سنسور القایی (Inductive Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور القایی (Inductive Sensor) :
سنسور القایی یک سنسور مجاورتی (proximity sensor) است که برای تشخیص حضور اشیاء فلزی (به ویژه فلزات آهنی) بدون تماس فیزیکی استفاده می شود. این سنسورها بر اساس تغییر ضریب القاوری (اندوکتانس) یک سیم پیچ در اثر نزدیک شدن یک جسم فلزی کار می کنند. یک اسیلاتور الکترونیکی در داخل سنسور، یک میدان مغناطیسی متناوب با فرکانس بالا (معمولا ۱۰۰ کیلوهرتز تا چند مگاهرتز) در جلوی سیم پیچ ایجاد می کند.
وقتی یک جسم فلزی وارد این میدان مغناطیسی متناوب می شود، جریان های گردابی (eddy currents) در سطح فلز القا می شوند. این جریان ها میدان مغناطیسی را تضعیف می کنند (در واقع انرژی از میدان گرفته می شود) و باعث کاهش دامنه نوسانات اسیلاتور می شوند. یک مدار آشکارساز، کاهش دامنه را تشخیص داده و خروجی سنسور را تغییر می دهد (معمولا خروجی دیجیتال). سنسورهای القایی معمولا دارای یک صفحه تنظیم (pot) برای تنظیم فاصله تشخیص (حساسیت) هستند.
محدوده تشخیص سنسور القایی به اندازه سیم پیچ، فرکانس کار، و جنس و اندازه جسم فلزی بستگی دارد. فاصله تشخیص استاندارد معمولا از ۱ میلی متر تا ۶۰ میلی متر متغیر است. فلزات آهنی (مانند فولاد) به دلیل نفوذپذیری مغناطیسی بالا، تأثیر بیشتری دارند و در فواصل دورتری تشخیص داده می شوند. فلزات غیرآهنی (آلومینیوم، مس) نیز تشخیص داده می شوند، اما در فواصل کمتر.
\[ L = \frac{N^2}{R_m} \quad , \quad \text{نزدیک شدن فلز} \Rightarrow R_m \text{ کاهش } \Rightarrow L \text{ تغییر می کند.} \]انواع سنسورهای القایی از نظر شکل و ابعاد:
استوانه ای (Cylindrical): رایج ترین نوع، با قطرهای ۴، ۶، ۸، ۱۲، ۱۸، ۳۰ میلی متر.
مکعب مستطیل (Rectangular): برای کاربردهای خاص.
شکافی (Slot type): برای تشخیص عبور اجسام از داخل شکاف (مثل چرخ دنده).
حلقه ای (Ring type): برای شمارش قطعات ریز در حال سقوط.
مزایا: غیرتماسی (عمر طولانی)، سرعت پاسخ بالا، مقاوم در برابر گرد و غبار، رطوبت و آلودگی های غیرفلزی، و قابلیت کار در محیط های صنعتی خشن. معایب: فقط فلزات را تشخیص می دهد، فاصله تشخیص محدود است، و ممکن است تحت تأثیر میدان های مغناطیسی قوی قرار گیرد.
کاربردها: بسیار گسترده در اتوماسیون صنعتی برای تشخیص موقعیت قطعات در خطوط مونتاژ، شمارش محصولات فلزی، تشخیص پایان حرکت سیلندرهای پنوماتیک، کنترل سرعت چرخ دنده ها، و به عنوان سنسور حد (limit switch) بدون تماس. سنسورهای القایی یکی از ارکان اصلی اتوماسیون هستند.
