136880356-Senzori-pritiska.doc

Tema:senzori pritiska,upotreba u robotici

SENZORI PRITISKA Upotreba u robotici

0


Sadržaj: 2.POPIS SLIKA...……………………………………………………………..………………2 3. !O".................................... !O"........................................................... .............................................. .............................................. .............................................. ...........................3 ....3 #. P$I%&IP '$A"%() S)%*O$A P$ITISK …............................................ …................................................................... .........................+ ..+ +. PO"()LA S)%*O$A P$ITISKA……………….......................................................... P$ITISKA………………................................................................ ...... -. T)%IKA S)%*O$A P$ITISKA…………….............. P$ITISKA……………..................................... ............................................... ............................../ ....../ -. !akuumetri1Pirani i onizacioni.............................. onizacioni..................................................... .............................................. ................................./ ........../ -.2. Kapacitini senzori.............................. senzori..................................................... .............................................. .............................................. .............................4 ......4 -.3. Potenciometarski Potenciometarski senzor pritiska……………………………………………………..0 -.#. Smart transmiteri1pretara5i............................ transmiteri1pretara5i................................................... .............................................. ......................................0 ...............0 -.#. Posta6ane pretara5a........................... pretara5a.................................................. .............................................. ...................................... ............... -.+. )6ektroma7netni )6ektroma7netni senzori pritiska....................................... pritiska.............................................................. ...........................................2 ....................2 -.- Po6uproo8ni5ki Po6uproo8ni5ki senzori pritiska.................................... pritiska........................................................... .............................................. ........................3 .3 . P$I9()%A S)%*O$A P$ITISKA  $OOTI&I..................................... $OOTI&I............................................................ .......................# # .. Piezoe6ektri5ni senzori pritiska…………………………………………………… ...+ .2. Optoe6ektronski Optoe6ektronski senzor pritiska…………………………………………...……...…....3. Senzori sa strunom……………………………………………...…………………….. .# Tenziometriski senzori pritiska……………………………………………...………… .+. Kontaktni senzori pritiska..................................... pritiska............................................................ .............................................. ............................ ..... ......4 .-. )6astomer senzori................................. senzori........................................................ .............................................. .............................................. ............................4 .....4 .. !e;ta5ka ko kao aktuator..................... aktuator............................................ ............................................... .........................................22 .................22 4.2. Ana6iza ?atana ko8 I9L robota..................................... robota............................................................ ............................................2 .....................233 0. "@%OST $A*!O(A S)%*O$A P$ITISKA................................................ P$ITISKA..........................................................23 ..........23 .*AKL(=AK......... .*AKL(=AK................................ ............................................... ............................................... .............................................. .......................................2# ................2# 2.LIT)$AT$A.................. 2.LIT)$AT$A......................................... .............................................. .............................................. .............................................. ..............................2+ .......2+



Tema:senzori pritiska,upotreba u robotici 2. POPIS SLIKA

Slika 1. Oblici tehničkog mjernog pritiska.................................................................................4 Slika 2. Veza između stvarnog (A) i zaustavnog pritiska (B).....................................................4 Slika 3. truktura senzora pritiska (A) !irektna i (B kompenzaciona)......................................." Slika 4. #ipični !e$ormacioni elementi ko! senzora pritiska.....................................................% Slika 4.2. &embrana za senzor pritiska.....................................................................................% Slika 5. hematski prikaz senzorskih uređaja............................................................................' Slika 6. hematski prikaz iranijevog i jonizacijskog manometra............................................ Slika 7. *apacitivni senzor pritiska...........................................................................................+ Slika 8. otenciometarski senzor pritiska sa Bur!enovom cijevi............................................, Slika 9. &A# pretvarači....................................................................................................., Slika 10. ostavljanje pretvarača............................................................................................,, Slika 11. /lektromagnetni senzori pritiska0 a) prosto in!uktivni1 b) !i$erencionalni1 c) 2V3# senzori pritiska......................................................................................,5 Slika 12. /lektromagnetni senzori pritiska u in!ustriji...........................................................,5 Slika 13. oluprovo!nički senzori pritiska1izgle! i shema spoja.............................................,6 Slika 14. Osnovne izve!be robota...........................................................................................,4 Slika 15. Osnovne izve!be robotske 7ake................................................................................," Slika 16. ijezoelektrični senzor pritiska................................................................................,% Slika 17. 8ibrooptički senzor pritiska.....................................................................................,% Slika 18. enzori pritiska sa strunom......................................................................................,' Slika 19. Oblici tenziometriskih traka......................................................................................, Slika 20. *ontaktni senzori......................................................................................................,+ Slika 21. rvobitni inteligentni !igitalni senzor pritiska..........................................................5Slika 22. obotska 7aka sa pneuamtskim aktuatorom..............................................................2 Slika 2. rincip ra!a senzora pritiska i pneumatskog aktuatora...........................................2 Slika 2! . IML robot..................................................................................................................55

2


. U"O# #e$i%icija. Ka8a se kontinuum na6azi u kontaktu sa nekom 7rani5nom por;inom, ta8a okomito na nu 8e6ue rezu6tanta si? unutra;ni? si6a izmeu 5estica kontinuuma. Ska6ar koi se 8obia kao o8nos si6e BC%D po e8inici por;ine sCm 2D zoe se pritisak. p & '(S) Pore8 pret?o8ne 8eEinicie koa proizi6azi iz me?anike, postoe i 8ru7e 8eEinicie. Prema teorii E6ui8a, pritisak e 6oka6no sosto E6ui8a i zaisi o8 isine stuba E6ui8a izna8 8ate 6okacie i 7ustine E6ui8a pCk7Fm 3D, o8nosno:

p & p*k. Pritisak se mou kineti5ke teorie 7asoa kao mera tota6ne prose5ne kineti5ke ener7ie transiatomo7 kretana 9 mo6eku6a 7asa u o6umenu BCm 3D na temperaturi. Kona5no, pritisak se mou 8ru7o7 zakona termo8inamike, t. na osnou neporatno7 termo8inami5ko7 procesa kao o8nos:

p&

 V

$

 

!v

Područje i opseg jere!ja pri"iska .

Pritisak se meri u rasponu 010 0 Pa.$az6ikuu se 5etiri merna po8ru5a, sa opsezima koi zaise o8 po8ru5a Gs6ika.H: 







Po8ru5e apso6utno7 pritiska: raz6ika izmeu pritiska u speciEicirano ta5ki E6ui8a i pritiska apso6utne nu6e, koi ima akum. Opse7 nisko7 apso6utno7 pritiska Gte?ni5ki akumH meri se u opse7u 0 10 1 00 Pa. Po8ru5e atmosEersko7 Gbarometarsko7H pritiska: stan8ar8na rie8nost o87oara isini stupca
 pJp

p2

Po8ru5e re6atino7 pritiska, kao poseban s6u5a 8iEerencia6no7, ozna5aa 8a e e8an pritisak atmosEerski. $az6ikue se po8ru5e ma6i? re6atini? pritisaka u o8nosu na 6oka6ni atmosEerski i po8ru5e isoko7 re6atino7 pritiska GnatpritiskaH u opse7u 010 0 Pa.

3


Slika+. Oblast tehničkog mjerenja pritiska

$az6ikuu se struni i zaustani pritisak. Starni pritisak u nekom me8iu zoe se struni pritisak i ozna5aa se sa p. Oa pritisak se nazia i stati5ki pritisak. *austani pritisak e ona pritisak koi o87oara pritisku E6ui8a, ka8a se E6ui8 zaustai bez 7ubitka ener7ie. *birni pritisak nastao u posmatrano ta5ki zoe se i tota6ni i6i zaustani pritisak pt. 



9erene pritiska u s6u5au miroana E6ui8a r;i se prik6u5ianem manometra montirano7 na crieo ue8eno u E6ui8. S6o
Slika 2. Veza između stvarnog (A) i zaustavnog pritiska (B)

Postoe raz6i5ite konstrukcie i ize8be manomatara uraene na raz6i5itim principima merena. Prema principu ra8a manometri se mo7u po8ie6iti na tri osnone 7rupe: i8rostati5ki, 9e?ani5ki, )6ektronski manometri.   

#


!. PRIN,IP -RA#NE SENZORA PRITISKA Senzori pritiska su 8irektno7 i6i korapenzaciono7 tipa Gs6ika 3H. *ae8ni5ki e6ement u oba s6u5aa e primarni oseti6ni e6ement koi pretara pritisak p i6i raz6iku pritiska u si6u B. To e e6asti5ni e6ement, koi po8 8e6oanem si6e B trpi 8eEormaciu. Ko8 8irektni? senzora si6a i6i pomak pretarau se u nare8nom b6oku u e6ektri5ni iz6azni si7na6: mi6io6tni, poa5ani naponski i6i struni #120mA. Senzori sa mi6io6tnim iz6azom Gtipi5no 0130m!H su ma6i? 8imenzia, ko6a za kon8icio1nirane si7na6a su an senzora, a mo7u>a e 8irektna primena 7otoi? ureaa namieneni? za obra8u i o5itane si7na6a sa senzora si6e i naprezana. Senzori sa poa5anim naponskim iz6aznim si7na6om imau u7raen instrumentacioni poa5aa5 koi 8ae napon 01+ ! kompatibi6an sa upra6a5kim i ra5unarskim interEesom. Senzori sa stan8arnim strunim iz6azom #120mA po7o8ni su za in8ustriske us6oe, er e taka si7na6 imun na smetne i omo7u>aa prienos na 8a6inu bez 8e7ra8acie. Kompenzacioni senzori su s6oe in8uktinim senzorom pomieraa. Poratna spre7a rea6izue se kao e6ektrome?ani5ki konertor.

Slika . truktura senzora pritiska (A) !irektna i (B kompenzaciona)

Ela/ti0%i ele1e%t. O8 ne7oe ta5nosti zaisi ta5nost cie6o7 ureaa.  praksi se nai;e primenuu membrane, ciei i me?oi. 9embrane su po7o8ne za merene pritiska o8 naniu u praksi, nasta6i su zbo7 pri6a7oaana opse7u i us6oima merena pritiska Gs6ika #H.

+

Tema:senzori pritiska,upotreba u robotici )6asti5ni e6ementi prae se o8 posebni? materia6a kao ;to su beri6iea bronza G6e7ura o8 bakra, tanta6a, ritana i specia6ni? 5e6ikaH i konstantan G6e7ura bakra, nik6a i man7anaH.

Slika !. #ipični !e$ormacioni elementi ko! senzora pritiska

$a8ia6na i tan7enciona6na 8eEormacia koa se a6a kao rezu6tat 8e6oana pritiska, prikazane su na s6ici +:

Slika !. 2. &embrana za senzor pritiska

-


. PO#E3A SENZORA PRITISKA K6asi5ni senzori sa our8onoom ciei i6i sa membranom su na5e;>e u upotrebi, er o86i5no ra8e, a6i imau e8nu manu, zbo7 koe se i;e ne u7rauu na auu pre8nosti:  e6iku brzinu o8zia Gstan8ar8no oko 2 ms. H,  isoku 6inearnost,  otpornost na preoptere>ena i  8u7otranost bezotkazno7 ra8a. Principi merena pritiska koi se 8anas primenuu, u76anom Eaorizuu 8irektno pretarane Eizi5ke u e6ektri5nu e6i5inu a oo, u e>ini s6u5aea, za?tiea izor pomo>ne ener7ie za senzor. Pri tom treba o8iti ra5una o tome kako 8a se poni;te 7re;ke merena us6e8 uticaa temperature, 7ustine, parazitni? e6ektri5ni? e6i5ina i 8ru7i? uticaa. z pretpostaku 8a si ti uticai poni;teni, moaa izue6no o5itaane iFi6i zapisiane pritiska. Transmiter mou 8a6inu Gnpr. 0F#120mAH i AF" konerziu u 8i7ita6ne impu6se za serisku komunikaciu

Slika  . hematski prikaz senzorskih uređaja

4o*u /e podijeliti %a d5a o/%o5%a %a0i%a: prema mestu i6i sre8ini u koo se koriste i prema principu ra8a  

Pre1a /redi%i u kojoj /e kori/te dijele /e %a: senzore za in8ustriska merena i senzore za 6aboratoriska merena.  

Pre1a pri%cipu rada dijele /e %a: senzore za 8eEormaciu i senzore za pomerana koi ra8e na principima: piezoe6ektri5no7 eEekta, kompenzacie si6e i osta6im principima nae8enim i za 8ru7a merena.     




6. TE7NIKA SENZORA PRITISKA 6.+ "akuu1etri8Pira%i i jo%i9acio%i !akuumetri su manometri za merene niski? pritisaka, na5e;>e mani? o8 00 Pa. %apoznatii su 9cLeo8eo, Piranie i ionizaciski akuumetar. Piranie akuumetar Gs6ika 2H, se koristi za merene pritisaka u 6ioEi6izatorima za 6ioEi6izaciu soea mikroor7anizama, stanica, u proizo8ni 6iekoa, i takoer u proizo8ni rie8ni? sastoaka ?rane. 9erene nisko7 pritiska se zasnia na eEektu promene koeEicienta prienosa top6ote sa ru>e niti, zaisno o8 pritiska. Osnoni 8ie6oi ureaa su stak6ena ce5ica u koo se na6azi
Slika 6 . hematski prikaz iranijevog i jonizacijskog manometra

%a por;ini niti zaaren e termo56anak tako 8a se e6ektromotorna si6a termo56anka umeraa i u zaisnosti o8 mereno7 pritiska. Ispitna Eunkcia o8reena e bi6ansom top6ine za nit: . G# H ; 2



h G ( H  G#  # 0 H

$GTH e otpor merne niti koi e Eunkcia temperature niti T, I e strua koom se napaa nit, S e por;ina niti, ? e ukupni koeEicient prienosa top6ote koi se miena sa merenim pritiskom p i T0 e temperatura p6ina u oko6ini. *bo7 ne6inearnosti $GTH i ?GPH ka6ibraciona Eunkcia e ne6inearna i mora se o8re8iti za saki p6in posebno er se koeEicient top6ote miena sa sastaom p6inoa. Osim temperature mo

6.2. Kapaciti5%i /e%9ori Su;tina ra8a oi? senzora e 8a se meta6na membrana upotreb6aa kao pokretna e6ektro8a kon8enzatora. Oo su nabo6i senzon za ma6e opse7e o8 + Pa) a6i se mere i e6iki pritisci 8o 108 Pa. Ta5nost e # 0$25%0$05& . Lo;e osobine kapaci1tini? senzora pritiska su: kapacitet i pomierane prik6u5ni? kab6oa uti5u na izob6i5ene iz6azno7 si7na6a, isoka iz6azna impe8ansa mora se uranotenost merena stati5ki? i 8inami5ki? promena, minima6na masa membrane, ma6a zapremina, te kontinua6na rezo6ucia. %a s6ici a prikazana e principie6na rea6izacia kapacitino7 senzora apso6utno7 pritiska: sa e8ne strane membrane e prik6u5ak za mereni pritisak, a sa 8ru7e strane e izo6oana komora sa reEerentnim akuumom. %a s6ici b e senzor 8iEerencia6no7 pritiska koi ima po e8an prik6u5ak na sako strani membrane. Ko8 senzora re6atino7 pritiska e8an prik6u5ak e otoren prema atmosEeri. Promena kapaciteta u zaisnosti o8 pritiska na5e;>e se 8etektue pomo>u mosta koi 8ae amp6itu8no mo8u6isani iz6azni si7na6. !e>a rezo6ucia merena 8obia se prik6u5ianem kapacitino7 senzora na osci6ator $L i6i L&, koi 8ae Erekentno mo8u6isan iz6azni si7na6.

Slika ;. *apacitivni senzor pritiska

4


6.. Pote%cio1etar/ki /e%9or priti/ka "eEormacia e6asti5no7 e6ementa mou potenciometra Gs6ika /aH. Osnone pre8nosti oi? senzora su: isoka rie8nost iz6aza G0100 napona napaanaH, za prienos na 8a6inu nie potrebno poa5aane i6i impe8antno pri6a7o8aane iz6aza, pristupa5na ciena, e8nostanost u7ra8ne, te mo7u>nost istosmierno7 i naizmeni5no7 napaana. Lo;e osobine su: e6ike 8imenzie, poaa ;uma zbo7 ?abana, si6a za pomierane k6iza5a potenciometra re6atino e6ika zbo7 trena i ma6a Erekentna propusnost. Oi senzori primenuu se za opse7e o8 kPa 8o 4Pa) pa se 8o +4Pa. Tipi5na ta5nost e ) rezo6ucia <)2=) ?isterezis <)= i temperaturna 7re;ke <)2=.

Slika ?. otenciometarski senzor pritiska sa Bur!enovom cijevi

6.!. S1art tra%/1iteri8pret5ara0i Pretara5i pritiska i 8iEerencia6no7 pritiska mo7u sa8r
Slika @ . &A# pretvarači

0


(e8na o8 nabitnii? karakteristika S9A$T trnsmitera pritiska i 8iEerencia6no7 pritiska e mo8u6arni 8izan. To zna5i 8a si transmiteri bez obzira 8a 6i su za pritisak i6i 8iEerencia6ni pritisak i bez obzira na >e6iu kou imau, keremi5ku i6i po6i6isi6ikonsku, imau potpuno istu e6ektroniku, 8isp6e i ku>i;te Gs6ika /H. Pri6ikom promene >e6ie nie potrebna nikaka ponona ka6ibracia transmitera, er po8aci o sakom tipu >e6ie se na6aze unutar senzora i e6ektronika i? o8ma? prepoznae.

6.!.+ Po/ta5lja%je pret5ara0a Setoane 8aa5a ne za?tiea zrak po8 pritiskom, isto moi # tastera koi se na6aze na samom pretara5u, i6i putem persona6no7 ra5unara. %u6a moe6ie, a sam merni opse7 e po8esi u o8nosu :20. )6ektronika putem razni? protoko6a omo7u>aa superponiran 8i7ita6ni si7na6 za prenos po8ataka i setoane pretara5a putem ra5unara i obezbeue 8osta po8ataka o samom pretara5u i mernom mestu. Si S9A$T ureai pose8uu matricu po8ataka u koo se osim rie8nosti merene e6i5ine na6azi o; niz po8ataka, na primer: nai;a i nanie6ii, naniaa i pouz8anost samo7 merena pritiska. Ku>i;te S9A$T transmitera pritiska i 8iEerencia6no7 pritiska koe ;titi e6ektroniku o8 neumereni? temperatura, 6a7e i korozini? materia6a e a6uminiumsko i za;ti>eno.  ku>i;tu se na6azi 8i7ita6ni 8isp6e i bar7raE. S9A$T transmiteri imau certiEikate za ra8 u eksp6ozino sre8ini G&)%)L)&, PT, B9, &SA $IIS it8. H i pose8uu e6ektri5ni Ei6ter koi e, ustari, za;tita o8 e6ektroma7netne interEerence G)9&  )6ectroma7netic compatibi6itQH. Pretara5 se testira u e6ektri5nom po6u a5ine 30!Fm. prao zbo7 to7a razna uk6u5iana i isk6u5iana, ra8io oprema, e6ektrostati5ka pra
Slika + . ostavljanje pretvarača




6.. Elektro1a*%et%i /e%9ori priti/ka $a8 oi? senzora se za?tiea na 'aradeje5o1 9ako%u e6ektroma7netne in8ukcie koi kae se in8ukoati napon u proo8niku ako se proo8nik kre>e u ma7netnom po6u. na;em s6u5au proo8nik e te5nost a ma7netno po6e stara zaonica koa se na6azi izan proto5ne ciei. In8ukoani napon e proporciona6an brzini protoka. )6ektro8e sme;tene u zi8 ciei 8etektuu in8ukoani napon koi se meri uz pomo> sekun8arno7 e6ementa.

Slika 11. /lektromagnetni senzori pritiska0 a) prosto in!uktivni1 b) !i$erencionalni1 c) 2V3# senzori pritiska

Slika +2 . /lektromagnetni senzori pritiska u in!ustriji

2


6.6 Polupro5od%i0ki /e%9ori priti/ka 9iniaturni si6iciumski piezootporni senzori pritiska 8obieni primenom p6anarne te?no6o7ie i mikroma;insta,oset6ii e6emenat koi me?ani5ko naprezane si6iciumske 8iaEra7me pretara u e6ektri5ni si7na6,seria %P i %PT za merene niski? pritisaka, ispo8 0.+ bara,seria SP i SPT za merene sre8ni? pritisaka o8  8o 2+ bara,seria !P merene isoki? pritisaka o8 +0 8o 000 bara,SP1 5ipoi senzora pritiska za kontro6u toka inEuzie,9SP132 matri5ni senzor pritiska za istoremeno merene pritiska u 32 ta5ke.

Karakteri/tike serie SPT i %PT imau u7raen senzor temperature i mikroprocesorsku korekciu 7re;ke senzora, opse7 ra8ni? temperatura 1+0 o& 8o 20 o&, isoka oset6iost i otpornost na natpritiske. 

 

Pri1je%a u in8ustriskim transmiterima pritiska, seria SP1 optimizoana za upotrebu u me8icinsko instrumentacii, 9SP 32 za primenu u aerotune6ima, mo7u>e e 8o 0 000 merena u sekun8i   

Slika + . oluprovo!nički senzori pritiska1izgle! i shema spoja

3


;. PRI4ENA SENZORA PRITISKA U ROOTI,I $oboti se 8eEini;u kao ra5unarski upra6ani sistemi koi:  

Izo8i o8reene ra8ne operacie, 9oe u ra8nom prostoru ra8i iz;ena o8reeno7 za8ataka

In8ustriski manipu6acioni robot se 8eEini;e kao ra5unarski upra6an, repro7ramibi6an, i;enamenski manipu6ator koi e proektoan tako 8a zamenue 5oeka u oba6anu o8reeni? pos6oa.In8utriski robot r;i pomierane,materia6a,koma8a,7otoi? proizo8a,kao i transport po proizo8nom po7onu,pakoane, 8ozirane i s6. zaisnosti o8 raz6i5ite rste kombinacie z76oboa raz6ikuu se :    

Praou76i koi ima tri ose trans6acie TTT &i6in8ri5ni koi ima e8nu osu rotacie i 8ie ose trans6acie $TT SEerni koi ima 8ie ose rotacie i e8nu osu trans6acie $$T *76obni koi ima tri ose rotacie $$$

*a;ni me?anizam manipu6atora e urea koi r;i neposre8no oba6ane za8taka i zaisnosti o8 rste oba6ana za8taka raz6iku se neko6iko ize8bi ;ake i6i ?ata6ke 8eEinisane raz6i5itim stepenom s6obo8e kretana. %ai;e se primenuu u: e6ektronsko, meta6sko, meta6opreraia5ko, pre?rambeno, automobi6sko in8ustrii,ru8arstu u asionskim i po8morskim istra
Slika +!. Osnovne izve!be robota

#


Slika +. Osnovne izve!be robotske 7ake

%ae>u primenu senzori pritiska su na;6i u7ra8bom na robotksu ;aku kao 8etektori pritisne si6e na oset6ie pre8mete i raz6i5ite komponente.Pa u zaisnosti o8 namene robotsko7 manipu6atora mozemo primeniati i raz6i5ite rste senzora

;.+. Pije9oelektri0%i /e%9ori priti/ka Ko8 e8nostanii? piezoe6ektn5ni? senzora pntiska si6a preko 8eEormaciono7 e6ementa 8e6ue na piezoe6ektik, na kome se a6a e6ektri5ni nabo Gs6ika -aH. Pomo>u poa5aa5a naboa 8obia se iz6azni si7na6, proporciona6an merenom pritisku. S6oi? ob6ika rezonatora prikazan e na s6ici -b. itan za?te e 8a osci6irau>a 7re8ica bu8e napra6ena o8 e8insteno7 koma8a piezoe6ektrika i 8a izo6irau>om masom bu8e o8oena o8 ku>i;ta. Pobuiane 7re8ice na osci6oane s rezonantnom Erekenciom ostarue se pomo>u posebno7 osci6atora. O8zi 7re8ice na ou pobu8u prikazan e na s6ici -c. Istezanem 7re8ice poe>aa se rezonantna Erekencia, a sabianem se smanue. Lo;e osobine piezoe6ektri5ni? senzora pritiska su: isoka temperaturna oset6iost, utica 8unost stati5ki? merena. "obre osobine su: ma6e 8imenzie, kompaktnost i isokoErekentna propusnost sa zanemar6iim Eaznim pomakom.

+


Slika +6. ijezoelektrični senzor pritiska

;.2. Optoelektro%/ki /e%9or priti/ka "eEormaciom e6asti5no7 e6ementa mo8u6i;e se intenzitet set6a koi pa8a na Eotopriemnik, na5e>e e I$L)" 8io8a izor set6osti a PI% 8io8a priemnik set6osti. Osnone pre8nosti oi? senzora su e8nostanost, isok iz6az, te mo7u>nost stati5ki? i 8inami5ki? merena. %e8ostaci su o7rani5en temperaturni opse7, nestabi6ne stati5ke karateristike, ma6a ErekEentna propusnost.

Slika +;. 8ibrooptički senzor pritiska

-

Tema:senzori pritiska,upotreba u robotici Optoe6ektronski senzori pntiska zbo7 e6e7antne mikrome?anike i e8nostani? e6ektronski? ko6a za prik6u5iane sa mikroprocesorom imau e6iku perspektiu. Kombinaciom oi? osobina sa pre8nostima koe imau opti5ka 6akna 8obiau se atraktini miniaturni senzori sa izanre8nim osobinama. O86i5an senzor napra6en e sa mu6timo8nim opti5kim 6aknom za merene s6ab6ena E6uorescencie u stak6u 8opiranom neo8iumom Gs6ika bH. "oo8nim opti5kim 6aknom pobuue se E6uorescencia 5ia se amp6itu8a mena pomieranem specia6no proEi6isane si6iciumske membrane na kou e nas6oneno specia6no 8oo8no opti5ko 6akno.

;.. Se%9ori /a /tru%o1 Senzori sa strunom imau zate7nutu o6Eramou ena za 8eEormacioni e6ement, a 8ru7im kraem za ku>i;te. Senzor se prai tako 8a porast pritiska 8oo8i 8o smanena zate7nutosti a membrana.Lo;e osobine struna1senzora su nestabi6nost i oset6iost na me?ani5ke u8are, ibraciu i temperaturu, te re6atino e6ika ne6inearnost i ?isterezis. !isokoErekentno mo8u6isani iz6az senzora mou.

Slika +? . enzori pritiska sa strunom

;.! Te%9io1etri/ki /e%9ori priti/ka Tenzoe6ement Gtenzometar, tenzootpornik, rastezna traka, merna traka, strain 7a7eH e pasini otporni5ki senzor me?ani5ke 8eEormacie. %e7o ra8 se zasnia na 5inenici 8a se otpor e6ektri5no7 proo8nika miena ka8a e ta proo8nik iz6o


Tema:senzori pritiska,upotreba u robotici . S6obo8na i6i neza6iep6ena em ske6etu, za izra8u se uzima im istonoim mostom. 2. 9eta6ni i6i po6uproo8ni5ki materia6 u ob6iku Eo6ie, koa e 5itaom 8u
Slika +@ . Oblici tenziometriskih traka

Princip ra8a trake zasnia se na otprono zici koa e rasporeena po traci o87oarau>e 8uzine i sirine."e6oanem optere>ena na traku u oom s6u5a ?atane robota za o87oarau>i pre8met, miena se otpor trake.*aisno o8 otprora koi se ostari na traci moze se o8re8iti si6a koom ?ata6ke robota 8e6uu na traku o8nosno pritisak koi se ostarue 8e6oanem ?ata6ke na 8ati pre8met.

/


;.. Ko%takt%i /e%9ori priti/ka Kontaktni senzori ra8e na principu ose>aa 8o8ira, o8nosno merena parametara kontakta izmeu senzora i obekta.Kontaktni senzori na mobi6nim robotima se na5e>e posta6au u prsten oko mobi6no7 robota, tako 8a mo7u osetiti 8o8ir robota sa oko6nim obektima sasi? strana. Kao kontaktni senzori nai;e se koriste mikropreki8a5i koi na som iz6azu 7enerirau binarnu rie8nost: preki8a5 e otoren i6i zatoren. Osim u mobi6no robotici, kontaktni senzori se koriste i ko8 robotski? manipu6atora Gsme;tau se na r? manipu6atoraH.Prikaz i ize8ba kontaktno7 senzora

Slika 2. *ontaktni senzori

SoEisticiranii pristupi oseta 8o8ira koriste senzore koi 7enerirau si7na6 ;iroko7 8iapazona rie8nosti u o8nosu na primienenu si6u.*a ou sr?u se na5e;>e koriste potenciometri i6i neki 8ru7i senzori koi ra8e na principu promene otpornosti i6i kapacitinosti us6ie8 8e6oana pritiska. Kako >e kontaktni senzori rukoati po8acima oisi o ar?itekturi poe8ina5no7 mobi6no7 robota. Ko8 neki? mobi6ni? robota Gna primer, %oma8 200H kontaktni senzori 8au inEormaciu o pozicii Gi te
;.6. Ela/to1er /e%9ori )6astomer e penasti astuk s otporom koi arira oisno o tome ko6iko e stisnut. %iz e6ektro8a e spoen na r?u astu5i>a i i8enti5an niz e spoen na 8nu astu5i>a.Saka e6ektro8a u 7ornem po6u prima ne7atian napona, i ne7o 8ru7 u 8nu po6a 8obia pozitini napon. Ka8a se pritisak poa6ue u nekom trenutku na astuk, materia6 ob6o7e u tom trenutku, smanene otpor izmeu poe8ini? paroa e6ektro8a. To uzrokue trenutni porast napona u o8reene re7ii u astuka. Lokacia pritiska moane strue. %a osnou poe>ana strue moze se o8re8iti i e6i5ina pritiska koi se poaio.

4


Slika 2+ . /lastomer senzor1konstrukcija

;.;. "jeBta0ka koža Istrae potrebno o; mno7o tru8a 8a se oa prona6azak usar;i i na8e prakti5nu primenu. (e8an o8 nae>i? prob6ema e to ;to su or7anski tranzistori r6o nestabi6ni er remenom mienau karakteristike. Sre>om, oi tranzistori su eEtini za proizo8nu pa sa nima mo
20


@. PRI4ENA I NACIN U-RA#NE U ROOTI,I @.+. P%eu1at/ki 1iBiD kao aktuator neumatski mi7i>1 koji je nastao kao rezultat inter!isciplinarnog istra?ivanja u po!ručju robotskih manipulatora i biolo7kih sustava1 pre!stavlja zanimljiv izbor tipa aktuatora koji se mo?e koristiti u primjenama za regulaciju polo?aja i=ili sile manipulatora.

Slika 22. obotska 7aka sa pneuamtskim aktuatorom

metni pneumatski mi;i>i Gen76. neumatic Arti$icial &usclesH na6aze primenu u raznim po8ru5ima in8ustriske automatizacie, robotike i Eizioterapie. %i?oa narania primena bi6a e ko8 izra8e ortope8ski? poma7a6a u me8icini, 78e su zbo7 soi? zna5aki kao ;to su ma6a masa i 8imenzie, poo6an o8nos mase i si6e kou proizo8e, mekana karakte1 ristika si6e, 6ako o8ra rezu6tira e6asti5no;>u pri6ikom 7ibana robota er mana krutost sistema us6ie8 sti;6iosti zraka omo7u>ue im 8e6oane poput opru7e. prao na oakim 8ie6oima se primienuu senzori pritiska,prensteno ko8 ortope8ski? proteza kao i ko8 manipu6atora .

Slika 2. rincip ra!a senzora pritiska i pneumatskog aktuatora

2

Tema:senzori pritiska,upotreba u robotici S6ika 23 9anipu6ator s pneumatskim mi;i>ima kao aktuatorima: S?ematski 8ia7ram re7u6irano7 sistema: . Pneumatski mi;i>, 2. $otaciski potenciometar, 3. $eEerenca napona, #. Senzor pritiska, +. Proporciona6ni enti6, -. Pripremna 7rupa, . !enti6 za otaraneFzatarane 8oo8a zraka, /. )6ektroni5ko su5e6e, 4. pra6a5ki ra5unar

Se%9ori /e 1o%tiraju %a 5re pr/tiju Bake 1a%ipulatora koji %a o/%o5u ja0i%e /ti/ka od%o/%o priti/ka %a odreFe%i pred1et uti0u po5rat%o1 i%$or1acijo1 %a /i/te1 koji upra5lja koli0i%o1 priti/ka u p%eu1at/ko1 aktuatoru i %a taj %a0i% upra5lja želje%o1 koli0i%o1 /ti/ka.Se%9roi koji /e 1o*u pri1ije%iti /u taktil%i)ela/to1er ili te%9io1etri/ki /e%9ori priti/ka.

@.2. A%ali9a 5ata%ja kod I43 robota Sistem za napu?aana p6asti5ni? boca sa u7raenim etiketama u samo boci.In 9ou68 Labe6in7 GI9LH te?no6o7ia omo7u>aa etiketirane p6asti5ne amba6ai e8nu ce6inu. Pre8nosti oe te?no6o7ie su ka6itetnia etiketa o8 papirne Gkoa se 6iepiH, ka6itetnii otisak na samo etiketi Go;trie s6ike i s6oaH i etiketa e otpornia na spo6a;ne uticae Go8u, me?ani5ka o;te>enaH. Ko8 I9L te?no6o7ie etikete se posta6au u ka6up prie samo7 procesa briz7ana p6asti5ne amba6a
Slika 2!. IML robot

22

Tema:senzori pritiska,upotreba u robotici TakoFe i u o5oj te%olo*iji /e%9ori priti/ka /u pro%a/li 5eliku pri1je%u %a0i% upotrebe i u*rad%ja /u objaB%je%i u /ledeDe1 tek/tu. Ko8 primena manipu6atora za za8atke ko8 koi?

krane ta5ke zausta6ana nisu Eiksna nai6azimo na prob6em prepoznaana krani? po6oe rea7oati i 8ati 8i7ita6ni si7na6 PL&1u koi ta8a ima inEormaciu 8a e ?ata6ka 8o;6a 8o krane ta5ke.

+. U#UGNOST RAZ"OA SENZORA PRITISKA Istrae potrebno o; mno7o tru8a 8a se oa prona6azak usar;i i na8e prakti5nu primenu. (e8an o8 nae>i? prob6ema e to ;to su or7anski tranzistori r6o nestabi6ni er remenom mienau karakteristike. Sre>om, oi tranzistori su eEtini za proizo8nu pa sa nima moemo tu kone prostirke oset6ie na pritisak, i6i se8i;ta koa as upozoraau 8a ste pretera6i sa ro;ti6em. Stan8ar8ni remenski ?orizont za poau oaki? prona6azaka u prakti5no primeni e pet 7o8ina.

23


++. ZAK3UCAK "ak6e, si7na6i u e6ektrote?nici imau iznimno e6iki zna5a ma bi6o koe oni priro8e bi6i Ge6ektri5ne i6i me?ani5keH. $a8 e8no7 e6ektri5no7 i6i me?atroni5ko7 sistema nie mo7u>e zamis6iti bez r;ena 8etekcie, merena, ana6ize, upra6ana, re7u6isana i iz8aana si7na6a. Si7na6 moi 8io ener7ie tro;i se na iz6azu. Kontro6a e tre>i su;tinski e6ement sistema 78e se r;i 8etektoane, o86u5iane i aktuacia si7na6a. Si7na6i koi se takoe 5esto koriste u sistemima kao meurie8nosti su in8uktiitet, kapacitinost kon8enzatora, E6uks ma7netno7 po6a, 8eEormacia is6. Spektar si7na6 e to6iko ;irok i obiman 8a e skoro nemo7u>e nabroati se si7na6e i kombinacie si7na6a Gnee6ektri5ni? i e6ektri5ni? e6i5inaH koe se koriste u senzorima, o8nosno e6ektri5nim i me?ani5kim sistemima za postizane
2#


+2. 3ITERATURA . ?ttp:FF.cQberbu6ear.comFma7azinFzanim6iostiFi1roboti1ce1imati1oset6iu1 kozuF200+0/F 2. ?ttp:FF.ke6m.Etn.uns.ac.rsF6iteraturaFsiFp8EFSenzoriPritiska.p8E 3. 9erna te?nika 1 proE.8r. %ermina *aimoi>1zunoi>, *enica 200#. "r. 96a8en Popoi>  upotreba senzora u robotici

2+

136880356-Senzori-pritiska.doc

Recommend Documents