پایان نامه بررسی و ساخت انواع سنسورها و سنسور پارک

فهرست

مقدمه ۷

فصل ۱ : سنسور چيست ؟ ۸

فصل ۲ : تكنيك هاي توليد سنسور۱۱

فصل ۳ : سنسور سيليكاني ۱۳

۳_۱ : خواص سيليكان ۱۵-۱۳

۳_۲ : مراحل توليد در تكنولوژي سيليكان۱۶-۱۵

۳_۳ : سنسور درجه حرارت ۱۷

۳_۴ : سنسور درجه حرارت مقاومتي ۱۷

۳_۵ : سنسور حرارت اينترفيس ۱۹

۳_۶ : سنسورهاي حرارتي ديگر و كاربرد آنها۲۰

۳_۷ : سنسورهاي فشار۲۱

۳-۸ : اثر پيزو مقاومتي ۲۲

۳-۹ : سنسورهاي فشار پيزو مقاومتي ۲۳

۳_۱۰ : اصول سنسورهاي فشار جديد۲۵

۳_۱۱ : سنسورهاي نوري ۲۶

۳_۱۲ : مقاومت هاي نوري ۲۷

۳_۱۳ : ديودهاي نوري و ترانزيستورهاي نوري۲۸

۳-۱۴ : سنسورهاي ميدان مغناطيسي ۳۰

فصل ۴ : مولدهاي هال و مقاومتهاي مغناطيسي۳۱

۴_۱ : كاربردهاي ممكن سنسورهاي ميدان مغناطيسي۳۲

فصل ۵ : سنسورهاي ميكرومكانيكي ۳۴

۵-۱ : سنسورهاي شتاب / ارتعاش ۳۵

۵_۲ : سنسورهاي ميكروپل ۳۷

فصل ۶ : سنسورهاي فيبر نوري ۳۹

۶_۱ : ساختمان فيبر ها ۴۰

۶_۲ : سنسورهاي چند حالته ۴۱

۶_۳ : سنسورهاي تك حالته ۴۴

۶_۴ : سنسورهاي فيبر نوري توزيع شده ۴۶

فصل ۷ : سنسورهاي شيميايي ۵۲

۷_۱ : بيو سنسورها ۵۶

۷_۲ : سنسورهاي رطوبت ۵۸

فصل ۸ : سنسورهاي رايج و كاربرد آن ۶۰

۸_۱ : سنسورهاي خازني ۶۰

فصل ۹ : سنسور ويگاند۶۲

فصل ۱۰ : سنسورهاي تشديدي۶۶

۱۰_۱ : سنسورهاي تشديدي كوارتز۶۷

۱۰_۲ : سنسورهاي موج صوتي سطحي ۶۹

فصل ۱۱ : سنسورهاي مافوق صوت ۷۱

فصل ۱۲ : سنسور پارك ۷۹

۱۲-۱: پتاسیومترها ۷۹

۱۲-۲ : خطی بودن پتاسیومترها ۸۰

۱۲-۳ : ریزولوشن پتاسیومترها ۸۲

۱۲-۴ : مسائل نویزالکتریکی در پتاسیومترها۸۴

۱۲-۵ : ترانسدیوسرهای جابه جایی القایی ۸۵

۱۲-۶ : ترانسدیوسرهای رلوکتانس متغیر۸۵

۱۲-۷ : ترانسفورمورهای تزویج متغیر: LDTوLVDT 89

۱۲-۸ : ترانسدیوسرهای تغییرمکان جریان ادی ۹۴

۱۲-۹ : ترانسدیوسرهای تغییرمکان خازنی ۹۶

۱۲-۱۰ : رفتارخطی ترانسدیوسرهای تغییرمکان خازنی ۹۹

۱۲-۱۱: سنسورهای حرکت ازنوع نوری ۱۰۰

۱۲-۱۲ : ترانسدیوسرهای تغییرمکان اولتراسوند ۱۰۱

۱۲-۱۳ : سنسورهای پرآب هال سرعت چرخش وسیتم های بازدارنده

(کمک های پارکینگ ) ۱۰۴

۱۲-۱۴ : سیستم های اندازه گیری تغییرمکان اثرهال ۱۰۵

۱۲-۱۵ : سنسوردوبل پارک ۱۰۶

۱۲-۱۶ : آی سی ۵۵۵ درمواد ترانسمیتر۱۰۷

مقدمه:

امروز وابستگي علوم كامپيوتر، مكانيك و الكترونيك نسبت به هم زياد شده‌اند و هر مهندس و با محقق نياز به فراگيري آن‌ها دارد، و لذا چون فراگيري هر سه آنها شكل به نظر مي‌رسد حداقل بايد يكي از آن‌ها را كاملاً آموخت و از مابقي اطلاعاتي در حد توان فرا گرفت. اينجانب كه در رشته مهندسي مكانيك سیالات تحصيل مي‌كنم، اهميت فراگيري علوم مختلف را هر روز بيشتر حس مي‌كنم و تصميم گرفتم به غير از رشته تحصيلي خود ساير علوم مرتبط با خودرو را محك بزنم. مي‌دانيم كه سال‌هاست علوم كامپيوتر و الكترونيك با ظهور ميكروچيپ‌ها پيشرفت قابل ملاحظه‌اي كرده‌اند و اين پيشرفت دامنگير صنعت خودرو نيز شده است، زيرا امروزه مردم نياز به آسايش، ايمني، عملكرد بالا از خودرو خود توقع دارند. از نشانه‌هاي ظهور الكترونيك و كامپيوتر در خودرو پيدايش سنسورها در انواع مختلف، و سيستم‌هاي اداره موتور و سايرتجهيزات متعلقه مي باشد. اين تجهيزات روز و به روز تعدادشان بيشتر و وابستگي علم مكانيك به آن ها بشتر مي‌شود. در ادامه سعي دارم نگاهي به توليد وسنسورهاي موجود در بازار بياندازيم و زمينه را براي ساخت يك سنسور پارك مهيا كنم، تا از ابزارهاي موجود حداكثر بهره‌ را برده وعملكرد مطلوب ارائه داد.

سنسور چيست؟

امروزه بحث سنسور به اهميت مفاهيمي از قبيل ميكروپرسسور (پردارزش گر)، انواع مختلف حافظه وساير عناصر الكترونيكي رسيده است، با اين وجود سنسور هنوز هم فاقد يك تعريف دقيق است همچنانكه كلمات الكترونيكي از قبيل پروب، بعدسنج، پيك آپ يا ترنسديوسر هنوز هم معاني لغوي ندارند. جدا از اين‌ها كلمه سنسور خود ريشه بعضي كلمات هم خانواده نظير المان سنسور، سيستم سنسور، سنسور باهوش و تكنولوژي سنسور شده است كلمه سنسور يك عبارت تخصصي است كه از كلمه لاتين Sensorium، به معني توانايي حس كرد، يا Sensus به معني حس برگرفته شده است. پيش از آن كه بحث را ادامه دهيم لازم است عبارت سنسور را در صنعت الكترونيك تعريف كنيم:

يك سنسور هم كميت فيزيكي معين را كه بايد اندازه‌گيري شود به شكل يك كميت الكتريكي تبديل مي‌كند، كه مي‌تواند پردازش شود يا به صورت الكترونيكي انتقال داده شود. مثلاً يك سنسور رنگ مي‌تواند تغيير در شدت نور را به يك پروسه تبديل نوري الكتروني به صورت يك سيگنال الكتريكي تبديل كند. بنابراين سنسور را مي‌توان به عنوان يك زير گروه از تفكيك كننده‌ها كه وظيفه‌ي آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محيط فيزيكي و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الكتريكي است تعريف كرد. البته سنسوري مبدلي نيز ساخته شده‌اند كه خود به صورت IC مي‌باشند و به عنوان مثال (سنسورهاي پيزوالكترونيكي، سنسورهاي نوري).

وقتي ما از سنسوري مجتمع صحبت مي‌كنيم منظور اين است كه تكيه پروسه آماده‌سازي شامل تقويت كردن سيگنال، فيلترسازي، تبديل آنالوگ به ديجيتال و مدارات تصحيح‌ مي‌باشند، در غير اين صورت سنسوري كه تنها سيگنال توليد مي‌كند به نا سيستم موسوم هستند.

در نوع پيشرفته به نام سنسور هوشمند يك واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خورجي آن عاري از خطا باشد منطقي‌تر شود. واحد پردازش سنسور كه به صورت يك مدار مجتمع عرضه مي‌شود اسمارت (Smart) ناميده مي‌شود. يك سنسور بايد خواص عمومي زير را داشته باشد تا بتوان در سيستم به كار برد كه عبارتند از:

حساسيت كافي، درجه بالاي دقت و قابليت توليد دوباره خوب، درجه بالاي خطي بودن، عدم حساسيت به تداخل و تاثيرات محيطي، درجه بالاي پايداري و قابليت اطمينان، عمر بالاي محصول و جايگزيني بدون مشكل.

امروزه با پيشرفت صنعت الكترونيك سنسوري مينياتوري ساخته مي‌شود كه از جمله مشخصه‌ي آن مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:

سيگنال خروجي بدون نويز، سيگنال خروجي سازگار با باس، احتياج به توان پايين.