقاً در نقطه مرگ بالا قرار دارند. 180 درجه پس از این ، دو پیستون هم کورس دیگر هم به نقطه مرگ بالا میرسند. نحوه عملکرد این سنسور بدین صورت است که با عبور هر دندانه از جلوی سنسور، یک پالس به ECU فرستاده میشود. هنگامی که دندانه های پاک شده به سر انتهایی سنسور رسید دیگر پالسی ارسال نشده و ECU متوجه میشود که نقطه مرگ بالا فرا رسیده و باید دستور پاشش سوخت و جرقه زنی را صادر کند. دو دندانه پاک شده با احتساب 60 دندانه در 360 درجه، گستره 12 درجه را شامل میشوند. این بدین معناست که حداکثر آوانس استاتیکی دلکو 12 درجه میتواند باشد.
این سنسور از یک دیسک فلزی تشکیل شده است که بر روی آن شکافهایی در دور ردیف شعایی با زاویه معلوم نسبت به یکدیگر ایجاد شده است و دیسک را به چهار ناحیه با زاویه 90 درجه تقسیم میکند . دو عدد دیود نوری (LED( و فتودیود در مقابل این شکافها قرار داده شده است و در اثر گردش دیسک هنگامی که یک شکاف در مقابل دیود مربوطه قرار میگیرد با ولتاژ پنج ولت در خروجی سنسور ظاهر میگردد . بدین ترتیب دور موتور و وقعیت زاویهای را به واحد (ECU ( هدایت میکند . محل نصب این سنسور بر روس=ی دلکو میباشد . ECU زمان جرقه را انتخاب کرده و در هنگام روشن شدن موتور زمان جرقه توسط دلکو کنترل میشود . وقتی موتور به کار افتاد زمان جرقه به واحد کنترل ارسال شده و با روشن شدن موتور تعین میشود . هدف زمانبندی در این است که با تنظیم زمان جرقه در رابطه با نقطه مرگ بالا حد اکثر قدرت در موتور بدست آید . آوانس کلی جرقه از روی محاسبه اطلاعات دریافت شده از سنسورهای موتور که روی زمانبندی جرقه تاثیر میگذارد محاسبه میگردد . واحد کترل موتور این اطلاعات را از سنسورهای MAP و و دور موتور حس کرده و مقدار و زمان پاشش سوخت نسبت به میزان هوای ورودی محاسبه میگردد .
عملگرها ( ACTUATORS ( اطلاعاتی که واحد کنترل موتور از سنسورها دریافت میکند ، توسط عملگرها فعال میشود تا یک سوخت مناسب را جهت احتراق کامل فراهم سازد . عملگرها شامل اجزاء زیر میباشند :
انژکتور :
انژکتور یک سولونوئید الکتریکی است که به صورت دیجیتالی عمل میکند ودستکاه ECU انژکتورها را در شرایط مختلف و با ارسال پالسهای الکتریکی کنترل میکند . هنگامیکه جریان الکتریکی به انژکتورها میرسد سولونوئید دریچه پاشش را باز کرده و در اثر اختلاف فشار مابین لوله سوخت رسانی در منیفولد هوا سوخت به صورت پودر شده به پش سوپاپ هوا پاشیده میشود . طول زمان تزریق توسط ECU تعین میگردد . انژکتور از یک سوپاپ سوزنی و یک سولونوئید تشکیل شده است با اعمال ولتاژ به انژکتور سولونوئید درگیر شده و انژکتور را جهت تحویل سوخت باز میکند . هنگامی که به هر کدام از انژکتورها ولتاژ میرسد سوزن انژکتور آهنربا شده و سمت بالا حرکت میکند و بدین ترتیب مسیر بنزین ورودی به سیلندر را باز میکنند . با قطع جریان سوزن انژکتور توسط نیروی فنر به جای خود بر میگردد و نازل بسته میشود .
2- شیر برقی ( EGR )
یک نوع سولونوئید است که به فرمان ECU باز و بسته میشود یکی از گازهای آلاینده خروجی از موتور اکسید ازت میباشد . گاز ازت در درجه حرارت بالا در اتلق احتراق تشکیل می شود . بدین ترتیب که پیوند N2 و O2 شکسته شده و با یکدیگر ترکیبات NOX را میسازند که مضر جهت محیط زیست میباشند . برای کاهش تشکیل مقدار اکسید ازت بایستی درجه حرارت حاصل از حرارت را کاهش داد . بدین منظور سیستم EGR طراحی شده است که به طریق زیر عمل میکند . تمامی این سیستمها به این طریق عمل میکنند که کازهای خروجی را به منیفولد هدایت کرده تا درجه حرارت محفظه احتراق را پائین نگه دارند در نهایت آلودگی خروجی کمتر گردد . شیر برقی EGR در حالت عادی باز است یعنی هنگامی که موتور روشن میشود شیر برقی با ولتاژ 12 ولت مستقیم فعال شده وسوپاپ آن به وسیله آهن ربای ایجاد شده در سولونوئید باز میشود و کانال شیر را به هوای آزاد وصل میکند بنا بر این شیر مکانیکی EGR که به وسیله خلا تانک آرامش کار میکند بسته است زمانی که دور موتور ازحالت دور آرام به دور متوسط میرسد جریان الکتریسیته در در شیر برقی قطع شده و شیلنگ خلا به به شیلنگ شیر مکانیکی EGR وطل میشود در نتیجه مقداری از گاز خروجی از اگزوز به اتاق احتراق جهت کاهش حرارت حاصل از احتراق هدایت میشود بدین ترتیب از تشکیل NOX کاسته میشود با رسال فرمان از ECU به شیر برقی EGR سولونوئید آن باز شده و توسط خلا سوپاپ آن عمل میکند .
شیر برقی EGR در موارد زیر عمل نخواهد کرد :
1- در حالت کار کرد سرد موتور
2- در حالت دور آرام
3- در بار سنگین موتور
4- شیر برقی دور آرام ISC
این سولونوئید تامین کننده هوای مورد نیاز در مراحل مختلف دور آرام میباشد تا موتور در مراحل مختلف دورهای موتور بهترین مخلوط سوخت و هوا را داشته باشد . هنگامیکه دریچه اصلی گاز بسته میشود یا پا از روی پدال برداشته میشود سنسور دریچه گاز وضعیت را از طریق ارسال سیگنالی به ECU اطلاع می دهد . در این صورت شیر برقی دور آرام با فرمان ECU باز میشود .
4- شیر برقی کنیستر ( استکانی ضد تبخیر (
این سولونوئید به وسیله دستکاه ECU کنترل می شود .
پالسهای الکتریکی دریافت شده از ECU یک حوزه مغناطیسی را در سیم پیچ سولونوئید ایجاد کرده و در نتیجه هسته آن تحریک شده آن به سمت بالا کشیده میشود و کانال ورودی را به کانال خروجی متصل مینماید .
بدین ترتیب در هنگام استارت زدن سولونوئید را تحریک میکند تا بخار بنزین انباشته شده در مخزن کنیستر را به وسیله کانالی که روی مخزن آرامش قرار دارد به منیفولد ورودی هدایت کند .
5-کوئل
دستگاه کوئل این سیستم ( خشک ) پرس الکتریکی ساخته شده است
هنگامی که سوئیچ باز میشود واحد کنترل موتور بر اساس اطلاعات دریافت شده از سنسور دور موتور توسط پالس ارسالی ، جریان سیمپیچ اولیه کوئل را قطع و وصل میکنند و بین دو الکترود شمع ایجاد جرقه مینماید و بدین ترتیب زمان دقیق جرقه را کنترل میکند
6- رله اصلی
رله اصلی دارای یک کنتاکت است که در پایین هسته قرار دارد و مقناطیس ایجاد شده توسط سیمپیچ بر روی هسته ، عمل کنتاکت را کنترل میکند .
زمانی که سوئیچ باز میشود ولتاژ باتری از سوئیچ به رله اصلی ارسال می گردد و این رله وظیفه دارد ولتاژ باتری را به عملگرها منتقل کند .
در نتیجه پمپ سوخت و انژکتورها و سیستم جرقه برای راهاندازی موتور فعال میشوند . رله وظیفه دارد که جریان الکتریکی را به سیستم موتور رسانده و جریان مطمئنی را جهت جلوگیری از جریان سوخت در هنگامی که موتور در حال حرکت نمیباشد ، تولید کند .
رله ها با یک جریان کم عبور جریان زیادی را امکان پذیر میسازد .
7- پمپ سوخت
از نوع پروانهای با موتور DC ، زمانی که سوئیچ باز میشود رله اصلی به وسیله ولتاژ باتری فعال میشود و پمپ سوخترسانی را فعال میسازد .
در نهایت سوخت به وسیله پمپ در فضایی اطراف موتور پمپ و مدار سیستم سوخت رسانی جریان مییابد و فشار در حدودbar 5/5 ، سیستم سوخت رسانی را تغذیه میکند .
بنزین توسط پرهها به سمت بالا کشیده میشود . پمپ بنزین در داخل باک نصب شده و همیشه در بنزین شناور است . این امر سر وصدایناشیاز کار پمپ را جذب کرده و هم مانع ایجاد حباب هوا میشود هنگامی که موتور خاموش است سوپاپ یکطرفه عمل کرده و این سوپاپ با حفظ کردن فشار بنزین ، امکان روشن کردن موتور داده و مانع از تشکیل بخار در لوله بنزین در دمای بالا میگردد .
سنسور سرعت خودرو Vehicle Speed Sensor:
این سنسور با داشتن یک پایه خروجی میتواند بصورت پالس، اطلاعات مربوط به سرعت لحظه ای خودرو را به ECU ارسال کند. محل قرارگیری این سنسور روی دیاق دیفرانسیل است. داخل این سنسور یک آهنربای دائم و یک سیم پیچ وجود دارد و با سیم کیلومتر در ارتباط است. نحوه عملکرد این سنسور بدین ترتیب است که با چرخش سیم کیلومتر، پالس هایی به ECU می فرستد. به کمک این پالس ها ECU سرعت خودرو را محاسبه میکند. لازم به ذکر است که درجه کیلومتر و سرعت سنج در پژو همچنان با سیم کیلومتر کار میکند.

استپ موتور Idling Regulation Step Motor:
وظیفه اصلی این قطعه، روشن نگه داشتن خودرو در حالت دور آرام است. این قطعه وظیفه بسیار مهمتری نیز دارد. هنگامی که کولر را روشن میکنیم، کمپرسور بار خود را روی موتور وارد میکند. برای جبران آن، استپ موتور ژیگلور مربوطه را کمی به عقب تر می کشد. تا خود به خود گاز کمی زیاد شود. اگر سنسور ضربه نیز نصب شده بود استپ وظیفه گسترده تری داشت.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله    12صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید

دانلود مقاله بررسی سنسور ها

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله بررسی سنسور ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه:
امروز وابستگی علوم کامپیوتر، مکانیک و الکترونیک نسبت به هم زیاد شده‌اند و هر مهندس و با محقق نیاز به فراگیری آن‌ها دارد، و لذا چون فراگیری هر سه آنها شکل به نظر می‌رسد حداقل باید یکی از آن‌ها را کاملاً آموخت و از مابقی اطلاعاتی در حد توان فرا گرفت. اینجانب که در رشته مهندسی مکانیک گرایش خودرو تحصیل می‌کنم، اهمیت فراگیری علوم مختلف را هر روز بیشتر حس می‌کنم و تصمیم گرفتم به غیر از رشته تحصیلی خود سایر علوم مرتبط با خودرو را محک بزنم. می‌دانیم که سال‌هاست علوم کامپیوتر و الکترونیک با ظهور میکروچیپ‌ها پیشرفت قابل ملاحظه‌ای کرده‌اند و این پیشرفت دامنگیر صنعت خودرو نیز شده است، زیرا امروزه مردم نیاز به آسایش، ایمنی، عملکرد بالا از خودرو خود توقع دارند. از نشانه‌های ظهور الکترونیک و کامپیوتر در خودرو پیدایش سنسورها در انواع مختلف، و سیستم‌های اداره موتور و سایرتجهیزات متعلقه می باشد. این تجهیزات روز و به روز تعدادشان بیشتر و وابستگی علم مکانیک به آن ها بشتر می‌شود. در ادامه سعی دارم نگاهی به تولید وسنسورهای موجود در بازار بیاندازیم و زمینه را برای ساخت یک سنسور پارک مهیا کنم، تا از ابزارهای موجود حداکثر بهره‌ را برده وعملکرد مطلوب ارائه داد.

فصل اول
سنسور چیست؟

سنسور چیست؟

امروزه بحث سنسور به اهمیت مفاهیمی از قبیل میکروپرسسور (پردارزش گر)، انواع مختلف حافظه وسایر عناصر الکترونیکی رسیده است، با این وجود سنسور هنوز هم فاقد یک تعریف دقیق است همچنانکه کلمات الکترونیکی از قبیل پروب، بعدسنج، پیک آپ یا ترنسدیوسر هنوز هم معانی لغوی ندارند. جدا از این‌ها کلمه سنسور خود ریشه بعضی کلمات هم خانواده نظیر المان سنسور، سیستم سنسور، سنسور باهوش و تکنولوژی سنسور شده است کلمه سنسور یک عبارت تخصصی است که از کلمه لاتین Sensorium، به معنی توانایی حس کرد، یا Sensus به معنی حس برگرفته شده است. پیش از آن که بحث را ادامه دهیم لازم است عبارت سنسور را در صنعت الکترونیک تعریف کنیم:
یک سنسور هم کمیت فیزیکی معین را که باید اندازه‌گیری شود به شکل یک کمیت الکتریکی تبدیل می‌کند، که می‌تواند پردازش شود یا به صورت الکترونیکی انتقال داده شود. مثلاً یک سنسور رنگ می‌تواند تغییر در شدت نور را به یک پروسه تبدیل نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل کند. بنابراین سنسور را می‌توان به عنوان یک زیر گروه از تفکیک کننده‌ها که وظیفه‌ی آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محیط فیزیکی و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الکتریکی است تعریف کرد. البته سنسوری مبدلی نیز ساخته شده‌اند که خود به صورت IC می‌باشند و به عنوان مثال (سنسورهای پیزوالکترونیکی، سنسورهای نوری).
وقتی ما از سنسوری مجتمع صحبت می‌کنیم منظور این است که تکیه پروسه آماده‌سازی شامل تقویت کردن سیگنال، فیلترسازی، تبدیل آنالوگ به دیجیتال و مدارات تصحیح‌ می‌باشند، در غیر این صورت سنسوری که تنها سیگنال تولید می‌کند به نا سیستم موسوم هستند.
در نوع پیشرفته به نام سنسور هوشمند یک واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خورجی آن عاری از خطا باشد منطقی‌تر شود. واحد پردازش سنسور که به صورت یک مدار مجتمع عرضه می‌شود اسمارت (Smart) نامیده می‌شود. یک سنسور باید خواص عمومی زیر را داشته باشد تا بتوان در سیستم به کار برد که عبارتند از:
حساسیت کافی، درجه بالای دقت و قابلیت تولید دوباره خوب، درجه بالای خطی بودن، عدم حساسیت به تداخل و تاثیرات محیطی، درجه بالای پایداری و قابلیت اطمینان، عمر بالای محصول و جایگزینی بدون مشکل.
امروزه با پیشرفت صنعت الکترونیک سنسوری مینیاتوری ساخته می‌شود که از جمله مشخصه‌ی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
سیگنال خروجی بدون نویز، سیگنال خروجی سازگار با باس، احتیاج به توان پایین.

فصل 2
تکنیک های تولید سنسور

تکنیک‌هایی در تولید سنسور:
تکنولوژی سنسور امروزه براساس تعداد نسبتاً زیادی از سنسورهای غیرمینیاتوری استوار شده است. این امر با بررسی ابعاد هندسی سنسوریهایی برای اندازه‌گیری فاصله، توان، شتاب، سیال عبوری فشار و غیره مشاهده می‌شود. برای اکثر سنسورها این ابعاد از cm10 تجاوز می‌کند. اغلب ابعاد، سنسورها توسط خود سنسور تعیین نمی‌شود بلکه وسیله پوشش خارجی آن مشخص می‌گردد. با این وجود، حتی در چنین مواردی خود سنسورها از نظر اندازه در حد چند سانتی‌متر هستند. چنین سنسوریهایی که می‌تواند گاهی خیلی گرانبها باشند، برای مثال در زمینة اندازه‌گیری پروسة. تکنولوژی تولید و ربات‌ها، تکنولوژی‌های میکروالکترونیک زیر اکثراً به کار برده می‌شوند:
تکنولوژی سیلیکان، تکنولوژی لایه نازک، تکنولوژی لایه ضخیم/هیبرید، سایر تکنولوژی‌های نیمه هادیپرسوه‌های دیگری نیز در تولید سنسور بکار برده می‌شود، از قبیل تکنولوژی‌های فویل سینتر، تکنولوژی فیبرنوری، مکانیک دقیق، تکنولوژی لیزر نوری، تکنولوژی مایکروویو و تکنولوژی بیولوژی. بعلاوه، تکنولوژی‌هایی از قبیل پلیمرها، آلیاژهای فلزی یا مواد پیزوالکتریکی نیز نقش حساسی را در تولید سنسور بازی می‌کنند.از آنجایی که سیلیکان و نیمه هادی‌های دیگر بطور خیلی گسترده در میکروالکترونیک بکار برده می شوند. در ادامه به تشریح این پروسه تولید می‌پردازم.

فصل 3
سنسور سیلیکانی

سنسورهای سیلیکانی:
استراتژی ترجیح داده شده در ساخت سنسوریها برمبنای سیلیکانی جدید بهره‌مند شدن از تکنیک‌ها و پردازش‌هایی هست که قبلاً در صنعت مدار مجتمع (IC) بر مبنای سیلیکان بنا نهاده شده است و به این طریق می‌توانذ از تجربیات و نتایج این بخش صنعتی سود جست

خواص سیلیکان واثرات آن بر سنسور:
سیلیکان یک ماده مناسب برای تکنولوژی سنسور است به ظرط آن که اثرات فیزیکی و شیمیایی کافی با قوت قابل قبول نشان دهد که می‌تواند در ساختارهای غیرپیچیده در طول گسترة وسیعی از درجه حرارت‌ها بکار برده شود. استفاده از سیلیکان دارای چندین پی آمد برای سنسورها می‌باشد. نخست آن که، خواص فیزیکی سیلیکان می‌تواند مستقیماً برای اندازه‌گیری کمیت اندازه‌گیری شوند. مطلوب به کار برده شود.

در جدیدترین تحولی که در سال 1980 جلوه‌گر شد، ارتباط تکنولوژی میکروالکترونیک با تکنیک‌های ایجاد شده بویژه برای تولید سنسور است، از قبل برداشتن نم غیریکسان، یا شیشه آندی در اتصال سیلیکانی. به این طریق خواص مکانیکی بسیار خوب سیلیکان تک کریستال می‌تواند برای ساخت سنسورهای بدیع به کار برده شود. ای تکنولوژی که به نام میکرومکانیک موسوم است منجر به تولید عناصر سیلیکانی مکانیکی یا مکانیکی/ الکترونیکی با ابعادی به اندازة مشابه الکترونیکی آنها می‌گردد، که از نظر اندازه چندین میکرومتر هستند. سیلیکان تک کریستالی بویژه بخاطر خواص مکانیکی عالی خود با این تکنولوژی بخوبی سازگار است. تک کریستالی تغییر ماهیت نمی‌دهد. با این وجود، شکنندگی آن می‌تواند یک ایراد باشد. همچون الماس، این کریستال می‌تواند در عرض ضخامت مختلف شکسته می‌شود. نتیجه آن که بسیاری از سنسورهای ساخته شده بر مبنای سیلیکان تک کریستالی به کاربردهایی که در آن درجه حرارت به بالاتر از 150-120 درجه سانتی گرد افزایش پیدا نمی کند محدود می‌شوند.
مراحل تولید در تکنولوژی سیلیکان:
ساخت سنسورهای سیلیکانی بطور عمده براساس عملیات بکار برده شده در تکنولوژی نیمه هادی مدرن استوار است. که برای تولید عناصر میکروالکترونیکی ابداع شده‌اند. تکنولوژی صفحه‌ای سیلیکان نه فقط برتولیدات مدارات مجتمع غلبه می‌کند، بلکه یک عنصر تعیین کننده در تولید بسیاری از سنسورهای سیلیکانی نیز می‌باشد این امر منجر به مزایای زیر می‌شود:
ساخت کم هزینه سنسورها به تعداد زیاد، مینیاتورسازی سنسور تجمع یکپارچه و الکترونیک، ساخت سنسورهای چند گانه (سنسورهای چند گانه برروی یک چیپ‌ تنها)، استفاده از چیپ‌های بزرگ یا، در بعضی موارد، و وینرهای کمل (مثلاً سلولهای خورشیدی، سنسوریهای نوری الکتریکی حساس به وضعیت)، امکان ساخت به بعدی که در آن تکنیک‌های خاص برای برش عمیق و غیر ایزوتروپیک و لایه‌های توقف برش خاص برای خلق شکل سه بعدی عناصر سیلیکاتی مینیاتور شده به کار برده می‌شود، استفاده از دیسک‌های خیلی نازک یا قسمت‌های خیلی نازک (سنسوریهای فشار یا شتاب)، نشست دادن لایه‌های سنسور نازک بر و روی زمینة سیلیکان که خواص سنسور محدود سیلیکانی را توسعه می‌دهد.

ویژگی‌های دیگر را می‌توانید در کتاب‌های میکرومکانیک مطالعه نمایید. ولی قبل از خلاصه‌ای از میکرومکانیک را خدمت شما عرض می کنم:عبارت میکرومکانیک، یا تشابهات آن به یک شاخه علمی گفته می‌شود که در آن هدف ساخت میکروسیستم‌های پیچیده متشکل از سنسورهای بسیار مجتمع، یک طبقه پردازش سیگنال لا+ رنجش‌های مکانیکی قابل حرکت می‌باشد. در این حرکت علمی به روش‌های علمی برای ساخت دست پیدا کرده‌اند که در روشهای مکانیکی معمول امکان ساخت آن غیرممکن است محدوده ساخت آن‌ها بین میلی متر و زیرمیکرومتر واقع می‌شود.
سنسورهای در بعد حرارت:
در بعد حرارت یکی از مهمترین کمیت‌های فیزیکی می‌باشد
سنسورهای حرارتی اینترفیس:
این نوع سنسور بطور عمده از وابستگ حرارتی انتقال عامل با استفاده از اتصالات p-n به پایای دیودها، ترانزیستورها یا ترکیبات ترانزیستوری بهره‌برداری می‌کند. اثرات اصلاح وابستگی حرارتی پلاویتة انیترفیس مخازن‌های Mos با تغذیه AC نیز می‌تواند توسط این نوع سنسور بکار برده شود. هر دو اثر در مبدل‌های حرارتی- فرکانسی بکار برده می‌شوند. مثال‌های تجارتی از این نوع سنسور حرارتی عبارت است از انواع AD 590 (دستگاه‌های آنالوگ) هستند.

آن‌ها می‌توانند در حد دقتی به اندازه تقریباً 1k برای درجة حرارت‌هایc0‌50- و c0‌150 به کار برده شوند. اگر چه پیشرفت‌های دیگری در حال تجربه هستند، بیشتر آن‌ها هنوز در مرحلة آزمایشگاهی قرار دارند، مبدل‌های حرارتی فرکانسی بدلیل توانائی آن ها برای ایجاد یک سیگنال خروجی فرکانسی- آنالوگ جهت غالب دیگری از تکامل را ارائه می‌دهند. این مدار متشکل از تعدادی طبقات معکوس کننده با تراتزیستورهای جانبی (T1) .و عمودی (T2) می‌باشد ظرفیت اتصال طبقات معکوس‌کنندة انفرادی سبب ایجاد یک تاخیر سوپینگ می‌شود که، با فرض یک جریان تزریقی معین، فرکانس عملیاتی نوسان‌ساز حلقه‌ای را تعیین می‌کند که با تعداد طبقات معکوس‌کنندة بکار برده شده تغییر می‌نماید. وابستگی حرارتی VBE مستقیماً فرکانس نوسان ساز را تحت تاثیر قرار می‌دهد. بنابراین برای درجه حرارت‌هایی بین 0‌20 و0‌80 درجه سانتی‌گراد یک وابستگی مغطی بین درجه حرارت و فرکانس با یک حساسیت نسبی، به اندازه‌ی تقریباً k 3-10 وجود دارد. اگر چه آیندة چنین سنسورهایی خوب است، ولی آن‌ها هنوز در زمینه قیمت با رقیبان خود قادر به رقابت نیستند.

سنسورهای حرارتی سیلکونی دیگر وکاربردها:
در درجه حرارت بالا (500 الی 3000 درجه سانتی گراد) غالباً با لومتر به عنوان یک عنصر حس کننده به کاربرده می‌شود. در این دستگاه‌ها درجه حرارت در نتیجه‌ی جذب تشعشع گرمایی توسط لایه‌های مقاومتی افزایش می‌یابد. غالباً مقاومت‌های لایه ای سیاه فلزی ومقاومت‌های لایه‌ای ترکیب فلز- اکسید فلز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سیلیکون اغلب به عنوان زمینه به کار می‌رود. ترموپیل‌های مجتمع علاوه بر کاربردهای حرارتی کاربردهای دیگری نیز دارند به عنوان مثال اندازه گیری دبی سیال، آشکار سازی تشعشع ماوراء قرمز و اندازه گیری فشار خلاء از آنجایی که سیلیکان یک هادی گرمایی خوب است، روش‌های حکاکی اغلب می‌تواند به منظور وفق دادن ضخامت و شکل ترموپیل‌ها در کاربردهای ویژه به کار روند. آفست (offest) کم ترموپیل‌های مجتمع یک مزیت بزرگ است. بالابردن سی یک سیلیون نیز یک مزین است زیرا سیلیکون دارای اثر سی بک (ضریب) بیشتری نسبت به فلزات است از این رو برای اندازه گیری دماهای جزئی مورد استفاده قرار میگیرد (در حد میکروکلوین).
سنسورهای فشار:
سنسورهای سیلیکانی در اندازه‌گیری فشار، توان، و شتاب دارای اهمیت زیادی هستند تاکنون معمولی‌ترین سنسورهایی را که در این زمینه به کار برده می‌شد دارای اثر پیزوالکتریک بوده است. با به کارگیری مقاومت‌هایی که سنسورهای سیلیکونی نصب یا پخش می‌شوند اثر اندازه‌گیری شده را نتیجه می‌دهد.

. بعلاوه، سنسورهایی که از اثرا پیزو خازنی بهره می‌برند نقش بطور فزاینده مهمی را، بویژه هنگامی که نوسانگر یا تقویت‌گرها می‌توانند بطور یکپارچه برروی یک چیپ منفرد مجتمع شوند، بازی می‌کنند. سنسورهای فشار پیزو خازنی نسبت به سنسورهای پیزو مقاومتی حساس‌تر و پایدارتر و کم متاثر نسبت به تغییرات درجة حرارت هستند. با این وجود تولید روی ساده‌تر و ارزانتر است. آنها در مقایسه با سنسورهای خازنی، یک مشخصة پاسخ تقریباً خطی ارائه می کنند. همچنین آماده‌سازی سیگنال ساده‌تر است. جدیدترین طرح si چند گانه یا MOSFETهای اصلاح شده می باشد.
اثر پیزو مقاومتی:
اثر پیزومقاومتی بیانگر تغییر در مقاومت الکتریکی ماده‌ای است که در معرض یک نیروی مکانیکی همچون کشش یا فشار قرار می‌گیرد
سنسورهای فشار پیزو مقاومتی:
امروزه بسیاری از سازندگان سنسورهای پیزو مقاومتی را برای رنجی بین 1mbar تا 1000 bar می‌سازند، که برای اندازه‌گیری فشار مطلق و تفاضلی مناسب هستند، آن‌ها در مقابل بارهای زیاد حساس نیستند، با وجود این هنگامی که فشار از مقدار مجاز بالاتر روند به آسانی می‌شکند، همچنین باید آن‌ها را در مقابل گرد و غبار محافظت کرد.

به این منظور سنسور را در یک کپسول ضد هوا قرار داده وو داخل آن را با روغن پر می‌کنند، محدوده‌ای دمایی این سنسور بین 120 تا 125 درجه سانتی‌گراد است که اگر از این محدوده‌ی دمایی بالاتر رود اتصال یونی بین آن به سادگی می‌شکند. اشکالاتی که این سنسور دارد در آماده‌سازی سیگنال برای مدار تقویت کننده می‌باشد که تا حدودی به وسیله‌ی پردازش‌گرهای جدید رفع شده است. اخیراً یک سنسور فشار با سیگنال خروجی دیجیتالی با عنوان فلیپ- فلاپ NMOS آماری معرفی شده است. ساختار این سنسور که براساس یک فلیپ فلاپ نامتعادل قرار دارد توسط دو مقاومت می‌تواند تحت تاثیر قرار گیرد و این منجر به تغییری در خروجی پالس سنسور قرار گیرد.
اصول سنسورهای فشار جدید
تجمع بک MOSFETو یک الکترت منجر به ظهور انواع زیادی از سنسورهای جدید شده است که نمونه‌ای از آن سنسور فشار PRESSFET می‌باشد. این سنسور که یک نمونه جدید از آرایش FET با یک لایة ساندویجی دی الکتریک بین گیت وسیلیکان در نظر گرفته می‌شود.

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله   36 صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید